南海北部西沙海槽沉积物管状黄铁矿特征及其形成机理^*          下载免费PDF全文

石思思  吴朝东  梁金强  王熠哲  叶云涛  方允鑫  马健  翟俪娜 《古地理学报》2020,22(1):175-192

南海北部西沙海槽S1站位的岩心柱沉积物中广泛发育自生矿物黄铁矿,其形态以管状为主,且具有内部中空的圈层结构。使用扫描电镜、电子探针、LA-ICP-MS、SIMS等测试方法研究了管状黄铁矿的形态及圈层结构,结果显示: (1)管状黄铁矿发育内部中空的圈层结构,其中内圈层(I_py)由莓球状黄铁矿呈五角十二面体紧密堆积组成,外圈层(O_py)由晶形较好晶粒较大的八面体黄铁矿组成,并混有沉积碎屑及钙质生物壳体;(2)内圈层和外圈层分别呈现出贫S富Fe和富S贫Fe的特征,其成因是甲烷渗漏造成的局部还原环境使得As进入黄铁矿中导致晶格空缺或被扭曲,从而促进Ni、Co、Cu、Zn、Pb等微量元素的掺入;(3)内圈层、外圈层发生了明显的硫同位素分馏现象,内圈层中 δ³⁴S 平均为-37.8‰,外圈层中 δ³⁴S 平均为-29.3‰。研究认为,管状黄铁矿作为曾经甲烷渗漏的通道,其生长机制可分为3个阶段: (1)气水通道形成阶段: 向上运移的甲烷流体在沉积物孔隙中逐渐形成气水通道;(2)外圈层形成阶段: 当向上运移的甲烷与硫酸盐发生甲烷厌氧氧化时,逐渐形成晶体较大、晶形较好的八面体黄铁矿外圈层;(3)内圈层形成阶段: 随着甲烷浓度逐渐降低,在气水通道中的微生物作用下,剩余甲烷与向下运移的硫酸盐继续反应形成莓球状黄铁矿内圈层。因此,南海北部的泥岩中大量发育的管状黄铁矿常常与地层中甲烷水合物的存在有关。  相似文献   

甘肃北山老金厂金矿床载金矿物特征、原位硫同位素组成及其对成矿的指示意义     

黄式庭  于晓飞  吕志成  刘家军  李永胜  杜泽忠  吕鑫  孙海瑞  杜轶伦 《吉林大学学报(地球科学版)》2020,50(5):1387-1403

老金厂金矿床是北山成矿南带最具代表性的中低温岩浆热液型金矿床之一，其规模为中型。依据脉体穿插、矿物共生组合和矿石结构构造等特征，将矿床矿化作用过程划分为石英-黄铁矿阶段（Ⅰ）、石英-含砷黄铁矿-毒砂阶段（Ⅱ）、石英-黄铁矿-多金属硫化物阶段（Ⅲ）和石英-方解石阶段（Ⅳ）。利用电子探针研究了不同成矿阶段载金矿物的元素组成及其分布规律。Ⅰ阶段：黄铁矿以粗粒自形立方体为主，粒度为0.50~1.50 mm，贫As、Au；毒砂含量极少，呈细粒他形。Ⅱ阶段：含砷黄铁矿周围常有大量毒砂产出，含砷黄铁矿多为立方体、五角十二面体，粒度为0.30~1.00 mm，富As、Au；该阶段矿化最为强烈，毒砂主要形成于此时期，多呈棱柱状、柱状、放射状集合体，显示富S亏As特征。Ⅲ阶段：多以黄铁矿-黄铜矿-闪锌矿共生组合脉的形式产出，黄铁矿多呈长条状，以富S、Cu、Zn、Au和贫Fe、As为特征。Ⅳ阶段：矿化作用极弱，毒砂、黄铁矿含量极少，为细粒他形。原位硫同位素组成显示：Ⅰ阶段黄铁矿δ³⁴S_V-CDT值为-3.8‰~-2.9‰，均值为-3.3‰；Ⅱ阶段黄铁矿和毒砂δ³⁴S_V-CDT值为-4.7‰~2.6‰，均值为-3.3‰；Ⅲ阶段黄铁矿和闪锌矿δ³⁴S_V-CDT值主要分布于-1.9‰~1.0‰之间，均值为0.1‰。此3个阶段硫同位素组成反映了成矿期硫主要来源于幔源岩浆，混入了部分地层硫。综合前人研究成果，认为成矿早期至晚期，成矿流体总体上由富S贫As向富As贫S演化。Ⅰ阶段体系处于中性稳定的环境，硫源充足；Ⅱ阶段为贫S富As的高氧逸度环境，由于大气降水对地层的淋滤渗透，混入富As流体，Au可能与As结合形成Au-As络合物，在成矿有利部位富集沉淀；Ⅲ阶段成矿元素种类丰富，体系为富S贫As的弱还原环境，Au很可能与HS^-、S^-形成络合物进入黄铁矿晶格。  相似文献   

微量硫化物、硫酸盐硫同位素EA-IRMS在线测试分析     

武晓珮  范昌福  胡斌  高建飞  李延河 《地球学报》2020,41(5):605-612

常规EA-IRMS硫同位素测试中, 硫化银(Ag2S)的需样量为0.2~1.0 mg, 硫酸钡(BaSO4)的需样量为0.35~1.5 mg, 较大的需样量已难以满足珍贵样品及微区样品的分析要求, 因此如何减少测试样品量已成为EA-IRMS测试分析工作中急需解决的问题。通过对EA-IRMS测试系统的研究发现, 在采用常规方法测试样品时, 由于初始He载气流速(100 mL/min)、进入分流接口时的流速(10 mL/min)与进入离子源时流速 (0.3 mL/min)的差异导致样品燃烧产生的目标气体中99.7%的气体被浪费, 样品的总体利用率仅有0.3%。因此如何减少样品在测试过程中的损耗, 提高样品的利用率, 从而减少需样量的关键在于缩小载气流速的差距。本实验在常规EA-IRMS测试技术基础上进行了关键改进,在元素分析仪和分流接口之间设计增加一个由六通阀和自动加热冷阱构成的装置, 自动加热冷阱可在Load模式时收集SO2气体, 六通阀在Load-Inject模式之间切换时可改变He载气流速, 通过与分流接口匹配的反吹He载气(10 mL/min)将冷阱中富集的SO2气体送入分流接口, 从而保证进入分流接口前样品燃烧产生的SO2气体全部收集。这一改进, 理论上可以将样品的利用率提高10倍, 该系统需硫量降至3~13 μg, 并且可以提高反应管的寿命, 降低清灰的频率, 提高工作效率。同时有效避免了拖尾的产生, 提高分析结果的精密度。本次微量样品实验获得的硫同位素数据与常规方法一致, 分析精度优于0.15‰(1SD), 测量值与真值的差异在0.4‰以内, 达到国际同类实验室先进水平。此外, 该方法可为微量有机碳、氮同位素EA-IRMS测试分析工作的开展提供参考经验。  相似文献   

渤海湾盆地东濮凹陷古近系古湖盆氧化还原条件及其优质烃源岩的发育模式     

马小祥  姚素平  张柏林  张云献  彭君 《高校地质学报》2019,25(6):801

通过分析东濮凹陷古近系沙河街组烃源岩样品的主微量元素含量，研究了东濮凹陷沙河街组优质烃源岩形成时的古氧化还原条件、古生产力水平及古水体的局限性，探讨了沙河街组沙三段优质烃源岩的发育模式。研究结果表明，东濮凹陷的北部沙三段优质烃源岩发育属于“深水窄盆水体分层沉积”模式。水体主要是咸水—超咸水，水体局限性较强，深度较深形成了稳定的盐度分层，从而造成底层水处于稳定的缺氧条件，有利于有机质的保存。根据主微量元素分析及古生产力的还原，沙三段沉积时水体表层富氧，发育大量有机质，生物死亡后有机质发生絮凝，在氧化还原界面吸附于铁锰氧化物的表面，沉降到底部，底部水体缺氧到还原的性质，适合保存有机质。东濮凹陷南部沙三段优质烃源岩发育属于“浅水广盆凹盆缺氧沉积”模式。湖泊水体为淡水，湖水局限性很弱，属于开阔水域，由于地表河流及洪水带来大量营养物质，表层水体古生产力较高，缺乏缺氧的保存条件，有机质生化阶段消耗较多，但是局部也可以发育弱还原水体，进而形成优 质烃源岩。  相似文献   

大洋地幔橄榄岩-铬铁矿中的金刚石和深地幔再循环     

杨经绥 《地质力学学报》2020,26(5):731-741

全球多地蛇绿岩型地幔橄榄岩和铬铁矿中发现微粒金刚石，并在中国西藏南部和俄罗斯乌拉尔北部的蛇绿岩铬铁矿中发现原位产出的金刚石，认为是地球上金刚石的一种新的产出类型，不同于金伯利岩型金刚石和超高压变质型金刚石。它们与呈斯石英假象的柯石英、高压相的铬铁矿和青松矿等高压矿物以及碳硅石和单质矿物等强还原矿物伴生，指示蛇绿岩中的这些矿物组合形成于深度150~300 km或者更深的地幔。金刚石具有很轻的C同位素组成（δ13C-18‰~-28‰），并出现多种含Mn矿物和壳源成分包裹体。研究认为它们曾是早期深俯冲的地壳物质，达到>300 km深部地幔或地幔过渡带后，经历了熔融并产生新的流体，后者在上升过程中结晶成新的超高压、强还原矿物组合，通过地幔对流或地幔柱作用被带回到浅部地幔，由此建立了一个俯冲物质深地幔再循环的新模式。蛇绿岩型地幔橄榄岩和铬铁矿中发现金刚石等深部矿物，质疑了蛇绿岩铬铁矿形成于浅部地幔的已有认识，引发了一系列新的科学问题，提出了新的研究方向。   相似文献   

X射线衍射-扫描电镜等技术研究秘鲁铜硫矿石选矿工艺矿物学特征     

曾广圣  欧乐明 《岩矿测试》2019,38(2):160-168

秘鲁铜硫矿石的主要回收对象是铜和硫矿物,由于铜矿物嵌布复杂、粒度过细以及与各种脉石矿物或金属矿物交生关系紧密,利用传统工艺矿物学研究方法如化学分析、光学显微镜检测等较难准确定量其工艺矿物学参数。本文采用化学分析、X射线衍射、扫描电镜、偏光显微镜及矿物参数自动分析系统(MLA)等技术手段,研究秘鲁铜硫矿石的化学成分、矿物组成和主要矿物的嵌布特征、粒度分布及单体解离特性等,并对影响选矿指标的主要矿物学因素进行分析。结果表明:矿石中主要元素为Cu(0.65%)和S(9.53%)。矿石中黄铁矿(16.57%)含量较高,形态较为规则,与其他矿物之间的交生关系相对简单,粒度普遍偏粗,其中粒径大于0.30mm的黄铁矿占95.06%。铜矿物主要以不规则粒状、皮壳状、网脉状、纤维状、尘粒状、斑点状分布于脉石中或与黄铁矿、闪锌矿、磁铁矿等金属矿物交生紧密,粒度极不均匀,使得铜矿物解离难度加大,且矿石中云母(12.51%)、绿泥石(3.74%)、滑石(3.34%)、高岭石、蒙脱石(3.59%)等黏土质矿物含量较高,在磨矿过程中易发生泥化从而恶化分选环境。根据该类型矿石的工艺矿物学特性,本文建议采用"粗磨-部分优先浮铜-铜硫混浮-混合精矿再磨再选分离"的工艺流程,可得到质量高的铜、硫精矿。  相似文献   

气袋采样法对还原硫化物测定的影响因素分析及机理研究     

孟洁  翟增秀  刘英会  张君  韩萌 《岩矿测试》2019,38(2):179-185

还原硫化物是一Z类典型的恶臭物质,其特点是活性高、不易储存,因此适宜的储存条件对还原硫化物的准确测定具有重要意义。本文使用气相色谱-质谱联用技术,从气袋材质、还原硫化物初始浓度、还原硫化物性质和储存时间四个因素探究袋采样法储存还原硫化物过程的损失情况。以Tedlar~? PVF和Teflon~? FEP为目标采样袋,使用5个初始浓度(0. 001、0. 010、0. 100、1. 000和10. 000μg/m L)的混合还原硫化物,选择0、2、6、12、24、48以及72h的储存时间,以响应因子和相对回收率作为评价因子,并使用配对t检验法和吸附动力学,研究影响储存效果的主要因素、物质损失机理以及两种采样袋的储存能力。结果表明,储存时间越长、物质初始浓度越高,物质活性越强,损失情况越严重;在环境温度达到60℃时,Tedlar~? PVF的基质背景较Teflon~? FEP更复杂;相同条件下,还原硫化物在Teflon~? FEP储存过程中损失更严重。依据研究结果建议:(1)样品采集后避光保存;(2)低浓度含硫样品的测定在采样后8h内完成,高浓度含硫样品的测定在2h内完成;(3)若待测样品气体温度较高,优先选择Teflon~? FEP采样袋,气体温度较低条件下选择Tedlar~? PVF采样袋,可最大限度保持样品的原始状态。本研究成果有利于确保还原硫化物样品的储存稳定性,最大限度还原恶臭污染现场情况,为恶臭污染的分析测试以及后续的恶臭污染控制与治理提供技术支持。  相似文献   

化学还原-稳定化联合修复铬污染场地土壤的效果研究   总被引：2，自引：1，他引：1  

安茂国  赵庆令  谭现锋  王永刚  李清彩 《岩矿测试》2019,38(2):204-211

六价铬是国际公认的47种最危险废物之一,研究铬污染土壤的修复效果对污染场地风险管控具有重要的现实意义。本文以济南市某典型铬污染场地土壤作为研究对象,提出了"化学还原+固化稳定"的修复治理思路,针对修复剂类型、投加比、反应时间、还原效率、修复成本和环境效应等因素,确定了该修复工艺的最佳条件,并对污染土壤的修复效果进行评价。结果表明土壤中Cr(Ⅵ)的最佳修复条件为:以氯化亚铁作为化学还原剂,其投加比为5倍的理论投料比,还原时间为2天;以钙镁磷肥作为稳定剂,其投加比为10%(换算成钙镁磷肥与总铬的质量比为72∶1)。采用以上条件修复铬污染土壤,总铬的生物可利用系数由0.4398降低至0.0017,修复后的土壤Cr(Ⅵ)含量介于0.315～0.501mg/kg,Cr(Ⅵ)被还原率大于99.5%。该结果可为土壤修复和决策提供依据。  相似文献   

伊犁蒙其古尔铀矿床含矿层砂岩中黄铁矿形成机制及对铀成矿的指示意义     

丁波  刘红旭  张宾  李平  蒋宏  张虎军  谢希良  郭春杰 《矿床地质》2019,38(6):1379-1391

蒙其古尔铀矿床为伊犁盆地南缘大型层间氧化带砂岩型铀矿床,为查明该矿床含矿层中黄铁矿成因及其形成机制,探讨微生物参与铀成矿过程。文章对含矿层砂岩中黄铁矿与铀矿物矿物学特征、黄铁矿S同位素与碳酸盐胶结物的C-O同位素开展细致研究。研究表明:①蒙其古尔铀矿床中铀主要以铀矿物与吸附铀形式存在,吸附铀主要为有机质吸附铀,铀矿物以沥青铀矿为主,多与黄铁矿、炭屑共生;②蒙其古尔铀矿床含矿层砂岩中黄铁矿主要以自形晶、草莓状和不规则状集合体产出,多与沥青铀矿、碳酸盐胶结物共生,其中黄铁矿S同位素(δ~(34)S_(V-CDT)=-68.4‰～22.1‰)与碳酸盐胶结物的C-O同位素(δ~(13)C_(V-PDB)=-10.2‰～-7.4‰,δ~(18)O_(V-PDB)=-9.6‰～-5.8‰)分析表明黄铁矿具有细菌硫酸盐还原(BSR)与有机物热解2种成因,并探讨了这2种不同成因黄铁矿的形成机制。③结合前人研究成果,认为硫酸盐还原菌(SRB)参与蒙其古尔铀矿床铀成矿过程,以间接还原方式为主,在有机质、黏土矿物与颗粒表面吸附U(Ⅵ)的基础上,通过硫酸盐还原菌(SRB)还原SO_4~(2-)产生的H_2S将U(Ⅵ)被还原成U(Ⅳ),形成铀矿物。  相似文献   

胶东金翅岭金矿床黄铁矿原位微量元素和硫同位素特征及对矿床成因的指示          下载免费PDF全文

朱照先  赵新福  林祖苇  赵少瑞 《地球科学》2020,45(3):945-959

位于招远-莱州金成矿带中西部的金翅岭金矿床是胶东地区典型的石英脉型高品位金矿，但其成矿流体来源和矿床成因一直存在争议.在详细的矿相学和黄铁矿显微结构研究基础上，利用LA-ICP-MS技术原位分析与成矿有关黄铁矿的微量元素特征，结合原位硫同位素分析成矿流体来源，为进一步认识矿床成因提供制约.成矿阶段的黄铁矿划分为2种类型（PyI和PyII），PyI产在石英-黄铁矿阶段，PyII产在石英-多金属硫化物阶段，伴随大量可见金的出现.根据背散射的核-边结构，PyII可细分为含有较多硫化物的核部PyIIa和表面较为干净的边部PyIIb，但二者有明显溶蚀结构.LA-ICP-MS分析结果显示PyI含有一定量的Au（< 0.015×10-6~2.18×10-6，均值0.62×10-6）和As（78.98×10-6~857×10-6，均值542×10-6），但Pb、Zn等其他元素含量较低.核部PyIIa和PyI微量元素分布特征较为相似，但Au（< 0.015×10-6~0.59×10-6，均值0.11×10-6）和As（0.62×10-6~198×10-6，均值35.81×10-6）的含量相对下降.边部PyIIb较核部PyIIa明显富集Au（< 0.015×10-6~19.71×10-6，均值5.91×10-6）和As（399×10-6~18 153×10-6，均值6 412×10-6），且Au与As表现出良好的正相关性.PyI和核部PyIIa原位δ34S的分布范围较为一致，集中在3.0‰~4.9‰；而边部PyIIb的原位δ34S值较高（5.2‰~6.6‰）.根据黄铁矿结构、微量元素和硫同位素特征，推断在主成矿期富34S和富Au-As的热液流体加入形成了边部PyIIb且与核部的PyIIa发生了交代作用，同时大量可见金直接从热液中沉淀形成.该研究表明多期次富Au-As成矿流体的注入可能是高品位石英脉矿床形成的主要机制.   相似文献