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重晶石和黄铁矿的S同位素研究

来源:www.dbkyw.com   时间:2023-02-21 11:21   点击:262  编辑:admin   手机版

重晶石和黄铁矿的S同位素研究

表5-8列出了本区地层中不同产状黄铁矿和矿石重晶石的硫同位素分析结果。由表可知,产于炭硅质板岩中的结核状黄铁矿和产于石煤层中的黄铁矿具有相似的硫同位素组成,分别为13.5‰和16.2‰,与生物成因硫的δ34S(10‰~15‰)值极为接近,表明其硫可能来源于生物或有机质,同时也说明了它们的生物或有机成因的特点。呈浸染状分布产于地层中的黄铁矿其δ34S分别为6.8‰~12.0‰,与黄铁矿结核或产于煤层中的黄铁矿相比较,其硫同位素组成明显不同,表现为相对富集32S的同位素组成特点。根据其地质产状和同位素组成特点,推测形成黄铁矿的硫主要为海水中的硫酸根离子经微生物和细菌的还原作用而形成的,即海水硫酸根的有机还原作用。因而,其硫源主要来源于海水。

表5-8 黄铁矿和重晶石的硫同位素分析结果

续表

① 据王忠诚,1993。

文峪河重晶石的δ34S为22.1‰~30.5‰,平均值为26‰。文峪河毒重石-重晶石矿床中硫的化合物主要为重晶石,其他类的硫化物(如黄铁矿、闪锌矿或黄铜矿等)和硫酸根盐类很少,与重晶石相比几乎可以忽略不计。在这种情况下,重晶石中的硫同位素组成理论上可以代表重晶石结晶母液中的硫同位素值,或者说,重晶石的δ34S为结晶母溶液中硫同位素的总值。然而,无论在文峪河矿床中,还是在紫阳黄柏树湾毒重石矿床中,薄片观察发现几乎所有的重晶石曾普遍遭受了毒重石的蚀变和交代作用(除H-8样品),而目前所见到的重晶石为毒重石交代蚀变后的残余。也就是说重晶石曾发生过如下的有机或无机硫酸盐的还原作用。

中国南秦岭毒重石矿床

在这一单向化学反应过程中,硫酸盐的有机或无机还原作用将伴随硫同位素的储库效应(张生,1997)发生。重晶石储库效应的结果使得残余重晶石的δ34S向正值方向增大,并且这种化学反应越强烈,则残余重晶石的δ34S值越大。如本次分析的H-20样品,在薄片中明显可以看到重晶石被交代的程度远远大于H-21 样品,在硫同位素分析中,其δ34S明显高于H-21样品。因而实际上重晶石形成时的δ34S值应低于目前所测得的值,低于的程度则取决于毒重石对重晶石的交代程度的量比。由于这一比例是未知的,因而重晶石沉淀时的δ34S值目前难以正确的估计,如果不考虑交代比例,仅考虑上述反应所造成的同位素分馏效应(15‰~25‰),重晶石初始沉淀时的δ34S值平均值应在1‰~11‰范围内变化。尽管本区重晶石的δ34S值及其变化范围位于寒武纪海水的δ34S值变化范围内(15‰~32.5‰),然而,根据这一简单的对比不加具体分析地认为形成重晶石的硫来源于海水的认识是不妥当的。

紫阳黄柏树湾毒重石矿床两个重晶石样品的δ34S值分别为8.0‰和23.9‰,由于对这两个样品详细的地质产状及其后期交代蚀变情况不甚了解,因此,有关这两个值的确切地质含义不很清楚。然而,根据这两个值极大的差异,它们所代表的含义应有所不同。δ34S为23.9‰的样品与文峪河重晶石一样,为遭受后期交代蚀变后所形成的重晶石残余;δ34S为8.0‰的样品可能代表了未受到后期交代蚀变(类似与H-8样品)而保留了原始沉积特征的重晶石样品。因此,这一值可能真正代表了重晶石结晶母液的硫同位素组成特点,并且这一值提供了有关重晶石为生物成因重晶石的可能信息。

鉴于目前所测得的重晶石的硫同位素值不能直接、有效地指示其硫源,因而有关重晶石中硫源的进一步识别需建立在对重晶石形成机制的详细认识和了解的基础上。通过对黄柏树湾和文峪河重晶石大量的薄片观察后发现,几乎所有的重晶石和有机质具有密切的共生关系,并在黄柏树湾毒重石矿床中首次发现完整的类似现代海洋中出现的生物成因重晶石。通过对现代海洋中Ba循环的研究证实,海洋中的生物碎屑是重晶石形成和沉淀的必要条件。这一结论解释了矿床中重晶石和有机质的这种密切的共生关系。值得注意的是,重晶石与有机质的这种密切的共生关系不但是因为有机质为生物成因重晶石的形成提供了有利的微环境,而更重要的是有机质为重晶石的形成提供了部分硫源,使得重晶石在相对不饱和的海水环境中而达到过饱和沉淀。鉴于以上分析,作者认为重晶石中的硫源应为有机硫和海水硫的混合。

重晶石成分及其危害有哪些?

重晶石是一种非常重要的非金属矿物原料,其主要产地有广西、贵州、湖南、湖北等地方,一般产于低温的热液矿脉中,往往志黄铜矿、方铅矿等共生,呈结核状出现,被广泛的运用于工业生产之中,如钻井泥浆的加重剂,以及油漆、造纸、水泥等工业都会用到,那到底什么是重晶石呢,其主要成分有哪些?作为矿物质,它又有着怎样的危害呢,下面就随小编一同来了解一下重晶石成分吧。

 

什么是重晶石以及重晶石成分有哪些?

重晶石作为钡的最为常见的一种矿物,常常与其它的矿物质而共于沉积的泥质或者积岩中,经过风化残余的粘土所覆盖等,最后形成块状或者结核状;重晶石的晶体则是呈管状,有时还可以形成玫瑰花的形状,对于非常纯的重晶石则是无色而透明的,一般的重晶石则是呈白色或者浅黄色,有着玻璃一样的光泽度;重晶石的主要成分则是由两部分组成,85.7%的BaO和34.3%的SO。其主要用于化工、纺织等工业生产,有时还可以在玻璃生产中作为助熔剂来使用,从而使得生产出的玻璃更加有光亮度。

 

重晶石的危害

由于重晶石的其主要成份纯的硫酸钡不易溶于水,虽然无毒,但是人体吸入后会引起胸痛或者咳嗽等症状,对于眼睛也会起到一定的刺激作用,如果人长期吸入,则可能导致钡尘肺病;而对于环境,则会造成大气的污染;如果不小心衣物上粘染到重晶石成分,则只需要用流动的清水进行清洗即可。

 

重晶石的其它注意事项

对于重晶石的操作,除了严格遵守操作的规程之外,还需要佩戴过滤式的防尘口罩,从而避免受到粉尘的污染,而且在操作过程中要尽量避免与还原剂的接触,在搬运过程中要注意小心放置,防止包装的损坏,对于存放过的容器,要及时的清理干净,以免污染。并且在存放过程中在保持环境的阴凉与通风,远离有火源的地方。

 

重晶石主要用途

重晶石属于不可再生资源,是中国的出口优势矿产品之一,广泛用于石油、天然气钻探泥浆的加重剂,在钡化工、填料等领域的消费量也在逐年增长。中国重晶石资源相当丰富,分布于全国21个省(区),总保有储量矿石3.6亿吨,居世界第1位。在医疗上可用于消化系统中造影剂。

石油钻探油气井旋转钻探中的环流泥浆加重剂冷却钻头,带走切削下来的碎屑物,润滑钻杆,封闭孔壁,控制油气压力,防止油井自喷,化工生产碳酸钡、氯化钡、硫酸钡、锌钡白、氢氧化钡、氧化钡等各种钡化合物这些钡化合物广泛应用于试剂、催化剂、糖的精制、纺织、防火、各种焰火、合成橡胶的凝结剂、塑料、杀虫剂、钢的表面淬火、荧光粉、荧光灯、焊药、油脂添加剂等。玻璃去氧剂、澄清剂、助熔剂增加玻璃的光学稳定性、光泽和强度,橡胶、塑料、油漆填料、增光剂、加重剂、建筑混凝土骨料、铺路材料重压沼泽地区埋藏的管道,代替铅板用于核设施、原子能工厂、X光实验室等的屏蔽,延长路面的寿命。

重晶石供需形势

中国重晶石年供应总量250~300万t,全部来源于国内自产。国内重晶石年消费量约120~130万t,其中用于油气勘查的70~80万t,占总消费量的60%±;用于钡化工产品40~50万t,约占30%;其他用项10余万t,约占10%。

中国是世界重晶石最大出口国。90年代重晶石及其产品年出口量一般为150~200万t。1996年重晶石及钡盐出口量205.8万t,出口金额1.21亿美元,其中重晶石186万t,钡化工产品19.8万t,主要出口国有美国、荷兰、日本和韩国等。中国进口重晶石量甚微,仅进口少量钡化工产品。

中国重晶石需求基本稳定,增长缓慢。重晶石产量稳中有升,能够充分保证需求。出口量视供需情况而调节。总体上重晶石供需基本平衡。

对于重晶石在工业上有着非常多的用途,如在道路的建设过程中,重晶石和其它的混合物会成为一种经久耐用的铺路材料;而且生产防射线水泥或者工业用的矿化剂中,重晶石也有着非常重要的作用;同样在造纸、塑料工业中也常常会加入重晶石,从而使得生产出来的产品具有耐老化性。

以上就是有关重晶石成分的相关内容,希望能对大家有所帮助!

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