明矾石矿床中钒、镓萃取实验和综合利用的建议

通过对浙江平阳矾山明矾石矿山矿石利用率低、环境污染十分严重的调查和深入研究该明矾石矿床野外地质、采矿工艺及分析岩石、矿石中有用元素含量的基础上，提出了矿床综合利用的建议。同时，对达到回收品位的钒（Ｖ）、镓（Ｇａ）稀有金属进行了萃取实验。实验采用天然的明矾石矿石、矾化围岩和提炼明矾后的废料——矾浆、矾碴和炉灰作为试料，配制含一定浓度的ＨＣｌ、ＨＢｒ、ＨＣｌＯ４、ＨＦ、Ｃ６Ｈ６Ｏ８和Ｃ６Ｈ５ＣＨ３等不同酸类组合的水溶液作为萃取溶液，在３００℃的温度和５００×１０５Ｐａ压力下的高压釜中持续了１２０～１６８小时的互相作用。实验结果证明，从这些样品中萃取出Ｖ和Ｇａ的量是十分可观的。Ｖ的萃取率一般为２１．９２％～６０．１０％，最高达７４．１１％。Ｇａ的萃取率一般为７．２７％～２６．５２％，最高可达３６．３２％。因此，开展明矾石矿床综合利用，对于提高矿产资源利用率，降低矿山开采成本，保护生态环境有其重要的意义。

低温低压下水—岩反应动力学实验中一些主要元素的变化规律

作者根据北京小汤山一带热、矿泉水文地质特征，把９０％的白云岩和１０％的花岗岩作为试料，把二次蒸馏水作为反应溶液，将它们一起放在纯钛高压釜内，在５０—２００℃的温度和（２００—５００）×１０￣５Ｐａ的压力下进行水—岩反应动力学的实验。实验结果表明：水从岩石中萃取出的Ｋ￣（＋）、Ｎａ￣（＋）、Ｃａ￣（２＋）、Ｍｇ￣（２＋）、Ａｌ￣（３＋）、ＨＣＯ、ＮＯ、Ｆ￣（－）、Ｃｌ￣（－），ＳＯ、∑Ｆｅ和ＳｉＯ＿２等离子和氧化物的含量随着岩石的成分、温度、压力、水的ｐＨ值、岩石粒度、氧化—还原环境、时间和水的循环次数呈规律性变化。这些规律揭示了小汤山一带热、矿泉形成的机理。为热田的开发和人造温泉提供了理论上的依据。

福建马坑矽卡岩分带的模拟实验

作者采用马坑天然岩石作为实验试料,以辉绿岩和大理岩不同比例系统 (100％辉绿岩0％大理岩—0％辉绿岩100％和大理岩) 在500atm、350—650℃条件下的中性介质水溶液中,经过168小时的持续实验,形成了一套与马坑矽卡岩分带基本吻合的矽卡岩矿物组合。借以对实验产物进行矿物共生分析,证明了原始岩石化学成分与其所产生的共生矿物一致性,说明了实验结果是内协合的,并且帮助确定实验上观察不到的有关反应,揭示了矽卡岩形成的机理。

浙江平阳矾山明矾石矿床形成机理的实验研究

笔者在深入研究平阳矾山明矾石矿床野外工作的基础上，总结出实验地质依据。采用矿区未蚀变的火山碎屑岩和凝灰岩作为试料，分别模拟配制ｐＨ＝０．５、１．０、１．５和２．０的Ｈ２ＳＯ４（１２．５％、２．５％１０．５％和０．１％）＋０．４ｍｏｌＫＦ＋０．１ｍｏｌＮａＣｌ水溶液作为晚期火山气热液，两者在高压釜中持续１２０ｈ的交代作用。

火山岩中交代岩和铁矿的实验研究

本文作者在火山岩地区的新疆磁海、雅满苏和内蒙黄岗梁三个铁矿床进行野外工作的基础上,模拟火山气热液与次火山岩-火山岩(辉绿岩、安山质凝灰岩、安山岩和凝灰质砂岩)相互作用。实验结果证明了在380—700℃和(250—800)x105Pa的温度和压力下形成了与上述三个矿床相似的交代岩的矿物共生组合,并且从次火山岩-火山岩中萃取出TFe(11.89—3881.89mg/1)。由此可见,晚期火山气热液继续沿构造断裂上升,作用于沿途所经过的早先形成的次火山岩-火山岩,从中萃取出大量的铁,并在适宜的温度和压力等物理化学条件下形成了磁海、雅满苏和黄岗梁(西段)铁矿床。

桂北雪峰期含锡黑云母花岗岩成因的见证

作者对桂北地区进行了野外地质工作，重点观察和研究了雪峰期含锡黑云母花岗岩和四堡群变质岩的产状和特征，并采集了它们的标本，进行了系统的岩矿鉴定、人工重砂分析和岩石化学成分对比，从宏观到微观总结出四堡群中、下部的变质岩与雪峰期的含锡黑云母花岗岩有成因关系的１０个方面的证据，并被高温高压成岩实验所证实。这些证据和分析方法对于研究华南古老变质岩地区的同类花岗岩有其重要意义。

江西德兴斑岩铜矿成矿物质来源的实验研究

在江西德兴斑岩铜矿的野外地质、地球化学研究工作的基础上，采用该矿床围岩－前震旦系九岭群九都组的变质岩作为实验试料，在２５０－４００℃和２００×１０＾５－５００×１０＾５Ｐａ的压力下，与不同酸度（ＰＨ＝１．５－４．５）、不同浓度（０．１２５５Ｍ－１．００Ｍ）的钠、钾、氯和氟化物等水溶液持续１２０－４８０ｈ的相互作用，其结果从变质岩中活化出铜２９．０１－１６５４．２４ｍｇ／ｍＬ，最高达２２６８５．

透辉石—锥辉石在交代岩中形成的物理化学条件

透辉石是岩浆岩、变质岩和交代岩中最常见的矿物之一。锥辉石在一些传统的矿物学书中都归入霓石一栏内,笼统地谈到产在碱性岩中。但是,锥辉石产出比霓石广的多。原生锥辉石在美国科罗拉多、怀俄明和犹他州Green—River的一些岩系中普遍可见,它还可在蚀变的含铁片岩和角页岩中出现,有的还产在含有Na、Fe的蚀变围岩之中,它的产出与辉石和闪石类矿物密切相关。然而,透辉石—锥辉石这一对矿物作为气成高温蚀变产物究竟在什么样的物理化学条件下共存呢?它们又与哪些矿物密切共生呢?这是本文将要论及的问题。

钙铝－钙铁系列石榴子石的特征及其交代机理

本文作者在全国１４个典型矿区的野外工作基础上，进行了超基性－酸性侵入岩与碳酸盐岩的接触交代实验；火山气热液与火山岩的相互交代实验；区域沉积变质和混合岩化过程中的交代作用实验。实验结果表明，在３５０－７００℃和３００×１０￣５－１４００×１０￣５ｐａ的温度、压力条件下，在ｌｏｇｆＯ＿２＝－２８．６３７－－１６．５１４的氧逸度范围内，在ｐＨ＝４．０－１１．０的含不同浓度Ｎａ、Ｋ卤化物的溶液中，形成了水榴石、水钙铝榴石、钙铝榴石、钙铁榴石以及水榴石、水钙铝榴石、水钙铝榴石－钙铝榴石和钙铝榴石－钙铁榴石的过渡性矿物。用显微镜、Ｘ射线衍射和红外光谱等分析方法，测定了它们的主要光学特征。最后，通过物理化学条件的分析，揭示了它们形成的交代机理。

交代实验形成的硅镁石族矿物特征和物理化学条件

本文概括了1939—1988年以来硅镁石族矿物研究的进展;叙述了以橄辉岩和结晶石灰岩或黑云母石英片岩和白云质大理(或白云)岩作试料,在450—700℃和(500—1400)×105Pa的温度和压力下的近中性卤素化合物水溶液中,交代作用出现的硅镁石族矿物的特征:探讨了它们形成时的物质组分及其活度,反应溶液及其pH值,氧化还原环境,压力和温度等物理化学条件;并用拓朴学的原理剖释了硅镁石族矿物和其最密切共生的矿物——镁橄榄石、水镁石和叶蛇纹石依赖于的变化和它们之间的内在联系;揭示了硅镁石族矿物形成的机理。

混合岩化作用中交代岩和铁矿形成的实验研究

通过黑龙江、天宝山和河南桐柏山混合岩化交代铁矿床的野外地质工作，并进行了高温高压下系统的模拟实验。实验结果证明了在３８０－６５０℃的温度和３００×１０＾５－７００×１０＾５Ｐａ的压力下，含Ｋ、Ｎａ卤化物的弱酸性混合岩化的热液，与太古代的变质岩经历了１２０个小时的持续交代作用，形成了这些矿区基本相一致的交代岩和铁矿，揭示了混合岩化作用中形成了交代岩和铁矿的物理化学条件。

湖南柿竹园钨多金属矿床成矿机理的实验研究

作者在深入柿竹园钨多金属矿床野外地质工作的基础上，采用矿区燕山期花岗岩和泥盆系灰岩作为试料，在含ｐＨ＝４．０的０．３ＭＮａＣｌ＋０．７ＭＫＦ水溶液的高压釜中持续了１２０小时的交代作用。实验的结果表明了：在４００～７００℃的温度和２５０×１０５～９００×１０５Ｐａ的压力下，形成的交代岩及其钨、锡、钼、铋矿物基本上与矿区的矽卡岩及其矿石矿物共生组合相吻合。

平阳矾山明矾石矿床形成的一些热力学条件的研究

作者在平阳矿山明矾石矿床地质、矿物共生组合、成矿实验等方面工作的基础上，对该矿床形成的一些热力学条件进行了系统研究。研究结果表明该矿床是在50℃～450℃的温度和3×105Pa～780×105Pa的压力下的氧化环境（Eh=－0．40V～＋0．32V，主要是-0.08V～0．24V）中，由含碱性长石的火山碎屑岩、凝灰岩等岩石与含硫、钾、钠等成分的晚期酸性（pH=1．0～4．0）火山气热液在fs2（1．32×10-34×105Pa～3．39×10-3×105Pa）fo2（1．92×00－63×105Pa～1．58×10－19×105Pa）的条件下相互交代作用而形成。

层控交代型夕卡岩金矿床形成机理的实验研究

采用安徽铜陵狮子山层控交代型夕卡岩金矿床未蚀变、未受矿化影响的地层层位的岩石——砂岩与碳酸盐岩 ,灰岩与硅质岩 ,灰岩与泥质页岩 ,泥质岩与条带灰岩和单独泥灰岩作试料 ,分别模拟配制 p H为 4.5、 5.5、 6.5和 7.5的 0 .5M Na Cl+0 .5M KF+0 .1 M K2 SO4+0 .0 5M Au Cl3水溶液作为成矿热液。试料和溶液焊封在银试管内 ,放在高压釜反应腔中持续 96 h的交代作用。实验结果表明在温度为 2 50～ 650℃和压力 2 0 0× 1 0 5 ～ 80 0× 1 0 5 Pa下的弱氧化、弱还原环境中 ,都能形成夕卡岩矿物和金矿物组合 ,其中冬瓜山矿床 (砂岩与碳酸岩交代作用 )系统的实验形成了透闪石 +蛇纹石 +硬石膏 +自然金 ( ) ,硅灰石 +钙铁 -钙铝榴石 +蛇纹石 +硬石膏 +银金矿 ( )和方柱石 +透辉石 -钙铁辉石 +钙铁 -钙铝榴石 +蛇纹石 ( )组合分别与上述矿床含矿、含 H2 O夕卡岩 ,含金夕卡岩和高温无矿夕卡岩矿物共生组合相吻合。金在 2 50～ 350℃范围以自然金状态沉淀 ,在 350℃以上以少量的银金矿形式出现 ,在 60 0℃以上的实验产物中未见金呈独立矿物产出。

接触交代型夕卡岩金矿床形成机理的实验研究

在深入研究安徽铜陵狮子山接触交代型白芒山和包村夕卡岩金矿床野外工作的基础上 (实验以前者为主 ) ,总结出实验地质依据。采用矿区未蚀变的辉石闪长岩和南陵湖组灰岩 ,石英闪长岩分别和南陵湖组灰岩、塔山组条带灰岩及泥灰岩作为试料 ,模拟配制 p H=5.0、 6.0、 7.0和 8.0的0 .8M Na Cl+ 0 .2 M KF+ 0 .0 5M Au Cl3水溶液作为含金热液 ,两者在高压釜中持续了 96小时的交代作用。实验结果表明 :在温度 2 65～ 650℃和 2 0 0× 1 0 5～ 80 0× 1 0 5Pa压力下的弱氧化—弱还原环境中形成了与矿区基本上相吻合的三组夕卡岩矿物共生组合 ,而金在 3 50～ 2 50℃范围内以自然金状态沉淀 ,在 3 50～ 60 0℃时 ,以少量的银金矿形式产出 ,在 60 0℃以上未见金呈独立矿物出现。

交代作用体系的一些热力学性质研究

近年来,作者对水热交代形成的岩石及其铁、金和银矿床进行了一系列的高温高压实验和相平衡的热力学性质的研究。实验过程中交代反应的热力学计算是应用经典和经验公式进行。对实验矿物稳定性和相关系,根据吉布斯f=C+2-P的相律公式,利用Schreine-makas方法作拓扑学图,从而获得了交代岩及其铁、金和银矿床形成的物理化学条件,揭示了交代作用体系的一些热力学性质、特征和成岩成矿的机理。

桂北含锡花岗岩形成机理的实验研究

实验证明雪峰期含锡黑云母花岗岩是由元石宙四堡群变质岩在５００＾１０＾５－２０００×１０＾５Ｐａ的压力和７５０－５７０℃的温度范围内，经过重熔再结晶而成，而且进一步证实含Ｆ和Ｂ的水溶液对降低成岩的温度起了重要的作用。实验的结果与野外实际情况相符，揭示了含锡黑云母花岗岩形成的机理，阐明了它的形成在中国南方地壳动力学上的意义。

实验形成黑云母花岗岩的主要造岩矿物的特征

作者利用桂北太古代四堡群的变质岩和用化学试剂配制该变质岩的化学成分作为试料（加入纯锡粉末１０ｍｇ），分别用纯水，Ｃ（ＫＦ）＝０．３ｍｏｌ／Ｌ＋Ｃ（Ｎａｃｌ）＝０．１ｍｏｌ／Ｌ和Ｃ（Ｈ＿３ＢＯ＿３）＝０．２ｍｏｌ／Ｌ水溶液作为反应介质，在２００－５０ＭＰａ压力和５８０－７５０℃温度的范围内进行实验，结果形成含锡黑云母花岗岩的造岩矿物──石英、正长石、奥－钠长石、黑云母和锡石。作者通过显微镜下油浸法测定和Ｘ射线分析，阐述这些造岩矿物的主要光学特征，并探讨它们共生的物理化学条件，为壳源重熔型花岗岩的形成提供了造岩矿物学的理论佐证．

大陆深钻、深部地质和高温高压实验

去年十月本文作者应联邦德国汉诺威大学结晶学和岩类学研究所著名岩石学家W.Johannes教授邀请去西德进行学术访问。在德一个多月期间,作者除了作学术报告、在高温高压实验室工作外,还参观了西德大陆超深钻(KTB)。德方赠给一些有关上述方面的新资料。作者根据这些资料和他所了解到的世界大陆深钻、高温高压实验和深部地质研究关系的信息撰写了本文。

试论白云岩化的另一种含义─—排钙作用

本文以下第三系藻白云岩和奥陶系白云岩为试料、二次蒸馏水为介质，在不同温度（１００～２００℃）、压力（１００×１０５～３００×１０５Ｐａ）和时间（７～２１天）下进行成岩模拟实验。实验结果表明，白云石本身具有随温度升高以排钙和内部晶格调整的方式向理想白云石转化的内因。这一过程进行的结果是矿物自身体积缩小产生孔隙。