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钠离子对于海洋成因10(A)-水锰矿结构稳定性的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
10(A)-水锰矿是海洋成岩型铁锰结核和很多陆生锰矿的主要矿物,铜、镍等过渡金属元素对于10(A)水锰矿结构的稳定起着重要的作用,而对于碱金属元素钠离子在其中的地球化学行为则少有涉及.利用取自东太平洋海底的成岩型铁锰结核,借助化学方法,利用矿物学和晶体化学的理论对碱金属元素钠离子在成岩型铁锰结核中的存在状态以及对结核组成矿物10(A)-水锰矿结构的影响进行了研究.结果显示,10(A)-水锰矿中钠离子可以被弱酸析出并且会导致其结构的破坏,使得10(A)-水锰矿转换成7(A)-水锰矿;析出钠离子并且结晶状态变差的10(A)-水锰矿吸附钠离子后,其结晶状态可明显好转并且部分非10(A)相转化为10(A)-水锰矿,但是这种结构的破坏在自然条件下不能完全恢复.因此,钠离子对于10(A)-水锰矿结构的稳定性起着非常重要的作用. 相似文献
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土壤铁锰结核中锰矿物类型鉴定的探讨 总被引：5，自引：1，他引：4
用化学选择溶提、X射线衍射 (XRD)等技术 ,对土壤铁锰结核中锰矿物类型的鉴定进行了探讨。结果表明 :根据 0 .1mol·L-1盐酸羟胺 (HAHC)处理前后土壤铁锰结核的XRD峰的变化 ,可鉴定出其所含的锂硬锰矿和钙锰矿 ;分析HAHC处理前后同一XRD谱线上不受锰矿物干扰的相邻层状硅酸盐矿物衍射峰与所含锰矿物衍射峰强度的比值变化 ,确定了水钠锰矿的存在 ;结合铁锰结核中与锰矿物类型相关的元素含量 ,可鉴定出其所含的钡硬锰矿和铅锰矿。 相似文献
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吉林西部砷中毒区高砷地下水反向地球化学模拟 总被引：4，自引：0，他引：4
为了解吉林西部砷中毒区高砷地下水水-岩作用过程及砷的迁移转化规律,通过野外调查、样品采集和数据测试,利用地下水化学测试数据,分析了该区地下水化学特征以及高砷地下水的水平和垂向分布规律.在地下水流场及水化学特征分析的基础上,应用PHREEQC软件进行了地下水砷的反向地球化学模拟,计算了沿同一水流路径下含砷、铁、锰等矿物的溶解或析出量.模拟结果表明:沿地下水流方向,含砷元素的矿物臭葱石在路径1和路径2上不同水样点间溶解进入地下水的量分别为2.44×10-6、8.03×10-7、7.98×10-6和4.14×10-7 mmol/L,含铁、锰元素的矿物针铁矿、赤铁矿、软锰矿和方铁锰矿的质量交换结果均为正值;表明沿模拟路径这几种矿物发生溶解进入地下水,而硫酸根离子和CO2的交换量为负值,从地下水中析出.以上研究证实了地下水中砷与铁、锰元素具有良好的相关性,且高砷水在碱性的还原环境富集. 相似文献
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锰结核矿物及其原位复合材料吸氢性能的初步研究 总被引：4，自引：1，他引：4
采自东太平洋中国开辟区的锰结核，主矿物相为钡镁锰矿、钠水锰矿，以及属XRD隐晶质的针铁矿与四方纤铁矿，部分矿物相结构特征与人工合成的纲伙碳管十分相似。在室温中压下采用等容压差法测量了锰结核的气态贮氢能力，测得锰结核样品的吸氢量为0.31%。以乙炔为碳源，在750℃下采用气相沉积法直接在锰结核上成功地催化制备出多壁纳米碳管和纳米碳纤维，同样条件测试这种矿物碳管原位复合材料的吸氢性能，其吸氢能力达到1％左右。保持锰结核矿物结晶结构在加热脱水过程中的稳定性，对提高其贮氢能力至关重要。 相似文献
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铁元素对海相沉积物早期成岩作用的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
铁元素是地壳中丰度最高的元素之一,在海相沉积物成岩过程中起着非常重要的作用.铁元素作为海洋初级生产力的微营养元素,影响海相沉积物中有机质的输入,其在早期成岩阶段与硫化物和磷元素的耦合关系,可以促进或者降低有机质的保存;铁元素在海相沉积物早期成岩过程中可以改变孔隙水的化学性质,影响亚稳定碳酸盐矿物的保存,导致碳酸盐沉积物... 相似文献
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湖北古城锰矿的沉淀形式及其古环境意义 总被引：4，自引：0，他引：4
古城锰矿是扬子地台北缘典型的“大塘坡”式锰矿,赋存于南华系大塘坡组含锰黑色岩系中,含锰矿物主要为菱锰矿.古城锰矿稀土总量高、类似现代海底铁锰结核的“帽式”稀土元素配分模式和Ce的正异常等地球化学指标指示古城锰矿Mn是以锰氧化物或氢氧化物形式沉淀,锰碳酸盐是后期转化而成.Fe/Mn比值低,较低的V、U含量和中等程度的Mo富集以及氧化还原敏感元素对Th/U、V/Cr、V/(V+Ni)比值等地球化学指标指示古城锰矿沉积环境为一种氧化一次氧化的状态,与锰是以锰氧化物或氢氧化物形式沉淀的结论一致.综合认为,古城锰矿成矿机制包括沉淀和转化两个过程,在氧化还原分层的海洋系统中,Mn在上部氧化性的水体中以氧化物或氢氧化物形式沉淀,之后下沉被掩埋在缺氧带之下,在成岩过程中和有机物质相互作用,锰氧化物或氢氧化物被还原释放出的Mn2+和有机碳被氧化释放出的CO32-结合形成锰碳酸盐,其转化可以方程2MnO2+CH2O+HCO3-=2MnCO3+H2O+OH-简单表示. 相似文献
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水钠锰矿是土壤与沉积物中最为常见的氧化锰矿物, 依据其MnO6层对称特点分为六方和三斜两种亚结构类型.六方水钠锰矿在表生环境中可通过Mn2+的化学或生物氧化形成, 而环境中三斜水钠锰矿的形成及进一步转化为钙锰矿的途径尚不清楚.以两种六方水钠锰矿(酸性水钠锰矿和水羟锰矿)为前驱物, 采用X射线吸收光谱(EXAFS)、X射线衍射(XRD)、电镜(FESEM/TEM)及化学组成分析等技术方法模拟表生环境研究了水钠锰矿从六方向三斜的亚结构转化及生成钙锰矿的化学条件和矿物学机制.结果表明, 适当Mn(Ⅱ)浓度和弱碱性条件(pH≥8)可使六方水钠锰矿逐渐转化为三斜水钠锰矿, 继而经Mg2+交换、常压回流得到了长纤维状的钙锰矿, 其晶体生长以溶解-结晶为主.Mn(Ⅱ)与六方水钠锰矿MnO6八面体层内的Mn(Ⅳ)反应生成Mn(Ⅲ)并填充层内空位, 使水钠锰矿对称型由六方向三斜转变.与酸性水钠锰矿相比, 水羟锰矿结晶弱、层状堆积混乱度高, 与Mn(Ⅱ)反应迅速, 层结构向三斜水钠锰矿转化快.pH升高, 促进六方水钠锰矿对Mn(Ⅱ)的吸附和Mn(Ⅱ)与Mn(Ⅳ)间的反应, 六方水钠锰矿转化为三斜水钠锰矿的速率加快."六方水钠锰矿→三斜水钠锰矿"可能是环境中三斜水钠锰矿的重要来源, 及进一步形成钙锰矿的重要化学生成机制. 相似文献
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水钠锰矿是土壤与沉积物中最为常见的氧化锰矿物,依据其MnO6层对称特点分为六方和三斜两种亚结构类型.六方水钠锰矿在表生环境中可通过Mn2+的化学或生物氧化形成,而环境中三斜水钠锰矿的形成及进一步转化为钙锰矿的途径尚不清楚.以两种六方水钠锰矿(酸性水钠锰矿和水羟锰矿)为前驱物,采用X射线吸收光谱(EXAFS)、X射线衍射(XRD)、电镜(FESEM/TEM)及化学组成分析等技术方法模拟表生环境研究了水钠锰矿从六方向三斜的亚结构转化及生成钙锰矿的化学条件和矿物学机制.结果表明,适当Mn(Ⅱ)浓度和弱碱性条件(pH≥8)可使六方水钠锰矿逐渐转化为三斜水钠锰矿,继而经Mg2+交换、常压回流得到了长纤维状的钙锰矿,其晶体生长以溶解-结晶为主.Mn(Ⅱ)与六方水钠锰矿MnO6八面体层内的Mn(Ⅳ)反应生成Mn(Ⅲ)并填充层内空位,使水钠锰矿对称型由六方向三斜转变.与酸性水钠锰矿相比,水羟锰矿结晶弱、层状堆积混乱度高,与Mn(Ⅱ)反应迅速,层结构向三斜水钠锰矿转化快.pH升高,促进六方水钠锰矿对Mn(Ⅱ)的吸附和Mn(Ⅱ)与Mn(Ⅳ)间的反应,六方水钠锰矿转化为三斜水钠锰矿的速率加快."六方水钠锰矿→三斜水钠锰矿"可能是环境中三斜水钠锰矿的重要来源,及进一步形成钙锰矿的重要化学生成机制. 相似文献
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钙锰矿(todorokite)是当前矿物学家比较关注的矿物之一。自Yoshimura 1934年在日本Hokkaid的Todoroki矿区首次发现,并以产地命名以来,先后又在古巴、法国、美国、澳大利亚、苏联等地的沉积型锰矿床中发现过该矿物,此种矿物也是海洋锰结核中最普遍的一种锰矿物。因为其颗粒细小、结晶程度差,常与其它矿物密切共生,难以获得可供多 相似文献
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新生代深海铁锰矿床的大规模成矿是地质历史上特有的现象,其形成的海底铁锰结核/结壳因富含巨量的有用金属而备受关注。水成型铁锰成矿的胶体成因模型自20世纪90年代中期提出以来已被广泛接受并采用。随着近20年来纳米地球科学的迅速发展,人们意识到纳米颗粒作为胶体的最小部分,能够以其独特的性质显著影响铁锰成矿过程。通过总结已有研究,发现铁氧化物与锰氧化物会以纳米颗粒的形式普遍共存于多种表生地质环境,还证实了水成型铁锰结核/结壳中的主要铁锰矿物（如水羟锰矿和水铁矿）都是纳米颗粒。铁氧化物纳米颗粒对二价锰[Mn(Ⅱ)]的表面催化氧化可能是水成型铁锰矿物通常在纳米尺度密切共生的原因。此外,在铁锰结壳中还观测到大量在以往研究中被普遍忽视的三价锰[Mn(Ⅲ)]矿物,其含量在结壳顶部最高,随深度增加逐渐下降,四价锰[Mn(Ⅳ)]矿物的含量则呈相反的变化趋势。不同价态锰氧化物纳米颗粒的表面能差异导致Mn(Ⅲ)矿物在Mn(Ⅱ)的氧化过程中最先沉淀,并可能在沉淀之后逐渐转化为Mn(Ⅳ)矿物。相信随着纳米地球科学与高精度原位实验技术的发展,必将不断深化对海水铁锰循环及海底铁锰成矿的认识。 相似文献
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岩溶地质高背景区土壤中普遍存在的铁锰结核对重金属的赋存状态和有效性有重要影响。选择广西贵港覃塘岩溶地质高背景区富含铁锰结核的表层土壤(0~20 cm)为研究对象,筛分出不同粒径的铁锰结核(10~120目)和细粒径土壤(<120目)样品进行化学分析,针对以下三个方面开展研究:(1)重金属(As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn)在铁锰结核和细粒径土壤中的分布分配规律和铁氧化物矿物的组成;(2)铁氧化物矿物对富含铁锰结核的土壤中Cd等重金属富集的影响;(3)重金属在富含铁锰结核的土壤中的赋存机制。研究发现,铁锰结核中的Fe和Mn以及Cd等重金属含量随着粒径的增大而不断增加,说明Cd等重金属元素更倾向于在大粒径铁锰结核中富集;土壤中Cd等重金属总量的约90%赋存在结核中,表明研究区土壤中重金属主要以结核形式赋存;富含铁锰结核的土壤中赤铁矿和针铁矿的平均含量分别为0.61%和4.94%,且结核粒径越大,针铁矿和赤铁矿含量越高;除Hg外,Cd等重金属含量与针铁矿和赤铁矿的含量均呈现极显著正相关,与赤铁矿的相关性稍优于针铁矿,表明铁氧化物矿物与富含铁锰结核土壤中的Cd等重金属元素富集密切相关。铁锰结核的存在既能促进Cd等重金属在土壤中的富集,又能降低土壤中重金属的生物有效性,研究结果为解释岩溶地质高背景区土壤Cd等重金属元素高含量、低生物有效性提供了理论依据。 相似文献
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莫托萨拉铁锰矿床位于西天山阿吾拉勒成矿带东端,研究程度相对薄弱,在矿床成因方面存在热水沉积、沉积-热液改造、胶体化学沉积等争论。本文详细研究了莫托萨拉最上层锰矿及其围岩的矿物组成、结构构造和地球化学特征,并综合前人资料对整个铁锰矿床的成因做了进一步探讨。本研究首次在矿区发现了热液长石岩,其主要由钠长石、钾长石以及少量重晶石、霓石、锌铁黄长石等矿物组成,类似于"白烟型"热水沉积岩。莫托萨拉最上层锰矿主要由锰橄榄石、褐锰矿、红硅锰矿、磁锰铁矿以及少量重晶石、方铁锰矿等矿物组成,发育有典型的热水内碎屑结构,指示其沉积于海底热液喷流口附近。该层锰矿的Al/(Al+Fe+Mn)值很低(0～0.02)、Si/Al值较高(7.9～10.9)、Fe/Ti值很高(428～1353),通过UCC标准化后发现明显富集Zn、Ba、Pb等元素,而Co、Ni、Cu等元素未见富集,以上地球化学特征与现代海底热液成因铁锰沉积物一致。在Fe/Ti-Al/(Al+Fe+Mn)、Si O2-Al2O3、10×(Co+Ni+Cu)-Fe-Mn、100×(Zr+Ce+Y)-15×(Cu+Ni)-(Fe+Mn)/4等判别图中,莫托萨拉的锰矿层和铁矿层样品均落在海底热液沉积区。锰矿层和铁矿层的稀土元素经PAAS标准化后具有明显的Ce负异常、Eu正异常和Y正异常,与现代海底热液成因铁锰沉积物的稀土配分模式非常相似。综合分析本次研究的矿物学、岩石学、地球化学特征以及前人资料,本文认为莫托萨拉铁锰矿床为海相热水沉积成因,成矿与同期海底火山的间歇性活动密切相关,海底热液的化学组分、温度高低和活动强弱都具有明显的脉动性。莫托萨拉矿区铁锰共存但各自独立成矿,且铁锰分离程度较高,这在显生宙沉积型锰矿中独具特色。鉴于前人曾报道莫托萨拉铁矿石中存在菌藻类微生物化石,我们推测,该矿床的铁锰分离过程除了受控于沉积环境的氧化还原条件变化外,微生物的选择性氧化沉淀可能也发挥了重要作用,值得开展深入研究。 相似文献
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《吉林大学学报(地球科学版)》2015,(Z1)
地球内部含水矿物的相关实验研究与名义上无水矿物的研究一样,对于正确理解地球内部水的分布与循环以及地球内部的物理化学性质和地球动力学性质具有同样重要的意义。同时,地球内部的水在地球演化中也起着非常重要的作用,它不仅会影响地球内部矿物岩石的物理化学性质,而且还对地球深部矿物岩石的电学性质,弹性性质等地球物理学性质以及板块运动,地幔对流及出现地震波不连续面等地球物理过程有着重要的影响。水锰矿,化学式为Mn O(OH),单斜晶系,为锰的氢氧化物矿物。到目前为止,对于水铝石(δ-Al OOH),纤铁矿(ε-FeO OH)等氢氧化物矿物在高压条件下的稳定性以及弹性性质的研究已较为广泛,但是对于与之具有相似拓扑结构的水锰矿(γ-Mn OOH)的高压弹性性质的相关研究却很少。同时,截至到目前,水锰矿的空间群结构也没有获得统一的认识。基于水锰矿高压下弹性性质以及晶体结构研究的重要性,本文利用金刚石压腔高压装置(DAC)和同步辐射角度色散X射线衍射技术,在室温、最高压力达12.74 GPa条件下,对天然的粉末水锰矿样品进行了原位高压X射线衍射研究。在0~12.74 GPa压力范围内未发现天然水锰矿发生相变。通过三阶Brich-Murnaghan状态方程对获得的不同实验压力条件下的晶胞参数和晶胞体积数据进行状态方程拟合,得到了空间群为P21/c的水锰矿的零压体积V0=135.46(4)3,零压下的等温体积模量K0=86(2)GPa,体积模量的压力导数K’0=6.8(6)。同时获得了天然水锰矿各个轴向的体积模量分别为:Kao=93(4)GPa,Kb0=62(5)GPa,Kc0=82(4)GPa,说明天然水锰矿为轴向压缩各向异性矿物,其中a轴最难压缩,c轴其次,b轴最易压缩。同时,通过与前人B21/d空间群水锰矿实验结果的对比,本文认为二者在各轴向上压缩性质的差异可能为氢键位置的不同所导致的。另外,将水锰矿的体积模量值分别与水锰矿脱水产物相-软锰矿(β-Mn O2)和与水锰矿具有相似拓扑结构的M3+OOH型氢氧化物进行了对比。我们认为氢键的存在以及水含量上的差异可能是造成水锰矿与软锰矿在体积模量上差异巨大的原因,而水锰矿与不同的M3+OOH型结构氢氧化物在压缩性质上的差别则可能由中心原子电负性的差异所导致。中心原子电负性的差异形成不同强度的化学键,进而造成它们压缩性质的差异。 相似文献
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铁锰结核的矿物相变和其它次生变化 总被引：4，自引：0，他引：4
本文通过对太平洋中部61个铁锰结核的研究,发现在结核形成后,发生了渐近相变、退化相变和Mn、Ni、Cu的次生富集作用。渐近相变是,随着结核成岩作用的增强(伴随着氧化还原电位由高到低的变化),锰矿物发生了由原生δ-MnO_2→环带状、薄层状钠水锰矿和钡镁锰矿→块状磷片状钡镁锰矿集合体的相变。在这一相变系统中钠水锰矿是相变的过渡阶段,钡镁锰矿是相变的高级阶段。退化相变:具层纹构造的原生δ-MnO_2在底层水(可能贫Mn、Ni、Cu而富Fe)的作用下,其中一部分Mn、Ni、Cu等被水带走而沉淀下Fe,形成新的富Fe、δ-MnO_2或非晶质水合铁锰氧化物。Mn、Ni、Cu的次生富集作用。结核在重结晶作用或由结核成岩作用到成岩后生作用过程中均发生了Mn、Ni、Cu的次生富集作用。它不仅表现在由原生δ-MnO_2→环带状钠水锰矿和钡镁锰矿→块状钡镁锰矿过程中,而且还表现在由早期到后期形成的δ-MnO_2成分上。 相似文献
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铁锰氧化物矿物胶膜是我国黄棕壤中重要的铁锰元素富集载体,选取我国华中地区典型的铁锰氧化物矿物胶膜样品,采用电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)、偏光显微镜(POM)、环境扫描电子显微镜(ESEM)、能谱仪(EDX)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、高能量X射线粉末衍射(XRD)等研究方法,对原位和分离处理后的黄棕壤铁锰胶膜进行了详细的矿物学表征.结果表明,黄棕壤铁锰氧化物矿物胶膜由表及里,由外到内依次呈现富锰条带、富铁锰条带、富铁条带、富锰铁条带、富铁条带,并且锰铁元素含量之比不规则降低,其所含铁锰氧化物矿物主要为锰钡矿、针铁矿、水钠锰矿、六方水锰矿、水羟锰矿,粒度为纳米级,形貌多样. 相似文献
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广西下雷氧化锰矿床矿石特征及成因分析 总被引：3，自引：0，他引：3
广西下雷锰矿床由原生碳酸锰矿和次生氧化锰矿组成.其中氧化锰矿石的矿物主要有软锰矿、钡锰矿、隐钾锰矿、锂锰矿、钙锰矿、褐锰矿、黑镁铁锰矿等,与之伴生的其他表生矿物主要有赤铁矿、针铁矿、石英、高岭石和蒙脱石.矿石结构主要有交代、隐晶和细晶结构,矿石构造主要有葡萄状、块状、晶洞状、网脉状和条带状构造.与原生碳酸锰矿相比,次生氧化锰矿的矿石品位明显提高,平均在44%以上;Co、Ni、Cu、Zn等微量元素也有一定程度的富集.化学分析和单矿物成分分析结果表明,氧化锰矿石和锰氧化物中的w(Mn)/w(TFe)值均较高(一般大于10),说明风化强度大,铁、锰分离显著.与铁的氧化物相比,锰氧化物中Si和P等有害杂质元素的含量要低得多,因此,铁、锰分离是形成优质锰矿的重要条件.氧化锰矿的次生富集及其在空间上的分布受古气候、构造、含锰地层及地形地貌等多种因素的影响和控制. 相似文献
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伟晶岩型锂矿中矿物原位微区元素和同位素示踪与定年研究进展 总被引：2，自引：0，他引：2
锂是重要的战略性关键金属,伟晶岩型锂矿是锂资源的主要来源之一.伟晶岩的成因及锂等关键金属在花岗质岩浆-热液演化过程中是如何富集成矿的,是人们十分关注的重要科学问题.多种方法可对伟晶岩的成岩成矿年龄进行限定,除锆石外,其他副矿物和矿石矿物如磷灰石、铌铁矿族矿物、锡石等的原位微区U-Pb定年己得到广泛应用,但需根据定年矿物的共生关系、结晶学及矿物化学特征进行系统研究,合理解释所获年龄的地质意义;伟晶岩型锂矿的成岩成矿一般具有同时性,个别存在多期成矿.伟晶岩的地球化学类型主要有LCT型(富集Li-Cs-Ta)和NYF型(富集Nb-Y-F)及它们的混合类型;成因有"母体花岗岩浆的结晶分异"和"源岩直接部分熔融"两种主要模型;多种矿物学和地球化学方法可用于区分这两种成因.伟晶岩型锂矿床的成矿机制研究包括成矿元素在源区的初始富集,成矿元素在岩浆过程中的富集和沉淀,以及在岩浆-热液过程中的行为和富集作用.伟晶岩中贯通性矿物和矿石矿物的原位微区分析是研究锂等关键金属成矿过程的重要方法. 相似文献