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。

新疆西天山喇嘛苏铜锌矿床矽卡岩矿物学与还原性流体演化

喇嘛苏铜锌矿位于中亚成矿域西段,为新疆西天山地区相对较早发现的斑岩-矽卡岩铜锌矿床。本文对喇嘛苏铜锌矿矽卡岩和矽卡岩化大理岩中的矽卡岩矿物进行了岩相学及主微量成分分析,首次发现了喇嘛苏铜锌矿床发育的黑榴石和富钛钙铝榴石。对矽卡岩中发育震荡环带的钙铁榴石进行主量元素和电子探针mapping分析,发现钙铁榴石发育不均一的核部,环带部分表现为Al-Fe元素此消彼长的耦合震荡关系;对钙铁榴石从核部中央向边缘环带进行定向原位微量元素LA-ICPMS分析,发现∑REE表现为连续略有降低的趋势、δEu表现出震荡变化。黑榴石和富钛钙铝榴石表现为核幔结构,显示流体氧逸度的降低,流体从超常富集Ti转变为富集Ti。对富钛钙铝榴石进行原位微量元素LA-ICPMS测试,发现富钛钙铝榴石∑REE高于钙铁榴石(钙铝榴石:58.4×10^(-6)~408.4×10^(-6);钙铁榴石28.2×10^(-6)~108.7×10^(-6)),富钛钙铝榴石具有强烈正Eu异常(δEu=11.3~15.0),钙铁榴石和富钛钙铝榴石均表现为富集轻稀土而亏损重稀土。喇嘛苏铜锌矿中的原生辉石为透辉石,后经退蚀变流体交代发生Mg元素丢失和Fe元素富集,转变为次透辉石-铁次透辉石,随交代程度加深,进一步转变为铁角闪石,最后在退蚀变流体中直接沉淀出铁镁钙闪石。在背散射下,原生透辉石、次透辉石-铁次透辉石、铁角闪石、铁镁钙闪石表现为亮度不同的明暗结构。矽卡岩矿物的显微结构和主微量成分表明,蚀变流体为酸性和富Cl、REE、Ti的流体,蚀变阶段早期为氧化性流体,晚期为还原性流体。喇嘛苏铜锌矿流体中CH_(4)、C_(2)H_(6)等还原性物质、共生的磁黄铁矿-磁铁矿低氧逸度组合及还原状态矽卡岩矿物组合表明喇嘛苏铜锌矿可能为一还原性斑岩-矽卡岩铜锌矿。

中非赞比亚成矿带卢安夏盆地富钴矿物特征及其指示意义

中非铜钴成矿带是全球规模最大、平均品位最高的沉积型铜钴成矿带,在全球钴矿产供应中占有极其重要的地位。卢安夏矿床是中非赞比亚成矿带一超大型铜(钴)矿床,但目前对于其钴的富集机制及成因模式尚不清楚。本研究聚焦于卢安夏铜钴矿床中硫铜钴矿、黄铁矿等富钴矿物,对其开展电子探针、微区X射线荧光光谱分析和S同位素分析。电子探针与微区X射线荧光光谱分析显示,卢安夏矿床中存在沉积期(Py1)、成岩期(Py2)、热液期(Py3)、表生期(Py4)四期黄铁矿。其中,钴主要富集在硫铜钴矿-黄铁矿-黄铜矿-石英脉的Py3中,其钴含量最高可达10.5%;其次为表生期黄铁矿(Py4),但其钴富集程度有限。黄铁矿Co、As含量显示富钴Py3的形成与含As流体不断与围岩发生作用有关。尽管卢安夏硫化物S同位素组成变化范围较大,但富钴的黄铁矿δ^(34)S为负值(-9.6‰~-2.8‰),且全岩钴含量与单矿物δ^(34)S值呈负相关关系。这一结果指示富钴硫化物的形成源于在热液提供热量的条件下,有机质热分解产生大量强还原性物质与硫酸盐发生反应,由此促进了硫酸盐的还原过程和硫化物的沉淀。结合近年来中非铜钴成矿带的地质演化史和钴富集机制方面的研究成果,卢安夏矿床钴的主要成矿期应为卢菲利安造山期(540~490Ma),在此造山阶段释放的氧化性高温高盐热液是钴的主要载体,而卢安夏矿床钴的富集可能源于赋矿地层中丰富的有机质成分为钴的富集成矿提供了有利条件,热液注入后由于氧逸度的降低,钴在相对低温的条件下发生沉淀而形成矿床。

挤压铸造铝铜合金的组织与力学性能研究

采用金相显微镜、扫描电镜和拉伸试验机等手段,研究了Mn/Fe比例和挤压压力对Al-Cu合金显微组织与力学性能的影响,揭示了Al-Cu合金中富铁相的存在形式和作用机理。结果表明,T6热处理态Al-Cu合金中存在针状β-Fe(Al_(7)Cu_(2)Fe)相和块状Al_(7)Cu_(2)(FeMn)相;随着Mn/Fe比例的增加,Al-Cu合金中块状Al_(7)Cu_(2)(FeMn)相的体积分数逐渐增加,而针状β-Fe相的体积分数逐渐降低,在Mn/Fe比例为为1.2和1.5时合金中都为块状富铁相;相较于挤压压力为0的Al-Cu合金,在施加75 MPa挤压压力后,相同Mn/Fe比例的Al-Cu合金中的富铁相都更为细小和分散;当挤压压力为0时,Al-Cu合金在Mn/Fe比例为1.2时达到抗拉强度、屈服强度和断后伸长率的最大值;当挤压压力为25 MPa和75 MPa时,Al-Cu合金在Mn/Fe比例为0.9时取得抗拉强度和屈服强度最大值,而断后伸长率随着Mn/Fe比例增加而略有降低。

Cu添加量对铸态CrFeCoNiCu_(x)高熵合金显微组织和力学性能的影响

详细研究Cu添加量对铸态CrFeCoNi高熵合金显微组织演变和室温拉伸性能的影响。研究结果表明,添加Cu元素使高熵合金相结构由FCC单相转变为FCC1+FCC2双相。FCC2相是存在于枝晶间的富Cu相,且其体积分数随Cu含量的增加而提高。富Cu相的形成主要归因于Cu与其他金属元素的混合焓较大,从而导致凝固之前的液相分离。由于位错滑移的短程障碍增强,高熵合金的屈服强度和极限抗拉强度与Cu含量呈正相关关系。然而,由于位错在晶界堆积而产生的应力场叠加更为显著,因此,含Cu高熵合金的断裂应变较小。

滇西北兰坪盆地金满-连城脉状Cu多金属矿床Cu-S同位素特征及其指示意义

兰坪盆地西缘发育一系列脉状Cu多金属矿床,成矿独具特色,它们的成矿流体普遍存在大量富CO_(2)流体包裹体,在整个兰坪盆地罕见,显著区别于世界上已知的各类贱金属矿床。本研究测定了兰坪盆地西缘两个代表性脉状Cu矿床(金满Cu矿床和连城Cu-Mo矿床)主成矿阶段黄铜矿和黝铜矿的Cu-S同位素组成,探讨其成矿物质来源和成矿机制。结果表明,金满Cu矿床黄铜矿的δ^(65)Cu值变化较大(-3.62‰~0.48‰),δ^(34)S值为-4.0‰~12.1‰,可能与多期流体活动、成矿物质多来源有关,成矿主要与深部岩浆活动有关,成矿晚期有地层物质的加入。连城Cu-Mo矿床主成矿期黄铜矿δ^(65)Cu值为-0.31‰~2.12‰,δ^(34)S值为-3.6‰~1.4‰,暗示成矿与深部岩浆作用有关。

相场法研究Al_(x)CuMnNiFe高熵合金富Cu相析出机理

BCC(体心立方)和FCC(面心立方)结构共存的高熵合金通常具有优异的综合力学性能,Al元素可以促进含Cu高熵合金由FCC向BCC结构转变.本文基于Chan-Hilliard方程和Allen-Cahn方程,建立Al_(x)CuMnNiFe高熵合金三维相场模型,模拟了Al_(x)CuMnNiFe高熵合金(x=0.4,0.5,0.6,0.7)在823 K等温时效时纳米富Cu相的微观演化过程.结果表明,Al_(x)CuMnNiFe高熵合金时效时会产生两种复杂核壳结构:富Cu核/B2_(s)壳以及B2_(c)核/FeMn壳,通过讨论分析发现形成的B2_(c)对纳米富Cu相的形成起到抑制作用,这种抑制作用随着Al元素的增加而变大;结合经验公式做出Al_(x)CuMnNiFe高熵合金富Cu相的屈服强度随时效时间的变化曲线,得到峰值屈服强度的时效时间和合金体系,可以为时效工艺提供参考.

富碱斑岩成因与Cu—Mo—Au矿床成矿作用——以金沙江—红河富碱斑岩成矿带为例

富碱斑岩因其产出构造环境独特、岩石类型特殊,并常与铜多金属矿床密切相关,而受到广泛关注。笔者等在回顾相关研究进展的基础上,通过岩石成因和构造环境、岩浆性质和岩浆源区等方面的综合研究,探讨了金沙江—红河富碱斑岩成矿带富碱岩浆成矿作用及成岩成矿机制。系统的矿床地质、年代学、地球化学等研究表明:①金沙江—红河富碱斑岩成矿带内成岩成矿作用集中于43~32 Ma,成矿富碱斑岩系始新世—渐新世I型钾玄质花岗斑岩,是印—亚大陆后碰撞背景下大陆内部大型走滑和伸展等动力过程诱导的岩浆活动产物,金沙江和哀牢山—红河断裂的差异走滑运动可能控制了成矿带差异性成岩成矿事件;②成矿带北段以Cu—Mo为主的成矿富碱斑岩源自新元古代下地壳的部分熔融,且源区有富集地幔和亏损地幔物质的加入,而南段以Cu—Au或Cu(—Mo—Au)为主的成矿富碱斑岩源自具有不同程度富集地幔物质加入的新生下地壳的部分熔融;③带内以Cu为主的斑岩—矽卡岩型矿床中成矿富碱斑岩的氧逸度(ΔFMQ)与矿床规模具有正相关性。除受氧逸度控制外,源区高K2O含量有利于斑岩—矽卡岩型Au矿床的形成。该研究对金沙江—红河富碱斑岩成矿带乃至同类矿床研究和找矿勘查具有理论和实际意义。

Mn含量对Fe-Cu-Mn-Ni合金中富Cu相析出影响的相场法研究

通过耦合CALPHAD热力学数据库建立了一个模拟多元合金固态相变过程中微观组织演变的相场模型,并以Fe-Cu-Mn-Ni合金为例,从动力学角度揭示了Mn含量对富Cu相析出机制的影响。结果表明:随着富Cu相的析出,Mn和Ni原子在富Cu相的中心发生偏聚,导致在富Cu相界面形成B2环。Mn含量变化会改变富Cu相的形貌和析出机制。在Mn含量较低时,富Cu相仅发生Ostwald粗化,其形貌为球形;而在Mn含量较高时,富Cu相的粗化机制包括Ostwald粗化和合并长大,其形貌从球形转变为棒状。提高Mn含量会促进富Cu相的析出,其体积分数和半径也增大,但数量减少。

(Si+Mn)/Fe对Al-5Cu合金铸态组织及力学性能的影响

在Al-5Cu-0.3Fe高强铸造合金中添加Mn和Si,采用OM、SEM、EDS及DSC等分析方法研究(Si+Mn)/Fe质量比(K=3、4、5和6)对其铸态组织及力学性能的影响。结果表明:随着K值的增大,富Fe相形貌的变化趋势为针状→汉字状→粗大汉字状富Fe相聚集,富Fe相由针状Al 3FeMn向汉字状Al 6FeMn转变。Al-5.0Cu-0.3Fe-1Si-x Mn合金,K=4时,拉伸断口展现良好的塑性特征,合金的综合力学性能最佳,比K=3时抗拉强度和延伸率分别提高了22%和65%。Si和Mn元素对Al-5.0Cu-0.3Fe合金的富Fe相有良好的变质作用。适当减少Mn的添加量,而增加Si的含量,保持(Si+Mn)/Fe=4,有助于减少合金的孔洞缺陷,降低热裂敏感性,较好地调控富Fe相形貌和尺寸。

T5热处理对Al-Si-Cu-Mg-Mn-B合金组织和性能的影响

通过对Mn、B元素复合添加的Al-8Si-1Cu-0.35Mg合金进行T5热处理,使用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)、力学性能测试等方法,探究了T5热处理对合金组织和性能的影响规律。结果表明,合金中的共晶Si发生球化,针棒状的β-Fe相转变为汉字状的α-Fe相,合金中析出Al-Cu相、Al-B-Si-Mg和Al-Si-Cu-Mg相等大量强化相。Al-8Si-1Cu-0.35Mg-0.6Mn-0.2B合金T5热处理后合金的抗拉强度和延伸率都达到最大值,为294 MPa和10.8%。

金川铜镍矿床隐伏富铜矿体成因研究及其深部找矿意义

金川矿床赋存于富橄榄石超镁铁质岩中,是目前世界第三大在采铜镍硫化物矿床。经过多年开采,如何在深、边部找到新的替代资源问题显得越来越重要。通过对金川矿床富铜隐伏矿体的矿体特征、矿石特征和矿石特殊地球化学特性等方面进行分析研究,特别是从空间立体对其矿化规律进行总结,并与其附近Ⅱ1#主矿体进行对比,指出该类型矿体既有岩浆熔离作用的特点,又有后期改造作用的特征,其形成经历了三个阶段:富含Cu、PGE岩浆深部熔离-脉动贯入、构造活化富集和后期热液叠加。同时探讨了来源于地幔深部的高镁玄武质岩浆,在深部岩浆房和阶段岩浆房熔离分异过程中,富镍岩浆和矿浆之间存在富铜岩浆。此外,Pb同位素表明,该隐伏富铜矿体形成时间为8亿年左右,早于块状特富矿;Pb、S同位素表明,该矿体主要来源于地幔,但曾被少量地壳物质混入。最后指出铜镍硫化矿床的成因是复杂多样的,在金川矿床深边部寻找新型矿体,尤其是富铜矿体的前景很大,而F_6断层可能是富铜隐伏矿体岩浆通道和Ⅱ1#主矿体岩浆的深部侵位通道之一。

新疆东准噶尔拉伊克勒克岩浆矽卡岩型富铜-铁矿的发现及其成矿特征

拉伊克勒克铜铁矿是最近在新疆东准噶尔琼河坝覆盖区发现的高品位矿床,矿体中TFe平均达51%,Cu含量在1%以上,并伴生Au,具有埋藏浅、品位高的特点,经济价值较高。该矿的发现首先是通过1∶5万地面重力、磁力和激电资料的处理分析,优选出找矿靶区;然后开展大比例尺的综合地球物理探测,发现在第四系覆盖区下存在高磁、高密度和中高极化率复合异常体;在异常有利地段实施钻探,首钻在揭穿第四系后即发现厚大隐伏矽卡岩型铜铁富矿体;通过7个钻孔的控制,求得铁资源量2.45Mt,铜资源量44 kt。矿体主体产于泥盆系下统安山岩和凝灰岩的层间构造裂隙中,厚度8~32m,长度大于200m。矿体两侧围岩蚀变发育,从内到外形成透辉石化、绿帘石化和角闪石、阳起石的蚀变分带。矿石中金属矿物主要是磁铁矿和黄铜矿,脉石矿物主要为钙铁榴石、透辉石—次透辉石等。矿体产状、矿石矿物组成、蚀变分带等特征表明,矿体类型为矽卡岩型,但是与一般接触交代矽卡岩矿床不同的是矿体周边未见碳酸岩与岩体,不存在接触交代的环境。综合分析认为该矿是一个典型的岩浆矽卡岩型矿床,其成因是深部形成的矽卡岩矿浆侵入到地壳浅部的构造裂隙中,在结晶分异和自交代过程中形成的。拉伊克勒克隐伏富铜—铁矿床及相邻斑岩型铜多金属矿床的发现说明综合地球物理在覆盖区找矿中能发挥重大作用,也扩大了在东准噶尔地区寻找矽卡岩型矿床的视野,同时也丰富了矽卡岩型铜铁矿的形成机理。

长江中游鄂东南铜矿集区土壤铜环境地球化学特征

对鄂东南铜矿集区的山间谷地、长江冲积平原和低山丘陵三种地形土壤的系统测定表明:(1)土壤母质是影响土壤全量铜的主要因素,土壤有效态铜总体上受土壤全量铜的制约;在相同地理和气候条件下,土壤pH值是控制铜垂向分布的重要条件之一;中生代含铜花岗闪长岩是长江中游沿江铜矿集区内区域土壤铜污染的主要自然源。(2)矿集区内土壤铜污染主要有自然污染和人为污染两类,两类土壤污染在土壤全量铜、有效态铜和铜含量垂向分布及土壤pH、R(电导)等理化性质方面有着明显的区别。

含Cu铁素体抗菌不锈钢的抗菌性能

含Cu铁素体抗菌不锈钢在抗菌热处理过程中析出ε-Cu相,具有抗菌功能．抗菌处理的条件影 响析出相的数量和形貌,从而影响其抗菌特性．在时效温度较低时,抗菌析出相基本上呈球形,随着时效温 度的升高,析出相逐渐变为长条形并与铁素体基体保持某种取向关系．在抗菌不锈钢抗菌过程的前期,抗菌 性能表现为对细菌生长和繁殖的抑制,后期表现为对细菌的杀灭．

四川黑牛洞铜矿床磁黄铁矿的标型特征及成矿指示意义

黑牛洞铜矿床是近年来国内发现的富铜矿床之一。磁黄铁矿是该矿床中含量最高的金属矿物,且与该矿床最重要的矿石矿物黄铜矿共生。本文试图通过研究磁黄铁矿的矿物学特征,为揭示黑牛洞铜矿床的成因提供重要参考信息。本文运用电子探针、扫描电镜、X 射线衍射分析和矿相显微镜观测等方法,对黑牛洞不同产状磁黄铁矿进行了形貌、化学组成和结构分析。研究表明不同矿石类型的磁黄铁矿均为六方晶系,其 Fe 原子含量的百分比变化范围是42.43%～45.58%。在 Fe-S 相图中,黑牛洞矿床的磁黄铁矿位于磁黄铁矿和黄铁矿共生相区。据研究,黑牛洞矿床中磁黄铁矿的成分、结构和矿物组合中罕见黄铁矿等信息寓示磁黄铁矿的峰期变质温度高于450℃。该矿床中磁黄铁矿至少有两种成因,即主要从流体中沉淀并受变质的磁黄铁矿和少量由黄铁矿变质脱硫而成的磁黄铁矿。黑牛洞矿床矿体和蚀变围岩中石墨广泛发育表明,变质过程处于强还原环境,而还原环境中s在流体中的溶解度较小且易于沉淀。矿床中黑色电气石的普遍产出表明中高温热液存在。这与磁黄铁矿的标型特征相对应。中高温流体存在、强还原环境和碳质的催化作用等为黄铁矿变质形成磁黄铁矿提供了有利的条件,也为黑牛洞铜矿床铜元素在韧性剪切带形成的有利容矿空间中沉淀、再富集提供了必要的物理化学条件。

延边地区小西南岔富金铜矿床的成矿机理:矿物流体包裹体和同位素的制约

小西南岔富金铜矿床是中国东部陆缘重要的热液矿床,由不同矿石品位和矿体特征的南山、北山两个矿段组成,矿化形式分别为脉状、细脉浸染状。流体包裹体研究表明:北山矿段均一温度为120~470℃,Ⅰ矿化阶段流体盐度为10.1%~20.0%NaCl eqv,Ⅱ、Ⅲ矿化阶段盐度变化大,为0.4%~45.5%NaCl eqv,流体气相成分为H_2O、CO_2、CH_4,少量N_2。南山矿段均一温度为150~450℃,Ⅰ成矿阶段盐度为4.0%~11.1%NaCl eqv,Ⅱ、Ⅲ矿化阶段盐度随着温度降低盐度逐渐减小,气相成分主要是H_2O、CO_2、CH_4;似斑状角闪花岗闪长岩石英内流体包裹体与南、北山矿段流体显示相近的均一温度范围(150~510℃)和气体成分,盐度4.9%~11.5%NaCl eqv与南山矿段Ⅰ成矿阶段流体相似。流体包裹体的显微测温、氢氧同位素,稀有气体同位素和Pb同位素结果表明南山矿段的成矿过程为幔源中低盐度流体在围岩裂隙中随着温度、压力降低以充填结晶作用为主而成矿;北山矿段成矿过程为幔源中低盐度流体发生沸腾作用后,与地壳流体混合,随后成矿流体以交代方式成矿,晚阶段两个矿区在大气水的混入作用下,北山矿段形成胶黄铁矿石英脉,南山矿段形成纯硫化物脉;似斑状角闪花岗闪长岩内流体包裹体特征反映了初始含矿流体属性,为中低盐度幔源岩浆热流体。

里伍式富铜矿床同位素示踪及其成矿地质意义

笔者在分析江浪变质穹隆成矿地质构造背景、含矿变质岩系以及矿床成矿特征的基础上,采用Si、Pb、S等同位素示踪和Ar-Ar同位素等定年方法,分别对不同类型的矿石进行了同位素示踪,并对改造期形成的团块状矿石进行了定年。笔者通过研究认为,该类型矿床的Si、Pb等成矿物质主要来自于江浪变质穹隆含矿变质岩系;而矿床中的硫则主要来自于该岩性段中前变质的火山物质。同时,根据硫同位素组成在不同矿石类型的分布规律,判断含矿变质岩系曾经历过区域变质作用、成穹过程中所产生的塑性流变和流体作用等,对其进行了强烈的改造,从而形成富铜矿床。

铜含量对Super304H钢持久性能的影响

研究了铜含量对Super30 4H钢持久性能的影响 ,对铜在钢中的作用机理进行了探讨。结果表明 ,随铜含量的增加 ,钢的持久强度增加 ,在质量分数为 4 %时强度和塑性均达到最高。钢中的主要强化相为富铜相、M2 3C6 、MC、M6 C。在时效过程中 ,固溶于奥氏体基体的铜以细小弥散球状富铜相的形式析出 ,形成富铜强化相。

长江中游鄂东南铜矿集区铜等重金属元素水环境地球化学特征

对鄂东南铜矿集区山间谷地各类水体Cu等元素的水环境地球化学研究表明:(1)区域各类水体Cu背景值含量范围为1.71～5.07μg/L,平均3.18μg/L,这表明了研究区各类水体富Cu、Zn元素的化学组成特征;(2)区域地质背景是制约区域水体Cu背景值的主导因素;(3)区域水环境污染有两类:一类为自然污染,是中生代酸性岩体与碳酸盐岩接触带夕卡岩型Cu、Fe等矿体(矿化)的裂隙水及流经二叠纪梁山煤系(P1l)和龙潭煤系(P2l)溪水;另一类属人为污染,它们是选矿厂、化工厂和有色金属冶炼厂等的工业废水;(4)各类水体的Cu等重金属元素含量、元素组合及pH、电导值(G)等理化特征迥异。