矿物学报

Acta Minalogica Sinica

  • 富稀土深海沉积物中稀土元素载体矿物的研究进展与展望

    樊文枭;周军明;张欢;刘冬;袁鹏;

    广泛分布于太平洋与印度洋的深海富稀土沉积物是一种重要的稀土资源,其储量远超陆地稀土资源的储量,并具有富含中-重稀土元素、易于浸出等优点。已有研究表明,稀土元素的含量、赋存状态和成矿机制与载体矿物的类型、结构和性质之间的关系密切,且载体矿物本身是未来勘探开采深海稀土资源和进行稀土选冶的直接对象。本文回顾了深海富稀土沉积物中的主要载体矿物类型及其稀土元素赋存机制等方面的研究结果,并展望了未来富稀土沉积物中载体矿物的研究方向。太平洋和印度洋深海沉积物中最主要的载体矿物包括磷灰石、铁锰(氢)氧化物、粘(黏)土矿物以及钙十字沸石。稀土元素以耦合替代的形式进入磷灰石结构中,在铁锰结核中,稀土元素主要通过表面络合吸附的形式赋存,而有关钙十字沸石与粘土矿物对稀土元素的富集作用仍有待通过深入的微区矿物学分析厘清。未来相关研究的重点应是海洋沉积物中稀土元素载体矿物的定量分析,以及稀土元素载体矿物溶解-重结晶过程对稀土元素富集迁移的影响等。

    2023年02期 v.43 145-156页 [查看摘要][在线阅读][下载 1445K]
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  • 磷酸钙包覆氧化铁黄制备与混合颜料耐热补色研究

    潘国祥;蒋黎豪;周梦榆;樊鑫宇;徐敏虹;李金花;郑金来;

    氧化铁黄颜料耐热性较差,因此限制了其在塑料加工和卷材涂料中的应用。本文以氧化铁黄为前驱体,采用磷酸钙液相沉淀包覆氧化铁黄提高其耐热性能。通过改变反应时间、反应温度等因素,确定了最佳包覆反应条件。通过粉末X射线衍射(XRD)、热重-差热分析(TG-DTA)、红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电镜(TEM)等手段对合成的包覆颜料进行微结构表征。结果表明,在氧化铁黄表面包覆1层磷酸钙无机膜,包覆层呈无定形态;最佳反应条件为:反应温度为50℃,搅拌时间为5h。磷酸钙包覆型氧化铁黄颜料与磷酸铁混合后,通过磷酸铁受热补黄机制,根据加热理论色差公式推导得到,得到最佳的磷酸铁混合比例,可有效地改善包覆型氧化铁黄颜料的耐热性。

    2023年02期 v.43 157-163页 [查看摘要][在线阅读][下载 807K]
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  • 四川某稀土矿尾矿中回收萤石的试验研究

    冷玲倻;张鹏飞;

    四川某稀土尾矿中CaF2品位为24.67%,属于中低品位伴生萤石矿资源,具有一定的经济回收价值。根据该尾矿中主要脉石矿物组成及嵌布特性,经选矿试验研究,获取最佳萤石回收工艺流程。结果表明,在一段磨矿细度-0.074mm占60.16%条件下,采用调整剂碳酸钠、抑制剂酸化水玻璃、捕收剂OZ,经“1次粗选、2次粗精选、1次扫选”的试验流程得到萤石粗精矿;萤石粗精矿在二段磨矿细度-0.074 mm占79.26%条件下,采用抑制剂WS,捕收剂油酸,经“1次精粗选、7次精选、2次扫选”的闭路试验流程,最终获得含CaF2含量97.43%、回收率50.72%的萤石精矿1,CaF2含量93.25%、回收率25.97%的萤石精矿2,萤石总回收率76.69%,实现了对该稀土矿尾矿中萤石的回收。

    2023年02期 v.43 164-172页 [查看摘要][在线阅读][下载 833K]
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  • 湘西黔东寒武纪重晶石矿成矿规律与成矿模式

    杨瑞东;李鑫正;莫洪成;周登峰;孙百川;高军波;陈军;

    贵州天柱-湖南贡溪一带沉积了世界级重晶石矿床,初步探明资源量2.4亿吨。通过野外调查,寒武纪重晶石矿床具有热水沉积特征,如喷流角砾、泉华结构等。此外,在重晶石矿中发现大量的菌藻类化石,类似海底喷口生物群。含矿岩系元素地球化学分析也显示重晶石矿属于热水沉积成因,上述特征支持重晶石属于海底喷流沉积成矿。分析了该区域重晶石矿矿层展布,认为可能存在2个断陷盆地,同生断裂控制矿体展布。基于基底地层富含Ba、S元素特征,认为在岩浆热液作用下,基底地层中Ba、S元素被萃取出来,并沿着同生断裂喷流而出形成重晶石矿,建立了天柱-贡溪一带寒武系重晶石矿成矿模式。

    2023年02期 v.43 173-184页 [查看摘要][在线阅读][下载 2058K]
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  • 广西宜州石炭纪龙头锰矿床锶同位素组成与地质意义

    周许梅;高军波;杨瑞东;陈军;徐海;薛忠喜;杨贵园;

    广西宜州是石炭纪沉积型锰矿较为发育的地区。本文以区内具有代表性的龙头锰矿床作为研究对象,系统开展了锶同位素组成研究。锰矿石87Sr/86Sr比值为0.708172~0.708213,平均0.708200,围岩87Sr/86Sr比值为0.708181~0.708248,平均0.708214,反映锰矿成矿物质可能具有多元混合的特征。结合岩相学研究,认为海底热液活动和陆源风化作用共同控制锰矿成矿。龙头锰矿床从Ⅰ矿层到Ⅳ矿层的矿石和围岩87Sr/86Sr比值呈现逐渐降低的趋势,认为可能与古大陆风化作用及对锰矿有重要控制作用的龙头式台沟阶段演化有关。

    2023年02期 v.43 185-190页 [查看摘要][在线阅读][下载 882K]
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  • 低品位碳酸锰矿工艺矿物学研究

    朴海善;杨勇;唐云;朱子正;吴德宝;邓政斌;

    采用XRF、XRD、AMICS、EPMA等多种测试手段,对贵州某地锰矿矿石进行了系统的工艺矿物学研究,包括化学成分分析、矿物组成及含量分析、主要元素的赋存状态研究、主要矿物的嵌布特征和嵌布粒度研究。矿物含量研究在XRD和AMICS半定量分析基础上,通过使用XRF和EPMA校正数据,提高数据的准确性。研究表明,该矿石为低品位中高铁高磷酸性锰矿石,矿石中有用矿物为钙菱锰矿,主要脉石矿物为锰白云石、锰菱铁矿、伊利石、石英、钠长石、黄铁矿及磷灰石。代表性样品w(Mn O)为18.74%,其主要赋存于钙菱锰矿中。钙菱锰矿的百分含量为38.71%,95.00%的Mn赋存其中。钙菱锰矿嵌布粒度主要集中在37.50~178.38μm区间,而脉石矿物的嵌布粒度主要集中在0.83~37.50μm区间。

    2023年02期 v.43 191-200页 [查看摘要][在线阅读][下载 1500K]
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  • 皖东蚌埠—五河地区重晶石石英脉中金红石特征与成因

    陶克勤;闫峻;李超;刘丹阳;徐琳玉;

    皖东蚌埠—五河地区位于华北克拉通东南缘,区内主要出露古老结晶基底五河杂岩。小红山重晶石石英脉呈近顺层状产出于五河杂岩地层内,脉中组成矿物以石英和重晶石为主,另有厘米级长柱状金红石以及少量的金属硫化物和黑云母,重晶石石英脉的上下围岩均发生不同程度的热液蚀变。显微镜下,金红石内部发育环带结构和核边结构,是脉体中早期晶出的矿物,可分为2种类型:黑色金红石和褐色金红石,其中前者为早阶段形成。金红石进行的EMPA和LA-ICP-MS分析测试结果显示,金红石W含量较低,且具有显著高的Nb/Ta、Zr/Hf比值,指示其变质流体成因。其高Nb低Cr、低Mg、Al、Si的特点,表现出壳源长英质(泥质)金红石的特点。金红石Zr温度t=(504.18±79.60)℃,位于角闪岩相变质区间,黑色金红石的形成温度较红褐色金红石更高。(Fe+Cr+V)含量与(Nb+Ta+W)含量的关系说明金红石中的V为V~(4+),元素置换方式在黑色金红石中为Fe~(2+)+2R~(5+)→3Ti~(4+),而在红褐色金红石中为Fe~(3+)+R~(5+)→2Ti~(4+),说明金红石结晶阶段热液沿着温度降低和氧逸度升高的方向在演化。极高的Nb/Ta和Zr/Hf比,Nb/Ta-Ta的强烈负相关和Zr/Hf-Hf的弱负相关,说明金红石重晶石石英脉为变质热液成因。

    2023年02期 v.43 201-214页 [查看摘要][在线阅读][下载 1760K]
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  • 岩浆演化对邯邢式铁矿成矿的制约:来自角闪石化学成分的证据

    唐玉莹;张聚全;范琳琳;秦超;金雅楠;白富生;

    通过对比冀南邯邢地区矿山岩体和固镇岩体中角闪石的成分差异和形成的物理化学条件差异,讨论岩浆演化对邯邢式铁矿形成的制约。电子探针分析结果显示,强成矿的矿山岩体中角闪石主要为阳起石和镁角闪石,弱成矿岩体固镇岩体中角闪石主要为镁绿钙闪石、镁角闪石和阳起石,前者角闪石成分相对贫Fe、富Mg、Mn以及F和Cl等挥发分。角闪石矿物温压计计算结果显示:矿山岩体中的角闪石主要为岩浆侵位到浅部以后结晶,形成的温度和压力较低,氧逸度较高,未经历明显的结晶分异作用;固镇岩体中角闪石经历了深部岩浆房的结晶分异过程,而后侵位到浅部,大多形成于深部岩浆房,形成温度高、压力大。两者中角闪石成分特征与结晶时物理化学条件的明显差异表明,含有高挥发分F、Cl的岩浆有利于邯邢式铁矿的形成,角闪石在岩浆房深部的结晶分异过程导致硅酸盐体系中铁被过多和过早的消耗,不利于矽卡岩型铁矿的形成。

    2023年02期 v.43 215-224页 [查看摘要][在线阅读][下载 1320K]
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  • 广东河台金矿方解石地球化学特征与地质意义

    张胜印;焦骞骞;许德如;李康;戴家润;

    广东河台金矿田位于钦州湾—杭州湾(钦—杭)结合带南段的云开地区,是华南地区规模最大的金产地之一。矿区内已发现的金矿床都产于韧性剪切带中,被认为是典型的剪切带型金矿。方解石是河台金矿常见的脉石矿物之一,矿相学观察发现矿石中矿物具有明显的分带特征,硫化物向外依次为方解石、绢云母和石英。为了阐明成矿热液的来源及演化过程,本文对河台金矿田2类方解石(矿石中方解石和成矿后节理裂隙中方解石)和围岩糜棱岩进行了微量元素和Sr-Nd同位素分析。结果显示,方解石相对于PAAS的REE配分曲线都呈明显的左倾特征,而糜棱岩则呈右倾,暗示流体并非来自围岩。矿石中的方解石∑LREE/∑HREE>1,具有明显的Eu正异常(δEu _(SN)为1.32~1.88),Y/Ho值为32.08~40.33,(~(87)Sr/~(86)Sr)_i初始比值为0.72593~0.73293,ε_(Nd)(t)为-14.90~-12.40,具有中-古元古代变质基底特征。因此,推测成矿流体主要为燕山期重熔型花岗岩浆流体(伍村岩体)且明显混入浅表部大气降水,而与围岩之间的水-岩反应相对有限。随着深度增加,矿石中方解石δEu _(SN)及REE含量均明显增高,即深度越大成矿环境越偏还原;而后期无矿节理裂隙中方解石具明显的δEu _(SN)负异常(0.53和0.58),且Sr、Ba、Y和Yb含量明显高于矿石中的方解石,可能是在相对开放的氧化环境下结晶形成的。

    2023年02期 v.43 225-239页 [查看摘要][在线阅读][下载 2108K]
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  • 河南信阳上天梯凝灰岩工艺矿物学研究

    刘意;严春杰;杨光明;周凤;仇秀梅;叶光雨;王洪权;周森;朱小燕;

    凝灰岩是一种尚未充分开发利用的非金属矿产资源。为科学评价和开发利用上天梯凝灰岩资源,通过光学显微镜观察分析、化学成分分析、X衍射物相分析、形貌分析、矿物自动分析仪分析及白度测试分析等技术,开展了工艺矿物学特征研究。研究显示,凝灰岩主要由钾长石及石英等矿物组成,钾长石颗粒50%以上粒径在100~200μm范围内。凝灰岩化学成分具有高硅铝、富钾(w(K_2O)高达7.3%~8.2%)、低铁(w(TFe)0.13%~0.55%)和高白度(煅烧白度达83~84)等特征。钾长石含量高,是凝灰岩中钾的主要赋存矿物。上天梯凝灰岩可作为制备陶瓷的重要原料,也是我国研发可溶性钾盐和各类农用钾肥的重要新型工业岩石。

    2023年02期 v.43 240-246页 [查看摘要][在线阅读][下载 1809K]
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  • 天然乳白水晶的微组构特征及其对呈色的影响

    王哲皓;汪灵;殷彦彬;杨启瑞;

    为了给乳白水晶的评价与改性以及其他工业类型石英乳白色的产生原因研究提供科学依据,采用ICP-OES、SEM、偏光显微镜和体视镜等现代分析测试技术,对比研究了乳白水晶和无色透明水晶的化学成分、气液包裹体、显微结构以及热处理等特征,分析探讨了它们对乳白水晶呈色的影响。结果表明,乳白水晶呈色的影响因素主要有:1)乳白水晶中存在大量的气液包裹体,其各种成分与石英晶体之间的折射率存在较大差值,在自然光下产生乳浊效应,使石英晶体变白;2)乳白水晶中分布有较多长0.1~1mm、宽<50μm的微裂纹和长1mm~4cm、宽1~4mm的微裂隙,微裂纹和微裂隙的气-固界面反射等作用可使乳白水晶呈色。w(SiO_2)≥99.91325%,或Al、B、Li、Na、K、Ca、Mg、Ti、Fe、Mn、Cu、Cr、Ni等13种痕量杂质元素总量≤867.5×10~(-6)时,它们对乳白水晶的呈色基本上没有影响。加热温度<500℃,气液包裹体、微裂纹和微裂隙等致色因素并不会消除,因此在此温度条件下对乳白水晶的颜色变化几乎没有影响。

    2023年02期 v.43 247-254页 [查看摘要][在线阅读][下载 955K]
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  • 陨石的放射性比活度及其成因分析

    芦思洁;陈宏毅;谢兰芳;高旭凯;张晋瑜;许成;

    近几年国际陨石市场发展迅速,陨石类饰品以不可替代的独特优势备受公众瞩目,多数消费者普遍存在陨石辐射危害人体健康的误解和疑虑。本文通过针对性测试可作为饰品原材料的铁陨石、橄榄陨铁、普通球粒陨石和玻璃陨石的块体样品,以及普通球粒陨石粉末样品的放射性元素(~(226)Ra、~(232)Th和~(40)K)比活度,获得这些样品的放射性比活度数据。结果表明,所检测陨石样品的放射性比活度和内外照辐射指数(I_(Ra)和I_γ)均低于人体皮肤放射性安全标准,同时低于和田玉和祖母绿等传统宝玉石;而玻璃陨石的放射性比活度略高于作为对比的宝玉石,但低于人体安全标准。通过对所检测样品的矿物组合和化学组成等指标对比分析,认为陨石中具有高浓度放射性元素的矿物含量极低,宇宙射线不能导致陨石放射性增加,玻璃陨石相对较高的放射性比活度主要由源区岩石中残留含高放射性元素矿物引起。

    2023年02期 v.43 255-262页 [查看摘要][在线阅读][下载 787K]
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  • 贵州西南部陇要钙碱性煌斑岩磷超常富集与成因初探

    刘纬鹏;张嘉玮;季国松;叶太平;邱远;朱昱桦;王坤;李永刚;

    幔源岩浆岩是地球各圈层之间无机磷循环研究的重要对象之一。尽管已有多项研究对地球深部的磷含量进行了探讨,但对特定富磷岩浆岩的成因研究仍有待深入。本研究于贵州省西南部识别出一类钙碱性煌斑岩,该煌斑岩w(P2O5)介于3.16%~4.74%,平均4.01%,载磷矿物主要为自形-半自形磷灰石,通过与全球不同类型煌斑岩w(P2O5)对比,发现如此超常富磷的钙碱性煌斑岩在全球罕见。结合全球富磷超基性岩成因认识与陇要岩体矿物学和地球化学特征,对陇要岩体富磷的可能机制进行了初步探讨,提出富磷煌斑岩的成因除了可能受到地幔源区富磷控制之外,地幔低程度部分熔融、岩浆分离结晶作用、富Ti-P熔体的熔离作用、富磷地质体混染也可能影响煌斑岩磷的超常富集。

    2023年02期 v.43 263-272页 [查看摘要][在线阅读][下载 2886K]
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