豫西熊耳山蒿坪沟Ag-Au-Pb-Zn多金属矿床闪锌矿矿物学和微量元素组成特征及其成矿启示

蒿坪沟银金铅锌多金属矿床是豫西熊耳山地区重要的铅锌多金属矿床之一,矿体主要赋存在蚀变破碎带和断裂带内,成矿与区内岩浆活动关系密切。目前该矿床的研究集中于同位素地球化学、成矿时代和成矿物质来源等方面,但从矿物角度示踪成矿过程的报道较少。本文以矿石中不同世代闪锌矿为研究对象,开展电子探针和LA-ICP-MS原位主微量元素分析,查明不同世代闪锌矿的矿物学和微量元素组成特征,以反演矿床成矿物理化学条件进而约束矿床成因类型。结果表明,该矿床中闪锌矿主要存在两个世代:第一世代闪锌矿(Sp1)呈黑褐色或浅褐色,常与黄铁矿和黄铜矿共生,相对富集Fe、Mn、Cd、Cu和In;第二世代闪锌矿(Sp2)呈黄褐色或暗褐色,与大量方铅矿共生,裂隙被它形黄铁矿和碳酸盐充填,相对富集Co、Ge、Sn和Pb。闪锌矿中主要富集的元素为Fe、Co和In,其中Fe、Mn、Cd、Co和In等元素基本是以类质同象的形式赋存在闪锌矿的矿物晶格中,而Ag、Sb、Cu和Pb可能是以子矿物或显微包裹体的形式赋存。此外,Zn/Cd、Zn/Fe和Ga/In比值以及Fe温度计指示闪锌矿形成于中低温(沉淀时流体温度为229~259℃)和低硫逸度(lgƒ(S_(2))=-12.0~-10.1)的环境下,由成矿阶段II(Sp1到成矿阶段Ⅲ(Sp2其成矿温度可能发生了显著变化,结合面扫描分析结果,指示闪锌矿从核部到边缘温度逐渐降低。通过与国内外典型铅锌矿床闪锌矿微量元素特征对比,结合本矿床闪锌矿中低的Ga/In和Ge/In比值及Ge含量的特征,指示蒿坪沟银金铅锌多金属矿床成矿过程有岩浆活动的参与。综合认为蒿坪沟银金铅锌多金属矿床可能属于岩浆期后热液蚀变岩型和脉型矿床。

Au-Ag-Al系相图的热力学优化和计算

使用计算相图方法(CALPHAD)计算Au-Ag-Al的三元相图时,三个边际二元相图(Au-Al,Au-Ag,Ag-Al)的准确性对三元相图的计算有很大的影响,目前Au-Al边际二元相图存在着一定的矛盾。在综合评估Au-Al体系实验数据的基础上,优化和计算了Au-Al合金体系的平衡相图,使用置换式溶体溶液模型描述Au-Al体系中液相、Bcc和Fcc相的吉布斯自由能,分别用亚点阵模型(Al)(Au)_(4)、(Al)_(3)(Au)_(8)、(Al)(Au)_(2)、(Al)(Au)和(Al,Au)_(2)(Al,Au)描述AlAu_(4)、Al_(3)Au_(8)、AlAu_(2)、AlAu和Al_(2)Au相,通过Pandat软件优化得到一组各相的热力学参数,计算得到的Au-Al相图与实验数据和热力学数据相吻合。结合Au-Ag和Ag-Al的热力学参数,计算了Au-Ag-Al液相面投影图和等温截面图,液相面投影图显示该三元系存在8个四相平衡反应,对Au-Ag-Al合金的研究具有指导意义。

Au-Cu-Pt-Ag合金带材组织和性能的研究

使用真空感应熔炼制备Au-Cu-Pt-Ag母合金,然后使用冷轧制备了Au-Cu-Pt-Ag合金带材。研究了30%~70%加工率和300~700℃热处理后合金带材的显微组织和力学性能。随着冷加工率由30%增加至70%,合金硬度由257HV增加至282HV。当加工率为70%时,硬度达最大值282HV。当热处理温度为600℃以上时,合金发生完全再结晶,形成均匀的等轴晶组织,合金硬度显著降低。在300℃进行0.5h、1h、2h、4h的时效处理,合金相发生有序转变,晶胞体积收缩,晶界逐渐粗化;随着时效时间由0.5h延长至4h,合金硬度先升高后降低,在2h时硬度最大值为323HV。

Au/Ag核-壳结构复合纳米粒子形成机制的研究

在已制备好的Au纳米粒子表面 ,通过化学还原的方法沉积生长Ag包覆层 .通过控制Au ,Ag的比例 ,制备了粒度均匀且粒径可控的Au/Ag核 -壳结构纳米粒子 .利用UV vis吸收光谱和透射电子显微镜 (TEM)对Au,Ag摩尔比为 1∶10的复合纳米粒子的光学性质和形态进行随时监测 ,直接观察了核 -壳结构纳米粒子的生长过程 :一部分Ag+ 在Au核表面还原生长 ,溶液中其余Ag+ 还原形成银的纳米团簇向粒子表面的继续沉积生长 。

贵州开阳磷矿地区下寒武统牛蹄塘组地层层序及其As、Sb、Au、Ag丰度异常与赋存状态研究

贵州开阳磷矿地区出露较为完整的下寒武统黑色岩系层序,这套黑色岩系中富含多种金属元素,但目前对岩系中主要低温成矿元素As、Sb、Au、Ag的地球化学背景异常与分布规律了解极少,对其形成背景与赋存状态无法进行深入讨论。本文以开阳磷矿地区下寒武统牛蹄塘组黑色岩系剖面作为研究对象,通过详细的野外地质调查、系统采样并进行地球化学分析、全岩硫同位素分析及黄铁矿电子探针分析,划分了详细的牛蹄塘组地层层序,对主要低温成矿元素(As、Sb、Au、Ag)的丰度异常、富集特征及赋存状态进行了研究,结果表明,黑色岩系中普遍富集As、Sb、Ag三种主要低温成矿元素,Au也在大部分层位富集。四种元素具有层控性的特点,在牛蹄塘组下部有机质含量较高的黑色白云质粉砂质页岩和黑色页岩层位中具有较高的元素丰度异常,在泥岩和粉砂岩混合层位元素丰度异常较低,钙质成分含量较高的层位元素含量较低。黄铁矿是黑色页岩中金的主要赋存矿物,也是Sb的重要赋存矿物,同时是Ag和As的次要赋存矿物;不同类型的黄铁矿,元素富集规律也不相同:As、Ag更容易富集在不规则集合体和草莓状黄铁矿中,Sb和Au则在散布的单颗粒黄铁矿中富集系数最高。

(Au)核(Ag)壳纳米微粒光度法快速检测过氧化氢

以粒径为10 nm的纳米金为晶种,用柠檬酸钠还原硝酸银制备了平均粒径为30 nm的（Au）核（Ag）壳纳米微粒,用高速离心纯化除去过量的柠檬酸三钠获得了较纯的（Au）核（Ag）壳纳米微粒,其吸收峰位于393nm处.在pH 4.4的HAc-NaAc缓冲溶液中,Fenton反应产生的羟基自由基可以氧化（Au）核（Ag）壳纳米微粒银层生成银离子,导致393 nm处的吸光度降低.H2O2的浓度（c）在6.58～421.1μmol/L范围内与393 nm处的吸光度降低值ΔA393 nm呈良好的线性关系,回归方程为ΔA393 nm=0.00111c＋0.0210,相关系数为0.9908,检出限为1.73μmol/L.本方法用于废水样品测定,结果满意.

贵金属Cu、Ag、Au的电子结构和物理性质

由纯金属单原子理论(OA)确定了面心立方结构(FCC)贵金属Cu、Ag、Au的电子结构依次为[Ar](3dn)5.58(3dc)4.21(4sc)0.23(4sf)0.98、[Kr](4dn)4.87(4dc)4.56(5sc)0.66(5sf)0.91、[Xe](5dn)4.20(5dc)4.90(6sc)1.57(6sf)0.33,并确定了Cu、Ag、Au的密排六方结构(HCP)和体心立方结构(BCC)两种初态特征晶体和初态液体的电子结构。根据自然态的电子结构定性解释了熔点、拉伸强度、维氏硬度、体弹性模量、电导和热导率物理性质差异与电子结构的关系,定量计算了晶格常数、结合能、势能曲线及线热膨胀系数随温度的变化。根据非自然态的电子结构,定性解释了晶体结构BCC和HCP的关系。

用第一性原理研究贵金属(Cu、Ag、Au)

基于密度泛函理论,采用第一性原理赝势法,首先计算了贵金属(Cu Ag Au)晶格常数及内聚能,在此基础上计算并分析了贵金属(Cu Ag Au)的态密度.计算结果表明,对于贵金属GGA给出的计算结果精度要高于LDA,计算所得结果与实验吻合.

TiO_2纳米管负载Ag、Au、Pt纳米粒子的微波合成与表征

TiO2 nanotubes were prepared under normal pressure at a temperature of 120 ℃. Ag, Au, Pt nanoparticles supported on TiO2 nanotubes were prepared by m icrowave assisted heating polyol process. TEM images showed that microwave prepa red Ag, Au, Pt nanoparticles supported on TiO2 nanotubes were small and well dis persed on the surface of the TiO2 nanotubes. UV-Vis absorption spectra showed th at the absorbance of Ag/TiO2 nanotubes and Au/TiO2 nanotubes in the visible ligh t range increased greatly compared to the single titania nanotubes.

Au-Ag-Ge钎料的研究

通过对Au-Ag-Ge三元相图的分析确定了Au-19.25Ag-12.80Ge共晶钎料,采取包复热轧后再冷轧制备出厚度为0.1mm的钎料合金薄带,测试了该合金的熔化特性和对Ni板的浸润性。研究结果表明该钎料合金的液、固相线温度分别为490.1℃和445.0℃,合金在≤550℃下对Ni板的润湿角<15°,在Ni板上的铺展面积随着温度从490℃升至550℃而逐渐增大。该合金可以满足电子器件封装焊接的要求。

黑色页岩中Au、Ag元素化学相态分析方法研究

对湖南、贵州黑色页岩划分的6级不同形态,采用逐级化学提取,结合火焰原子吸收光谱仪分析,研究了黑色页岩中Ag、Au元素分布的特点。结果表明,Au、Ag主要赋存在硫化物结合态和残渣态中。

MTl(M=Cu,Au,Ag)分子的势能函数与稳定性的密度泛函研究

根据原子分子反应静力学原理导出了MTl(M=Cu,Ag,Au)分子基态电子状态及其离解极限,并在B3LYP/LANL2DZ水平上计算了平衡几何、振动频率和解离能.利用Murrell-Sorbie函数拟合出了解析势能函数,并计算出光谱参数和力常数.计算结果表明该分子体系是稳定存在的,其中AuTl分子具有强较稳定性.

微波合成(Au)_核·(Ag)_壳纳米粒子及其共振散射光谱研究

以柠檬酸化学还原法制备的金纳米粒子作晶种,采用微波高压液相合成技术,制备出分散性较好、规则球形的(Au)核·(Ag)壳复合纳米粒子。研究了(Au)核·(Ag)壳复合纳米粒子的紫外可见吸收光谱和共振散射光谱特性,在470nm处有最强共振散射峰,在404nm处产生一个吸收峰。结果表明,(Au)核·(Ag)壳复合纳米粒子的形成是导致470nm共振散射的根本原因。

庞西垌地区Ag-Au矿化信息识别与提取

庞西垌地区位于钦杭成矿带南缘,该区复杂的地质演化历史导致了成矿地质背景的复杂性、成矿作用的多期性和多样性。分别应用地质统计学和因子多重分形(ρ-A)、因子多重滤波(S-A)对1∶50 000化探数据中Ag、Au含量数据进行了分析,获取了不同层次的矿致异常信息。结果表明:①泛克立格法获取的区域Ag、Au异常表明该区银金含量变化主要受庞西垌断裂、古城-沙铲断裂控制,这与多重滤波分形方法中的低通滤波获取的异常具有相似特征;②Ag含量的变化比Au有更好的连续性,Ag含量的变化表现出较强的结构性特征,而金含量的变化则表现出更强的区域特征;③因子多重分形(ρ-A)等值线图与该区的岩体分布有着良好的对应关系;④S-A模型能够提取不同层次的致矿异常信息,包括区域异常和局部异常,局部异常往往与矿化关系密切。通过F3主因子局部异常与泛克立格法识别的Ag、Au异常信息的融合,能增强与Ag、Au矿有关的地球化学异常信息,为研究区寻找该类矿床提供了科学根据。

TiO_2纳米管及其负载Ag、Au纳米粒子的合成

为了在TiO2纳米管表面进行贵金属纳米粒子包覆,提出了微波合成的新方法.以金红石相TiO2纳米粉体为前驱体合成了TiO2纳米管,利用X射线衍射仪(XRD)和透射电镜(TEM)考察TiO2纳米管的组成及晶型,并观察了TiO2由片状结构卷积成管状结构的过程,对TiO2纳米管的形成机理作了初步探讨.利用扫描电镜(SEM)和X射线能谱仪(EDX)对包覆Ag、Au后的纳米管形貌结构及性能进行了表征.研究结果表明,Ag、Au纳米粒子均匀负载在TiO2纳米管表面,管径为8 nm左右,纳米管管长在100～300 nm.Ag、Au纳米粒子的平均粒径分别为5.4 nm 和6.2 nm,Ag、Au纳米粒子的负载量分别为8.8 %和6.9 %.

Cu、Ag、Au价电子结构参数统计值及熔点的理论研究

基于"固体与分子经验电子理论"(EET),分析了Cu、Ag、Au的价电子结构,计算了一组表征金属单质性质的价电子结构参数统计值E′_A,T′_m,利用价电子结构参数统计值讨论了Cu、Ag、Au的熔点问题。计算结果表明,E′_A值越大,其对应金属的熔点越高,且E′_A的变化趋势与实验相吻合;Cu、Ag、Au熔点的统计值分别为T′_m^(Cu)=1 351.0 K、T′_m^(Ag)=1 126.2 K、T′_m^(Au)=1 305.0 K,相应的实验值偏差依次为0.41%、8.82%、2.33%,研究结果与实际符合较好。

Ag_核Au_壳金属复合纳米粒子的制备及表面增强拉曼光谱研究

在已制备好的Ag纳米粒子表面, 通过化学还原的方法沉积生长Au包裹层, 制备了粒子尺寸为50～70 nm的Ag核Au壳复合纳米粒子. 通过改变AuCl-4量, 使Ag100-xAux中Au的含量由x=0变为x=30. 用UV-Vis吸收光谱和透射电子显微镜(TEM)对该结构纳米粒子进行了表征, 并以对巯基苯胺(PATP)为探针分子进行表面增强拉曼光谱(SERS)研究. 表面拉曼光谱表明, 该结构的纳米粒子具有比Ag更强的SERS活性, 随着Au:Ag比例的逐渐增加, 其活性呈现先增大后减小的趋势, 其最大增强约为Ag纳米粒子的10倍.

鄂东南地区鸡冠嘴铜金矿床Au-Ag-Bi-Te-Se矿物学研究与金银富集机理

鸡冠嘴铜金矿床是鄂东南地区典型的矽卡岩型铜金矿床。矿体主要赋存于下三叠统大冶组大理岩中,矿石矿物以黄铜矿和黄铁矿及少量金银矿物为主,与矿化有关的蚀变包括矽卡岩化、硅化、绿泥石化、碳酸盐化、钾长石化等。根据野外观察和镜下鉴定将成矿过程划分为干矽卡岩阶段、湿矽卡岩阶段、硫化物阶段和碳酸盐阶段,其中硫化物阶段为金矿化的主要阶段。矿相学研究、扫描电子显微镜-能谱分析和电子显微探针分析结果表明,主要载金矿物为黄铜矿和黄铁矿,金的赋存状态包括可见金和不可见金,可见金以银金矿为主,其次为自然金和含银自然金,不可见金为纳米级自然金。主要载银矿物是黄铜矿和斑铜矿,银矿物多以可见银(硒银矿、碲银矿和辉银矿等)产出,包括独立银矿物和显微包体银;不可见银主要以次显微包体的形式分布于硫化物中。鸡冠嘴铜金矿床是高温岩浆热液与碳酸盐岩地层发生接触交代作用形成的,Au在高温热液中可能主要以氯络合物、碲络合物或碲化物熔体的形式搬运。随着矽卡岩化等蚀变作用的进行和热液温度的降低,热液中氯被消耗的同时硫逸度快速上升,Au主要以金硫络合物的形式在热液中运移,硫化物阶段早期大量Bi-Te-S矿物及少量纳米级自然金以显微包裹体的形式包裹于近于同时沉淀的黄铁矿中,随后碲银矿、辉银矿及硫铋铜矿与硫化物及石英和碳酸盐矿物共生产出。成矿流体演化过程中由于温度和硫逸度的进一步降低导致金络合物不稳定,当Logf Te2<-20且-14<Logf Se2<-10时,金矿物与硒化物与黄铜矿近于同时沉淀,或充填于先期沉淀的黄铁矿微裂隙和其他矿物之间的空隙中。综合分析表明,鸡冠嘴铜金矿床成矿过程中Te和Bi对Au的富集具有重要重用。

(Ag)_核·(Au)_壳复合纳米粒子的制备

以银原子团簇作晶种,采用微波高压液相合成法制备了分散性好、规则球形的(Ag)核·(Au)壳复合纳米粒子。研究了(Ag)核·(Au)壳复合纳米粒子的紫外可见吸收光谱和共振散射光谱特性。结果表明,液相(Ag)核·(Au)壳复合纳米粒子和高压微波合成的液相金纳米粒子的最强共振散射峰均在580nm处,它们的吸收光谱图相似,最大吸收分别在518.5nm和524.8nm。

(Au)核(Ag)壳纳米微粒-火焰原子吸收光谱法测定过氧化氢

在90 ℃水浴条件下，以粒径为10 nm的纳米金做晶种，用柠檬酸三钠还原硝酸银，制备了平均粒径为30 nm的（Au）核（Ag）壳纳米微粒，用高速离心纯化除去过量的柠檬酸三钠获得了较纯的（Au）核（Ag）壳纳米微粒。在pH 3.8的HAc-NaAc缓冲溶液中，Fe2＋催化H2O2反应产生的羟基自由基可氧化（Au）核（Ag）壳纳米微粒生成银离子。离心后，离心液中的银离子可用火焰原子吸收光谱法在328.1 nm波长处测量。随着H2O2浓度增大，离心液中银离子浓度增加，其吸光度值增加。H2O2浓度在2.64～42.24 μmol·L-1范围内与上清液中银离子的原子吸收值ΔA呈良好的线性关系，回归方程为ΔA=0.014c-0.013 1, 相关系数为0.998 4，检出限为0.81 μmol·L-1 H2O2。当用于水样中H2O2的测定，获得了满意的结果。