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矿物学报
矿物学报

胡瑞忠

季刊

1000-4734

kwxb@mails.gyig.ac.cn

0851-5891352

550002

贵州省贵阳观水路46号中科院地化所内

矿物学报/Journal Acta Mineralogica SinicaCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊为国内外公开发行的学术类期刊，本刊被国内两个最权威的检索系统收录。本刊是国内唯一有关矿物学及与矿物学相关的地学、生物学、环境科学等学科研究成果最具权威的核心期刊。本刊面向国内外矿物学界，地学界科研人员及地学院校师生。
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    武夷-云开造山带早古生代镁铁-超镁铁质岩富钪风化壳的首次发现及其意义

    周美夫赵文周岱杨胜标...
    303-316页
    查看更多>>摘要：本文首次报道华南古生代武夷-云开造山带东南缘的兰排镁铁-超镁铁质岩体富钪(Sc)风化壳,初步计算获得区域内钪的潜在资源为524～566 t,为一潜在大型风化壳型钪矿.兰排岩体呈小型岩株侵入到永和闪长质岩体内,主要由橄榄岩、辉石岩和辉长岩组成,辉石岩锆石206Pb/238U年龄为(428.3±2.0)Ma(MSWD=0.92).镁铁-超镁铁质岩全岩w(TFe2O3)为12.1％～18.7％,其中辉石岩钪含量为44×10-6～97×10-6,总体高于橄榄岩(20×10-6～89×10-6)和辉长岩(28×10-6～48×10-6).兰排这类富钪岩石组合与以往认为富钪的碳酸岩-碱性岩体和阿拉斯加型岩体都存在较大差异,可能代表了一种新的钪成矿母岩类型,推测碰撞后陆内伸展诱发富钪地幔源区熔融可能是富钪母岩浆形成的重要机制.镁铁-超镁铁质岩体上部发育完整的风化壳剖面,可分为全风化层和半风化层.全风化层的上部富集铁(氢)氧化物(磁铁矿、赤铁矿、针铁矿),而中下部以高岭石等黏土矿物为主.半风化层除了包含蒙脱石等黏土矿物,还包括铁钛氧化物及辉石等硅酸盐矿物或相关蚀变矿物.风化壳样品的Sc含量为21×10-6～304×10-6,富集程度最高可达相应基岩的3倍以上.其中,钪含量最高的样品主要分布在铁氧化物最富集的全风化层上部,其钪含量多数超过100×10-6.风化壳钪含量与红土化指数(IOL)呈明显的正相关性,表明红土化过程对风化壳钪的富集有显著影响.初步研究认为钪在风化壳红土化过程中经历了活化-迁移-沉淀的多阶段富集过程:1)风化早期钪以类质同象替换的形式赋存在蒙脱石等黏土矿物中;2)风化后期磁铁矿和蒙脱石溶解,钪赋存在以铁(氢)氧化物为主的矿物中,并达到最高程度的富集(Sc＞100×10-6);3)风化晚期铁(氢)氧化物溶解,一部分钪向下迁移到特定层位.兰排镁铁-超镁铁质岩体富钪风化壳的发现弥补了我国高品位风化壳型钪矿床的空白,丰富了成矿母岩的类型,为华南早古生代成矿作用的理论研究和战略性矿产的找矿勘查提供了一个新的方向.

    风化壳型钪矿床武夷-云开造山带镁铁-超镁铁质岩红土化指数

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    黄铁矿晶体断裂机制与表面反应性研究

    王纪镇荆茂晨刘睿华张佳祺...
    317-325页
    查看更多>>摘要：通过密度泛函理论、断裂键参数和晶体结构分析,本文研究了黄铁矿晶体各向异性、晶体断裂规律及表面反应性.研究结果表明,黄铁矿晶体中存在Fe—S和S—S两种化学键,且Fe—S键的键能高于S—S键.Fe—S键与S—S键强度不等导致晶面断裂键密度与表面能关系不显著.通过引入化学键能量参数,本文得出晶面断裂能密度更适合分析黄铁矿晶体断裂机制和预测表面能,进而从晶体化学的角度解释了黄铁矿(100)、(111)、(210)、(110)面的表面能及其在晶体断裂时出现的困难程度依次增加的趋势,同时明确了黄铁矿常见暴露面的位点配位性质.基于此,研究得出黄铁矿表面低配位数的位点活性相对较强,从晶体化学的角度阐述了含金黄铁矿具有良好可浮性以及黄铁矿不同晶面氧化性差异的机理.

    黄铁矿晶体结构晶面稳定性表面能断裂键各向异性

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    磷尾矿钝化材料研制及其对土壤重金属的修复机制

    吴珊珊刘意章周旺旺商立海...
    326-334页
    查看更多>>摘要：我国场地土壤面临严峻的重金属污染问题.活性钝化是一种较成熟的原位修复技术,而高效低成本钝化材料的缺乏限制了该技术应用.本研究基于磷尾矿废弃物制备的羟基磷灰石材料,探究了材料对Zn-Cd-Pb混合溶液中重金属的去除及对土壤中重金属的钝化机制.结果表明,多金属体系中羟基磷灰石材料对Pb的吸附量显著高于Zn和Cd,pH对吸附量的影响与金属元素种类和浓度有关.土壤钝化实验结果显示,添加材料可降低土壤中水溶态Zn、Cd、Pb含量,且酸性土壤中水溶态重金属含量的降幅高于中性土壤.由于羟基磷灰石溶解后可与重金属形成磷酸盐沉淀,且添加材料可使土壤pH升高,从而促进重金属形成碳酸盐和氢氧化物沉淀、增加土壤组分对重金属的吸附,钝化后土壤中重金属由可交换态向碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态和残渣态等稳定态转化.本研究通过磷尾矿渣废弃物研制了一种低成本高效的重金属钝化材料,有望为场地土壤重金属污染修复提供新的技术选择.

    羟基磷灰石矿区土壤修复重金属钝化

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    广西佛子冲铅锌矿田闪锌矿LA-ICP-MS微量元素特征及指示意义

    常晋阳吴小雷王加昇曾南石...
    335-349页
    查看更多>>摘要：广西佛子冲铅锌矿田所在的钦杭成矿带西段是广西重要的多金属矿集区,矿田范围内发现的铅锌矿有条带状、浸染状、热液脉状3种类型矿石.3种类型矿石中的闪锌矿均具有Fe元素最为富集,Cd元素富集,Co元素较富集,In元素亏损,Ge、As、Mo、T1元素含量低且含量变化不大的特征,但三者Fe元素含量存在一定差异,条带状闪锌矿w(Fe)＜浸染状闪锌矿w(Fe)＜热液脉状闪锌矿w(Fe).3种闪锌矿的Mn、Fe、Co、Cd、In元素以类质同象的形式赋存于闪锌矿的晶格中,Cu、Pb、Bi元素则以独立矿物(黄铜矿、方铅矿、辉铋矿)或显微包裹体的形式赋存于闪锌矿中,但3种闪锌矿的Ag元素的赋存形式却存在一定差异.其中,条带状与热液脉状闪锌矿的Ag元素主要以独立矿物(自然银)或显微包裹体的形式赋存于闪锌矿之中,而浸染状闪锌矿的Ag元素则可能以类质同象的形式赋存于闪锌矿的晶格中.3种闪锌矿中Fe对Cd(或Mn、Co、In)与Zn的替代所起到的作用存在一定差异,其中条带状闪锌矿中Fe对Cd(或Mn)与Zn的替代可能起一定促进作用,对Co(或In)与Zn的替代机制所起作用不明.浸染状闪锌矿中Fe对Cd(或Mn、Co、In)与Zn的替代均起促进作用.而热液脉状闪锌矿中Fe对Mn与Zn的替代起促进作用,对Cd(或In)与Zn的替代可能也起到一定促进作用,但却对Co与Zn的替代起到了抑制进作用.3种闪锌矿的形成与岩浆活动密切相关,但沉积改造作用在条带状闪锌矿的形成过程中也发挥了重要作用.条带状闪锌矿可能形成于中-低温环境,浸染状和热液脉状闪锌矿则可能形成于中-高温环境,但热液脉状闪锌矿形成温度可能高于浸染状闪锌矿.结合Ga/Ge-Zn/Cd和Zn/Cd-Mn投影及前人的研究成果综合分析认为佛子冲铅锌矿田存在喷流沉积型、矽卡岩型、岩浆热液型3种矿床成因类型.

    闪锌矿微量元素佛子冲铅锌矿田LA-ICP-MS成因类型

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    贵州青山铅锌矿床中钒的赋存状态研究

    张鑫孟郁苗黄小文谢志鹏...
    350-365页
    查看更多>>摘要：钒属于战略性关键金属,其成矿作用研究备受关注.贵州省青山铅锌矿床隶属于川滇黔成矿域威宁-水城Pb-Zn-Ag成矿带,分为青山、横塘两个矿区,为中型铅锌矿床.初步研究表明,横塘矿区氧化矿带的矿石中钒异常富集,但其赋存状态未知.为此,本文利用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)、粉晶X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等多种手段对该矿床的氧化铅锌矿石、蚀变白云岩和辉绿岩的矿物组合以及化学组成进行了系统分析.结果表明,氧化铅锌矿石、蚀变白云岩和辉绿岩中钒含量分别为11.9×10-6～5 963×10-6、168×10-6和448×10-6～701×10-6,相对于平均地壳其富集系数分别为20、1.2和4.1.氧化矿石和蚀变白云岩中的钒皆赋存在独立矿物(钒铅锌矿[PbZn(VO4)(OH)])中,而且钒铅锌矿中As含量较高,As以类质同象的形式替代V而进入钒铅锌矿中;蚀变辉绿岩中未发现钒的独立矿物,钒可能主要以类质同象的形式取代锐钛矿/金红石(TiO2)中的Ti.此外,矿石中的V与Cu、Ni、Mo、Bi四种元素的相关性表明它们可能是共同沉淀进入矿石,有着相似的富集规律.氧化矿石的稀土和微量元素配分模式与蚀变白云岩比较接近,指示二者经历了相似的热液过程.钒是主要来自白云岩的交代淋滤还是与辉绿岩有关的岩浆热液有待进一步研究.本次研究表明铅锌矿床中钒以独立矿物和类质同象的形式分别存在于氧化矿石/蚀变白云岩和辉绿岩中,对铅锌矿石中钒的综合利用具有一定指示意义.

    青山铅锌矿床钒赋存状态钒铅锌矿锐钛矿

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    云南省钴矿床成矿规律和找矿方向

    崔银亮徐恒杨昌华张苗红...
    366-382页
    查看更多>>摘要：钴是战略性稀缺金属,在新兴产业中被广泛应用.钴因化学性质特殊,多以共伴生矿床产出,独立矿床少见.目前云南省钴矿呈点多、面广、量少特征,资源保有程度严重不足.本文在对典型矿床进行重点解析的基础上,对云南钴矿床(点)地质特征和成矿规律进行了系统总结.云南省以钴为主矿种的矿床(点)主要有中低温热液型、沉积变质型和风化型3类,其中,以中低温热液型和沉积变质型钴矿居多.中低温热液型矿床主要形成于古近纪,产在澜沧江断裂带东侧的兰坪—普洱成矿带;沉积变质型矿床主要形成于中元古代,产在扬子陆块西缘昆阳裂谷的滇中成矿带.在大量野外调查和室内综合研究的基础上,提出了维西—永平地区、宁洱白龙厂—大箐地区、景谷芒乃—景洪地区、易门—元江地区和会泽—富源地区5个找矿远景区.其中,维西—永平地区、易门—元江地区找矿前景较好,有找到中型钴矿床的潜力,建议作为钴矿找矿优先部署的重点地区.

    钴矿床成矿规律矿床类型找矿方向云南

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    冀南邯邢地区固镇闪长岩中含橄榄石的闪长质捕虏体的成因矿物学研究

    凌诗梦张聚全卢静秦超...
    383-398页
    查看更多>>摘要：邯邢地区中生代侵入岩包含的地幔捕虏体、捕虏晶是来自岩石圈地幔的直接实物证据.该区域所在的华北克拉通中部于中生代发生岩石圈地幔减薄,该事件的主导机制、影响程度和具体过程至今尚未达成共识.本次研究在邯邢地区固镇岩体的闪长质包体中发现橄榄石、辉石等捕虏晶,是研究华北克拉通破坏的重要研究对象.通过对包体中的不同矿物进行成因矿物学研究,讨论其成因及演化,对华北克拉通中生代岩石圈减薄机制进行约束.研究主要取得了以下几点认识:样品中橄榄石的化学成分特征(w(CaO)为0.03％～0.07％,w(Al2O3)为0～0.03％,w(MnO)为0.30％～0.46％)及其与寄主岩浆的不平衡均表明该橄榄石为地幔橄榄岩的解体矿物(捕虏晶),单斜辉石与岩浆平衡,属于早期岩浆的堆晶矿物,并在岩浆体系中发生再循环;橄榄石的Fo值低异常(75％～80％)以及单斜辉石的成分环带(核部相对富镁,边部相对富铁)表明矿物-岩浆反应的存在及其对原始岩浆的影响;角闪石和黑云母富镁,二者均属壳幔混源成因,暗示壳幔相互作用的存在;矿物-岩浆的Fe-Mg交换反应在岩浆早期的广泛存在为该地高镁闪长岩的成因以及拆沉作用的存在提供了佐证.

    橄榄石捕虏晶单斜辉石邯邢地区

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    右江盆地金、锑成矿过程:来自晴隆锑矿床和泥堡金矿床萤石LA-ICP-MS微量元素研究的制约

    刘林林陈军杜丽娟杨瑞东...
    399-419页
    查看更多>>摘要：位于"滇-黔-桂"接壤处的右江盆地中发育大量的金、锑矿床,金、锑相互伴生,具共生分异特征.然而,金、锑之间的成矿联系和成矿过程异同仍需要进一步的研究工作.萤石作为热液矿床中广泛出现的脉石矿物,前人已经对其开展了大量的研究用于揭示矿床的形成过程.右江盆地中的晴隆锑矿床和泥堡金矿床具有相似的成矿时代以及围岩蚀变特征,是研究金、锑共生分异的理想对象.因此,本文选择晴隆锑矿床和泥堡金矿床中与成矿相关的萤石展开原位LA-ICP-MS微量元素研究,旨在揭示金、锑矿床成矿过程的差异.萤石矿物化学及阴极发光(CL)研究显示,晴隆锑矿床中与成矿相关的萤石沉淀可以划分为三个阶段,第一阶段稀土元素呈LREE富集HREE亏损的右倾特征,第二阶段呈"中稀土(MREE)"富集,第三阶段沉淀的萤石基本继承了第二阶段的稀土元素的配分特征,但∑REE更低.整体上,随着成矿过程进行,三个阶段萤石∑REE随着成矿过程逐渐下降,且均伴随Ce的负异常.泥堡金矿床中与成矿相关的萤石沉淀可以划分为两个阶段,第一阶段萤石稀土元素也呈右倾特征,第二阶段萤石呈MREE富集特征,整体上与晴隆萤石大致相似.不同阶段萤石Y/Ho、La/Ho、Tb/Ca和Tb/La图解显示,锑、金矿床中成矿早阶段和晚阶段萤石具有不同成因特征.其中,成矿早阶段萤石主要为热液充填成因,成矿晚阶段与水/岩反应密切相关,随着水/岩反应加剧,大量围岩组分进入流体形成晚阶段萤石.同时,这一过程导致成矿流体pH的逐渐升高和稀土元素总量的逐渐降低.综合分析认为,锑成矿流体为酸性流体,强烈的水/岩反应促使碳酸盐岩围岩溶解形成大量的萤石;同时成矿环境pH的增高和成矿流体温度的降低可能是导致辉锑矿大量沉淀的原因之一;而金成矿流体呈弱酸-中性特征,去碳酸岩化作用不彻底,形成少量萤石并伴生大量白云石,有利于大量含金黄铁矿的形成.通过对已有的锑矿床中辉锑矿及成矿阶段脉石矿物稀土元素研究数据统计发现,成矿阶段脉石矿物稀土元素呈MREE富集特征可能是大量辉锑矿对轻稀土元素(La)的富集作用所导致的.

    LA-ICP-MS微量元素萤石金-锑矿床右江盆地

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    Cu2+与Pb2+对辉锑矿浮选行为的活化机理研究

    肖有明崔毅琦童雄王靖...
    420-427页
    查看更多>>摘要：通过微浮选试验、吸附量试验以及密度泛函(DFT)计算,本文研究了Cu2+、Pb2+对辉锑矿浮选存在的活化差异及机理.微浮选试验表明,采用丁基黄药(BX)经Pb2+活化后浮选辉锑矿回收率较Cu2+活化提高了7.82％.吸附量试验显示,Pb2+在辉锑矿表面作用后,其表面能够吸附更多的BX.DFT计算结果表明,经Cu2+活化后BX的S1双键原子与Cu形成Cu—S键且属于得电子体系,而Pb2+活化后BX的单键S1和双键S2原子与Pb形成稳定螯合结构且属于失电子体系,为黄药和氧气作用矿物表面生成双黄药供了条件,显著地提高了辉锑矿的可浮性.

    辉锑矿微浮选DFT铜离子铅离子

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    羟基钙(CaOH+)在铜砷分离中对毒砂抑制机理的DFT研究

    陶明昱戴普林陈航陈禄政...
    428-435页
    查看更多>>摘要：黄铜矿与毒砂浮选分离中,Cu2+总是不可避免地活化毒砂,使其混入铜精矿产品中,从而降低产品的质量.石灰作为毒砂的有效抑制剂,其有效成分为CaOH+.本研究采用密度泛函理论(DFT),分析CaOH+对毒砂的抑制机理.DFT计算结果表明,CaOH+能够使Cu2+离开毒砂表面,削弱其活化作用;毒砂表面的Fe2+和Cu2+失去的电子对与CaOH+的LUMO+1轨道形成反馈π键,导致Fe、Cu的活性被CaOH+降低,从而对毒砂形成强抑制作用.这表明无论毒砂是否被Cu2+活化,CaOH+均能吸附在其表面,达到抑制效果.

    黄铜矿浮选毒砂抑制剂DFT理论抑制机理

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