亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        納米礦物在堆積型鋁土礦床研究中的應(yīng)用*

        2020-10-09 11:04:44王國強(qiáng)杜遠(yuǎn)生余文超
        古地理學(xué)報(bào) 2020年5期
        關(guān)鍵詞:成礦研究

        劉 睿 王國強(qiáng) 杜遠(yuǎn)生 余文超

        1 山東理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院,山東淄博 255000 2 山西師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院,山西臨汾 041000 3 中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)地球科學(xué)學(xué)院,湖北武漢 430074 4 自然資源部基巖區(qū)礦產(chǎn)資源勘查工程技術(shù)創(chuàng)新中心,貴州貴陽 550081

        1 納米礦物定義和特征

        納米礦物是指在三維尺度至少有一維小于100 nm的礦物(圖 1)。目前對(duì)納米尺度的礦物學(xué)研究方法主要包括HR-SEM、TEM、FIB、nanoSIMS、AFM/STM和計(jì)算機(jī)模擬等(Reichetal.,2011)。納米礦物由于其尺度效應(yīng),在化學(xué)特性、力學(xué)特征、電學(xué)和磁學(xué)特征上均表現(xiàn)出與宏觀礦物不同的特征(Hochellaetal.,2008)。納米礦物在自然界主要有2類:天然納米礦物和人造納米礦物(包括人類有意和無意產(chǎn)生的)。其中人類有意合成的納米礦物在成分上比較單一、形貌上比較規(guī)則,而天然納米礦物在成分上比較復(fù)雜、形貌多呈不規(guī)則狀。隨著納米科學(xué)的發(fā)展,越來越多的天然納米礦物在自然界中被發(fā)現(xiàn)。天然納米礦物的成因涉及到自然界中的各種物理化學(xué)過程,包括溶解、沉淀、相變、燃燒、生物礦化等。納米礦物由于其獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì),已經(jīng)表現(xiàn)出獨(dú)特的地球化學(xué)功能和意義。例如,納米礦物由于其極小的尺寸極易被攜帶發(fā)生遷移(曹建勁,2009),因而也是成礦元素地球化學(xué)遷移的重要方式。

        圖 1 礦床學(xué)研究的不同尺度(據(jù)Reich et al.,2011;修改)Fig.1 Dimensional scale of ore deposits research(modified from Reich et al.,2011)

        2 天然納米礦物在礦床學(xué)研究中的應(yīng)用

        a—廣東長坑金礦床中的納米金微粒(Cao,2009);b—內(nèi)蒙古維拉斯托鋅銅銀多金屬礦床中的納米銀微粒(Yi et al.,2019);c—內(nèi)蒙古石匠山 區(qū)鉛鋅多金屬礦礦床中的納米鋅微粒(Hu and Cao,2019);d—內(nèi)蒙古石匠山區(qū)鉛鋅多金屬礦礦床中的納米鉛微粒(Hu and Cao,2019)圖 2 礦床中發(fā)現(xiàn)的各種金屬納米微粒Fig.2 Different kinds of metal nanoparticles found in ore deposits

        天然納米礦物賦存于各種地質(zhì)體中,在礦床學(xué)領(lǐng)域,過去一些不能解釋的成礦機(jī)制、地質(zhì)現(xiàn)象以及金屬元素的存在形式等,從納米礦物的角度得到了較好的解釋(琚宜文等,2016;王焰新和田熙科,2016)。同時(shí),礦物是成礦過程的重要產(chǎn)物,礦物內(nèi)部納米微??梢蕴峁└又庇^和更加豐富的關(guān)于成礦過程的信息(曹建勁,2009)。例如,形成淺成金礦床的流體僅能夠溶解10-9級(jí)別的金含量,而這樣低的金含量無法形成具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的礦床(Reichetal.,2006)。但是,許多學(xué)者在卡林型金礦床的黃鐵礦內(nèi)部發(fā)現(xiàn)了含金納米礦物和自然金納米礦物(Ciobanuetal.,2011,2012;Deditiusetal.,2011;Paevskietal.,2012;Fougerouseetal.,2016),通過對(duì)這些納米微粒的特征研究得出,含金納米微粒(或自然金納米微粒)在黃鐵礦中有很高的溶解度,解釋了金在形成淺成金礦過程中賦存形式的問題。大量的研究表明,礦床中的與成礦物質(zhì)有關(guān)的納微米礦物種類豐富,與礦床的成礦物質(zhì)關(guān)系緊密,有的成礦物質(zhì)甚至直接以納米微粒的形式出現(xiàn)在礦床中(納米金、納米銀、納米鉛、納米鋅等)(圖 2)。Deditius等(2011)和Hough等(2011)通過對(duì)礦床中納微米礦物的特征探討了成礦物質(zhì)的賦存形式。Koneev等(2010)、Fougerouse等(2016)利用納微米礦物的大小、分布狀態(tài)闡明了寄主礦物和成礦物質(zhì)的成因。Reich等(2006)、Paevski等(2012)等利用納微米礦物的特征和其他礦物的成分特征反映礦物經(jīng)歷的熱事件。Sun和Xia(2002)等通過實(shí)驗(yàn)?zāi)M得出納微米礦物可以反映礦物形成時(shí)的物理化學(xué)條件。Gao等(2019)通過對(duì)釩鈦磁鐵礦床中的納微米礦物進(jìn)行研究,并對(duì)磁鐵礦的形成條件進(jìn)行相平衡分析,最終得出其形成過程。

        此外,朱笑青和章振根(1996)、姜澤春等(1999)、傅宇虹等(2018)通過實(shí)驗(yàn)?zāi)M得出,許多顆粒較大的礦物對(duì)納米礦物具有很強(qiáng)的吸附作用,納米礦物可在其他礦物表面大量地富集、遷移、成礦。曹建勁(2009)在對(duì)隱伏金屬礦床地表和深部介質(zhì)中的含礦納米礦物進(jìn)行研究,并對(duì)金屬納米礦物的形成、遷移和找礦勘探意義進(jìn)行分析探討。由此可見,納米礦物在礦床學(xué)的研究中具有獨(dú)特的作用,對(duì)納米礦物的研究在成礦過程和找礦勘探等方面都有很好的應(yīng)用前景。

        3 納米礦物學(xué)在研究堆積型鋁土礦床中的應(yīng)用

        3.1 堆積型鋁土礦的研究方法

        鋁土礦是在潮濕的熱帶—亞熱帶氣候條下,由地表風(fēng)化和交代淋濾作用形成的富含Al、Fe和Ti的氫氧化物和氧化物(Brdossy,1982;Brdossy and Aleva,1990;D’Argenio and Mindszenty,1995;Calagari and Abedini,2007;Dengetal.,2010)。鋁土礦的分類比較復(fù)雜,目前應(yīng)用比較廣泛的分類為紅土型鋁土礦和喀斯特型(包括沉積型和堆積型)鋁土礦(Brdossy,1982;楊俊波,2005;Laskou and Economou-Eliopoulos,2007;Dengetal.,2010)。堆積型鋁土礦(薩倫托型)是鋁土礦床的重要類型,其礦床儲(chǔ)量通常為大型—超大型,品位中等(王慶飛等,2012)。該類型鋁土礦床多產(chǎn)于含鋁量較低的碳酸鹽巖不整合面(侵蝕面)上(Brdossy and Aleva,1990;D’Argenio and Mindszenty,1995)。礦床所處的地貌多為巖溶洼地、坡地。已有的研究表明,堆積型鋁土礦床的成礦物質(zhì)具有異源性,在成礦過程中成礦物質(zhì)經(jīng)歷了風(fēng)化和搬運(yùn)作用,并在適宜的地質(zhì)環(huán)境中沉積形成早期鋁土礦層,鋁土礦層經(jīng)過淋濾作用使成礦元素進(jìn)一步富集(Valetonetal.,1987;王澤中,1997;劉平,1999;李新,2008;韋勝永等,2009)。

        目前,對(duì)于堆積型鋁土礦床的礦床成因研究已經(jīng)做了許多工作,取得了一些成果。例如劉長齡和覃志安(1990)提出堆積型鋁土礦的成礦母巖在物理和化學(xué)風(fēng)化作用下形成含鋁的膠體態(tài)物質(zhì),成礦物質(zhì)則以碎屑膠體混合形式進(jìn)行遷移沉積,淋濾過程中成礦元素在生物的作用下富集成礦;廖士范和梁同榮(1991)認(rèn)為堆積型鋁土礦床的成礦母巖在風(fēng)化作用下形成賦含鋁土礦物的風(fēng)化殼,成礦物質(zhì)以黏土礦物的形式進(jìn)行遷移就位,后期的淋濾作用對(duì)成礦的影響比較微弱;?ztürk等(2002)提出堆積型鋁土礦床的成礦物質(zhì)從成礦母巖的風(fēng)化殼中以細(xì)碎屑態(tài)被搬運(yùn)至凹坑和洼地富集,在淋濾過程中早期鋁土礦中的其他元素(如Si和Mn)以離子形式被喀斯特排水系統(tǒng)遷移帶走,進(jìn)而使成礦元素富集;Liu等(2010)則認(rèn)為堆積型鋁土礦成礦物質(zhì)以含鋁土壤的形式進(jìn)行遷移、堆積,在淋濾階段成礦元素以離子化合物的形式結(jié)晶析出,富集成礦。上述的研究表明堆積型鋁土礦床總體的成礦過程已經(jīng)基本查明,但是對(duì)成礦物質(zhì)在風(fēng)化和搬運(yùn)過程中的賦存形態(tài)并未取得一致的認(rèn)識(shí)。同時(shí),對(duì)鋁土礦在淋濾過程中成礦元素的富集機(jī)制也存在爭論(廖士范和梁同榮,1991;?ztürketal.,2002;葉霖等,2008;劉幼平等,2010)。

        前人對(duì)于堆積型鋁土礦的研究主要基于沉積學(xué)、 礦物學(xué)和地球化學(xué)的方法(侯正洪和李啟津,1985; 陳廷臻和武耀誠,1986; 呂夏,1988; 劉長齡和覃志安,1990; 肖金凱等,1994; 張玉學(xué)等,1999; 楊軍臣等,2004; 魯方康等,2009; 杜遠(yuǎn)生等,2014; Yuetal.,2014)。 例如通過對(duì)鋁土礦沉積剖面的研究得出鋁土礦的成礦環(huán)境(蘇熠,1985),利用光學(xué)顯微鏡、 熱差/熱重分析(DTA/TG)、 X-射線衍射(XRD)、 紅外光譜(FTIR)、 電子掃描顯微鏡(SEM)等儀器對(duì)鋁土礦中的礦物組合以及結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究(楊冠群和廖士范,1986; 李普濤和張起鉆,2008; Dani,2011),利用X熒光光譜儀和等離子質(zhì)譜儀對(duì)鋁土礦中主量和微量元素進(jìn)行測定(陳履安,1996;陳代演和王華,1997; Mongelli and Acquafredda,1999; Calagari and Abedini,2007; Yangetal.,2019)。 礦石中同位素組成在堆積型鋁土礦床的研究中應(yīng)用也比較廣泛,例如利用硫化物32S/34S值特征分析鋁土礦的形成環(huán)境(龍永珍,2003),利用氫氧同位素δ18O和δD對(duì)鋁土礦的來源進(jìn)行示蹤(程?hào)|等,2001)。 目前,利用Rb-Sr、40Ar-39Ar、 碎屑鋯石U-Pb、 Hf等放射性同位素進(jìn)行鋁土礦礦床成因的研究也越來越普遍(劉巽鋒等,1990; 劉平,1999; 趙社生等,2001; 王銀喜等,2003; 林最近,2007)。 此外,古生物和古地磁的測定也在探討鋁土礦形成的古地理環(huán)境、 古氣候以及成礦作用中發(fā)揮著一定的作用(施和生等,1989; 莫江平,1991; 吳國炎,1997)。 近年來,礦物微區(qū)的地球化學(xué)分析越來越多地應(yīng)用于堆積型鋁土礦礦床的研究中,例如李(2017)通過對(duì)豫西鋁土礦中金紅石的激光探針(LA-ICP-MS)分析得出該地區(qū)鋁土礦的成礦物質(zhì)來源; 張亞男等(2013)對(duì)黔北務(wù)正道地區(qū)鋁土礦中的鮞粒進(jìn)行了微區(qū)(EPMA和LA-ICP-MS)地球化學(xué)特征研究,反演了該地區(qū)鋁土礦的形成過程及形成環(huán)境。

        3.2 納米礦物學(xué)在堆積型鋁土礦床研究中的優(yōu)勢

        a—TEM形貌圖;b—EDS能譜圖圖 3 廣西靖西特大型堆積鋁土礦床中的納米級(jí)礦石礦物Fig.3 Nanoscale ore minerals in Jingxi super large stacked bauxite deposit in Guangxi

        a—單偏光照片;b—正交偏光照片圖 4 廣西靖西特大型堆積鋁土礦床中的鮞狀結(jié)構(gòu)Fig.4 Olitic texture in Jingxi super large stacked bauxite deposit in Guangxi

        此外,許多礦物(如硅酸鹽礦物、鐵鈦氧化物、硫化物等)內(nèi)部也含有大量的納米礦物微粒(Filimonova and Trubkin,2008;Koneevetal.,2010;Fougerouseetal.,2016),由于寄主礦物的保護(hù)作用,這些納米礦物微粒通常保留有豐富的關(guān)于成礦物質(zhì)的信息(Deditiusetal.,2011;Houghetal.,2011;Ciobanuetal.,2011,2012;Liuetal.,2020)。并且在堆積型鋁土礦床的礦體中,礦物常發(fā)育鮞狀結(jié)構(gòu)(劉長齡和覃志安,1990)(圖 4),鮞狀結(jié)構(gòu)也是納米礦物微粒賦存的理想場所。同時(shí),鮞狀礦物不同圈層中的納米礦物微??梢杂涗浵铝転V過程中元素遷移的物理化學(xué)條件(Schindler and Hochella,2015;Schindleretal.,2019),并且不同圈層中的納米礦物微粒的結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分不同,通過對(duì)比不同圈層中的納米礦物微粒特征也可以反演元素的遷移過程,這為研究堆積型鋁土礦床成礦元素的富集和優(yōu)化過程提供了便利。

        最后,不論是成礦母巖的風(fēng)化殼,還是鋁土礦床的礦石都表現(xiàn)為粉末狀或疏松的塊狀,這樣的巖石和礦石構(gòu)造便于原生納米礦物微粒的提取和研究,避免了由于人為對(duì)巖石和礦石的破碎而產(chǎn)生納米礦物微粒。因此,納米礦物微粒是研究堆積型鋁土礦床的良好手段。

        4 結(jié)語與展望

        納米礦物學(xué)作為一門年輕的學(xué)科,在礦床學(xué)研究中還處于起步階段。納米礦物本身具有特殊的理化性質(zhì)以及獨(dú)特的地球化學(xué)功能,其在礦床成因研究的前景已經(jīng)初步顯現(xiàn),但是仍有許多方面的內(nèi)容需要進(jìn)一步探究,例如納米礦物在大型—超大型礦床形成過程中的作用,納米礦物是否會(huì)對(duì)寄主礦物元素分布、同位素的組成造成影響,進(jìn)而影響地球化學(xué)的分析結(jié)果等等。

        由于堆積型鋁土礦床可以與納米礦物學(xué)較好地結(jié)合,應(yīng)用納米礦物可以從全新的角度去解決該類型礦床成因方面的問題。堆積型鋁土礦床不僅成礦物質(zhì)多為納米礦物,在風(fēng)化、搬運(yùn)和沉積過程中也會(huì)產(chǎn)生大量的其他類別的納米礦物,如棒狀金紅石納米礦物、含鐵納米礦物等,這些特殊的納米礦物對(duì)于限定堆積型鋁土礦床形成的物理化學(xué)條件也具有獨(dú)特的作用。因此,納米礦物在堆積型鋁土礦床的研究中具有較好的前景,可為該類型礦床的研究提供新思路和新方法。

        猜你喜歡
        成礦研究
        FMS與YBT相關(guān)性的實(shí)證研究
        歡迎訂購2022年《大地構(gòu)造與成礦學(xué)》
        歡迎訂購2022年《大地構(gòu)造與成礦學(xué)》
        2020年國內(nèi)翻譯研究述評(píng)
        遼代千人邑研究述論
        桂西沉積型鋁土礦床成礦規(guī)律及成礦模式
        歡迎訂購2021年《大地構(gòu)造與成礦學(xué)》
        歡迎訂購2021年《大地構(gòu)造與成礦學(xué)》
        視錯(cuò)覺在平面設(shè)計(jì)中的應(yīng)用與研究
        科技傳播(2019年22期)2020-01-14 03:06:54
        EMA伺服控制系統(tǒng)研究
        av狼人婷婷久久亚洲综合| 国产69精品久久久久777| 饥渴的熟妇张开腿呻吟视频| 久久久久亚洲女同一区二区| 日本国主产一区二区三区在线观看| 91精品久久久中文字幕| 狠狠人妻久久久久久综合蜜桃| 午夜精品一区二区三区在线观看| 亚洲AV永久无码精品一区二国| 少妇精品揄拍高潮少妇桃花岛| 国产精品videossex久久发布| 精品久久久久久777米琪桃花| 午夜国产精品久久久久| 强迫人妻hd中文字幕| 国产精品久久久亚洲| 亚洲av日韩av永久无码色欲| 国产精品电影久久久久电影网| 中文字幕一区二区黄色| 色偷偷av一区二区三区| 亚洲av色福利天堂| 手机av男人天堂免费网址| 一区二区三区人妻av| 免费观看的a级毛片的网站| 无码成人片一区二区三区| 日本一区二区高清视频| 狠狠色狠狠色综合网| 性色av 一区二区三区| 亚洲av午夜成人片精品| 黄色国产精品福利刺激午夜片| 秘书边打电话边被躁bd视频| 久久精品波多野结衣中文字幕| 精品亚洲视频免费观看网站| 国产精品一区二区日本| 丁香花在线影院观看在线播放| 日韩av一区二区毛片| 丝袜美腿制服诱惑一区二区| 中文字幕乱码无码人妻系列蜜桃| 国产欧美乱夫不卡无乱码| 亚洲一区二区三区一区| 欧洲成人一区二区三区| 乌克兰少妇xxxx做受6|