四川呷村多金属矿床成因矿物学研究

呷村矿床是典型的“黑矿型”含金、稀土富银多金属矿床.笔者对黄铁矿、闪锌矿、方铝矿、黝铜矿等主要矿物的物理性质、光学性质和化学成分作了系统研究.研究表明:①矿石的矿物种类繁多,含稀土的矿物具有特殊意义;②黄铁矿的结构为探讨该矿床的成矿环境和矿床成因提供了重要信息;③矿物性质的变化主要与微量元素含量和成矿物理化学条件有关;④矿物微量元素含量在矿区空间变化的规律对找矿与勘探具有指导意义;⑤方铅矿不是载Ag矿物.黄铁矿Co、Ni含量并不高,Co/Ni<1,这些是本矿床的独特之处.     

Metal affinities in single and multiple ion adsorption reaction at sulfide mineral surfaces

Sulfide minerals are found in porous media in both aerobic and anaerobic environments, they should have a high affinities for certain metals. The relative binding affinities and reaction processes for 10 metal/metalloid ions reacting with four sulfide mineral surfaces has been defined.The order of reactivity is chalcocite > pyrite > galena >> sphalerite. For any particular metal and mineral, the greater reactivity occurs in the single-ion metal system except Ag(I) on pyrite and Cu(II) on galena.Both precipitation and adsorption reaction can decrease metal ion mobility on porous media, the order of metal mobility in the presence of the four sulfide minerals is predicted to be: Zn(II), Cd(II) and Ni(II) - mobile; Cu(II), Pb(II), Fe(III), As(III) and Cr(III) - variable mobility and Ag(I) - immobile.MINTEQA1 predictions on metal phase distribution / partitioning compared quite well with those observed experimentally. Solubility product considerations, intrinsic acidity constant of the mineral, EH, pH and th     

Adsorption and desorption of lanthanum at sulfide mineral surface

Batch adsorption experiment with four sulfide minerals - Chalcocite galena, pyrite and sphalerite - were used to study for the adsorption and desorp-tion behavior of La (III) in the presence of EDTA, a model humic matter. Linear adsorption was found in all cases.The presence of soluble organic complexing ligand should reduce the mobility of La (III) in porous media and its transport to groundwater in the percolating soil solution. Binding mechanism is proposed to account for this preferential binding behavior.     

扬子型铜矿床矿物稀土元素地球化学

本文较系统研究了扬子型铜矿床中有代表性的菱铁矿、胶黄铁矿、黄铁矿、磁黄铁矿、磁铁矿、黄铜矿及部分脉石矿物的稀土元素组成及特征，总结了展状矿石中和矽卡岩矿石中矿物稀土元素组成的特点及二者之间存在的明显差别，从一个方面探索扬子型铜矿床的成因。     

金属矿山环境污染及整治对策

金属矿床开采 ,一方面是开发利用自然资源 ,另一方面由于对土水生态环境释放重金属和酸性废水而破坏自然环境。金属矿山环境污染源于金属硫化物特别是黄铁矿、磁黄铁矿的氧化分解。金属硫化物的氧化释放出重金属离子和SO4 2 -,黄铁矿、磁黄铁矿的氧化还释放出Fe2 +、Fe3+和H+,铁 (Fe2 +、Fe3+)的存在和pH值的降低大大加速金属硫化物的分解和重金属元素的沉淀。铁氧化细菌的活动可以提高或催化氧化反应的速度 ,加速重金属的水解和沉淀。铁作为普遍存在的元素 ,其地球化学行为影响着金属硫化物氧化的程度和速度 ;铁作为主要的次生沉淀矿物 ,其承载矿物主导其它重金属元素的沉淀。本文介绍了碱性物质中和、湿地处理系统、覆盖隔离技术等一系列已成功地运用于金属矿山环境污染整治的实用方法 ,并对一些前沿整治技术作了简要介绍     

矿业废弃地重金属形态分布特征与迁移转化影响机制分析

为探究矿业废弃地重金属形态分布特征和迁移转化的影响机制,在广东大宝山矿区矿业废弃地采集土壤和尾砂样品,分析重金属形态特征;采用Pb稳定同位素分析进行矿区污染源解析,并结合矿区典型矿物的X射线衍射分析(XRD)、透射电镜-能谱分析(TEM-EDS)和拉曼分析,以及室内模拟浸出实验,阐明矿区重金属迁移转化的特征和影响因素.结果表明,矿区土壤和沉积物样品中Cd、 Pb和As的赋存形态以残渣态为主,占总量的比例范围为85%～95%;其次为铁锰氧化物结合态(1%～15%).矿区土壤和尾砂中的主要矿物类型为黄铁矿(FeS₂)、黄铜矿(CuFeS₂)和金属氧化物,同时也存在少量的闪锌矿(ZnS)和方铅矿(PbS).酸性条件(pH=3.0)有利于Cd和Pb从土壤、尾砂和矿物(黄铁矿和黄铜矿)中释放迁移,并从残渣态向非残渣态转化.铅同位素分析显示土壤和尾砂中的重金属(Pb)主要来自采矿区金属矿物的释放,矿区柴油的贡献率在30%以内.多元统计分析表明矿区土壤和尾砂重金属主要来源于3种类型的矿物污染源,即黄铁矿、黄铜矿和闪锌矿+金属氧化物,其中Cd、 As和Pb主...     

Flow and geochemical modeling of drainage from Tomitaka mine, Miyazaki, Japan

The chemistry and flow of water in the abandoned Tomitaka mine of Miyazaki, western Japan were investigated. This mine is located in a non-ferrous metal deposit and acid mine drainage issues from it. The study was undertaken to estimate the quantities of mine drainage that needs to be treated in order to avoid acidification of local rivers, taking into account seasonal variations in rainfall. Numerical models aimed to reproduce observed water levels and fluxes and chemical variations of groundwater and mine drainage. Rock–water interactions that may explain the observed variations in water chemistry are proposed. The results show that: (1) rain water infiltrates into the deeper bedrock through a highly permeable zone formed largely by stopes that are partially filled with spoil from excavations (ore minerals and host rocks); (2) the water becomes acidic (pH from 3 to 4) as dissolved oxygen oxidizes pyrite; (3) along the flow path through the rocks, the redox potential of the water becomes reducing, such that pyrite becomes stable and pH of the mine drainage becomes neutral; and (4) upon leaving the mine, the drainage becomes acidic again due to oxidation of pyrite in the rocks. The present numerical model with considering of the geochemical characteristics can simulate the main variations in groundwater flow and water levels in and around the Tomitaka mine, and apply to the future treatment of the mine drainage.     

川西石棉地区含金剪切带的地球化学标志及矿物组合

在扬子地台西缘的石棉地区 ,含金剪切带发育 ,并表现出明显的垂直分带特征 :由下而上依次为基底次级含金韧性剪切带→基底与盖层之间的含金滑脱韧性剪切带→盖层次级含金韧 -脆性剪切带 ,而各剪切带的特征各异 :地球化学标志 (由下而上 ;下同 )Pb、Zn→Te、As→Sb、As、S ;主要成矿元素Au、Pb(Zn)→Au→Au、Ag、Cu ;矿石中最常见矿物黄铁矿→黄铁矿→黝铜矿和黄铁矿。     

广西凭祥地区金矿床地质地球化学特征研究

凭祥地区金矿床受断层构造与酸性火山岩的双重控制。围岩蚀变为黄铁矿化、绢云母化、硅化等。矿床的形成经历了两个成矿期 :热液成矿期与表生氧化期。热液成矿期金由热液迁移至围岩 ,被黄铁矿与毒砂吸附。表生氧化期黄铁矿与毒砂氧化形成氧化铁矿物 ,金被吸附到氧化铁矿物之上得到富集。对矿化岩石与围岩的微量元素与稀土元素分析结果表明 ,本区金矿以Au As Sb Hg组合为特征 ,As是金的找矿指示元素。根据金矿床的矿物组合与微量元素特征以及矿床地质条件推测 ,本区金矿床属低温热液矿床 ,形成时代为燕山期。     

常见金属硫化物电化学反应环境效应及其影响因素分析

金属硫化物矿物作为重要的金属矿产资源之一,在自然界广泛分布并易氧化(电化学反应)引起重金属离子和酸性矿山废水污染的环境效应。本文以黄铁矿和黄铜矿为例全面分析了金属硫化物矿物环境效应产生机制,以及影响金属硫化物矿物电化学反应的各种因素,指出了当前研究存在的不足。这对金属硫化物矿区环境污染的源头控制与修复具有重要的指导意义。     

凡口铅锌矿床地球化学特征及成矿作用分析

凡口铅锌矿床是发育于碳酸盐岩建造中的海底热泉喷溢沉积矿床,以“一大二富三集中”的特点和典型的地质地球化学特征吸引着中外矿床地质工作者。常量元素和矿化元素的分布、矿物包裹体特征、稀土元素组成和硫同位素组成反映出该矿床与外生作用有关。铅同位素组成具有壳源和下地壳来源铅的特征,矿物包裹体水氢、氧同位素组成表明,成矿溶液可能与深层建造水有关,后期与大气降水有关。矿区主要矿层经历海底热泉喷溢沉积-成岩的演化。     

煤中微尺度重金属赋存特征

煤矿开采导致的重金属环境污染是全球面临的重要生态环境难题。煤作为重金属的源,由表面性质和微观结构各异的微域构成,控制了重金属的分布、形态转化和生物有效性。但在环境意义尺度上探究微尺度重金属在非均相煤微域中的赋存形态仍有很多不明之处。因此,本文以贵州省兴仁县交乐高砷煤为研究对象,综合运用电子微探针分析仪（EPMA）、扫描电子显微镜-X射线能谱（SEM-EDS）、X射线荧光光谱（XRF）和X射线衍射（XRD）等高精度、微纳米级空间分辨率技术,阐明重金属在非均相煤微域中的浓度分布规律及形态赋存特征。结果表明：煤的矿物成分复杂,主要矿物为石英、绿泥石、高岭石、锐钛矿和黄铁矿。结合XRF的结果（Si,Al,S,Fe,K和Ti为主量元素）,煤中的Si主要来源于石英和伊利石;Al和K主要赋存于伊利石;S和Fe来源于黄铁矿;Ti来源于锐钛矿。有趣的是,假设全部的Fe来源于黄铁矿,那么煤的S/Fe摩尔比为4,大于2（黄铁矿的化学计量比,FeS₂）。这表明煤中约一半的S来源于其他矿物质或有机物质。为了阐明煤中S的其他来源,通过SEM-EDS分析发现含S的有机质赋存于煤中,支持了上述XRF和XRD的分析结果。EPMA结果表明煤中的另一个关键元素As,主要赋存于黄铁矿中。     

次生石英岩型非金属矿床蚀变建造的矿物学研究

本文总结了火山成因的次生石英岩型非金属矿床中蚀变矿物的共生组合类型及在空间上的分带,主要蚀变矿物的矿物学特征(包括标型特征)及其形成与转变;指出这些特征和转变在不同方面指示成矿原岩性质,矿床形成温度,成矿溶液物化条件的变化过程。     

长江中下游铁帽金矿床的物质组份及金的赋存状态

长江中下游铁帽金矿矿石分为四种类型:蜂窝状矿石、松散土状矿石、胶状矿石及块状矿石.前三者金含量较高.主要载金矿物为针铁矿、水针铁矿、赤铁矿、水赤铁矿、铜的次生矿物(铜蓝、蓝铜矿、辉铜矿、孔雀石)、石英以及残留的原生硫化物等.表生金、银矿物以然自金、银金矿为主,多呈显微金,个别为细粒、中粒金.粒度从原生矿石带→次生金富集带下部→次生金富集带上部有增大的趋势.表生金的成色为828-982,一般为921.大大高于原生带中的金,金、银的赋存状态以吸附状态及以独立的金、银矿物两种形式存在.自然金一般呈包体金、粒间金、裂隙金等形式嵌布于载体矿物中.     

氧化亚铁硫杆菌密度与营养供给对硫铁矿生物氧化的影响

探究硫铁矿生物氧化过程的影响因素有利于揭示酸性矿山废水形成规律.本研究采用摇瓶试验,探究了氧化亚铁硫杆菌Acidithiobacillus ferrooxidans LX5(A.ferrooxidans LX5)密度对硫铁矿生物氧化的影响.同时,在菌密度为1.40×107cells·m L-1的环境中,研究了微生物营养(无铁改进型9K液体培养基)供给对硫铁矿生物氧化的影响.结果表明,A.ferrooxidans LX5及其营养成分的引入显著加速了硫铁矿生物氧化体系H+的释放,0.70×107~2.10×107cells·m L-1A.ferrooxidans LX5的引入,可使得H+释放量较无菌对照提高1.51~3.31倍.半量浓度和全量浓度无铁改进型9K液体培养基的加入,可使菌密度为1.40×107cells·m L-1硫铁矿氧化体系的H+释放量提高3.24与2.75倍.相对于A.ferrooxidans LX5密度为0.70×107cells·m L-1的体系,1.40×107cells·m L-1或2.10×107cells·m L-1A.ferrooxidans LX5的引入明显提高硫铁矿氧化体系总Fe离子与SO2-4的释放效率,且71.9%~88.3%的总Fe离子主要以Fe2+存在.微生物营养供给使得总Fe离子与SO2-4的释放效率加速显著,而总Fe离子几乎全部以Fe3+存在.当菌密度大于1.40×107cells·m L-1时,体系生物氧化后所得硫铁矿表面存在明显的侵蚀坑.相对于半量浓度改进型9K培养基养分供给,全量改进型9K液体培养基的引入由于体系次生铁矿物覆盖硫铁矿明显而抑制了总Fe离子与SO2-4的释放.硫铁矿氧化所得酸性废水经Ca O中和至pH约为7.00,总Fe近乎全部去除,而SO2-4去除率相对较低(26.7%~73.9%).本研究所得结果对明晰酸性矿山废水形成规律具有一定的指导意义.     

江西武山铜矿稀土元素特征

武山铜矿是由两件类型的铜矿体组成,即产于上石炭统黄龙组底部的碎屑岩与碳酸盐岩之间的层状含铜黄铁矿矿体和产于花岗闪长班岩内外接触带的矽卡岩型铜矿体。稀土元素组成特征研究结果表明,上述两种类型矿体的矿石和矿石矿物在稀土元素组成持征上具有明显区别．这为探讨武山铜矿的成因提供了一个方面的信息。     

卡林型金矿床的特征和成因

卡林型金矿床主要分布在北美大盆地地区科迪勒拉造山带、科罗拉多地台和我国扬子地块西南缘的板内古生代 -中生代沉降带和西北缘古生代 -中生代冒地槽。具有分布局限、成矿集中的特点 ,形成许多超大型矿床。金矿床成矿域发育一套大面积分布的巨厚的古 -中生代冒地槽建造 ,同成矿期的岩浆活动和构造活动强烈 ,有利于形成各种地热体系和流体活动。金矿床往往形成成矿带 ,单个金矿床的规模大小不一 ,矿化受构造、围岩和深部流体控制 ,围岩一般具有还原性质。围岩蚀变为去碳酸盐化、硅化、泥化、硫化物化和重晶石化等。金与砷黄铁矿、黄铁矿及毒砂紧密相关 ,以次显微金的形式存在。其他矿物为雄黄、雌黄、重晶石、辉锑矿、石英、方解石、含铊矿物以及表生矿物明矾石和黄钾铁矾等。成矿流体中水为大气降水 ,碳、硫主要来源于矿床围岩和以下岩石 ,少量可能来源于深部。矿床形成于浅 -中等深度。提出了大气降水热液、岩浆热液、变质热液和卤水成矿等卡林型金矿床形成模式 ,大气降水成因模式能较好解释金矿床的地质地球化学特征。     

苏北闵桥含油玄武岩中粘土矿物的组合特征及其应用

苏北闵桥地区含油玄武岩的主要次生蚀变粘土矿物为：皂石，绿泥石，蒙脱石，伊利石，伊利石／蒙脱石混层，高岭石，方沸石等，不同类型的玄武岩中粘土矿物组合不同，最具特征的组合为：致密玄武岩－皂石（为主）＋其它矿物；淬碎玄武岩－蒙脱石（为主）＋伊利石＋伊利石／蒙脱石混层＋高岭石，碎裂玄武岩－皂石（为主）＋绿泥石＋方沸石，蚀变玄武岩中，随着蚀变作用由弱到强，这些粘土矿物可以分成四个带，皂石带－绿泥石带－蒙脱石带－高岭石带，这种分带性与夏威夷玄武岩中热液成因的粘土矿物的分布性具有可比性，在一个玄武岩岩流单元不同部位，特征粘土矿物为：底部－蒙脱石；中倍位－皂石，顶部位－伊利石＋伊利石／蒙脱石混层，风化带特征粘土矿物为蒙脱石，少量高岭石，本文还对利用粘土矿物组合特征在玄武岩含油性，古地理及古环境等方面的应用进行了探讨。     

硫磺/硫铁矿自养反硝化系统脱氮性能

基于硫自养反硝化作用,寻求一种经济、快速、高效地污水脱氮工艺,采用硫磺/硫铁矿组合进行自养反硝化脱氮试验,以低C/N市政污水为处理对象,分别考察温度,硫磺与硫铁矿体积比和HRT等理化因素对反应器脱氮性能的影响.结果表明,在进水TN质量浓度约40 mg·L^-1条件下,1号反应器最佳HRT为2.5 h,TN去除率平均稳定在72.2%,出水TN约10.55 mg·L^-1;2号反应器最佳HRT为3.5 h,TN平均去除率约67.8%,出水TN平均稳定至12.90 mg·L^-1;3号反应器最佳HRT为3.5 h,TN平均去除率60.6%,出水TN稳定在15.00 mg·L^-1左右.硫磺/硫铁矿自养反硝化系统比硫铁矿自养反硝化系统启动快;该系统脱氮效率随着硫磺与硫铁矿体积比减小而降低;该系统脱氮性能对温度的变化并不敏感,脱氮性能优于单独以硫铁矿为硫源的自养反硝化系统;系统中硫自养反硝化过程的主要功能菌属是Sulfurimonas和Thiobacillus,在3个反应器所占比例为1号 > 2号 > 3号.     

Influence factors for the oxidation of pyrite by oxygen and birnessite in aqueous systems

The oxidation of exposed pyrite causes acid mine drainage, soil acidification, and the release of toxic metal ions. As the important abiotic oxidants in supergene environments, oxygen and manganese oxides participate in the oxidation of pyrite. In this work, the oxidation processes of natural pyrite by oxygen and birnessite were studied in simulated systems, and the influence of pH, Fe(II) and Cr(III) on the intermediates and redox rate was investigated. SO₄^2 − and elemental S were formed as the major and minor products, respectively, during the oxidation processes. Ferric (hydr) oxides including Fe(OH)₃ and goethite were formed with low degree of crystallinity. Low pH and long-term reaction facilitated the formation of goethite and ferric hydroxide, respectively. The rate of pyrite oxidation by birnessite was enhanced in the presence of air (oxygen), and Fe(II) ions played a key role in the redox process. The addition of Fe(II) ions to the reaction system significantly enhanced the oxidation rate of pyrite; however, the presence of Cr(III) ions remarkably decreased the pyrite oxidation rate in aqueous systems. The introduction of Fe(II) ions to form a Fe(III)/Fe(II) redox couple facilitated the electron transfer and accelerated the oxidation rate of pyrite. The present work suggests that isolation from air and decreasing the concentration of Fe(II) ions in aqueous solutions might be effective strategies to reduce the oxidation rate of pyrite in mining soils.