中国铁矿床伴生关键金属:基本特征、分布规律及资源潜力

关键金属对于国家高精尖科技发展具有举足轻重的地位。近年来,随着科技革命推进和新兴产业发展,许多国家对关键金属资源的争夺愈加激烈。中国战略性关键金属与“四稀金属”大致对应,主要以伴生形式赋存于各种类型的矿床中。铁矿是中国分布最广泛、研究最成熟的金属矿产之一,但以往的研究主要注重于铁矿床类型及成因的研究,对其伴生的关键金属研究程度不够。文章通过对大量文献开展深入调研工作,系统地总结了中国铁矿床中关键金属的基本特征和时空分布规律,并初步评价了铁矿床中关键金属的资源潜力。研究结果显示,铁矿作为大宗金属矿产主要伴生REE、Sc、Nb、Ta、PGE、Co、Ni、Ga、Ge、Se、Cd、In、Te、Re等关键金属以及Mn、Ti、V等有色金属;中国伴生关键金属铁矿床主要划分为5个成矿区:扬子地台西缘成矿区、长江中下游成矿区、鲁西成矿区、华北准地台北缘成矿区和白乃庙-东升庙成矿区。对铁矿床中伴生关键金属的赋存状态和超常富集机制的深入研究,将为关键金属资源综合利用和找矿勘查提供参考,并提高中国战略性关键金属资源储备和国际竞争力。

金属粉末床粘结剂喷射3D打印关键问题的研究现状与展望

针对金属粉末床粘结剂喷射3D打印技术存在薄层铺粉难、粘结剂不匹配、初坯及烧结件密度低等问题,首先从原材料特征、铺粉机构及数值模拟等方面总结当前粉末铺展研究现状;接着阐述了粘结剂与粉床作用、粘结剂类型和性能以及残留问题的研究进展,指出优化粘结剂体系、限制残留物,有利于提升粘结剂喷射成形金属零件性能;然后介绍了烧结和浸渗等当前常见致密化方法,指出致密化过程中需考虑变形和精度控制,并通过热等静压、固溶和时效等后处理方法对零件孔隙及相组成进行调控;最后指出高精度、高性能和难成形材料打印是未来发展趋势。

华南与花岗岩有关的稀有金属矿床和钨锡矿床的时空分布规律及其成因联系

华南是我国战略性矿产钨锡的主产地,且与花岗岩有关的钨锡矿床附近常发育Li、Rb、Be、Nb、Ta等稀有金属矿床,但对这两类矿床的成因联系并不清楚。通过收集整理华南与花岗岩有关的稀有金属矿床和钨锡矿床的研究资料,对稀有金属矿和钨锡矿的成因关系进行初步分析,认识到这两类矿床具有区域-矿田-矿床-矿物多尺度的空间相关性,成矿时代、成矿物质来源及成矿作用相近性,且成矿主要与燕山期高分异花岗岩有关。两者之间“偶极”式分布样式为利用华南极为丰富的钨锡矿床勘探及研究成果寻找稀有金属矿床提供了依据。

秘鲁Morococha斑岩-矽卡岩-浅成低温热液型矿床成矿地质特征与区域找矿方向

秘鲁中部Morococha地区位于中安第斯秘鲁中新世成矿带,是全球最具代表性的世界级斑岩-矽卡岩型和浅成低温热液型成矿系统之一。系统总结了该区斑岩型、矽卡岩型、浅成低温热液型等多种铜钼铅锌银多金属矿化成矿作用特征和最新的研究进展,结合区域岩浆-热液成矿作用过程,提出了下一步找矿方向。Morococha矿区位于秘鲁中部Yali穹隆北段,由中心部位的Toromocho斑岩型铜钼矿床及外围铅锌银金多金属矿脉组成。区内主要构造为北西向Morococha背斜,地层主要为二叠纪—三叠纪Mitu群火山碎屑岩、侏罗纪Pucara群碳酸盐岩、早白垩世Goyllarisquizga群海相碎屑岩和碳酸盐岩。矿区中新世岩浆活动主要为中中新世不含矿的闪长质侵入岩(14.3~14.1 Ma)和晚中新世与成矿有关的花岗闪长岩和长石斑岩岩株(9.4~7.7 Ma)。Morococha岩浆-热液系统(8.5~7.2 Ma)是其形成超大型斑岩型铜矿成矿的原因之一,铅锌银多金属矿化主要发生在斑岩型矿化之后约0.5 Ma,受区域构造控制。矿床在空间上显示出明显的金属分带特征,中心斑岩区域为富铜矿石,而远离斑岩区出现更多的富铅锌银矿石。秘鲁中部中新世成矿带分布着众多具有重要经济价值的脉状热液型铅锌银多金属矿床,总结近年来综合地质调查和研究成果,表明这些多金属矿床都属于斑岩-矽卡岩成矿系统的一部分,因此斑岩-矽卡岩型铜矿床及浅成低温热液型贵金属矿床是秘鲁中部重要的找矿方向。

热带海草床典型鱼类重金属的富集特征和风险评价

植食性鱼类对海草的摄食会影响海草床中金属元素的传递,其对重金属的累积可能会造成人类摄食风险。以热带海草床中两种摄食海草的典型鱼类——点斑篮子鱼(Siganus guttatus)和褐篮子鱼(S. fuscessens)为主要研究对象,探究了重金属在海草床环境和鱼类中的富集情况,并对两种鱼类进行了污染和膳食暴露风险评价,分析了重金属在海草床生态系统中的传递特征。结果显示,两种典型鱼类肌肉中的铜(Cu)、镉(Cd)、锌(Zn)、铅(Pb)含量均较低,其中Cu和Pb及Zn和Cd表现出显著正相关性,Zn和Cu的富集程度明显大于Cd和Pb,仅Zn存在潜在的明显富集现象。两种鱼类的重金属污染情况均为Zn存在超标风险,Pb轻度污染,Cu、Cd处于正常背景水平;摄食这两种鱼类的健康风险极低。受生长速度和食源差异影响,褐篮子鱼中重金属的含量、污染和富集程度均略高于点斑篮子鱼。海草床环境中的重金属含量和富集情况普遍高于鱼体,重金属主要在海草中出现了显著的富集现象,而随着营养级增加,鱼类体内的重金属含量反而下降。

江西九瑞矿集区武山铜矿床硒碲钴等关键金属的分布规律、赋存状态和富集机制

武山铜矿床是长江中下游成矿带九瑞矿集区内典型的层控-接触带矽卡岩型铜多金属矿床,铜资源量达到大型,此外还共生硒、碲、钴、镓、铊等关键金属矿产,具备良好的矿产资源综合利用前景,但矿床中关键金属的分布规律、赋存状态和富集机制等研究尚未开展。本文以武山铜矿床为研究对象,系统采集了矿床南矿带接触带矽卡岩型矿体3条勘探线(W3-2、S4-2、N6-1)、北矿带层控硫化物型矿体3条勘探线(E9-2、E2-1、W4-1)和层控矽卡岩型矿体1条勘探线(E7-3)代表性岩矿石样品。通过光学显微镜和扫描电镜的观察,结合全岩地球化学和矿物原位LA-ICP-MS分析,查明了矿床中硒、碲、钴等关键金属的空间分布规律与赋存状态,初步探讨了硒、碲、钴的迁移沉淀机制。研究结果表明矿床中伴生硒、碲、钴的估算资源量分别为5513t、611t和9597t,均达到大-中型规模;武山矿床是成矿带内硒含量最高、潜在资源量最大的矿床。北矿带矿体中Se、Te、Co含量明显高于南矿带,北矿带中部成矿中心向东西远端,矿体中Se、Te、Co含量规律性增高。矿石中Se、Te、Co含量与S含量具有较强的正相关性,矿石中硫化物的含量是关键金属含量主要控制指标;Se和Co富集于含铜黄铁矿矿石、含铜白云岩矿石、含铜矽卡岩矿石(高硫)中;Te富集于含铜黄铁矿矿石和含铜白云岩矿石中。矿床中硒、碲主要以独立矿物和硫化物中类质同象替换两种赋存形式,钴则主要以Co^(2+)类质同象形式进入黄铁矿矿物晶格。矿床中硒、碲随着成矿流体温度降低、硫逸度升高、氧逸度降低、pH值升高逐渐沉淀富集;钴主要随着硫化物的沉淀富集在黄铁矿中。

浮床种植对挺水植物中重金属赋存特征的影响

以上海市金泽水库为研究区域,在水库边滩与水库浮床区域设置系列站点,以旱伞草(Cyperus alternifolius)、美人蕉(Canna indica)、鸢尾(Iris tectorum)为代表性物种,分析了浮床种植对挺水植物中重金属Cu、Zn、Fe、Cr、Cd、Pb赋存特征的影响.结果表明:浮床种植的美人蕉、鸢尾生物量均显著大于边滩种植(p<0.05),浮床种植的旱伞草生物量显著小于边滩种植(p<0.05);浮床种植的美人蕉中Cu、Fe、Pb含量显著大于边滩种植(p<0.05),浮床种植的旱伞草和鸢尾中Cu、Zn、Cd含量显著大于边滩种植(p<0.05);美人蕉中Cu、Fe、Cd、Pb赋存量和鸢尾中Cu、Zn、Fe、Cd、Pb赋存量,以及旱伞草中Cd赋存量在浮床种植条件下均显著大于边滩种植(p<0.05);同种植物不同重金属赋存量的相关关系在不同种植条件下明显不同,且不同种植物间亦存在明显差异;浮床种植能在一定程度上提高挺水植物的生长状况和对重金属的吸收能力,对挺水植物中重金属赋存量特征具有重要影响.基于本文结果,建议优先选用美人蕉和鸢尾作为浮床植物.

几种重要热液矿床成矿的岩浆作用贡献探讨

本文运用地球科学相关基础学科的基本理论知识,结合地质工作实践认识和矿床地质特征分析,对几种重要热液矿床成矿的岩浆作用贡献进行分析探讨,提出了新的认识。研究结果认为:(1)地下水是通过补给和排泄交替循环的,因此,通过简单的地下水的循环逐步转化为含矿热液成矿是难以实现的,地下水层控热液矿床成矿流体往往是经历了深部岩浆房驱动的热水循环。(2)地下卤水不是形成内生多金属矿床的矿源体,其本身不具有形成多金属矿床的成矿物质条件,产于板缘地热异常带内的热卤水中的多金属元素,是板块活动引起的强烈的岩浆-火山活动所提供,卤水起到了活化、富集和搬运金属元素的作用。(3)MVT铅锌矿床和卡林型金矿床的矿床特征本身说明它们的成矿与岩浆热液有成因关系。(4)根据变质作用和变质岩的定义,所有的变化是在固态条件下进行的,变质作用和变质岩难以形成变质热液矿床,其成因类型可归为岩浆热液矿床。(5)韧性剪切带是岩浆热力作用和构造应力作用下的塑性变形,成矿是岩浆热液在后期脆性断裂中充填交代而成。对矿床成因的正确认识,可有效的指导找矿勘查工作。岩浆成矿作用是最广泛、最强烈的成矿作用之一。

基于精度控制的金属切削机床设计工艺

机床装备素有“工业母机”的称号,是机械制造、零部件加工、整机研发与生产的重要工具,也是现代工业文明跃迁的重要支撑点。广义上的“机床”概念下包括庞大的设备家族,如木工机床、锻压机床、铸造机床、金属切削机床等,它们的共同功能是实现对坯料、粗制工件的精细加工,旨在确保零部件形状、结构、尺寸等符合生产需求。其中,金属切削机床是机床设备家族的主要代表,也是狭义上“机床”所指类型,它在工业生产领域承担了50%左右的工作量,是当之无愧的核心设备。

高精度磁法测量在陈家庙铁铜矿床及外围铁及多金属矿普查应用

高精度磁测技术是区域矿产预测与分析中常用的一种方法,利用高精度的磁测技术可以确定整个勘探区的结构和岩体。基于此,本文结合实际案例,通过应用高精度磁法测量对陈家庙铁铜矿床、周边铁、多金属矿等进行了分析,并提出质量保证措施及质量评述,希望能为相关工作人员提供一定的参考。

金属有机骨架复合物对低浓度CO_(2)吸附动力学研究

对化石能源的过度使用导致全球CO_(2)排放量持续增加,气候变暖已成为人类面临的最为严峻的环境问题。金属有机骨架材料是理想的CO_(2)吸附剂,由于其优良的特性,可用于CO_(2)捕获。采用北京化工大学提供的NbOFFIVE-1-Ni@聚丙烯酸酯CO_(2)复合吸附材料,利用自搭建的固定床装置测试了低浓度CO_(2)的吸附穿透曲线,探究了流量、温度、浓度、气流湿度、床层厚度条件对吸附行为的影响,利用三种动力学模型对吸附数据进行拟合,并探究了NbOFFIVE-1-Ni@PA的循环稳定性。结果表明,随着气体流量的升高,NbOFFIVE-1-Ni@PA的CO_(2)吸附量出现先增加后降低的趋势。降低吸附温度、增加浓度、减小气流湿度和增加床层高度均有利于增强NbOFFIVE-1-Ni@PA的动态CO_(2)吸附性能。Avrami模型能更好地拟合实验数据,表明NbOFFIVE-1-Ni@PA对CO_(2)的吸附是物理和化学吸附共同作用。最后,经10次吸脱附再生后,NbOFFIVE-1-Ni@PA的吸附量仅下降4.5%,可再生性能优异。

东天山铜金多金属矿床成矿系统和成矿地球动力学模型

近年来 ,在东天山地区地质找矿不断取得突破 ,一系列大型、中型铜金矿床先后被发现 .绝大多数铜金矿床在空间上密集分布于黄山 -康古尔缝合 -剪切带两侧的岛弧带内 ,时间上集中在石炭纪—二叠纪 .金矿床包括造山型、石英脉型和浅成低温热液型 ,铜矿床包括斑岩型、夕卡岩型和热液脉型及铜镍硫化物型 .金、铜和铜镍矿化各自成系统产出 ,为板块俯冲晚期和碰撞期后大规模镁铁质 -超镁铁质和中酸性 -酸性花岗质岩浆侵位 -喷发事件的产物 .

兰坪白秧坪铜银多金属矿床流体地球化学特征及成矿机制探讨

白秧坪铜银多金属矿床主要产于白垩系下统景星组石英砂岩、粉砂岩中 ,矿体受一组北东向的压扭性断层控制而呈似层状、脉状产于断裂带中。包裹体分析表明成矿流体为低温 (平均124～141℃ )、低矿化度的盆地卤水 ,流体的H、O同位素组成位于大气降水线附近 ,反映了水 /岩作用程度较低、水 /岩反应时限短 ,流体流动与循环速度较快。计算机模拟结果表明在景星组沉积之后的13～16Ma期间断裂作用所产生的断裂渗透性达到最大 ,此期间流体演化的温度也达到125～140℃。断裂作用所产生的高断裂渗透性对周围地层中的流体产生泵吸作用并形成流体流动的断裂引水渠 ,从而导致大量流体在断裂带中快速流动。

猪发酵床不同原料垫料重金属元素累积特性研究

2011年7月至10月,在江苏省农业科学院六合动物科学基地猪发酵床养殖场,选择两种不同垫料,一栋使用已饲养2批猪的木屑与稻壳并按比例添加部分木屑与稻壳为垫料,一栋以发酵猪粪、果树枝、菌糠及中药渣为主并配以少部分木屑为垫料,监测在育肥猪一个生长周期不同垫料内重金属Cu、Zn、As、Cr等的积累变化情况。结果表明,在一个养殖周期内,不同垫料内重金属元素As、Zn、Cr、Cu含量随时间增加而显著增加,Cu、Zn、Cr等元素在不同垫料内的积累差异显著;经过约一个养殖周期,发酵猪粪、果树枝、菌糠、中药渣垫料内As、Zn、Cu元素含量由浅层(0～20cm)到深层(20～40、40～60cm)呈降低趋势。以发酵猪粪为主的垫料内重金属元素含量均显著高于果树枝、菌糠、中药渣成分为主的垫料,其他材料为主的垫料对垫料内重金属元素积累影响则不明显。

流沙湾海草床重金属富集特征

海草床是一种重要的海洋湿地生态系统,首次研究了流沙湾海草床重金属(铜、铅、镉、锌)的富集特征,并评价其潜在生态危害。研究表明:水体和沉积物环境中的重金属含量很低,潜在生态危害轻微,但是海草床大型底栖生物(绿藻、海草、双壳类和腹足类)对这4种重金属具有富集作用,其中对镉的富集最显著。绿藻对铜、铅和锌的富集效应明显大于海草,腹足类对铜、铅和锌的富集效应明显大于双壳类;而对镉的富集效应,情况正好相反。双壳类生物体内铅和镉含量普遍超一类标准,超标程度较高。

乌奴格吐山斑岩铜钼矿床中金属矿物的特征

乌奴格吐山矿床是一个大型斑岩铜钼矿床。金属矿物中以贯通性矿物黄铁矿含量最多。钼、铜、铅锌三个主要成矿阶段，黄铁矿的平均温度分别为３３１℃、２２８℃、＜２００℃。黄铁矿中Ｃｏ、Ｎｉ、Ａｓ等微量元素特征为成矿物质来源提供了重要信息。辉钼矿是唯一重要的钼矿物，主要赋存在石英－钾长石化带，以２Ｈ型为主。铜矿物有黄铜矿、锌砷黝铜矿、斑铜矿等，以黄铜矿为主，主要赋存在石英－绢云母－水白云母化带。不同世代黄铜矿微量元素的差异反映了成矿溶液的变化。方铅矿、闪锌矿主要赋存于石英－伊利石－水白云母化带。闪锌矿贫铁（ＸＦｅＳ＝４ｍｏｌ％—８ｍｏｌ％），方铅矿含Ａｇ（０．０１％—０．３５％）。

猪发酵床垫料中氮、磷、重金属元素含量

发酵床养猪技术是基于控制畜禽粪便排放与污染的一种新的养殖模式,主要是将锯末、稻壳等材料接种生物菌种堆积发酵后用做垫料,在厚的垫料上养猪,使粪便被垫料吸附并被其中的微生物降解,达到降低养殖舍内有害气体浓度和减少养殖污染排放的目的[1-4]。发酵床养猪主要降低了粪便对水源环境的污染。但是,有人认为发酵床养猪法无法降解的有机物及无机物（如磷元素）会沉积在粪床垫料中,

胶东金矿床中关键金属资源储量估算与潜力初探

通过对大尹格庄和夏甸两个超大型金矿床的精金矿与尾矿砂中关键元素含量的分析,发现相对于华北克拉通地壳元素丰度,本次分析的稀贵元素Co、Rh、Ir和Ru,稀散元素Cd、Te和Se,稀有元素W和In均发生了不同程度的富集;特别是Te、Co和Cd超常富集达到伴生组分综合评价品位。根据伴生有用组分综合评价规范和金矿选矿报告相关参数,分别估算了金矿石和精金矿中可利用的关键金属矿产储量,其中夏甸金矿床内Te储量为69吨(精金矿中52吨)、Co储量为604吨(精金矿中413吨),大尹格庄金矿床内Cd储量为224吨(精金矿中206吨),这些均可直接回收利用。矿物学和矿物化学综合研究表明:Te主体以碲金矿、碲银矿、碲铋矿、碲铅矿和陈国达矿等独立矿物存在,与可见金密切共生;Co常以微量元素形式分布在金成矿早阶段的粗粒黄铁矿和磁黄铁矿中;Cd主要以类质同象的形式赋存于金成矿晚阶段的闪锌矿、黄铁矿和黄铜矿中。进一步通过对典型金矿床中黄铁矿原位和/或单矿物的Te与Co含量对比、并结合矿石中Co与Cd元素组成及其区域地球化学空间分布特征,综合约束了其超常富集特征与资源潜力,揭示新城、玲珑和寺庄金矿床及栖霞异常区分别有约2329吨、1035吨、1553吨和22790吨Co资源量,乳山、新城和焦家金矿床有约1529吨、126吨、216吨Te资源量,仓上、新立、三山岛、寺庄和新城金矿床、以及栖霞和招平北段异常区分别有约47.6吨、78吨、63.7吨、69吨、3564吨、7120吨和696吨Cd资源量;即胶东金矿集区具备近期被综合利用或作为未来潜在接替资源的Co、Te和Cd资源条件,且其展布区域广泛、资源潜力巨大。初步研究已显示胶东具有形成大型-超大型Cd、Te和Co矿床的资源条件,但关键金属资源的空间分布极不均一、其超常富集机理与规律尚不清楚,亟需深入研究。

内蒙古拜仁达坝银多金属矿区矿石矿物特征及矿床成因

笔者对内蒙古克什克腾旗拜仁达坝矿区银多金属矿床的矿物组合、矿石的结构构造特征进行了研究,确认围岩蚀变主要为硅化、钾化、绢云母化、绢英岩化、绿泥石化、萤石化、碳酸盐化、粘土化;成矿作用分为4个阶段,即胶状黄铁矿-石英阶段、毒砂-铁闪锌矿-磁黄铁矿-石英阶段、多金属硫化物-石英阶段为银矿化主要阶段和萤石-碳酸盐-石英阶段。该矿床流体包裹体以气液两相、中低温、低盐度、含CO2为特征。该矿形成的大地构造背景、矿床地质及流体包裹体特征表明该矿床可能为浅成低温热液型银多金属矿床或造山型矿床,或是二者的叠加。

沽源盆地大官厂铀钼多金属矿床成矿机理及成矿预测

沽源火山盆地是中国华北地块北缘一条重要的铀钼多金属成矿带——燕辽成矿带的重要组成部分,长期以来受到地学界的广泛关注。由于该带矿床多数产于火山岩中,其成因一直被认为是与火山岩有关的矿床。文中根据花岗岩原地重熔理论及大官厂矿区地质、地球物理资料特征,提出大官厂矿区其下隐伏有花岗岩体,成矿作用主要与隐伏的花岗岩有关;同时分析出本区隐伏花岗岩体的重熔界面隆起部位,指出该位置(背斜核部)是成矿最有利部位,推测可能隐伏有斑岩型钼矿床,为本矿区的找矿指明了新的方向。