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大洋多金属结核成因的地球化学标志 总被引：2，自引：0，他引：2
本文通过对取自太平洋不同地区的近百个多金属结核样品研究表明,不同成矿介质中形成的结核,地球化学特征明显不同,水成型结核矿物成分上富含σ—MnO_2,化学成分上富含Fe、Co、Pb,而贫Mn、Cu、Ni、Zn,TiO_2>1%,ΣREE>1000ppm,σCe>1.5;早期成岩型结核矿物成分上相对富含钡镁锰矿,化学成分上富含Mn、Cu、Ni、Zn,而贫Fe、Co、Pb,TiO_2<1%,ΣREE<1000ppm,σCe≤1.在此基础上通过对Bonatti图解的实际应用和理论分析,证明Mn-Fe-(Cu+Co+Ni)x10图解不具判别意义,并提出Mn/Fe-TiO_2,Mn-Fe-TiO_2×10,Mn-Fe-ΣREE×100和Mn-Fe-σCe×10成因判别图解. 相似文献
3.
深海多金属结核主要分布在CP区和CC区等不同海域,表层沉积物均以硅质粘土为主,CP区多金属结核丰度一般大于15 kg/m~2,Cu+Co+Ni品位较低,一般小于1.8%;CC区区内丰度大于5 kg/m~2的占45%,主要集中在本区的中部和南部,其对应的品位高于2.5%,基本呈纬向带状分布。外部结核层、内部结核层与核心层w(Fe_2O_3)、w(MnO)分别为9.4%～12.8%、39.7%～46.5%,不同结核层中钠水锰矿、钡镁锰矿、δ-Mn_2等主要矿物的XRD衍射峰强度呈现一定差异。外部结核层较薄,内部结核层较厚表面布满规则裂纹,核心层至少具有一个形核核心。多金属结核中所含金属元素种类丰富、多矿物紧密混杂,难以提取其中的Mn、Fe、Cu、Co和Ni等有价金属元素。火法冶炼有熔炼法与直接还原法,其产品一般为富锰渣与合金,酸/碱法浸出可得到Mn、Fe、Cu、Co和Ni等的金属,其浸出率基本能达到85%以上,甚至可以达到95%以上。生物法可通过微生物浸出多金属结核的Mn、Fe、Cu、Co和Ni等元素。此外,熔炼-锈蚀法、电解法等处理多金属结核同样效果显著。 相似文献
4.
湘中湘潭盆地大塘坡组锰矿是湖南重要的锰矿基地。盆地内发育一组NNE向同沉积断裂,形成了一系列凹陷带（断陷槽）,控制了沉积岩相的分布,锰矿主要产于盆地凹陷带的黑色页岩夹碳酸锰矿微相内。矿石中Co、Zn、Pb、Mo和Ba等元素丰度较高,Co/Ni、SiO2/Al2O3、(Fe+Mn)/Ti、Al/(Fe+Mn+Al)比值以及Co/Zn-(Cu+Ni+Co)和Fe-Mn-(Cu+Ni+Co)图解都揭示锰矿成矿过程中有海底热水的参与;稀土元素分布模式、Ce、Eu异常表示锰矿形成于被动大陆边缘环境,并具有热水沉积特征;碳同位素结果显示出富集碳的轻同位素的特征,反映了湘中地区锰矿中碳同位素热水沉积的特征;氧同位素计算古温度为湘中地区锰矿的低温热水沉积成因提供了有利的佐证。 相似文献
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湖南响涛源锰矿位于湘中桃江成锰盆地。盆地内发育一组NNW向同沉积断裂,形成了一系列断陷槽,控制了沉积岩相的分布,其中黑色页岩、含锰灰岩、碳酸锰矿为成矿最佳的岩性组合。矿石的化学组分多样,Co、Ni、Pb、Mo和Ba等丰度较高,Co/Ni、SiO2/Al2O3、(Fe+Mn)/Ti、Al/(Fe+Mn+Al)、Fe/Ti比值以及Co/Zn-(Cu+Ni+Co)和Fe-Mn-(Cu+Ni+Co)图解揭示锰矿成矿过程中有海底热水的参与;稀土元素配分模式、Ce、Eu异常表示锰矿形成于被动大陆边缘环境,并具有热水沉积特征;碳同位素结果显示出富集碳的轻同位素的特征,反映了响涛源锰矿成矿过程中深部热水沉积及生物作用的特征;氧同位素计算古温度为湘中响涛源锰矿床的低温热水沉积成因提供了有利的佐证。 相似文献
6.
大洋多金属结核中的1 nm锰矿相常以陆上钡镁锰矿命名,但两者在晶体结构等方面有很大的差别,并不属同一种矿物,1 nm锰矿相与人工合成的布塞尔矿却有更多的相似性。1 nm锰矿相会因干燥失水而相变成0.7 nm锰矿相,因此结核中的大多数0.7 nm锰矿相很可能不是原生矿物,而仅仅是1 nm锰矿相的相变产物。水羟锰矿和1 nm锰矿相是多金属结核中最主要的两种锰矿物,它们两者均有0.24 nm和0.14 nm这两条特征X射线衍射峰,因此在对结核进行锰矿物相的鉴定中要注意把它们区分开。 相似文献
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本文以金川铜镍硫化物精矿为研究对象,对比研究了A.f.菌浸出与硫酸酸溶浸出对铜镍硫化物精矿中有价金属Co、Ni和Cu的提取效果。为了进一步优化硫化物精矿中有价金属Co、Ni和Cu浸出效果,考察了微生物-硫酸浸出与硫酸-微生物浸出对精矿中Co、Ni和Cu提取的影响。结果表明:Co2+、Ni2+、Cu2+微生物-硫酸浸出率可分别达到85.05%、98.32%和95.31%。微生物-硫酸浸出加速了硫化物矿物的溶解,促进了硫化物矿物中有价金属Co、Ni、Cu的浸出,大大提高了有价金属Co2+、Ni2+、Cu2+的浸出率。 相似文献
8.
东太结核主要为半埋藏和埋藏型,发育于以黏土和硅质组分为主的沉积环境。东太结核的锰相矿物主要有水羟锰矿和钡镁锰矿,具有较高的REY、Cu、Ni含量和Mn/Fe比值,显示遭受间隙水的影响,落入水成成因和成岩成因两个区间范围。西太结核主体暴露在海水中,周围沉积物主要由深海黏土组成。西太结核的锰相矿物几乎只有水羟锰矿,具有较高的REY、Co含量和低Mn/Fe比值,属于典型的水成成因型。两个区域的多金属结核的稀土北美页岩标准化模式均显示Ce正异常、Y负异常和无或弱Eu异常,与海水稀土特征构成良好的耦合关系,是多金属结核对海水稀土选择性富集的结果。西太结核相对东太结核具有更高的Ce含量和δCe,Co、Ti与Ce具有良好的正相关关系。研究认为海水中溶解氧并不一定是控制结核Ce正异常程度的关键因素,Co、Ti等元素及其相关组分能够引起Ce与其他稀土元素的强烈分馏,也可能是影响多金属结核Ce正异常程度的控制因素。研究区多金属结核和富钴结壳表层样的εNd范围为-6.6~-2.5,是全球最富放射性成因Nd的海洋铁锰壳层。结合稀土模式以及Eu异常特征,本研究认为多金属结核的稀土主要来自εNd相对较高的周围陆壳,可以通过河流或者大气沉降等方式输送到大洋,而研究区广泛分布的海山玄武岩释放的放射性成因Nd同位素对海水的影响微弱。 相似文献
9.
本文根据矿石特征和岩石地球化学特征分析了重庆秀山小茶园一带锰矿床含锰岩系的物质来源、沉积环境和成因。该含锰岩系赋存于南华系大塘坡组一段。元素地球化学特征表明,主成矿元素Mn与Al_2O_3、SiO_2呈明显负相关,与MgO、CaO呈明显正相关,Ag、As、Sb平均含量明显偏高,显示研究区含锰岩系为热水沉积成因;Co/Zn-(Co+Ni+Cu)图解、(Co+Ni+Mn)×10-Fe-Mn图解和Y×P_2O_5图解均显示该含锰岩系具有热水沉积的特征;HREE亏损,LREE富集,且Eu负异常的特征,以及δCe值,暗示该区锰矿形成于被动大陆边缘区;V/Cr和V/(V+Ni)值指示含锰岩系形成于厌氧和缺氧环境。 相似文献
10.
《矿物岩石地球化学通报》2015,(5)
金川铜镍硫化矿尾矿砂富含Cu、Ni和Co等金属,为对其进行回收,对新尾矿库不同深度的尾矿砂分别进行了直接硫酸酸溶浸出与A.f.-硫酸酸溶联合浸出实验,利用ICP-AES分析了不同阶段浸出液中Cu2+、Ni2+、Co2+含量。实验结果表明,A.f.-硫酸酸溶联合浸出工艺对尾矿砂中有价金属Cu、Ni和Co的浸出效果优于单独酸溶浸出工艺。其中,A.f.-硫酸酸溶联合浸出法对1m深度的尾矿砂中Cu、Ni、Co的浸出率最高,分别达到95.78%、98.01%和75.13%,而单独硫酸酸溶作用的离子浸出率分别为75.69%、74.33%和42.33%。 相似文献
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柱撑粘土矿物材料的晶体结构和晶体化学特征 总被引：13，自引：0，他引：13
以铝基柱撑粘土矿物和钛基柱撑粘土矿物为例，讨论了柱撑粘土矿物材料的晶体结构和晶体化学特点，Al多核笼状阳离子基团的结构形式为1：12Keggin型离子，Ti多核笼状阳离子基团的结构形式为2：19Dawson型离子，两类笼状阳离子的直径均在1nm左右，前者的高度约为0．9nm，后者的高度约为1．4nm，经与粘土矿物层间阳离子交换后，择位固定在粘土矿物层间，由于多核笼状阳离子与粘土矿物硅氧四面体之间形成了较强的化学键，其具有不可交换性，铝基柱撑粘土和钛基柱撑粘土的层间孔道分别为1．2nm*1.2nm*1.2nm，和0.52nm*0.52nm*1.60nm。柱粘土矿物材料有很好的化学稳定性和耐热性，且又有一定的层间化学活性，可用于催化剂载体，由于它又具有选择性吸附能力，有望制造成新一代环保材料。 相似文献
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The crystal structures of synthetic 7 angstrom and 10 angstrom manganates, synthetic birnessite and buserite, substituted by mono- and divalent cations were investigated by X-ray and electron diffractions. The monoclinic unit cell parameters of the subcell of lithium 7 angstrom manganate, which is one of the best ordered manganates, were obtained by computing the X-ray powder diffraction data: a = 5.152 angstroms, b = 2.845 angstroms, c = 7.196 angstroms, beta = 103.08 degrees. On the basis of the indices obtained by computing the X-ray diffraction data of Li 7 angstrom manganate, monovalent Na, K and Cs and divalent Be, Sr and Ba 7 angstrom manganates were interpreted as the same monoclinic structure with beta = 100-103 degrees as that of Li 7 angstrom manganate, from their X-ray diffraction data. In addition, divalent Mg, Ca and Ni 10 angstrom manganates were also interpreted as the same monoclinic crystal system with beta=90-94 degrees. The unit cell parameters, especially a, c and beta change possibly with the type of substituent cation probably because of the different ionic radius, hydration energy and molar ratio of substituent cation to manganese. However, these diffraction data, except for those of Sr and Ba 7 angstrom and Ca and Ni 10 angstrom manganates, reveal only some parts of the host manganese structure with the edge-shared [MnO6] octahedral layer. On the other hand, one of the superlattice reflections observed in the electron diffractions was found in the X-ray diffraction lines for heavier divalent cations Sr and Ba 7 angstrom and Ca and Ni 10 angtrom manganates. The reflection presumably results from the substituent cation position in the interlayer which is associated with the vacancies in the edge-shared [MnO6] layer and indicates that the essential vacancies are linearly arranged parallel to the b-axis. Furthermore, the characteristic superlattice reflection patterns for several cations, Li, Mg, Ca, Sr, Ba and Ni, manganates were interpreted that the substituent cations are regularly distributed in the interlayer according to the exchange percentage of substituent cation to Na+. In contrast, the streaking in the a-direction observed strongly in the electron diffractions for heavier monovalent cations, K and Cs, manganates probably results from the disordering of their cations in the a-direction in the interlayer. 相似文献
13.
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从氧原子最紧密堆积以及阳离子充填四面体和八面体空隙原理出发 ,以简单氧化物矿物最紧密堆积结构类型金绿宝石、尖晶石、铁钒矿为基础 ,深入讨论了复杂氧化物矿物最紧密堆积结构类型彭志忠石、尼日利亚石、塔菲石、黑铝镁铁 (钛 )矿等晶体结构构筑原理。以O表示全部为阳离子八面体配位的层 ;以T层表示阳离子八面体配位与阳离子四面体配位的混合层 ,其中T1表示阳离子八面体配位与一种方向阳离子四面体配位的混合层 ,T2 表示阳离子八面体配位与两种方向阳离子四面体配位的混合层。这类矿物晶体结构可用O、T1、T2 堆积方式表征 ,O层与T层交替排列。如 :彭志忠石 ( 6H)的晶体结构表示为…OT2 OT1OT1… ,塔菲石 ( 8H)的晶体结构表示为…OT2 OT1OT2 OT1… ,尼日利亚石 ( 2 4R)的晶体结构表示为…OT1OT2 OT2 OT1…× 3 ,等等 ;它们的晶体结构中既有尖晶石的…OT2 OT2 …晶体结构单位 ,又有铁钒矿的…OT1OT1…晶体结构单位。 相似文献
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本文对广东和平蒙脱石及其热处理产物进行了化学分析、差热和热重分析、X射线粉末衍射分析、红外吸收光谱分析、扫描电镜、原子力显微镜及魔角旋转核磁共振等研究。结果表明,蒙脱石在热处理温度为126℃-148℃时,主要脱出吸附水和层间水,这一脱水过程是可逆的。当热处理温度达到659℃时,蒙脱石八面体片中的羟基开始脱失,但层状结构仍然保持,这种羟基的脱失过程对应着八面体片中AlⅥ向AlⅣ的转变。当温度达到900℃时,蒙脱石的层状结构完全被破坏,并有新的矿物相μ-堇青石产生。当温度为1200℃时,则出现方英石及莫来石相。当热处理温度达到1350℃时,方英石及莫来石的含量略有减少,并出现较多的含铁堇青石相。 相似文献
16.
Jianmin Shi Stefan G. Ebbinghaus Klaus Dieter Becker 《Physics and Chemistry of Minerals》2008,35(1):1-9
In the olivine crystal structure, cations are distributed over two inequivalent octahedral sites, M1 and M2. Kinetics of cation
exchange between the two octahedral sites in (Co0.1Mg0.9)2SiO4 single crystal have been studied in the temperature range from 600 to 800°C by monitoring the time evolution of the absorbance
of Co2+ ions in M1 or M2 sites using optical spectroscopy after rapid temperature jumps. It was found from such temperature-jump
induced relaxation experiments that with increasing temperature the absorbance of Co2+ ions in the M1 site decreases while that in the M2 site increases. This indicates a tendency of Co2+ cations to populate the M2 site with increasing temperatures and vice versa. The experimental relaxation data can be modeled
using a triple exponential equation based on theoretical analysis. Activation energies of 221 ± 4 and 213 ± 10 kJ/mol were
derived from relaxation experiments on the M2 site and M1 site, respectively, for the cation exchange processes in (Co0.1Mg0.9)2SiO4 olivine. Implications for cation diffusion at low temperatures are discussed. 相似文献
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为研究褐煤生物产气规律及其液相体系中常见阳离子变化特征，以内蒙古胜利褐煤为产气底物，寺河矿区煤层气井排采水中微生物作为发酵菌群，利用5 L厌氧发酵罐进行模拟生物产气实验，采用离子色谱仪对发酵液中的NH4+、K+、Ca2+、Mg2+和Na+5种阳离子浓度进行动态监测。结果表明:煤模拟生物产气周期为33 d，分为缓慢增长期、快速增长期和平缓期3个阶段，33 d单位质量煤净产甲烷量最高达23 μmol/g；产气体系中NH4+（741.5 mg/L）和K+（994.5 mg/L）离子质量浓度变化最为明显，Ca2+（26 mg/L）、Mg2+（10.7 mg/L）和Na+（72 mg/L）次之，表明发酵液中5种阳离子均参与了褐煤生物产气过程，且被不同程度地释放和利用；褐煤生物产气量与阳离子浓度有一定相关性，单位质量煤产气量与NH4+和K+浓度呈正相关，与Ca2+、Mg2+浓度呈负相关。此外，NH4+和K+以及Ca2+和Mg2+之间浓度呈显著正相关。由实验结果可知:褐煤生物产气液相体系中4+、K+、Ca2+、Mg2+和Na+5种阳离子会随着煤中有机组分的厌氧降解而缓慢释放、再吸附，同时可被微生物利用参与细胞内的生物化学反应。 相似文献
18.
Cu-bearing pyroxene, Mg(Cu.56,Mg.44)Si2O6, has been synthesized by a flux method and crystal structure refinement has been performed by single crystal X-ray diffraction. It is found that the crystal structure is orthorhombic (space group Pbca) with unit cell dimensions of a=18.221(4), b=8.890(1), c=5.2260(7)Å and the cell volume of 846.5( )3Å3. In the M2-site one of the M-O bonds(M-O3B) is extremely expanded from 2.444(2) in enstatite to 2.732(2), thus the coordination polyhedron around M2-site is regarded as square pyramidal rather than square planar or octahedral. It is also found that the M1-site in the pyroxene structure is occupied almost exclusively by Mg, while the M2-site is almost evenly occupied by Mg and Cu. The observed extreme site preference shown by Cu2+ is unusual among the divalent cations with similar ionic sizes. 相似文献
19.
本研究采用批实验方法探究了不同形态洛美沙星(LOM)在高岭土上的吸附特性。LOM吸附动力学结果符合准二级反应动力学方程,吸附等温数据可用Langmuir方程很好地拟合。随着溶液pH值增大,洛美沙星吸附量先增大后减小,且pH值在洛美沙星pKa1与pKa2间吸附量达到最大。不同形态LOM在高岭土上的吸附量排序为LOM^±>LOM^+>LOM^-。溶液离子强度和无机阳离子种类对LOM^+在高岭土上的吸附影响十分微弱,但均明显抑制了LOM^±的吸附,且离子强度越大,抑制作用越明显。不同无机阳离子抑制程度排序为Mg^2+>Ca^2+>K^+>Na^+。LOM^+在高岭土上的吸附机理主要是内层络合和阳离子交换;LOM^±在高岭土上的吸附机理主要是阳离子交换、氢键作用和静电引力作用;LOM^-与高岭土表面存在较大静电斥力,导致吸附量很小,可能是外层表面络合引起少量的吸附。 相似文献