新疆东天山黄滩金铜锌矿成矿时代——来自白云母^(40)Ar-^(39)Ar年龄和黄铁矿Re-Os年龄约束

卡拉塔格是东天山十分重要的铜矿集区,发育5个不同时代和成矿类型的成矿系统。近年来新发现了黄滩(包括金岭)金铜锌矿床,赋存于火山岩系中,发育层状矿化、脉状矿化和黄铁绢英岩化,但层状矿化和黄铁绢英岩化形成时代不清楚,制约了进一步找矿勘查工作。本文基于野外调查和室内研究,开展白云母^(40)Ar-^(39)Ar年龄和黄铁矿Re-Os年代学研究,获得黄铁绢英岩中白云母^(40)Ar-^(39)Ar坪年龄为429.46±3.91 Ma,7件层状矿化中黄铁矿Re-Os等时线年龄为436.5±4.2 Ma。层状矿化年龄与前人获得含矿岩系英安岩和英安质凝灰岩年龄(434~438 Ma)、脉状矿化年龄(432~438 Ma)一致,表明层状矿化、脉状矿化和黄铁绢英岩化是同一成矿事件的产物,黄滩为富金火山成因块状硫化物(VMS)型矿床。因此,尽管黄滩和红海‒黄土坡为VMS型矿床,红石为火山热液脉状矿床,但它们均为同一VMS成矿系统,形成于430~439 Ma,受控矿因素的差异,造成了成因类型、矿化类型和成矿元素组合的多样性。

不同粒径白云母对镎的吸附性能

结合理论计算和静态吸附实验研究了白云母矿物对Np(Ⅴ)的吸附行为,为评估核废物处置场周围安全性提供参考依据。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、材料比表面积(BET)、NaI(Tl)γ谱等手段研究不同粒径的白云母对239Np(Ⅴ)的吸附行为。探讨了时间、pH值、有无CO_(3)^(2-)等影响因素对不同粒径白云母吸附Np(Ⅴ)的影响。结合基于第一性原理的密度泛函,选取B3LYP为泛函、6-31G^(*)为基组,开展了量子化学计算获得位点的解离常数(pKa)值,以描述骨架结构的电子行为。实验结果表明:不同粒径的白云母对Np(Ⅴ)吸附有影响,环境中有无对吸附分配系数也有影响,但随着白云母粒径减小,活性位点暴露越多,吸附分配系数趋势有差异。结合SEM图和吸附分配系数曲线可知,随着样品研磨目数增大,端面暴露增多,甚至层状白云母被剥离,在碱性区域其吸附分配系数略有增大,但吸附分配系数均小于100。其中少量Np(Ⅴ)富集在细粒至极细粒的矿物中,与较细粒的沉积物有关。白云母对Np(Ⅴ)的吸附很弱,吸附不是主导作用,Np(Ⅴ)在白云母矿物中主要是随地下水迁移。

江西金滩岩体花岗岩的侵位深度——来自白云母矿物化学成分的约束

白云母是过铝质花岗岩中常见的矿物,可以用来作为限制岩体侵位深度的压力计矿物。文章利用电子探针对金滩二云母花岗岩中的白云母进行了化学成分分析,通过白云母结晶压力计算获得金滩岩体的侵位压力为4.9×10^(8)~6.1×10^(8)Pa,平均5.4×10^(8)Pa,对应的侵位深度为16~20 km,平均18 km。综合前人研究成果认为,华南印支期花岗岩侵位深度普遍为17~19 km,且华南印支期造山加厚的地壳厚度很可能≥50 km,而在燕山期经历了强烈的风化剥蚀去顶作用。这一认识为揭示华南地区相对缺乏印支期火山岩提供了一种新的解释。

川西甲基卡区域伟晶岩分异演化及锂成矿过程:来自白云母矿物学的约束

甲基卡位于松潘-甘孜造山带内,为我国超大型伟晶岩型锂矿床之一,具有较大的经济价值。甲基卡伟晶岩在空间上具有良好的分带,以二云母花岗岩为中心,向外依次为微斜长石伟晶岩带(Ⅰ带)→微斜长石-钠长石伟晶岩带(Ⅱ带)→钠长石伟晶岩带(Ⅲ带)→锂辉石伟晶岩带(Ⅳ带)→白云母伟晶岩带(Ⅴ带)。为了研究甲基卡区域伟晶岩脉空间演化和稀有金属富集规律,本文对各分带伟晶岩的白云母进行了主量、微量元素研究。根据矿物内部结构和化学成分,区域伟晶岩存在两阶段演化:早阶段在Ⅰ带至Ⅳ带形成均一结构的原生白云母;晚阶段Ⅴ带形成具有成分分带的白云母,二者在成分上Li、Rb、Cs含量和K/Rb、K/Cs比值呈现明显差异,表明演化程度明显加大,流体组分比例升高,表明体系由以熔体为主的阶段进入以熔流体为主相对不稳定的阶段。从Ⅰ带至Ⅳ带,原生白云母的K/Rb、Kb/Cs比值降低有限,微量元素Li、Rb、Cs、Ta含量总体略微升高,表明甲基卡区域伟晶岩脉经历了中等程度的结晶分异演化。V带云母的主微量成分呈振荡变化,该现象主要受熔体不混溶过程的控制。总体上,原生白云母均有具有高Li、Cs、B含量的特征,表明初始熔体极具成矿潜力。白云母中K/Rb比值小于等于20或Cs含量大于等于400×10^(-6)可以作为评价Li-Cs-Ta(LCT)伟晶岩发生锂辉石矿化的指标。

白云母矿石盐酸酸洗除钙试验研究

随着我国双碳政策落实,能源等高新领域得到快速发展,对锂、铷等金属的需求日益增加,白云母作为含锂、铷矿物之一得以重视。针对在硫酸熟化处理白云母矿时,主要杂质钙的存在会降低有效提取率的问题,提出采用盐酸酸洗对白云母矿石进行预先除钙。首先,从热力学角度分析了酸洗时白云母和方解石与盐酸的反应情况,结果表明,在酸洗温度范围内,白云母几乎不与盐酸发生反应;当温度高于30℃时,方解石与盐酸反应可以自发进行。其次,通过对酸洗温度、盐酸浓度、酸洗时间和液固比等工艺参数的影响进行研究,结果表明:在酸洗温度70℃、盐酸浓度0.5 mol/L、酸洗时间1.5 h、液固比1 mL/g的条件下,钙的去除率可达98.3%,而铷和锂的损失率分别低至2.3%和3.3%。通过盐酸酸洗可实现白云母矿石中钙的选择性脱除。通过对酸洗渣进行表征发现,酸洗后白云母矿石中方解石相消失,矿石主要由白云母和石英组成,同时,电子能谱分析图像显示钙的富集区域消失。在相同的熟化和水浸条件下,对比直接熟化和酸洗+熟化两种不同工艺获得的锂和铷的浸出率发现,对酸洗后的白云母进行熟化可使锂、铷的提取率提高约10%~20%。最后,通过酸洗液循环除钙试验验证,酸洗液经补酸后(调节pH值至0.3)可供循环3次使用,钙的去除率均保持在90%以上,避免了废水的大量产生。

川西微晶白云母的X射线粉晶衍射分析

川西微晶白云母是一种新型的非金属矿物资源,采用X射线粉晶衍射分析对川西微晶白云母的进行了深入研究,发现该矿床存在白云母-多硅白云母矿物组合。该矿物组合中的微晶白云母和多硅白云母结晶度高,多型为2M1,其含量分别为80%和20%左右;二者都属二八面体型白云母类矿物,但d060和b值偏大,微晶白云母的d060=0.1502 nm,b=0.9012 nm,多硅白云母的d060=0.1505 nm,b=0.9030 nm;微晶白云母矿铝含量较低、铁镁含量较高,其原因是白云母晶体铝氧八面体中的Al离子被Fe、Mg等离子所取代,这一矿物组合是通过矿物类质同象作用所形成一种多硅白云母系列矿物。

中国沉积微晶白云母矿的发现及开发前景

中国首次发现的沉积微晶白云母岩 ,产在川西地区新元古代成冰系中的一套陆相富钾酸性火山 -沉积碎屑岩中 ,是一种新的岩石类型和白云母矿的新类型。矿石组分比较简单 ,白云母呈板状微晶产出 ,含矿率高 ,初步分析矿床是由富钾酸性火山灰或火山尘通过陆解作用和成岩作用及后生作用形成板状块云母。矿石储量大 ,易采、易选、易加工 ,成本低廉 ,用途广阔 ,是生产白云母粉的优质接替资源 。

宿松杂岩中白云母的矿物学特征及地质意义

大别山为印支期扬子陆块和华北陆块之间的碰撞造山带。太湖—宿松地区位于大别山东段部位，主要由扬子陆块北缘不同变质程度的变质基底和少量浅变质盖层组成。本文选择了宿松杂岩中的白云母进行探针分析以及X射线粉末衍射分析，研究结果表明宿松杂岩中的白云母都是2M1型且均为多硅白云母。其中，多硅白云母的晶胞参数b0平均值为9.039，显示宿松杂岩的变质压力为中压—高压。根据宿松杂岩中白云母的显微变形特征可以知道白云母至少存在着两期变形，一期是导致石榴子石压力影形成和白云母右旋的构造作用，应该对应着燕山期大别造山带中-下地壳物质发生平行造山带向东流动的地质事件。另一期是导致白云母形成涡流构造形成的构造作用，这一期构造应该对应扬子板块和华北板块碰撞事件。根据白云母中的Ti温度计和多硅白云母压力计可以得出宿松杂岩的变质条件为T=480 ℃～579 ℃，P=0.7～1.2 GPa，属于绿片岩相到角闪岩相。

川西马尔康地区李家沟锂辉石伟晶岩同构造侵位记录:来自白云母和锂辉石显微构造的证据

中国西部松潘-甘孜造山带广泛分布晚三叠世-早侏罗世花岗伟晶岩型锂矿床。理清该时期锂辉石伟晶岩脉形成的构造地质背景及其侵位过程对于未来勘探找矿具有重要意义。本文以川西李家沟晚三叠世-早侏罗世锂辉石伟晶岩为例,在详细的野外观测和显微构造分析基础上,聚焦伟晶岩脉中白云母和锂辉石两种矿物的显微结构和构造特征。研究发现白云母主要有两种类型,一种是分布于锂辉石破裂处,具有自形、板条状特征;另一种白云母主要分布于相邻锂辉石晶体的边缘,并发生明显的弯折、沿解理面的滑动、晶内破裂、重结晶造成的晶内及边缘新晶粒生成,以及云母鱼等现象,为典型的韧-脆性变形特征。锂辉石呈巨晶状,表现出脆、韧性两种变形特征。脆性变形主要是晶内破裂,破裂处被晚期结晶的白云母、石英等充填;韧性变形特征包括晶体弯曲、双晶纹错动、双晶纹一端变细或尖灭等。这些显微结构、构造证据表明锂辉石伟晶岩脉完全结晶固结之前发生脆、韧性变形,是吸收了区域构造应力的结果。区域调查发现围岩地层中顺层侵位的同构造无矿伟晶岩脉与部分切层含矿伟晶岩脉为连通关系,指示二者为同源岩浆、同期侵位。此外,李家沟矿区井下工作发现大部分锂辉石伟晶岩脉都是侵位在三叠系变沉积地层褶皱的核部,靠近伟晶岩脉的围岩变形面理平行或小角度斜交二者接触面。以上证据表明李家沟锂辉石伟晶岩脉形成于造山挤压背景下,即锂辉石伟晶岩为同构造岩浆侵位的产物。

白云母类矿物在绝缘材料中的应用现状与开发利用建议

本文介绍了白云母类矿物优良的绝缘性能,综述了片状白云母、碎云母和绢云母等在绝缘材料中的应用研究现状,并据此提出了进一步加强白云母类矿物在绝缘材料中开发利用的几点建议。

基于BP神经网络的白云母超细磨工艺参数优化

为提高白云母超细磨的效率,采用皮尔森相关系数分析超细磨效率与各参数之间的敏感性,并建立BP神经网络模型对白云母的超细磨正交试验参数进行优化。研究结果表明:各参数对超细磨效率敏感程度由大到小依次为瓷球级配、搅拌速率、助磨剂种类、超细磨时间和助磨剂用量。利用BP神经网络优化后的工艺参数进行超细磨试验,可获得-13μm粒级质量分数为83.04%的白云母,与正交试验最佳点相比提高了2.19%,所建模型可提高白云母超细磨效率,且预测精度较高。研究结论为超细白云母粉体的高效制备提供参考。

超声预处理强化三乙醇胺对白云母助磨效果的作用机理

为阐明超声预处理强化三乙醇胺助磨白云母的作用机制,采用红外光谱、电导率和XRD等手段对超声预处理前后的三乙醇胺溶液及白云母超细磨产品进行了表征。结果表明,经超声预处理30 min的三乙醇胺作用后白云母超细磨产品的d90和d50分别减小了26.2μm和7.2μm,比表面积增大了1199 cm^(2)/g。超声预处理可促进三乙醇胺在溶液中的电离程度,并使溶液中羟基的比例发生变化,使得三乙醇胺溶液的电导率增大了1065μS/cm,多聚水及二聚水内羟基的比例增大了15.66个百分点,醇羟基的比例增大了1.15个百分点,从而促进了三乙醇胺溶液中的多聚水及二聚水与白云母表面的水合作用及醇羟基在白云母表面的吸附。上述作用使白云母表面的ζ电位负向增大了7.5882 mV,白云母粉体在料浆中更易分散,其超细磨产品的(001)等晶面衍射峰强度显著减小,(005)晶面发生宽化。当超声预处理三乙醇胺30 min时,白云母超细磨产品的晶粒尺寸和结晶度达到了最小值55.09%和37.41 nm,而微观应变和位错密度达到了最大值5.56%和0.71 nm^(-2)。与未超声预处理时相比,白云母超细磨产品的晶粒尺寸和结晶度分别减小了6.69%和3.69 nm,微观应变和位错密度则分别增大了0.9%和0.2 nm^(-2),从而强化了三乙醇胺对白云母的助磨效果。研究结果对超细白云母粉体的大规模工业湿法制备具有一定的借鉴意义。

钙离子对白云母与石英选择性分离影响的量子化学研究

以白云母、石英矿物为代表,通过浮选试验及Zeta电位测试研究Ca^(2+)在白云母、石英表面的吸附行为及对白云母、石英这2种矿物浮选分离行为的影响。采用密度泛函理论计算方法研究钙离子络合物在2种矿物表面不同位点的吸附亲和性,揭示钙离子络合物在这2种矿物表面的吸附机理。研究结果表明:白云母对Ca^(2+)的吸附作用强于石英对Ca^(2+)的吸附作用,加入4×10^(-5)mol/LCa^(2+)可以将白云母的回收率提升至91.38%,而将石英的回收率降低至1.21%;Ca^(2+)以[Ca(H_2O)_(4)]^(2+)络合物的形式通过与矿物表面的O_(s)原子结合形成Ca—O_(s)键和氢键,稳定吸附于白云母和石英表面;络合物中Ca原子对AlOSi位点中O_(s)原子的吸附亲和性强于SiOH中O_(s)原子的吸附亲和性,因而,[Ca(H_(2)O)_(4)]^(2+)更倾向于吸附在白云母表面。

SO_(2)和NO_(2)在白云母表面的非均相反应研究

白云母是大气中矿物气溶胶的重要组分之一,研究大气中常见气体在其表面的非均相反应,在一定程度上可揭示大气环境中化学反应过程。文章采用自制石英玻璃微型反应器研究了SO_(2)和NO_(2)在白云母颗粒物表面的非均相反应,并探讨了相对湿度(RH)及光照对该反应的影响。结果表明,白云母对SO_(2)和NO_(2)均有一定的吸附活性,有紫外光和无紫外光条件下,SO_(2)的反应产物分别以SO_(4)^(2-)和SO_(3)^(2-)为主,NO_(2)的产物均以NO_(3)^(-)为主;RH或者紫外光照对反应均具有促进作用,两者对硫酸盐和硝酸盐的生成有协同效应;当SO_(2)和NO_(2)在白云母表面共存时,既有协同作用又存在竞争反应,SO_(4)^(2-)和NO_(3)^(-)的生成量分别是SO_(2)、NO_(2)单独存在的2.09倍和77%。因此,NO_(2)能促进硫酸盐的生成,但SO_(2)对硝酸盐的生成有明显抑制作用。

江西宁都白云母伟晶花岗岩型高纯石英用硅质原料矿床特征与资源潜力

高纯石英以优异的物理化学性能成为战略性新兴产业的关键基础原料,中国是高纯石英消费大国,高端产品全部依赖进口。在高端高纯石英领域,中国面临着优质高纯石英用硅质原料匮乏和高端产品提纯技术短板,优质资源是提纯加工高端高纯石英的关键基础,中国迫切需要突破优质资源瓶颈。通过与美国Spruce Pine白岗岩高纯石英用硅质原料矿床对比研究,在武夷山隆起西部的江西宁都地区发现了白云母伟晶花岗岩型高纯石英用硅质原料,认为西武夷山地区是花岗岩型高纯石英用硅质原料找矿有利地区。本次在成矿地质背景和矿床地质特征基础上,开展矿石矿物特征、石英内部包裹体特征、气液包裹体成分、岩石地球化学、石英杂质元素、主要晶格杂质等研究,探讨矿床成因,评价资源潜力。宁都白云母伟晶花岗岩为亚碱性过铝质花岗岩,富含钾长石,K含量大于Na,具有较高的大离子亲石元素,较低的高场强元素和稀土元素含量,Eu既有正异常也有负异常。石英包裹体以气液为主,气液包裹体面积占比1.69%,含少量白云母等矿物包裹体,主要杂质元素Mg、Fe、Li与Spruce Pine白岗岩石英相近,杂质元素总量低,平均618.03×10^(-6)。石英主要晶格杂质Al、Li、Ti元素总量低,为89.82×10^(-6),石英纯度达到SiO_(2)99.99%以上,是优质高纯石英矿物原料,预测资源规模为大型。宁都白云母伟晶花岗岩赋存于会同岩体中深根部带,为加里东期“S”型花岗岩,由伴随会同岩体同期演化的富含长英质的浅色熔体演化成岩。研究成果对西武夷地区寻找同类型矿床具有典型矿床对比意义,调查评价方法对中国同类型高纯石英用硅质原料找矿具有指导意义。

川西地区微晶白云母的矿物学特征研究

川西地区微晶白云母是一种新型白云母资源,其主要化学成分S iO245.7%,A l2O330.51%,K2O 11.63%,H2O 4.53%,与白云母的化学成分理论值接近,主要杂质离子F e,M g等以类质同象置换八面体中的A l3+。呈微细薄板状结晶形态,粒径小于10μm,一般1μm^5μm,平均5.5μm,厚度平均0.8μm,径厚比值小,平均6.9。结晶程度高,水化程度低或几乎未水化,不含蒙脱石间层矿物。微晶白云母的晶胞参数a=0.520 01 nm,b=0.906 33 nm,c=2.003 96 nm,α=90.00,°=β95.79,°γ=90.00,°属2M1型白云母,在结构矿物学上显示出与水云母和绢云母具有一定的差异性。

花岗岩中原生与次生白云母的鉴别特征及其地质意义--以赣南富城强过铝质花岗岩体为例

通过显微镜下观察和电子探针成分分析,发现赣南富城强过铝质花岗岩中存在3种类型白云母,即原生白云母、交代型白云母和次生白云母,其平均晶体化学式分别为:K1.62Na0.06Fe0.32Mg0.39Ti0.02Al4.89Si6.54O10(OH)4(原生白云母)、K1.55Na0.07Fe0.43Mg0.24Ti0.03Al4.96Si6.50O10(OH)4(交代型白云母)、K1.51Na0.07Fe0.27Mg0.21Ti0.00Al4.98Si6.65O10(OH)4(次生白云母)。根据富城花岗岩主要造岩矿物的结晶顺序(斜长石→钾长石→黑云母→白云母→石英),结合白云母、黑云母稳定曲线及合成花岗岩初融曲线对比分析,富城强过铝质花岗岩中交代型白云母是在花岗岩结晶过程中交代较早晶出的黑云母形成的,其形成温度高于花岗岩熔体的固相线温度(～650℃),故应归属于原生白云母。本文提出根据岩石学宏观特征、岩石化学特征及岩相学微观特征区分花岗岩中原生白云母与次生白云母的综合鉴别方法。

富锂氟花岗岩中存在岩浆成因铁/锂白云母的实验证据

通过花岗岩-HF-H2O体系的熔化-结晶实验,在570～700℃、100MPa条件下获得了与淬火玻璃共存的石英+碱性长石+云母+萤石的矿物组合。电子探针分析结果表明,实验产物中除黑云母外,还有一部分为铁白云母和锂白云母,这说明浅色云母可以形成于岩浆条件,同时为自然界中存在岩浆成因锂白云母花岗岩和二云母花岗岩提供了新的实验证据。

滇西南澜沧群多硅白云母的多型和化学成分特征及其意义

从理论、实验及实际观察的结果都表明，随着压力的增加白云母中绿鳞石的含量显著地增加，可以认为在多期变质作用过程中，尤其是在变质压力不同的多期变质作用下，形成的多硅白云母，其化学成分就会打上不同的烙印。７７个多硅白云母化学成分的统计结果表明，澜沧群低级变质岩中的多硅白云母有两种成因。在Ｎａ－Ｍｇ相关图上，反映了高压和中压变质特征，高压变质的多硅白云母约占７０％。这与用多硅白云母ｂ０值鉴别的高压和中压变质是相吻合的。多硅白云母的多型为３Ｔ和２Ｍ１型。

TiO_2-白云母纳米复合材料的制备及其表面化学特征

TiO2 白云母纳米复合材料属纳米薄膜材料 ,具有优异的珠光效应。本文利用化学液相沉积法制备出不同类型 (单覆层、多覆层 )的TiO2 白云母纳米复合材料 ,并利用扫描电子显微镜 (SEM)和粉晶X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱 (XPS)等手段对其进行了分析。SEM分析显示 :所制备的TiO2 白云母纳米复合材料TiO2 的颗粒直径在 2 0～ 60nm之间 ,且颗粒均匀、界限清晰 ,表面平整。XRD分析表明 :导晶剂Sn4+ 对于提高TiO2 向金红石转化起到了重要作用。XPS研究发现TiO2 纳米镀层除Ti、O外还有以类质同像替代Ti4+ 形式存在的导晶离子Sn4+ 和由载体白云母扩散的Si、Al、K成分。同时 ,表面O不足 ,偏离TiO2 理想组成 ;随TiO2 纳米镀层厚度的加大 ,TiO2 逐渐接近理想成分 ;并且O(1s)、Ti(2p)向高结合能漂移 ,结合能增大 ,次外层比最外层组分具有较强的化学键合 。