- 石爱国;许成;韦春婉;范朝熙;付伟;易泽邦;
纳米矿物广泛存在于岩石圈、大气圈、水圈和生物圈内，是地球系统的重要组成部分。纳米矿物的微小尺寸使其具有不同于宏观矿物的特殊结构、物理化学性质和地质行为，研究固体地球系统中各类纳米矿物的形成机制、分布特征和转变规律进而从微观角度深入理解地质过程已成为国际地学的研究热点。本文总结了地学常用的纳米矿物研究方法，介绍了纳米矿物参与下的“非传统”矿物生长、微量元素吸附和矿物相变等过程。同时本文结合实例梳理了地球系统不同地质过程中非生物相关纳米矿物的成因机制及其对地质过程的指示意义，包括发生在岩浆、热液或胶体体系中从无到有的结晶过程，先存矿物的溶解-再沉淀过程（水岩反应作用），以及先存岩石或矿物的应变破碎过程（陨石冲击、构造活动、火山活动）等，讨论了纳米矿物与成矿的关系，并对纳米地球科学未来的研究方向提出了展望。
2024年04期 v.44 457-477页 [查看摘要][在线阅读][下载 3866K] [下载次数：188 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：18 ] - 张羽佳;李溪遥;吴承泉;徐进鸿;张正伟;
在西昆仑北部地区，由于古特提斯洋汇聚作用，导致形成弧后伸展构造带以及一系列晚古生代沉积盆地。本文着重综述以下几个问题：1）位于塔里木地块南缘上的塔木-卡兰古盆地带，由于坳陷作用连续沉积了中泥盆统-上二叠统地层，其构造位置相当于远域大陆弧后环境盆地；位于西昆仑地块北缘的奥依塔格-库尔良弧后盆地带，由于裂陷作用断续地沉积了中泥盆统-上二叠统地层，其构造位置相当于弧后盆地。虽然这两个盆地带之间被铁克里克断隆带所分隔，但它们的演化过程具有同时性。2）盆地中主要有两期岩浆岩活动，一是与盆地扩张期同生的“双峰式”岩浆岩（339～291 Ma），二是与盆地闭合有关的中酸性岩浆岩（265～206 Ma）;3）在盆地演化过程中，中泥盆世-早二叠世是盆地扩张期，在局部坳陷的封闭盆地和缺氧环境下形成同生沉积矿床，主要包括海相砂岩型铜矿床、喷流沉积型铅锌矿床、沉积锰矿床以及VMS型铜矿床；中二叠世-早三叠世是盆地闭合期，由于盆-山转换作用导致沉积基底褶皱和岩浆活动，并形成了构造-热液和岩浆热液成矿作用。总之，晚古生代区域伸展构造环境受制于古特提斯汇聚作用，在这些盆地扩张到闭合的演化过程中，形成沉积型矿床、岩浆热液型矿床和构造-热液型矿床。
2024年04期 v.44 478-492页 [查看摘要][在线阅读][下载 5194K] [下载次数：55 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ] - 田朋飞;杨晓勇;袁万明;何姿霏;
内蒙古白云鄂博矿床是世界最大的稀土矿之一，其矿床内部及周边出露有大量板岩并且板岩具多种颜色（黑色、黄绿色、深绿色等），板岩的研究程度相对较低。为了厘定板岩的矿物组成，本次研究应用玻片全扫描、TIMA(TESCAN Intergrated Mineral Analyzer)全扫描、电子探针、LA-ICP-MS（激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪）对其矿物组合特征和成分特征进行分析。玻片全扫描和TIMA全扫描比对表明板岩虽颜色各异，但主要由正长石组成，正长石体积比可达86.37%；在白云鄂博矿床范围内正长石有隐晶质、单晶集合体和单晶三种赋存形态。电子探针分析表明正长石中SiO_2为59.44%～64.76%、Al_2O_3为16.89%～19.73%、K_2O为13.96%～17.90%,K_2O/Na_2O为15.86～45.71；环带结构正长石K_2O的含量较其它正长石较低，K_2O/Na_2O为15.86～20.85。LA-ICP-MS分析表明正长石中Ba含量为700.08×10~(–6)～47 606.91×10~(–6)，其它微量元素和稀土元素含量很少且差异不大。板岩整体颜色和正长石色带均具有随着Ba含量增多而颜色变深的现象，因此正长石的颜色深浅与Ba含量多少呈正相关关系。
2024年04期 v.44 493-507页 [查看摘要][在线阅读][下载 5134K] [下载次数：65 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ] - 黄启琳;吴承泉;徐进鸿;王琼;李溪遥;彭松;范云飞;卢平;靳子茹;
贵州三穗县龙湾铀矿床是近年勘查发现的大型铀矿床，矿体呈层状、似层状产于震旦-寒武系老堡组黑色岩系中。前人对该矿床开展了矿床地质和地球化学研究，但铀的赋存状态、成矿物质来源和成矿环境尚不明确。本文选取龙湾矿床南部的老棚剖面为研究对象，开展矿物学和全岩元素地球化学研究。研究结果表明铀主要以沥青铀矿和钛铀矿等的独立铀矿物形式存在于磷灰石矿物边缘、裂隙及孔洞处，部分以类质同象形式赋存于磷灰石的晶格中。全岩地球化学分析结果显示样品Y/Ho值为16.3～63.2（均值为40.3）,Zr/Hf值为33.6～79.3（均值为42.3），靠近上地壳的值；样品具有相对平坦的稀土元素配分模式，显示无-弱Eu正异常（δEu为0.27～1.19，均值为0.82）；硅质岩Ge/Si值为1.23×10~(–6)～0.15×10~(–6)（均值为0.47×10~(–6)），均接近现代海水平均值，表明龙湾铀矿床成岩成矿物质来源主要为陆源风化碎屑物质，受到海底热水作用的影响小。样品V/(V+Ni)值为0.43～0.98（均值为0.80）,Ni/Co值为1.80～58.0（均值为12.7），具有明显Ce负异常（δCe值为0.31～0.81，均值为0.60），表明龙湾铀矿床形成于还原沉积环境中。综合研究表明，在新元古代晚期-晚古生代早期，黔东地区大陆风化作用为海洋提供了铀，在还原条件下形成龙湾黑色岩系型铀矿床。
2024年04期 v.44 508-525页 [查看摘要][在线阅读][下载 4520K] [下载次数：143 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ] - 程国洋;夏银;廖立兵;王丽娟;刘昊;吕国诚;
本文针对广西某多金属矿山尾矿库渗滤液造成的地下水污染问题，以蛭石、十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）改性蛭石及赤铁矿作为PRB复合介质材料，进行了动态去除水中多污染物Cu~(2+)、Zn~(2+)、Mn~(2+)、Cr O_4~(2–)的实验，研究了三种介质材料的组装方式对多种污染物的去除行为。动态吸附实验表明，介质的不同组装方式会影响体系的p H值，及吸附柱对多污染物的去除效果。通过对反应前后矿物介质的物相、形貌等测试表征，讨论了矿物介质材料对污染物的去除机理。赤铁矿以表面吸附为主，蛭石、CTAB改性蛭石以离子交换为主，也存在表面吸附等过程。以上成果为复合矿物介质实际用于重金属污染地下水的原位修复奠定了重要基础。
2024年04期 v.44 526-538页 [查看摘要][在线阅读][下载 3483K] [下载次数：121 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 唐丽敏;覃文庆;姚华辉;杨聪仁;
湖南瑶岗仙黑钨矿采选历史悠久，近百年的开采产生了大量的废石，不仅造成了资源浪费，还存在环境风险。本文针对瑶岗仙黑钨矿采矿废石资源综合利用开展了系统研究：采用两段一闭路制砂工艺可以得到–31.5 mm+20 mm、–20 mm+10 mm、–10 mm+5 mm三个粒级的粗骨料和–5 mm+1 mm粒级的细骨料，其物理化学性能均能满足国家标准中各类砂石骨料的技术要求；对制砂过程产的–1 mm次生细泥采用强磁粗选—摇床精选联合工艺，可以得到合计品位为55.75%、回收率为58.39%的钨精矿产品。该技术基本实现了黑钨废石的资源化利用和有价金属的综合回收。
2024年04期 v.44 539-548页 [查看摘要][在线阅读][下载 1191K] [下载次数：90 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 张芸赫;邵延海;肖玮;舒浩然;
本文以云南某锌湿法冶炼厂锌浸出渣为研究对象，通过化学多元素分析、MLA、扫描电镜等测试分析方法，对该冶炼渣的化学组成、矿物成分、主要矿物的解离度特征、共生关系、粒度分布及银矿物的赋存状态等工艺矿物学性质进行了详细研究。研究结果表明，该锌浸出渣含银280 g/t，矿物组成以锌赤铁矿为主，主要金属矿物单体解离度差且粒度细小。结合原矿的性质，通过“一粗两精两扫结合中矿再选”的闭路浮选流程，获得了Ag品位6 096.26 g/t, Ag回收率75.22%的银精矿，实现了对该锌浸出渣中银矿物的有效回收。
2024年04期 v.44 549-558页 [查看摘要][在线阅读][下载 755K] [下载次数：147 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 宋紫欣;谢海云;祁磊;晋艳玲;冯梦菲;郭图悦;李建娟;刘殿文;
铁尾矿作为一种产出量大、储存量大的工业固体废物，长期堆存已对生态环境造成巨大负担。为实现资源可持续利用，进一步回收铁尾矿中有价元素铁，本文针对云南大理某以褐铁矿为主的铁尾矿，在进行化学成分分析、粒度分析等基础上，提出了悬浮磁化焙烧-磁选回收工艺。在CO浓度为30%、总气量450 ml/min、还原剂配比为CO:H_2=1:3、焙烧温度520℃、焙烧时间20 min、一段磁场强度1 600 Gs、二段磁场强度2 000 Gs的最佳试验条件下，可将该尾矿铁品位由23.50%提升至57.37%，铁回收率为59.89%，产率为30.15%，实现了该铁尾矿资源的高效利用。
2024年04期 v.44 559-569页 [查看摘要][在线阅读][下载 1410K] [下载次数：159 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 张云;叶国华;项新月;荣一阳;宋昌溆;
北方某选厂铁精矿，Fe品位为64.44%，但含钛较高，达4.18%（以TiO_2计），严重影响了其销售及经济效益。为此，本文针对该铁精矿的性质特点，对其开展了提品降钛的试验研究。首先，对铁精矿进行细磨以尽可能实现单体解离，磨矿细度确定为–0.025 mm粒级占90%；然后，采用弱磁–反浮联合流程，在最佳条件下（磁场强度1 400 Oe，改性淀粉用量1 100 g/t，石灰用量1 100 g/t，以油酸钠为捕收剂、用量50 g/t），获得了满意的技术指标，最终铁精矿Fe品位高达69.57%，回收率达89.49%,TiO_2含量大幅降低至1.48%，很好地实现了提品降钛的目的和要求。
2024年04期 v.44 570-578页 [查看摘要][在线阅读][下载 1075K] [下载次数：114 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 谭金彪;周晓文;
为了查明浙江某银矿的矿石性质，本文采用偏光显微镜、化学物相分析、扫描电镜、X射线能谱、MLA分析等手段，对矿石的矿物组成、银的赋存状态、银矿物的嵌布特征、粒度组成等进行了系统研究，并分析了影响银选矿的矿物学因素。结果表明，该矿石中银的品位为145 g/t，含银矿物主要为银黝铜矿和车轮矿，银黝铜矿呈自形、半自形粒状，以星散浸染状的形式散布在脉石中，与脉石矿物连生密切且粒度不均匀；车轮矿的分布较广，与黄铁矿及方解石共生密切，矿物嵌布粒度细，是导致其选矿指标难以提高的主要因素。选矿闭路试验获得了含银1 461.00 g/t、银回收率为58.74%的选别指标，进一步验证了矿石性质研究结果。
2024年04期 v.44 579-588页 [查看摘要][在线阅读][下载 1147K] [下载次数：82 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 王维富;代群威;沈瑞;何靓雯;赵玉连;陈兴长;利勇;
石灰岩矿物的自然风化侵蚀是一个普遍存在的问题，尤其是以土壤霉菌为代表的生物风化在矿物结构及性质的改变、土壤营养环境的调节等方面发挥了重要的作用。为揭示土壤常驻霉菌对石灰岩矿物的风化侵蚀作用机理，本研究通过研究黑曲霉菌的生长特性、代谢产物和黑曲霉菌作用下石灰岩中Ca~(2+)的释放行为，以及对比分析草酸作用下石灰岩的溶蚀行为，探究黑曲霉菌对石灰岩的风化侵蚀作用机制。结果表明，黑曲霉菌具有较高的产酸能力，产生的有机酸主要有草酸、苹果酸、柠檬酸、乙酸和琥珀酸，这些有机酸可使培养基pH可降至2.5附近；碱性环境对黑曲霉菌的生长具有一定的促进作用。在同等条件下，草酸对石灰岩的作用效果远低于黑曲霉菌。黑曲霉菌对石灰岩的风化侵蚀主要包括两个途径：分泌酸性代谢产物溶解石灰岩和菌丝对石灰岩颗粒的包裹钻孔形成机械破坏。研究结果可为自然环境下微生物参与岩溶过程以及石漠化的生物调控治理提供理论基础。
2024年04期 v.44 589-597页 [查看摘要][在线阅读][下载 1367K] [下载次数：81 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 朱丹;白明;童铄云;杜登峰;李献龙;刘爽;
黏土岩是稀土元素的主要赋存岩石之一，具有非常大的资源潜力。目前，由于其稀土元素赋存状态不明确，黏土岩稀土矿产开发利用受限。本文选取河北武安市暴庄地区富稀土黏土岩，利用岩矿鉴定、矿物自动定量系统（AMICS）、X射线衍射仪（XRD）等方法对矿石的岩石学特征进行分析，同步利用激光剥蚀-等离子质谱（LA-ICP-MS）微区原位分析、高岭石黏粒提取、化学分步提取、飞行时间二次离子质谱仪（TOF-SIMS）及密度函数理论（DFT）计算等技术手段，从矿物学、地球化学及结构学等多尺度多角度对样品中的稀土元素赋存状态进行科学研究。结果表明，该地区黏土岩的主要组成矿物为高岭石（88.19%），盐类浸出试验结果表明离子型稀土仅占2.67%，而稀土独立矿物仅含0.04%的褐帘石，证明稀土元素以离子态及独立矿物型存在的占比较少，而稀土元素与高岭石之间的强相关性可以推测多数稀土元素或以超微细粒稀土矿物形式夹杂于高岭石颗粒之间，或以类质同象替代存在于高岭石晶格内。
2024年04期 v.44 598-606页 [查看摘要][在线阅读][下载 1963K] [下载次数：111 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] 下载本期数据