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1、攀枝花钒钛磁铁矿矿床的地质 地球化学特征,2011.10.09,1,2,为何要了解？,攀枝花 西昌地区是我国层状基性超基性岩体分布集中的地区之一 ,也是世界著名的钒钛磁铁矿生产基地。对攀枝花钒钛磁铁矿矿床的成岩成矿过程提出合理、完善的解释 ,是攀枝花资源开采的需要 ,也是认知大型、巨型矿床理论发展所必需的。 当然，这次我只做了简单的了解。,3,如何了解？,从本质上研究攀枝花钒钛磁铁矿矿床的元素组合、 富集、 成矿过程和主要组分变化规律 , 地质地球化学是必不可少的方法！,4,地质地球化学特征,5,地质概况,主要矿物,元素之间的关系,地质概况,攀枝花钒钛磁铁矿产于基性 超基性岩体之中，攀枝花钒钛
2、磁铁矿矿床产于辉长岩体之中 ,矿床的产状与辉长岩体及流层产状相一致 ,呈一单斜构造。矿体呈似层 状，层位稳定，规模巨大；被构造破坏和金 沙江切割，矿体分成若干矿段。,6,主要矿物,主要造矿矿物为氧化物矿物: (1)钛磁铁矿。主要有钛铬磁铁矿、 与钛铁矿共生的钛磁铁矿、 伟晶钛磁铁矿、 片晶钛磁铁矿和磁铁矿。(2)钛铁矿。主要有自形 半自形粒状钛铁矿、 半自形 它形粒状钛铁矿、伟晶钛铁矿和细片状钛铁矿。造岩矿物主要有钛普通辉石、 斜长石、 钛普通角闪石和磷灰石。,7,元素之间的关系,.,8,攀枝花岩体中钒、钛、铁等元素的原始富集与其岩浆来源有关。形成矿床的岩浆来源于上地幔的上部 ,是上地幔部分熔
3、融过程中富含钒、钛、铁等元素的液相分离物。 铁：矿石中51%-93% 的铁是赋存于钛磁铁矿中,此外 ,钛铁矿和脉石矿物也含有较多的铁。 钛（TiO2）:铁矿石中一般含TiO2 10%12% , 钛铁矿和钛磁铁矿中的TiO2约占矿石中TiO290%99%。 钒（V2O5）：V2O5主要成类质同象赋存在钛磁铁矿。,元素之间的关系： 1钛铁氧化物 2矿石的成分 3成矿元素的原始富集,9,1钛铁氧化物 (1) 钛磁铁矿的电子探针分析结果表明 ,钛磁铁矿中的钛和铁含量存在着很好的线性关系,关系为： 100 w ( TiO2) = - 0.747 1 w ( FeO) 100 + 68.74 钛磁铁矿中的
4、铁与钛呈负消长线性关系,造成这种负消长线性关系极有可能的原因是钛磁铁矿中钛与铁的类质同象置换。 电子探针：一种分析仪器，可以用来分析薄片中矿物微区的化学组成。该仪器将高度聚焦的电子束聚焦在矿物上，激发组成矿物元素的特征X射线。用分光器或检波器测定荧光X射线的波长，并将其强度与标准样品对比，或根据不同强度校正直接计数出组分含量。,10,（2）钛铁矿的电子探针分析结果表明 ,钛铁矿中的钛和铁含量也存在着很好的线性关系。关系式为 ： 100 w ( FeO) = - 0.747 1 w ( TiO2) 100 +143.07 与钛磁铁矿相似,它说明钛铁矿中的铁与钛也是负消长线性关系 ,同样 ,造成这
5、种负消长线性关系极有可能的原因是钛铁矿中钛与铁的类质同象置换。,11,2矿石的成分 攀枝花钒钛磁铁矿矿床的各级矿石中,大量含有铁、钛、钒等有益元素 ,它们之间存在着相互消长的关:V2O5和 TiO2 含量分别与TFe 的含量呈线性关系 ,其线性关系： 100 w (V2O5) = 0.010 06 w ( TFe) 100 + 0.013 100 w ( TiO2) = 0.299 6 w ( TFe) 100 + 0.73 它们都是正的线性关系,呈互相消长。这也说明钒、钛和铁在矿石中的富集机制是相同或相似的。 TFe：总铁或全铁的意思，即Total Fe。,12,3成矿元素的原始富集 钒、钛
6、、铁等元素是第四周期的过渡元素 ,其地壳丰度分别为 0.013 5 % , 0.57 %和5.63 %。攀枝花岩体中钒、钛、铁等元素的平均含量分别为 0.029 7 % ,1.51 %和 8.64 %;攀枝花钒钛磁铁矿矿床的二级矿石中钒、钛、铁等元素的平均含量分别为 0.41 % ,8.42 %和41.52 %。与钒、钛、铁的地壳丰度对比可知 ,钒、钛、铁等元素在矿床中存在着明显的富集。,13,在攀枝花矿床原始岩浆的上地幔部分熔融过程中,Ni2+和Cr3 +等具有高八面体择位能（OSPE）的元素保留在固相的八面体配位位置(或更高的配位位置) ,使得OSPE 为零或OSPE 较小Ni2+,Cr3
7、+,Mn2+, Fe3+, Ti4 +,V5+等离子进入熔体中的四面体或八面体配位位置,因而引起Fe3+,Ti4+,V5+等离子在上地幔部分熔融的熔浆中富集。因此 ,在形成攀枝花岩体岩浆的上地幔的部分熔融的固、液相分离时过程中,钒、钛、铁等元素得到富集。,14,OSPE: OSPE = CFSEoct(八面体晶体场稳定化能) CFSEtet(四面体晶体场稳定化能) ，八面体场中的离子比它处于四面体场中时的能量降低，即稳定程度的增加。 晶体场稳定化能：在晶体场作用下，d 轨道发生能级分裂，电子进入分裂轨道后的总能量往往低于未分裂前的总能量，这个总能量的下降值称晶体场稳定化(crystal stabilization energy，缩写为CFSE)。 稳定化能的顺序是：正八面体正四面体。,15,参考文献： 龚荣洲,於崇文,岑况.成矿元素富集机制的量子地球化学研究.地学前缘，2000.3 傅文章. 攀西钒钦磁铁矿资源特征及综合利用问题的基本分析. 矿产综合利用，1996.NO.1 李 文 臣.攀枝花钒钛磁铁矿矿床地质及其成因,16,谢谢大家！,17,