黄铁矿—CuCl_2盐溶液反应地球化学模拟实验及表面矿物学研究

参照安徽省铜陵冬瓜山铜矿床成矿阶段流体成分和物理化学条件,分别模拟了100MPa下450℃、350℃、250℃和150℃不同温度条件下黄铁矿—CuCl2盐水溶液反应过程,利用扫描电镜(SEM)、俄歇电子谱(AES)表面测试技术,观察测试了实验前后黄铁矿表面形貌特征和化学成分变化.分析结果显示,反应后的黄铁矿表面化学组成均发生显著变化,普遍出现约50nm厚的富铜层,450℃、250℃和150℃反应温度下的黄铁矿表面出现多种含铜硫化物的新生物相.实验结果表明黄铁矿可以作为铜富集沉淀的地球化学障,这为研究沉积-热液叠加改造层状铜矿成矿规律提供了实验依据.

斜方辉石(100)面的表面化学组成和微形貌

对一个承德紫苏辉石和一个Bamble顽辉石的(100)裂理面进行了X射线光电子能谱(XPS)和俄歇电子谱(AES)深度剖析研究, 并进行了原子力显微镜(AFM)观察. (100)裂理面表面的化学组成与体相有明显差别. 与体相相比, 裂理面表面上Si在金属原子总数中的百分比没有明显变化, Ca和Al是增加的, Mg则减少. 2000 s的AES深度剖析表明, 在近70 nm深度内组成元素的原子百分比随着深度略有起伏, 但平均值水平没有明显变化(承德紫苏辉石中的Si除外);承德紫苏辉石的Al和Si呈互为消长的关系, 这是因为Al-Si是以类质同像替代关系存在的. AFM图像显示(100)裂理面上有成层状生长的多边形形态的丘状生长物, 厚度可在零至几百nm, 它们是在裂理面上次生生长的层状硅酸盐矿物. 上述现象的观测和基本规律对认识风化作用和水岩反应的机理具有意义.