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1.
含金黄铁矿氧过程中金溶解机理的探讨——与王恩德,关广岳先生商榷 总被引：4，自引：0，他引：4
含金黄铁矿在细菌氧化，化学氧化过程中，除生成高铁的硫酸盐和硫酸外，还生成了亚铁的硫酸盐及硫的低价氧化物，体系的电位较低，距溶解自然金呈Ａｕ（ＳＯ４）２所需电位甚远，实验表明，金不溶于硫酸铁溶液中，当氧化程度加深，介质ｐＨ〉４黄铁矿氧化产生的硫代硫酸根可稳定存在时，自然金呈稳定的硫代硫酸盐配合物溶解。 相似文献
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矿物吸附金的实验研究及其在红土型金矿形成中的意义 总被引：2，自引：1，他引：2
Au(Ⅲ）－氯化物和Au(Ⅰ)－硫代硫酸盐被蒙脱石、高岭石、伊利石、针铁矿、褐铁矿及黄铁矿的吸附实验研究结果表明，各种矿物对AuCl4^-的吸附作用显著大于Au(S2O3)2^3-，粘土矿物对金的吸附能力，蒙脱石＞高岭石＞伊利石；含铁矿物中，黄铁矿＞针铁矿＞褐铁矿。矿物对金的吸附作用与矿物结构和金的存在形式有关，即受矿物表面基、金组分的稳定性和位阻的影响；天然雨水中所含微量H2O2是Au、黄铁矿等不同矿物氧化－还原的催化剂，可加速地表岩（矿）石的风化氧化过程和Au的溶解与迁移。雨水对红土中的Au具有一定的淋滤浸取能力。红土型金矿形成于富Cl^-、SO4^2-的酸性、氧化的水化学环境，含金黄铁矿等硫化物的氧化不仅直接导致了Au的溶解和酸的释放，而且其反应产物Fe^3 、S2O3^2-等为Au的氧化、溶解和迁移提供了氧化剂和络合剂，并促进Au的溶解和迁移；Au主要以硫代硫酸络合物、氯化络合物及其水合物的形式进行迁移；硫代硫酸根的氧化和风化壳下部的还原作用是导致金络合物失稳、Au被其他矿物吸附和沉淀富集的主要因素。矿物对金的吸附在红土型金矿的形成过程中起了重要作用。 相似文献
3.
《吉林大学学报(地球科学版)》2015,(Z1)
黄铁矿作为一种典型金属硫化物尾矿,在自然环境中容易被Fe3+、O2以及氧化亚铁硫杆菌等氧化,从而产生高酸、高重金属含量的酸性矿山废水(AMD)。自发现这一现象以来,研究者对黄铁矿的氧化做了大量的研究工作,但是,对于黄铁矿氧化为直接氧化还是间接氧化等方面尚存在较大争议。此外,对于黄铁矿氧化过程中硫元素的具体转化途径和形态转变的研究报道鲜少。主要是因为黄铁矿中的硫处于较低价态,氧化过程变成SO2-4会产生多种含硫的中间化合物,这些中间产物极其不稳定,很难被检测。因此,黄铁矿氧化过程中硫元素的转化途径就成为了该领域的研究难点。本文采用电化学方法并结合摇瓶浸矿实验对黄铁矿氧化机理进行了研究。黄铁矿是一种半导体,其氧化过程是一种电化学行为。循环伏安法、阳极极化曲线等电化学研究方法可以为研究其氧化机理提供良好的方法与手段。摇瓶浸矿可以更为接近的模拟出黄铁矿在自然环境下的氧化,较为真实地反映其氧化过程。实验中研究了不同浓度梯度Fe3+,有无氧化亚铁硫杆菌条件下的氧化机理并进行了探讨。循环伏安曲线表明:在较低的氧化还原电位下(400 mV),黄铁矿电极表面有单质硫产生,电极表面被钝化,电流减少;当氧化还原电位升高至约600 mV时,单质硫被氧化生成SO2-4,这一点通过阳极极化曲线同样可以得到证实。Tafel极化曲线表明:当黄铁矿电极电解液体系中Fe3+浓度的升高或者引入氧化亚铁硫杆菌时,电流明显增大,说明Fe3+浓度升高或者氧化亚铁硫杆菌存在时都能加快黄铁矿氧化。摇瓶浸矿实验同样表明:微生物氧化亚铁硫杆菌不会改变黄铁矿的氧化机理,但是可以显著提高黄铁矿的氧化速率。另外,浸矿体系检测出多中含硫中间产物(S、S22O-3、S3O2-6、S4O2-6),依据这些中间产物推测黄铁矿的氧化途径为硫代硫酸盐途径。扫描电镜观察发现:相对于只有Fe3+摇瓶浸矿体系,有微生物存在时,矿渣表面不仅出现了因Fe3+氧化黄铁矿而出现的裂痕,更明显的特征是矿渣表面呈现大量形状类似于氧化亚铁硫杆菌的腐蚀斑痕,表明氧化亚铁硫杆菌存在时,直接氧化与间接氧化同时存在。 相似文献
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沉积过程对自生黄铁矿硫同位素的约束 总被引：6，自引：3，他引：3
自生黄铁矿是海洋沉积物中还原态硫的主要赋存形式，其形成过程与有机质矿化相关，影响全球的C-S-Fe生物地球化学循环。自生黄铁矿硫同位素分馏主要受微生物硫酸盐还原的控制，但近期的研究成果表明局部沉积环境的改变也可以影响黄铁矿硫同位素的组成，特别是在浅海环境。在浅海非稳态沉积环境内，物理再改造和生物扰动作用，导致硫酸盐还原带内生成的硫化物被再氧化，进而影响黄铁矿的硫同位素值。浅海沉积过程容易受到古气候和海平面变化的影响，引起沉积速率的剧烈波动，导致有机质和活性铁输入的不稳定，进而影响成岩系统的开放性和硫酸盐还原速率，最终影响黄铁矿的硫同位素值。另外，沉积速率的改变还影响硫酸盐—甲烷转换带的迁移，造成有机质和甲烷厌氧氧化硫酸盐还原的相互转化，产生不同的硫同位素信号。东海内陆架泥质区为研究沉积过程对自生黄铁矿的形成及其硫同位素组成的约束机制提供了很好的研究材料。该区域有很好的沉积学研究基础，自生黄铁矿丰富、并且个别层位有生物气（甲烷为主）存在，是研究边缘海C-S-Fe循环的理想场所。 相似文献
5.
丝状自然银生成条件与机理研究 总被引：1，自引：0，他引：1
本文研究了了丝状自然银的生成条件和机理，在表生条件下，银及铁的硫化矿物被氧化成可溶性硫化硫酸盐，迁移至一个适合环境，继续被氧化化为银及亚铁的硫酸盐，在微酸性的硫权盐介质中，Ag^ 与Fe^ 作用生成丝状自然银，同时产生的Fe^3 与SO^2-4形成较稳定的[Fe(SO4)2]^-配合物，导致EFe^3 /Fe^2 显著降低，是产生丝状自然银的重要因素。 相似文献
6.
在含金碳酸盐矿床的表生交代作用中,形成的风化流体倾向于碱性,因此,不适于金呈氯的络合物迁移的媒介,而在这种矿床中次生金的再活化常可归因于金与含硫配体的络合作用。通过可靠的热动力学计算,金、银分别在Au—S—O_2—H_2O和Ag—S—O_2—H_2O体系中的溶解度与金和硫代硫酸盐及二硫化物配体络合物的形成有关。最稳定的络离子是Au(S_2O_3)2~(3-)(当fO_2>10~(60))和Au(HS)_2~-(当fO_2<10~(60)),它们存在于中性或碱性溶液中。类似于金,银在中等氧化环境中形成一个稳定的硫代硫酸盐络离子Ag(S_2O_3)2~(3-),在还原、碱性介质中形成二硫化物络离子AgHS~D和Ag(HS)_2~-。在强氧化的中性或酸性溶液中,由于AgS_2O_3~-、Ag~+和AgSO_4~-络离子的形成,使Ag的溶解度增高。然而,胶态的、晶质的及呈合金态的金和银与0.1molNaS_2O_3溶液反应没有显示各自独立的溶解度。以金为例,其在0.1molNa_2S_2O_3溶液中的溶解度由于银的硫代硫酸盐络离子及合金态的银的存在而增高,这种性质可能与形成混合金属络离子(Au,Ag)(S_2O_3)2~(3-)有关。在巴布亚新儿内亚的Wau地区,碳酸盐矿床氧化代中次生金的性质和矿物组合与早期硫作为硫代硫酸盐络离子的再活化是一致的。这里的次生金是粗大结晶的,与50～75at％(原子百分此)的银组成合金,富集于潜水面上,并与二氧化锰共生于氧化带中。 相似文献
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对乌江丰水期河水硫酸盐的硫同位素组成特征进行了研究。SO42-平均浓度为0.48 mmol/L,δ34S值为-11.5‰~8.3‰,干流河水δ34S值为-6.7‰~-3.9‰。河水的硫同位素组成主要受岩石风化及大气降水的影响,具有明显的区域性分异特征:上游碳酸盐岩地区河水的SO42-浓度高而δ34S值低,SO42-主要来源于煤中黄铁矿的氧化、矿床硫化物的氧化和大气降水;下游碳酸盐岩夹碎屑岩地区河水中的SO42-浓度低而δ34S值高,SO42-主要来源于大气降水和石膏溶解,煤中黄铁矿氧化生成的硫酸盐所占比重较低。乌江河水向贵州省外输出的SO42-通量为172×1010g/a,丰水期占全年SO42-输出总量的72%。来自煤、硫化物、雨水和蒸发岩的硫对丰水期河水中SO42-的平均贡献分别为:50%、25%、20%和5%。H2SO4对碳酸盐岩的侵蚀速率为35.1 t/km2/a(17.5 mm/ka),由此降低大气CO2消耗速率3.66×105mol/km2/a。 相似文献
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自然铜、铜合金矿物及其矿床形成机理新探索 总被引：8，自引：1，他引：8
描述了自然铜、铜合金矿物及其矿床形成的新机制。在岩浆及热液中，铜及铜合金可呈氢化物、羧基配合物及纳米粒子活性、迁移、富集形成自然铜矿床，或经以后的地质事件，长期、多次迁移富集，叠加形成富而大的自然铜矿床。在表生条件下，铜的硫化矿物被氧化分解，可形成亚铜的硫代硫酸盐及氯配合物，部分可形成铜的硫酸盐配合物迁移，由于硫代硫酸盐被氧化，亚铜岐化可形成高纯度的自然铜，但它易氧化形成孔雀石、蓝铜矿、赤铜矿、黑铜矿、硅孔雀石等，因此很难形成自然铜矿床。 相似文献
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地球电化学勘查法寻找不同埋深隐伏金矿的研究 总被引：6，自引：0，他引：6
1隐伏金矿金离子晕的形成机制。金矿周围离子晕中的金离子主要来源于金矿的氧化溶解与电化学溶解,埋藏浅的矿体主要是氧化溶解,埋藏较深的矿体则以电化学溶解为主。理论上Au在Au^ 、Au^3 及金络阴离子溶液中的标准电极电位都比较高,但据实验测定,在中性或还原性溶液中的电极电位都低于黄铁矿的稳定电位。自然界中金多赋存于黄铁矿为主的硫化矿物中, 相似文献
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以广西合山煤矿为例,应用硫酸盐硫、氧同位素示踪并量化酸性矿山废水对矿区地下水的污染。合山矿井水表现出高浓度SO2-4和低p H值的酸性矿山废水特征,其硫酸盐硫、氧同位素组成显著富集轻同位素,表明煤矸石中黄铁矿的氧化是其产生的主要机制,反应途径为微生物作用下Fe3+对Fe S2的氧化。利用硫酸盐硫、氧同位素组成并应用三元混合模型计算,结果表明矿区地下水基本都受到酸性矿山废水的入渗影响,其对地下水硫酸盐的贡献比例为16%~52%。硫酸盐硫、氧同位素能够示踪酸性矿山废水对地下水的影响,是示踪与评价矿山开采活动对地下水污染的有效手段。 相似文献
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常见硫化物表面的XPS研究 总被引：6，自引：0，他引：6
采用XPS分析方法,研究了黄铁矿、磁黄铁矿、方铅矿、黄铜矿、闪锌矿和毒砂等常见硫化物矿物表面的化学成分及其化学态,从而探讨硫化物表面的氧化和次生变化。研究发现：（1）硫化物矿物表面在氧逸度较高的情况下很容易发生变化,其氧化产物很复杂,主要是其金属元素的高价态氧化物、氢氧化物和硫酸盐等;（2）就一般常见硫化物而言,相对比较稳定的是黄铁矿;（3）常见硫化物经氧化后,其表面的原子比率常常显示硫富余;（4）在含铁的各种常见硫化物中,除黄铁矿表面的铁相对稳定外,毒砂表面的铁也相对较稳定,而闪锌矿表面的类质同像铁却容易被氧化而发生变化。 相似文献
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南海东北部岩芯沉积物磁性特征及对甲烷事件的指示 总被引：1，自引：0，他引：1
在甲烷渗漏海域,沉积物磁化率通常表现出异常的低值特征,这与硫酸盐-甲烷转换带（SMTZ）内甲烷厌氧氧化反应（AOM）的发育而导致的自生矿物的形成作用有关。通过测定南海东北部Site DH-CL11、Site 973-2、Site 973-4三个站位400个岩芯沉积物样品的磁化率,并结合三个站位自生黄铁矿丰度和硫同位素等数据探讨了南海北部天然气水合物潜在区沉积物磁化率的变化特征及其对甲烷渗漏事件的指示意义。结果表明:在甲烷异常渗漏海域,上涌甲烷与下渗硫酸盐在SMTZ内发生AOM反应生成了大量的HS-,造成亚铁磁性矿物大量溶解,同时生成大量顺磁性自生黄铁矿,导致沉积物磁化率的异常降低;但是,在HS-不足时,铁硫化物黄铁矿化不充分,会优先生成胶黄铁矿,进而出现二次磁信号。在天然气水合物潜在海域,沉积物磁化率的异常特征可以反映下部甲烷通量的变化,从而指示下伏天然气水合物藏演化,因此能够成为探测天然气水合物藏的一种间接有效的手段,将有助于我国南海北部海域天然气水合物的勘探。 相似文献
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铜铁矿区周边地下水硫酸盐污染是生态环境研究关注的热点问题,精确识别硫酸盐来源及迁移途径对于矿区周边地下水污染防控和供水安全至关重要.利用水化学与硫同位素耦合分析,结合矿区水文地质条件和潜在污染源分布,探讨了区内地下水硫酸盐污染特征、来源及迁移途径.区域内地下水包括松散岩类孔隙水、碳酸盐岩裂隙岩溶水及岩浆岩风化裂隙水,水化学类型主要为HCO3·SO4-Ca型,水化学组分主要来源于硅酸岩、碳酸盐岩和硫酸盐矿物的溶解以及硫化物氧化;地下水中SO42-含量范围为44.4～2 089.0 mg/L,高值区主要分布在洪山溪尾矿库、矿渣堆存处及矿业生产区附近;地下水中δ34S-SO42-在2.6‰～31.5‰之间,反映其SO42-具有多源性.地下水中SO42-的主要来源包括含水层中石膏矿物的溶解和黄铁矿等含硫矿物氧化输入,高含量的SO4 相似文献
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黄铁矿在不同pH值硫酸钠溶液中的电化学腐蚀研究 总被引：1，自引：0，他引：1
溶液的pH值对黄铁矿的电化学腐蚀行为有着重要的影响。本文运用开路电位测量、Tafel扫描、循环伏安扫描以及电化学阻抗谱等电化学测试技术,研究黄铁矿在pH值分别为2.0、6.5、11.0的0.1mol/L Na2SO4溶液中的电化学腐蚀行为。结果表明:溶液中pH值升高时,黄铁矿的开路电位降低,腐蚀电流升高,阻抗谱中圆弧半径减小,这些变化说明了黄铁矿变得更加容易被腐蚀。分析其原因为当溶液中pH值升高时,黄铁矿氧化过程产生的中间产物S2O2-3变得比较稳定,因此,由其分解产生的单质硫的量减少,继而因单质硫在黄铁矿表面吸附造成的钝化作用也随之减弱,黄铁矿的腐蚀速率增加。 相似文献
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海洋天然气水合物系统硫同位素研究进展 总被引：2，自引：2，他引：0
在海洋天然气水合物的地质系统中,甲烷的渗漏作用形成了独特的地球化学微环境。渗漏的甲烷在硫酸根-甲烷氧化还原界面与硫酸根之间发生厌氧氧化反应,同时硫酸盐发生还原反应,形成具有特殊同位素组成的自生碳酸盐、硫化物（AVS、黄铁矿等）和硫酸盐（重晶石、石膏）等。反应过程中硫酸盐还原菌的作用使得产物中硫的同位素发生了强烈分馏,具体表现为低δ34S值的硫化物矿物和高δ34S值的硫酸盐矿物的形成。沉积物中这种独特的硫同位素特征与海洋天然气水合物系统中独特地球化学微环境有关,是硫酸盐还原反应过程中细菌控制的硫酸盐分馏和厌氧细菌对硫的歧化反应（disproportionation）的共同作用结果。 相似文献
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综合大洋钻探计划311航次沉积物中自生黄铁矿及其硫稳定同位素研究 总被引：2，自引：0，他引：2
对综合大洋钻探计划(IODP)311航次652个岩心沉积物样品进行了自生黄铁矿颗粒筛选、显微形貌特征及其硫稳定同位素组成等初步研究。扫描电镜(SEM)照片显示黄铁矿以微球粒状和立方体状形貌产出,其成因与微生物作用和无机作用有关。黄铁矿的δ34SCDT值变化范围较大,从-35.4‰到+53.6‰,其成因与甲烷厌氧氧化作用(AOM)的关系密切。海水源为主的硫酸盐参与了沉积物上部的AOM过程,黄铁矿硫稳定同位素正偏的原因可能与较强的AOM作用和较多的残余硫酸盐参与有关。冷泉背景站位中黄铁矿的δ34SCDT值随着深度增加而增加,从浅表层的-35.83‰增加到深处的32.49‰,反映深处沉积物内黄铁矿形成过程中曾有过较多的残余硫酸盐参与还原,暗示其背景曾经是更高的甲烷通量和更强的AOM作用。研究结果提供了现代海洋天然气水合物背景下沉积物中自生黄铁矿及其硫稳定同位素特征记录,对于寻找我国海域天然气水合物资源,探索地史时期古海洋沉积物中甲烷事件记录具有重要的意义。 相似文献
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为了揭示油气盆地埋藏环境中碳酸盐岩和硫酸盐岩共生时的岩溶发育机制, 以硫酸盐岩为研究对象, 采用室内模拟实验与野外实测资料相结合的方法, 分析了温度、SO42-浓度和时间等因素对水-岩-细菌封闭系统内稳定硫同位素的影响, 并指出硫同位素对地球化学作用的指示意义.结果表明, 细菌硫酸盐还原形成的H2S中硫同位素分馏明显, 并受系统的温度和开放性等因素影响.结合鄂尔多斯盆地奥陶系风化壳中充填的黄铁矿硫同位素特征, 提出了鄂尔多斯盆地奥陶系岩溶的生物成因模式; 揭示了风化壳顶部的黄铁矿化与风化壳下部压释水岩溶共生的机制, 建立了生物岩溶发育的硫同位素地球化学标志.研究成果拓宽了岩溶的压释水成因机制. 相似文献
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黔西南灰家堡金矿田成矿流体来源及演化:流体包裹体和稳定同位素证据 总被引：3，自引：0，他引：3
为厘清滇黔桂地区卡林型金矿床成矿流体的特征,本文以灰家堡金矿田为代表,对太平洞、紫木凼、水银洞和簸箕田4个典型矿床中热液矿物的流体包裹体进行了系统研究,并对热液矿物进行了碳、氢、氧、硫同位素的分析测试。结果表明,灰家堡金矿田流体包裹体类型丰富,包括NaCl-H2O溶液包裹体、CO2包裹体、CO2-H2O包裹体、烃-H2O包裹体和烃类包裹体五大类。从成矿早阶段到晚阶段,成矿流体组分大致经历了从H2O+NaCl→H2O+NaCl+CO2+CH4±N2→H2O+NaCl±CH4±CO2的演化,均一温度和盐度略有降低。流体包裹体及稳定同位素组成特征显示,成矿流体属于富含金属和碳氢化合物的盆地流体;沉积黄铁矿的硫主要来源于封闭海洋盆地中硫酸盐的细菌还原硫;热液硫化物与沉积黄铁矿的硫同位素特征相似,表明成矿流体中的硫来源于成岩黄铁矿的溶解作用,同时有机质热分解和硫酸盐有机质热还原作用亦提供了部分硫。成矿主阶段发生的H2O-NaCl-CO2流体不混溶作用是导致Au沉淀富集的重要机制。 相似文献
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研究所用样品由“海洋四号”船于2005年8月在三亚市SEE方向约150km处采取。XRD和扫描电镜观察表明样品普遍存在自生碳酸盐、硫酸盐和草莓状（framboidal）黄铁矿。自生矿物组合和显微结构特征与冷泉沉积物类似，属微生物成因。孔隙水中Mg^2＋、Ca^2＋和硫酸根的浓度均有随深度增加而降低的趋势，说明这些组分在成因过程中被消耗。成岩反应过程中的溶解二氧化碳可能来自甲烷的厌氧氧化。样品中硫酸根的消耗主要和硫酸盐矿物沉淀有关，而非硫酸根还原。这意味着造成沉积物中黄铁矿大量沉淀的还原态硫并非来自采样深度，它和甲烷及Ba^2＋一样，均来自地层更深处。 相似文献