地质岩石矿物成份元素分布(一)钒、钛磁铁矿钒钛磁铁矿是含钒的钛磁铁矿。
他的化学成分除铁、钛、钒外,伴生元素有硅、铝、钙、镁、钾、钠、锰、铜、钴、镍、铬及微量的锶、钡、钼、硫、磷等。
它产出于具有显著分异的基性—超基性岩体中,含矿母岩主要是辉长岩、辉石岩和橄榄岩类中岩石。
主要由钒钛磁铁矿,粒状钛铁矿、硫化矿和硅酸盐组成。
钛磁铁矿中全铁含量为60%左右。
二氧化钛在4%~15%之间,五氧化二钒在0.x%,三氧化铬在0.0x~0.x%之间,氧化锰为0.x%。
粒状钛铁矿中的二氧化钛,理论值为52.7%,但在蚀变矿物中二氧化钛相对富集,可达56%以上,氧化亚铁可在37%~46%之间变化,氧化镁为2%~9%,氧化锰在0.4%~0.9%之间,二氧化二铁在0.x~x%之间。
(二)金银矿石金在自然界中主要以单质状态分布在岩石或砂矿中,以自然金(包括天然合金和金属互化物)硫化物、硒化物、碲化物和锑化物等。
金矿床中伴生有用组分较多,在脉金矿或其它原生金矿床中常伴有银、铜、锌、铅、钨、钼、锑、铋、钇、硫等;在砂金矿床中常伴生有金红石、石榴石、钛铁矿、白钨矿、独居石、刚玉等矿物;在有色金属矿床中则常伴生金。
银主要以硫化物形式存在,大部分是伴生在铜矿,铅、锌、铜多金属矿,铜镍矿和金矿床中。
在含金的矿石中,金的赋存状态有晶隙金,裂隙金,包体金及胶体吸附状态金等。
(三)超基性岩、硅酸盐:1、超基性岩:包括橄榄岩和辉岩类及由其变质而成的蛇纹岩类等硅酸盐岩石,它与铬铁矿有十分密切的关系,铬铁矿绝大多数产生于超基性岩体内。
其化学成分上的特点是硅酸不饱和,SiO2<40%;Al2O3的含量很低,MgO含量较高,可达40%以上;CaO含量则很低;FeO含量也较高,达10%左右;K2O、Na2O 的含量均小于1%。
蚀变的超基性岩含有较多的化合水,往往高达15%~20%;如蚀变过程中伴有碳酸盐化作用,则含有一定量的CO2。
此外,常伴有铬、镍、钴、铜、铂等元素。
超基性岩的主要矿物为:橄榄石、辉石、蛇纹石;其次为角闪石、黑云母;次要矿物为铬铁矿、铬尖晶石、铬石榴石、磁铁矿和钛铁矿等。
超基性岩中的蛇纹岩和橄榄岩是富镁的硅酸岩。
纯质的橄榄岩含MgO可达49%;蛇纹岩是超基性岩受高温气体—液体的影响变质而成,主要组成矿物为叶蛇纹石,纤维蛇纹石,含MgO 最高可达40%以上。
超基性全分析一般要求测量下列组分:SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、CaO、MgO、MnO、TiO2、NiO、CoO、Cr2O3、K2O、Na2O、P2O5、H2O-、H2O+、CO2、S(或烧失量),有时还要求测V2O5及铂族元素。
2、硅酸盐:岩石按其形成原因可分为火成岩(岩浆岩)、沉积岩和变质岩三大类,火成岩和变质岩主要由硅酸盐岩石组成,而沉积岩除了由硅酸盐岩石组成外,还有碳酸盐岩石组成。
花岗岩以花岗岩为代表,包括各类岩浆岩和以硅酸盐矿物为主的变质岩,一般常见的有花岗岩、闪长岩、辉长岩、玄武岩、片麻岩、混合岩等。
硅砂是以石英为主要成分的砂矿的总称。
主要有两种类型:一种是滨海沉积石英砂,另一种是陆相沉积砂矿,包括河流冲积含粘土质石英砂和湖积石英砂。
硅石(石英砂岩)是自然界常见的硅质矿物原料,是由石英颗粒被胶结物结合而成的沉积岩,按胶结物质不同分为钙质砂岩、硅质砂岩、长石质砂岩等。
主要成分是石英,其次为云母、长石、粘土矿物、岩屑,其化学成分为SiO2,次要为Al2O3(0.1~0.5)%、Fe2O3(0.1~0.5)%、CaO、MgO(0.1~0.2)%、K2O、Na2O0.1%。
火成岩的硅酸盐岩石可根据二氧化硅的含量分为:酸性岩(SiO2>63%),中性岩(SiO252%~65%),基性岩(SiO245%~52%),超基性岩(SiO2<45%)。
石英岩、石英砂岩、脉石英等都是以石英为主要成分的矿石,工业上统称为硅石。
(四)铬铁矿石、铁矿石:1、铬铁矿石:铬的主要矿物为铬尖晶石类矿物,其中镁铬铁矿含Cr2O3(50~56)%;铝铬铁矿含Cr2O3(35~50)%;铬铁矿含Cr2O3(47~60)%。
这些矿物往往共生,难以区别,故统称铬铁矿,它们总是生成于超基性岩的纯橄榄岩和蛇纹岩中。
这类矿物中的Cr2O3含量一般为(8~62)%,FeO(0~18)%,MgO (6~16)%,Al2O3(0~33)%,Fe2O3(2~30)%。
常伴生的有用元素有铂族元素,钴、钛、钒、镍等。
伴生的有害元素为SiO2允许含量为≤10%;P允许含量为≤0.07%,S允许含量为≤0.05%。
对铬铁矿进行全分析时,需测定下列组分:SiO2、Cr2O3、Fe2O3、FeO、Al2O3、CaO、MgO、TiO2、MnO、NiO、CoO、V2O5、P2O5、K2O、Na2O、H2O+、CO2、S和铂族元素。
2、铁矿石:含铁的矿物种类很多,主要有磁铁矿、赤铁矿、镜铁矿、针铁矿、褐铁矿、菱铁矿,此外还有一些合铁的矿物;如:黄铁矿、白铁矿、磁黄铁矿、毒砂(FeAsS)和臭葱石(FeAsO4·2H2O)。
铁矿石中常伴生有锰(Mn)、Ni、Co、V、Ti、Cu、Pb、Zn、Mo、W、Sn、Ga、Ge、Pt、U等,其中:有害元素为Cu、Pb、Zn、Sn、S、P、As、F等。
(五)盐类矿石:将明矾石、石膏、岩盐及芒硝归类与盐类矿石中,作为例行分析时使用。
1、明矾石:明矾石为钾、铅含水硫酸盐类矿物,其中含钾(K2O)11.4%、Al2O337%、SO338.6%、H2O13%。
它分布于蚀变火山岩中,常与高岭土、黄铁矿、叶腊石、绢云母、石英和水铅石等伴生,并有镓等稀散元素赋存。
明矾石的基本分析项目为:Al2O3、SO3、K2O。
全分析及组合分析还要求测定SiO2、Fe2O3、TiO2、MnO、P2O5、CaO、Mg、Na2O、H2O+、H2O-及烧失量。
由于灼烧可能引起钾盐的损失,故烧失量可改为850℃。
2、石膏:石膏主要成分为硫酸钙,按其组分可分为:石膏CaSO4·2H2O又称为二水石膏、水石膏、软石膏,常含少量锶、钡。
天然石膏按形状可分为纤维石膏、雪花石膏、普通石膏、土状石膏和透明石膏。
硬石膏即无水石膏CaSO4,常含少量锶、钡。
还有半水石膏,钾石膏(K2Ca(SO4)6·2H2O)3、岩盐及芒硝:岩盐又称石盐,主要成分为NaCl,常伴生有芒硝(Na2SO4·10H2O)石膏、钙芒硝、光卤石(KCl·MgCl2·6H2O)以及它的硫酸盐、卤化物。
并常夹杂有粘土、碳酸盐和有机质等杂质。
芒硝的主要成分是含水硫酸钠,常伴生有钙芒硝、石膏、石盐、硫酸镁、氯化钾等硫酸盐、卤化物。
岩盐及芒硝的主要成分为钾、钠、钙、镁、氯根、硫酸根及水分。
硫酸钙在水中溶解度很小(0.2%左右),对含有石膏或钙芒硝的试样,若要测定钙或硫酸根时,试样分解方法要特别注意,必要时按石膏分析的方法处理。
(六)非金属矿此矿将包括铝土、高岭土、粘土、石英岩、重晶石、萤石、云母、石棉等以及其他成分相近的非金属矿。
1、铝土、粘土、高岭土铝土矿是一种土状矿物,是以三水铅石,一水硬铝石或一水软铝石为主要成分,并包含数量不等的高岭石、蛋白石、赤铁矿、针铁矿等组成的混合矿物,其化学成分为Al2O3·nH2O,常含有铁、二氧化硅等杂质,二氧化硅是制取氧化铝的主要有害杂质,因而对铝土矿质量的评价除氧化铝的含量外,还要看氧化铝对二氧化硅含量的比值,这是一个重要指标。
粘土以各种含水的铝硅酸盐都属于粘土矿物,主要组分是二氧化硅、氧化铝及水,也常含铁及少量的碱金属和碱土金属。
主要组分SiO2(30~70)%,Al2O3(10~40)%,H2O(5~15)%,次要组分是TiO2、Fe2O3、FeO、MnO、CaO、MgO、K2O、Na2O、SO3、CO2、P2O5等。
高岭土:主要是由高岭石族组成(高岭石、地开石、珍珠石、埃洛石)组成高岭土的矿物有粘土矿物(高岭土族矿物少量水云母、蒙脱石、绿泥石)和非粘土矿物(长石、石英、云母、铁矿物、钛矿物)两类,还有有机质(有机泥炭、煤、植物纤维)。
自然产出的高岭土一般分为硬质高岭土,软质高岭土和砂质高岭土三种类型。
高岭土的主要成分是水铝硅酸盐,主要由三种类型,其中以高岭石为主,SiO2 (46.5)%,Al2O3(39.5)%,H2O(13.96)%。
一般铝土、高岭土、粘土矿除分析主要成分Al2O3、SiO2、H2O外,还分析Fe2O3、TiO2、CaO、MgO、P2O5、MnO、K2O、Na2O、S等组分。
2、石英岩石英岩、石英砂岩、脉石英等都是以石英为主要成分的矿石,工业上统称为硅石,石英的化学式为SiO2,石英岩是一种含石英含量大于85%的变质岩石,岩石中除石英外,可含少量长石、绢云母绿泥石、白云母、黑云母、角闪石、辉石等,石英岩一般要求分析SiO2、Fe2O3、Al2O3、TiO2、CaO、MgO、P2O5、Cr2O3、K2O、Na2O;其中Fe、Al、Ti、Ca、Mg、Cr、K、Na、P为有害组分。
3、重晶石重晶石是一种最重要的含钡硫酸盐,常与黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿及其氧化产物,与石英、碧玉、菱镁矿、菱锰矿、天青石、萤石等矿物共生,在有色金属矿、金、银、稀土矿床中重晶石是主要脉石矿物,一般含Sr、Ca、Pb、粘土及有机物等。
含钡矿物除重晶石外,还有毒重石(BaCO3)、钡天青石[(BaSr)SO4],钡解石(BaCa(CO3)2)等。
分析的主要项目是BaSO4,其次为BaO、SO3,水溶盐SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO等,还有有害杂质(铜)Cu、Pb、Mn。
其化学成分BaO65.7%、SO334.3%。
4、萤石萤石又名氟石,(CaF2)在岩浆岩、伟晶岩和碳酸岩类岩石中都含有氟石,伴生矿物有石英、重晶石、方铅矿、闪锌矿、辉钼矿、黄铜矿、黄铁矿、石膏、方解石、白云石、高岭石等。
萤石具有白、黄、玫瑰、蓝、绿、紫等多种颜色。
其分析项目视工业用途而定,除分析氟化钙外,还有SiO2、S、P、BaSO4、BaCO3、Fe2O3、Al2O3、MgO、Pb、Zn等。
5、云母、石棉云母族矿物分布很广,种类繁多,是层状结构的硅酸盐矿物,在种类繁多的众云母中,具有实际意义的是白云母和金云母。
锂云母中除锂、铝、铁外,尚有少量的镁、锰等离子,含锂的云母均含有一定的氟,含锂愈高,含氟也高。
铁锂云母除铝、锂、铁外,尚有少量的钛、锰、镁。
石棉是纤维状的含铁、镁、钙、钠、铝等的含水硅酸盐矿物,可分为纤维蛇纹石石棉和角闪石棉,纤维蛇纹石石棉含镁较高,其化学组分MgO43.0%,SiO244.1%,H2O12.9%,它通常含有FeO 和Fe2O3达2%以及Al2O3、Cr2O3、NiO、CoO等杂质。