桂北及邻区碳酸盐型尾矿的酸中和能力及酸化潜力

对广西北部及其相邻地区金属硫化物矿山的碳酸盐型尾矿(即富含碳酸盐金属硫化物矿尾矿),采用X衍射分析、Sobek-ANC实验测试和Carb-ANC矿物计算法、NAG测试法,以及Sobek-ABA估算法等进行实验分析方法。研究结果表明:(1)的4种类型研究区碳酸盐型尾矿在(方解石型、白云石型、铁白云石型,以及方解石-白云石混合型)中,方解石型尾矿的酸中和能力ANC相对较小,一般<400kgH2SO4/t;白云石型尾矿的ANC较大,一般>400kgH2SO4/t[最高可达1000kg(H2SO4)/t],铁白云石型尾矿和方解石-白云石混合型尾矿的ANC则较小,接近于方解石型尾矿的ANC。(2)研究区碳酸盐型尾矿酸化的预测评价参数与阈值为:ANC<400kgH2SO4/t,Sulfide-S(其值为总硫含量与硫酸盐硫含量的差值)>3.0%,APR<1.4,NAPP>-50kgH2SO4/t。与欧美常用的硫化矿固废酸化阈值相比较,研究区酸化碳酸盐型尾矿(方解石型尾矿)的ANC值及Sul-fide-S含量分别显著高约40倍及10倍;尾矿的酸化势率APR略高(常用阈值APR<1),而净酸生成势NAPP则明显偏低(常用阈值NAPP>+20kgH2SO4/t)。该尾矿为富含碱性碳酸盐的硫化物矿尾矿,特别是富含方解石的高硫(Sulfide-S>3%)尾矿,具有发生酸化污染的潜在危险。

广西大厂巴里碳酸盐型尾矿的酸化特征及机理

以一个堆放近20年的碳酸盐型尾矿的垂向剖面作为研究对象,采用综合地质-地球化学分析方法,包括尾矿组构及组分分析、X衍射分析以及Sobek-ABA估算和NAG测试等,探讨这类尾矿酸化的地质-地球化学特征及酸化作用机理,获得如下认识:①该尾矿剖面由下至上,随着氧化程度的增强,其酸化作用也逐步增强,呈现出明显的层带结构,即下部C层(还原带及原生带)为未蚀变松散尾砂,中部B层(次氧化带及碱缓冲带)为蚀变松散尾砂层,上部A层(氧化带及酸化带)呈厚约100～150cm的板结硬化层;在A层与B层之间形成一个酸化-碱缓冲界面;而氧化-还原界面则较低,位于B层底部接近C层顶部位置。②碱缓冲作用发生在B层内,方解石为碱质的主要来源。③该尾矿的酸中和有效率约为80%,这可能归因于尾矿酸化所产生的次生纤铁矿、石膏等包裹残余方解石,阻断了中和反应的进行。因此,即便是富含碱性碳酸盐的金属硫化物矿尾矿仍然存在酸化污染的可能性。

酸性矿山废水(AMD)地球化学工程防治技术

酸性矿山废水(AMD)的地球化学工程防治技术,意指根据AMD的生成机理,采用地球化学方法(包括AMD预测评价、覆盖和渗透反应栅等技术)对AMD(及重金属)污染进行预防控制和治理的集成技术。该项技术具有长效、低成本、易施工,以及原位治理等特点,适用于处理排放持续时间长、富含毒性重金属的酸性污水,值得在我国的金属硫化物矿山开发应用。

广西佛子冲铅锌(银)成矿带多元素富集特征及矿床成因

文章运用元素地球化学研究方法 ,分析了研究区内岩浆岩、含矿岩系、硫化物矿物中元素的分布特征 ,研究认为 :佛子冲铅锌矿床中Ag ,Se(富集于方铅矿中 )和Cd(富集于闪锌矿中 )具有较大的综合利用价值 ;矿床的形成与燕山期火山活动有关 ,不同类型矿床的成矿物质均为岩浆来源 ;在矿带东南部火山岩覆盖区有进一步找矿的潜力 。

甘肃公婆泉铜矿田中—晚志留世浅海相火山喷发旋回及火山作用演化

根据甘肃公婆泉铜矿田内４条典型地层剖面，确立了甘肃公婆泉群中－上志留统浅海相火山喷发沉积岩系的标准层和层序，并将其划分为１４个韵律和５个旋回。火山喷发旋回由早→晚，火山岩岩性由安山质凝灰岩、安山岩→英安岩、钠流纹岩→石英粗面岩→安山岩，火山岩中铁族元素的丰度由高→低→最低（在石英粗面岩中）→高，形成一个较完整的演化周期。中晚期火山岩所表现出的岩性（出现碱性岩－石英粗面岩）和铁族元素丰度（出现最低值）的突变与区域北西走向断裂的深切活动有关，为铜、银等金属成矿提供主要的地球化学条件。铜、银等成矿元素主要富集在火山喷发旋回中期的英安岩中，表明火山活动中期是主要的成矿期，英安岩可作为重要的找矿标志。此外，早中期火山旋回主要发育于矿田的中西部，而晚期旋回则主要分布在矿田的东部，并且火山喷发的强度和频率增高，表明晚期火山活动中心已明显向东部迁移。

佛子冲火山岩区隐伏铅锌矿床的类型归属及成矿远景

佛子冲铅锌成矿带包括两种矿床类型 ,即佛子冲式夕卡岩型矿床和牛卫式热液充填 (交代 )型矿床。这两类矿床矿体产状、围岩蚀变、矿物组合 ,以及单矿物中微量元素分布特征等方面区别明显 ,但硫化物矿物的硫、铅同位素组成相同 ,并且均表现出强烈的均一化的特点 ,反映出两者的成矿条件及成矿方式虽然不同 ,但具有相同的物源———燕山期钙碱性火山岩系。在佛子冲矿带南部火山岩覆盖区 ,铅锌矿化组合空间展布呈“三层楼”结构 ,并且构造控矿作用明显 :矿点主要分布于佛子冲隐伏背斜的轴部 (“龙脊”) ,特别是在隐伏背斜被NE向断裂切割部位。火山岩区铅锌矿化大多属于佛子冲式矿床类型 ,即佛子冲矿带内主要的矿床类型 ,具有较大的找矿前景。

碳酸盐型硫化物尾矿酸化及其研究意义

碳酸盐型硫化物矿尾矿因富含碱性碳酸盐,其酸化(尾矿中所含的硫化物氧化并释放出酸性水)问题一直不为人们所重视。通过对桂北(及邻区)碳酸盐岩区金属硫化物矿山尾矿污染的调研后发现:碳酸盐型尾矿酸化具有遍在性;尾矿能否发生酸化不能仅根据尾矿中碱性碳酸盐的含量简单地进行判断。经初步分析表明,在尾矿酸化过程中,碳酸盐颗粒的表面所形成的次生矿物(高价铁氢氧化物及石膏等)包壳可降低尾矿中碳酸盐中和酸的有效性,此即为"富含碱性碳酸盐的硫化物尾矿仍可发生酸化"的原因之一。深入研究碳酸盐型尾矿酸化机制,对于完善硫化物尾矿AMD的成因理论和预测评价体系,以及指导碳酸盐岩地区金属硫化物矿山AMD污染的防治,具有理论和实际意义。

硫化物尾矿中重金属的赋存状态研究及其意义

选矿所产生的金属硫化物尾矿是生成(酸水)重金属复合污染的重要本源之一。国外近年来的研究趋向于探讨尾矿中元素化学形态、稳定性/迁移性及环境效应;在研究方法上,趋于采用针对硫化物尾矿的元素化学提取法(Dold法)。国内研究大多侧重于对尾矿中重金属的化学形态及其迁移规律的测试分析、实验模拟,而在考虑多重综合因素对尾矿中重金属赋存状态影响的研究较少;在碳酸盐岩/喀斯特环境景观区,对尾矿源重金属复合污染形成机制方面的研究尚显薄弱。我国的南岭碳酸盐岩区是重要的有色金属矿产产地,也是重金属复合污染频发的地区,在该区开展硫化物尾矿中重金属赋存状态研究,弄清重金属的富集和迁移机制,对于硫化物尾矿源重金属污染的防治以及尾矿中金属资源的回收利用具有理论和实际意义。

甘肃公婆泉浅海相含铜斑岩的地质与地球化学特征

与大多数含铜斑岩产于陆相火山岩区不同，甘肃公婆泉含铜斑岩（即英安斑岩和花岗闪长斑岩）在空间和成因上与中－晚志留世浅海相火山岩系关系密切。这两类含铜斑岩均侵入于石英粗面岩中，斑晶矿物成分、斜长石牌号、岩石化学成分、铁族及成矿元素的丰度等相近，均属钙碱性岩系（里特曼指数为１．６９～２．７５），具富Ｋ（Ｋ２Ｏ为２．８０％～４．７７％）、低Ａｌ（Ａｌ２Ｏ３为１４．４６％～１６．０１％）、低Ｃａ（ＣａＯ为２．４９％～４．６３％）及成矿元素含量较高的特点。与花岗闪长斑岩相比较，英安斑岩的斑晶含量较低而晶屑含量较高、钾化蚀变较强烈、Ｆｅ２Ｏ３／ＦｅＯ值和Ｋ２Ｏ含量较高、ＣａＯ含量较低。两类斑岩是同源岩浆的浅成－超浅成侵入体，英安斑岩的侵位深度相对较浅。

酸性矿山废水中石灰岩包壳作用研究

研究石灰岩包壳作用有助于深入了解酸性矿山废水(AMD)在富含石灰岩的金属硫化物尾矿中的释放机制。采用AMD滞留浸泡石灰岩颗粒试料的实验方法,研究在酸水饱和条件下石灰岩次生包壳的形成作用。研究表明,AMD的Fe含量是影响石灰岩包壳作用的主因之一。在高Fe浓度(如1 029~1 033 mg/L)的AMD中,石灰岩颗粒表面可依次沉淀富Al相、石膏、纤铁矿(吸附Zn、Cu及As等),发生石灰岩包壳/钝化作用,使溶液维持酸性;而在低Fe浓度(6.71~74.8 mg/L)的AMD中,次生包壳难以生成,石灰岩得以大量溶解释碱并充分中和溶液中的H^+,使溶液达到中性。因此,Fe硫化物含量较高(如Fe含量10.62%、S含量5.70%)的石灰岩尾矿,由于其氧化后可生成高Fe浓度的酸性水而导致石灰岩包壳作用,具有释放AMD(及重金属)的危险,应注意防控。

黄沙坪碳酸盐型尾矿氧化剖面特征及酸化机制

湖南黄沙坪铅锌矿尾矿富含碳酸盐及金属硫化物,属于碳酸盐型尾矿。通过对该尾矿铅垂剖面的结构构造,以及尾矿的矿物成分、化学成分、Paste pH值和Carb-ANC(酸中和能力)等分析,探讨碳酸盐型尾矿的酸化特征及其机制。研究表明:黄沙坪尾矿发育层状构造,即表面为胶结硬化层(hardpan),之下依次为弱胶结层、尾砂层及底层(接近尾矿潜水面)。尾矿的酸中和矿物主要为方解石;尾矿的产酸矿物以黄铁矿和磁黄铁矿为主,但黄铁矿的抗氧化能力和产酸能力均较强于磁黄铁矿。尾矿剖面自下而上(或由早至晚),氧化作用逐渐增强,磁黄铁矿先于黄铁矿氧化(蚀变)分解并逐渐消失,此时尾矿的酸中和能力仍较强,尾矿保持近中性环境;之后,黄铁矿开始氧化产酸并大量消耗方解石,尾矿开始酸化;至尾矿表层方解石消耗殆尽,而黄铁矿仍持续释酸,尾矿酸化加剧。表层强氧化环境使纤铁矿大量沉淀并胶结尾矿颗粒形成硬层。黄沙坪尾矿由于含有大量的抗氧化能力和产酸能力均较强的黄铁矿,其酸水(+重金属)释放的潜力较大并且持续的时间也较长。

热水沉积和岩浆气液叠加与大厂超大型锡-多金属矿床

大厂超大型锡-多金属矿床中发育同生层状和后生脉状两种矿体类型。本文从多方面论证了层状矿体的形成与海底深循环热水活动有关。通过两类矿体的对比研究,并结合成矿地质背景条件分析,笔者认为该矿床是一个热水沉积成矿和岩浆热液叠加再富集成矿的复成因超大型矿床。

巴里富碳酸盐硫化物尾矿中重金属的赋存状态

本文以广西大厂锡石-硫化物矿区巴里尾矿库的富碳酸盐尾矿（堆放了20余年）作为研究对象,采用BCR三步提取法研究Zn、Cd、Pb和As的化学形态分量以及其总含量在该尾矿铅垂剖面中的分布,并结合尾矿的结构构造、次生和原生矿物成分及其变化等分析,探讨在氧化/酸化条件下富碳酸盐尾矿中重金属的释放机制。研究结果表明：（1）尾矿下层原尾矿中重金属主要以稳定或较稳定的残渣态（As、Pb、Zn、Cd）、氧化物结合态（Pb）及硫化物结合态（Zn、Cd）形式赋存。在酸水淋滤作用下,原尾矿中重金属的释放顺序为Cd≈Zn〉Pb〉As;（2）尾矿上部厚层状氧化硬层（厚度1～1.5m）中,Zn、Cd以酸可溶态大量富集,具有较强的迁移性;As、Pb主要以残渣态以及氧化物结合态赋存,其迁移性较差。因此,富含碳酸盐的硫化物尾矿经过氧化作用具有释放多种重金属的潜能。由于这类尾矿中各重金属的赋存状态存在差异性,因此对其迁移性及环境效应须具体分析。

黄沙坪碳酸盐型尾矿中重金属的赋存状态与污染评价

污染指数法用于碳酸盐型尾矿(指富含碳酸盐的金属硫化物尾矿)重金属污染评价存在局限性。通过研究湖南黄沙坪铅锌矿尾矿中Zn、Cd、Pb、Cu及As等元素赋存状态(包括尾矿铅垂剖面结构、元素总量及其水溶态分量的分布和影响因素以及次生胶结物纤铁矿与元素结合作用等),结合元素迁移活性(水溶取率)和污染指数分析,得出如下结论:1该尾矿发育层(带)状结构,即浅表胶结硬化层(中褐色,氧化/酸化)→中部弱胶结层(黄褐色,次氧化)→深部尾砂层(橄榄灰-绿灰色,弱/未氧化),重金属元素在尾矿中浅部的胶结层中富集;2纤铁矿为主要次生胶结物,纤铁矿与元素结合作用的差异性影响尾矿中元素的稳定性/迁移活性;3尾矿中Zn、Cd的迁移活性和污染指数均较高,是主要的污染因子,应重点防控;As的污染指数虽高,但因其迁移活性较低,仍属次要污染因子;Pb、Cu的迁移活性及污染指数均较低,对环境影响可能较小。采用污染指数与元素赋存状态分析相结合的方法,对(黄沙坪)碳酸盐型尾矿的重金属污染危险进行综合评价,可避免污染指数法的局限性。

大瑶山隆起西南缘MVT矿带含矿岩系及流体成矿

广西大瑶山隆起西南缘成矿带中隐伏锌铅硫化物矿床是比较典型的密西西比型（MVT）锌铅矿床，矿体产于中泥盆统东岗岭组（D2d）中上部台地相碳酸盐岩中．富矿体受次级构造和白云岩-灰岩过渡带控制，赋存在中粗晶白云岩体中．成矿作用与中低温流体活动有关．强烈的白云岩化和在富矿地段发育的角砾状矿石构造，表明在流体成矿作用前，围岩（灰岩）已发生了溶解坍塌，形成大量的角砾孔隙，为后期流体成矿提供了良好的储集场所．流体交代作用（白云岩化）一方面使得围岩的孔隙度加大，另一方面使围岩中的“杂质”（Fe、Sr、Rb等）去除，形成浅色中粗晶白云岩，成为良好的找矿标志．球粒陨石标准化稀土模式显示：研究区围岩轻稀土元素相对富集（（La／Yb）N为8．46～10．00），Eu亏损（8Eu为0．596～0．880），而Ce无明显亏损（δCe为0．85～0．90）．流体作用会引起围岩稀土元素含量和分布的改变．结合区域成矿背景分析认为，研究区具有良好的找矿前景．

广西珊瑚钨锡矿硅质尾矿的中和能力与重金属释放污染

中性矿山废水(NMD)及重金属释放污染问题容易被忽视。以广西珊瑚钨锡矿石英脉型矿石选余的尾矿即硅质尾矿作为研究对象,采用尾矿酸-碱估算,以及地质积累指数、潜在生态危害指数和迁移污染效应(元素可交换态含量)等评价方法,分析珊瑚硅质尾矿的中和能力与重金属(Cd、Zn、Pb、Cu及As)释放污染的危险性。研究结果表明:(1)珊瑚尾矿的中和能力较强(平均中和潜力比率NPR=4.74,平均净产酸潜力NAPP=-41.2kgH2SO4/t),并且硫含量较低(平均总硫TS=0.60%),不存在释放酸性矿山废水(AMD)的危险,属于非释酸尾矿。尾矿的酸中和矿物主要是方解石和白云石,其持续风化分解释碱可维持尾矿渗滤水呈近中性,即产生NMD;(2)该尾矿中As、Cd的含量较高且迁移性强,是矿区尾矿源重金属污染的主要因子;而矿区发生尾矿源Pb、Cu污染的可能性较小。综合上述,珊瑚硅质尾矿在风化作用下伴随NMD渗出,可能产生As、Cd(Zn)释放污染。因此,NMD释放尾矿/非释酸尾矿也具有产生重金属污染的危险,不容忽视。

珊瑚钨锡矿硅质尾矿中Cd、As、Zn、F富集迁移及环境污染

硅质尾矿在释放中性矿山废水（NMD）时所伴生的多元素复合污染问题值得重视。本文以桂东北珊瑚矿尾矿作为研究对象,通过分析该尾矿的组构、元素富集及迁移特性,筛选出主要污染元素,并探讨尾矿胶结层对元素富集迁移的影响。结果表明：（1）该尾矿中Cd、As、Zn及F富集程度较高、可交换态含量（易迁移释放量）较大,是主要的污染元素,而Cu、Pb、Tl产生污染的可能性较小;（2）胶结层对重金属具有再富集作用,但其对可交换态Cd、As（Tl）再富集明显,而对可交换态Cu、Pb、Zn再富集则不明显。胶结层中次生伊利石、石膏等胶结物趋向于吸附富集活性可交换态Cd、As。这表明该尾矿可能迁移释放出含Cd、As浓度较高的NMD。研究表明,硅质尾矿风化释出NMD的同时,可能伴生Cd、As、Zn等重金属以及F的复合污染。

广西佛子冲铅锌(银)矿田岩浆岩的时代及地球化学特征

广西佛子冲铅锌（银）矿田内发育两个岩浆岩系列，即海西期弱碱质Ｓ型花岗岩系和燕山期钙碱质Ⅰ型花岗质火山岩系，两者的地球化学特征差异十分显著。钙碱质岩系由早期至晚期，其岩石特征参数、微量元素及稀土元素表现出规律性变化，反映出同源火山岩浆的演化特征。铅锌（银）成矿作用与钙碱质岩系，尤其是晚期浅成侵入体（次火山岩）密切相关。

广西贵港—平南MVT型铅锌重晶石矿床含矿岩系特征

广西贵港-平南铅锌成矿带含矿岩系——中泥盆统东岗岭组(D2d),为一套台地碳酸盐岩系。铅锌矿床赋存在D2d中上部泥晶白云岩——局限台地咸化浅滩相沉积岩中。铅锌成矿标志:炭质泥晶白云岩,重晶石(白云石),以及浅水沉积构造(如示底构造、溶蚀构造等)。Pb+Zn与Ba密切相关(相关系数为+0.636,线性回归方程式为:Pb+Zn=0.041+2.026Ba)。根据含矿岩系和成矿地质特征综合分析认为研究区铅锌矿床属于密西西比河谷型(MVT型)铅锌重晶石矿床,与成岩期后流体成矿作用有关;研究区成矿条件有利,找矿前景较好。

缓冲期碳酸盐型尾矿重金属释放机制——柱淋滤实验研究

碳酸盐型尾矿在缓冲期/中性矿山废水(NMD)释放期的重金属污染问题易被忽视。本文以广西大厂锡石-硫化物尾矿作为研究对象,采用柱淋滤实验方法,探讨碳酸盐型尾矿在缓冲期重金属的释放机制,为此类型尾矿重金属污染的防治提供依据。实验结果表明,大厂尾矿在缓冲期(约7年,pH值为6. 6～8. 0)存在Sb、Zn、Cd、As(Pb)释放污染问题。在尾矿堆放初期(0. 5年,pH值由7. 6降至7. 2),Zn、Sb、Cd快速、大量释出;中期(0. 5～2. 5年,pH值由7. 2波动升高至8. 0),Sb较平稳释出;后期(2. 5～7年,pH值变化范围为8. 0～6. 6,呈降低趋势),受气温及pH值影响,As、Sb(Pb)呈波动或间歇振荡释出,即在夏季高温、pH值较高时,释出元素浓度较高,反之,在冬季低温、pH值较低时,释出元素浓度较低。重金属的释放与尾矿中硫化物的氧化程度高低及氧化先后顺序有关。这些矿物的氧化顺序大致为:闪锌矿(Zn、Cd)、辉锑锡铅矿(Sb)→脆硫锑铅矿(Sb)→毒砂(As)、方铅矿(Pb)。因此,对于(广西大厂)碳酸盐型尾矿在缓冲期的重金属污染应分阶段、季节(夏季),采取有针对性的防治措施;在缓冲期(7年)后应注意尾矿酸性矿山废水(AMD)+重金属(如As、Sb)复合污染的防治。