湿-热条件下Fe-S系列矿物形成过程的实验的研究.pdfVIP

增刊 矿 物 学 报 35 湿．热条件下Fe．S系列矿物形成过程的实验研究 刘佳1，高尚1，黄菲1’2，p，李光禄1，宋丹1，张超1，周尚鲁1 (I．东北大学，辽宁沈阳l10004；2．中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室，北京100087； 3．南京大学内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室，江苏南京210008) 品进行观测分析，确定实验所获样品中晶体的形 金属硫化物包括黄铁矿(FeS2)、自铁矿、磁 态、结构和物相组成。观测结果显示：在300℃ 黄铁矿(Fel。S)、胶黄铁矿(Fe3S4)等在多金属 矿床中大量存在，能够反映矿床的成矿过程及矿 时，矿物相以FeS2(黄铁矿)为主，其次为FeS2 体存在的物理化学条件等信息，对分析成矿地质 条件和矿床地球化学环境有重要的意义。前人对 Fe—S系列矿物的研究工作主要集中在是黄铁矿和 白铁矿的形成与转变、磁黄铁矿的矿物特征等方 铁矿)为主，其次为FeS2(白铁矿)，少量的FeS。 面。对胶黄铁矿的研究报道较少(胡守云等，2001；随着温度的升高FeS2(黄铁矿)的相对含量也呈 黄菲等，201l；Han和Gao，2008)。本次工作增高的趋势，并且矿物相组合趋向单一化。 模拟该系列天然矿物在湿．热条件下的形成过程， 揭示了湿．热条件下Fe．S系列矿物形成规律。 3讨论 l实验 胡守云等(2001)认为自生成因的磁黄铁矿 非常罕见，但在pH值为7～8并且硫供给不足的 条件下，胶黄铁矿和单斜磁黄铁矿均能以自生成 实验以Na2S为硫源，Fe2(s04)3为铁源，在湿 热条件下进行实验。将一定比例的Na2S和因存在。本次实验为弱碱性环境，随着温度条件 Fe2(s04)3，加入一定量的去离子水，调节溶液的 pH值达到弱碱性，搅拌均匀。在低温条件下反应， 列Fe．S系列矿物。 得到前驱物。将前驱物移入加热设备中，加热升 单斜磁黄铁矿的生成可能途径有：黄铁矿之 温到一定温度，并在该温度下恒温一段时间得到 间分解脱硫得到，或者是黄铁矿由于环境中氧的 实验样品。 作用转化为磁铁矿，磁铁矿与反应物中挥发出的 硫进一步反应转变为磁黄铁矿。 2结果表征 由于实验过程分2阶段进行，第一阶段得到 利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射 系列矿物。分析反应原理如下： (XRD)、透射电子显微镜(TEM)对实验所获样 项目(编号：12．06—03) 作者简介：刘佳，女，1989年，硕上生，矿物学方向．E-mail：liujia890528@163．com +通讯作者，E-mail：huangfei@mail．neu．edu．cn 36 矿 物 学 报 3Na2S+Fe2(S04)3-+Fe2S3l+3Na2S04 内均有黄铁矿产生，当温度为380℃时，结晶产物 Fe2S3一FeS2+Fel《S 中为较为单一的FeS2相，其他矿物相则相对减少； 同时，在热分解阶段，分析还可能存在如下 反应： FeS2—，FeS+S 0．09)逐步减少，当温度380℃时，Fe3S4消失， Fel“S+S—-FeS2 Fel。S系列仅剩少量的FeS。 研究Fe．S系列矿物的