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本文目录

1. 内蒙古某铁矿中区铁矿体云母闪石型氧化矿石的矿物组成
2. 内蒙古大井古矿冶遗址中当年的工匠都开采了哪些矿石

一、内蒙古某铁矿中区铁矿体云母闪石型氧化矿石的矿物组成

内蒙古某铁矿中区铁矿体有三种主要的矿石类型，即白云石型原生矿、白云石型氧化矿和云母闪石型氧化矿。其中云母闪石型氧化矿石物质成分的查定是较难的。本节介绍了用化学物相分析技术作主要手段，较精确地测定此类型矿石中31种主要矿物的矿物量。

对于该矿床的物质成分研究，过去多采用岩矿研究的基本工作方法——数颗粒法进行矿物定量。方法系将代表性的矿样（大样）加工至粒径为0.1mm以下，然后筛分成四个粒级，继之对各粒级样品在双筒显微镜下鉴定矿物并数粒统计（通常要求数粒几千颗）计算出矿物的面积百分率。最后根据各粒级矿样的产率，各种矿物的密度，加权计算出大样中各种矿物的矿物量百分率。用这种方法研究，由于直观鉴定矿物辨认困难，往往定性不准；连生体和包裹体的普遍存在，影响定量精度；细粒级矿样（矿泥）无法定性定量，以相邻粒级组成推算，依据不足。这就使得该法在矿物定量中通常只有半定量的精度，而对于微量和少量的稀有元素矿物，则误差更大。因此，怎样提高这类矿石中矿物定量的精度，是矿石物质成分研究的难题之一。

在该项目研究中，按照矿物组成分析基本规律，对大样中的铌、稀土元素以及含量大于0.01%的绝大部分元素，共计19项，即铌、稀土、铁、锰、硅、磷、氟、钙、镁、二氧化碳、钡、锶、钛、锆、铅、锌、铜、硫和钪等进行了物相分析和配分计算，并对每一分相均作了平衡验证，计算了31种矿物的矿物量。对矿物量计算中单矿物的化学组成的确定，凡能从大样中提取得单矿物的，均按单矿物分析结果计算，对难以提取单矿物的少数矿物，则借鉴资料所载该矿物的平均值。从物相分析结果换算矿物量。系根据不同情况，选取1～2个元素（组分）作为某一矿物的特征元素，按单矿物化学组成计算得矿物量，同时并计算得每种矿物的多元素配分量，最后计算出大样中31种（类）矿物的量。兹将其研究过程，数据和结论简要叙述如下：

对大样共计做了40个项目的定量分析，对一些实存状态和计量状态有矛盾的组分，如F、Mn、Fe2O3、S等均根据物相分析结果作了相应的校正，全分析的总量为99.85%，结果列于表2.16。

表2.16大样多元素分析结果（wB/%）

由于物相分析工作本身的某些特点，在矿物分相设计上与岩矿工作常规稍有不同，例如对铌的矿物就分得较细些，而对硅酸盐等则又较粗些。

本项研究工作是与岩矿手段应用传统的数颗粒法同时进行的，该法把大样分成四个粒级。为了保证物相分析测定结果的准确度，对大样和四个粒级的分样同时做了物相分析，并逐相作了平衡验算。四个粒级的编号和产率见表2.17。

用专门研究的该矿床中铌的物相分析方法（见第一章），对大样（Bo）和四个粒级样均做了铌的物相分析，根据该矿床的具体情况，测定了易解石、黄绿石、铌钙矿、铌铁矿、钛铁金红石和分散相，结果列于表2.18。

表2.18大样和四个粒级样品的铌的物相分析（w（Nb2O5）/%）

根据表2.18，可计算得各种铌矿物的矿物量为易解石0.01%，黄绿石0.01%，铌钙矿0.01%，铌铁矿0.07%，钛铁金红石0.01%。

从表2.18结果可见，铌主要呈铌铁矿状态存在（对该矿的另外两种类型矿石的物相分析结果表明，铌铁矿状态的铌，在白云石型原生矿中占总铌的79.6%，在白云石型氧化矿中则占75.9%）。表中分散相的铌，采用溶剂浸取所得，除以类质同象状态赋存在各种非铌矿物中者外，尚有部分为嵌布粒度极细的铌的独立矿物。

用专门研究的物相分析方法（见第一章第二、三节），对该矿区的稀土矿物进行定量分析。对大样和四个粒级重点测定了氟碳酸盐、独居石和铌钛酸盐三相，结果列于表2.19。

根据表2.19结果，计算得各种稀土矿物的矿物量为氟碳钙铈矿1.17%、独居石0.92%。

铁是该矿区的主要组分，测定了磁铁矿、假象赤铁矿、赤铁矿、褐铁矿、碳酸铁、黄铁矿、磁黄铁矿和硅酸铁等相，结果列于表2.20。

表2.19稀土的物相分析结果（w（RE2O3）/%）

注：其他矿物中以类质同象或呈高度分散状态存在的占0.025%。

表2.20铁的物相分析结果（w（Fe）/%）

铁的物相分析方法详见第一章第十四节，本样所用分析流程如下：首先用氯化铝法浸取碳酸铁，同时磁选分离出磁性铁。取磁性部分烘干后用溴⁃甲醇浸取磁黄铁矿，残留磁性部分测定Fe2+和Fe3+，并计算出磁铁矿和假象赤铁矿。取非磁性部分滤去水，用HCl⁃SnCl2冷浸法浸取赤、褐铁矿，残渣为硅酸铁和黄铁矿。另外单独取样用烘箱恒重法测定褐铁矿并差减计算得赤铁矿。再单独称样用HCl⁃SnCl2处理，选择保留黄铁矿法测定黄铁矿，并差减计算出硅酸铁。由铁的物相分析结果可计算得的矿物量有磁铁矿9.32%、假象赤铁矿22.5%、赤铁矿8.72%、褐铁矿8.90%、黄铁矿0.02%、磁黄铁矿0.11%。

测定了磁铁矿锰、碳酸锰、水褐锰矿、软锰矿和硅酸锰等五相，结果列于表2.21。

表2.21锰的物相分析结果（w（Mn）/%）

所用物相分析方法如下：湿法外磁选分离得磁性铁矿物相，非磁性水相用HCl调节至为100mL HCl（1+23），室温振荡1h以浸取碳酸盐相，残渣用50mL H2SO4（1+17）加2g KF和2mL HF在沸水浴上处理30min，以浸取水褐锰矿，残渣再用20mL 200g/L盐酸羟胺室温振荡15 min浸取软锰矿，最后残渣为硅酸盐相。由锰的物相分析可计算得锰矿物的矿物量有软锰矿0.26%、水褐锰矿2.65%。

测定了石英、云母类和闪石类三相，结果列于表2.22。

物相分析方法如下：石英的测定，用H3PO4溶解选择性保留石英法测定。另外，称取0.2g试样用100mL HCl（1+2）沸水浴处理1h以浸取云母类矿物（本大样中主要为黑云母和金云母），过滤前加入20mL 30g/L酒石酸溶液和10mL HBF4，以保证溶解物不再析出沉淀，然后过滤。分取滤液并用吸光光度法测定云母类的硅，残渣为闪石类（本大样中主要为透闪石、钠闪石和角闪石）的硅。

后两者分相的SiO2值将作为该类硅酸盐矿物的矿物量计算得特征元素（云母类平均含SiO241.20%，闪石类平均含SiO257.06%）。由硅的物相分析可计算得的矿物矿物量有石英2.10%，云母类矿物19.88%。

表2.22硅的物相分析结果（w（SiO2）/%）

测定和计算了磷灰石、独居石，结果列于表2.23。

表2.23磷的物相分析结果（w（P）/%）

其物相分析方法，磷灰石相系称取0.1g试样，加50mL HNO3（1+99），微沸处理1h，测定浸取液中的磷。独居石中磷系以独居石状态的稀土按单矿物分析组成换算得（RE2O3/P2O5为57.2/25.8）。由磷的物相分析可计算得磷灰石的矿物量为2.09%。

测定和计算了萤石、氟碳酸盐、独居石和云母类四相，结果列于表2.24。

表2.24氟的物相分析结果（w（F）/%）

其物相分析方法简述如下：萤石相系取0.2g试样用50mL 100g/L含水氯化铝溶液微沸30 min浸取，用氟离子选择电极测定浸出液中氟。在标准中加入相当量的氯化铝。氟碳酸盐和独居石相以该相的稀土总量按单矿物化学组成计算而得，云母类则以该相的SiO2结果按单矿物化学组成计算而得。由氟的物相分析可计算得萤石的矿物量为2.09%。

测定和计算了萤石、磷灰石、云母类、闪石类、方解石、白云石和氟碳酸盐等七项，结果列于表2.25。

表2.25钙的物相分析及配分计算结果（w（CaO）/%）

其物相分析方法简述如下。萤石相以氟的结果换算（F/Ca为48.00/50.25），磷灰石相以该相的磷换算，云母类和闪石类则以该相的SiO2结果换算，方解石和白云石相则按第一章的方解石族碳酸盐矿物相分析方法测定，氟碳酸盐相则以该相的稀土含量换算之。由钙的物相分析可计算得方解石的矿物量为4.33%。

测定了白云石、云母类和闪石类三相，其物相分析方法及换算法与钙相同，结果列于表2.26。

由钙和镁的物相分析可算得白云石的矿物量为4.93%。

根据大样碳酸盐矿物，计算了方解石、白云石和氟磷酸盐三相，结果列于表2.27。

表2.26镁的物相分析及配分计算结果（w（MgO）/%）

表2.27二氧化碳的配分计算（w（CO2）/%）

其中方解石和白云石按理论组成以钙、镁换算，氟碳酸盐则以该相的稀土总量按单矿物化学组成换算。从配分计算，上下左右均达到了平衡，说明相应结果基本可靠。

测定了斜钡钙石、氟碳酸盐、重晶石和钡铁钛石四相结果列于表2.28和表2.29。

表2.28钡的物相分析结果（w（Ba）/%）

其物相分析方法见第一章第六节。由钡和锶的物相分析，计算得矿物量，钡铁钛石为0.25%，重晶石为0.33%。

测定了钛铁矿、金红石、铌钛酸盐和硅酸四相，结果列于表2.30。

表2.29锶的物相分析结果（w（Sr）/%）

表2.30钛的物相分析结果（w（TiO2）/%）

其物相分析方法见第一章第二十八节。由钛的物相分析可计算得矿物量，金红石为0.06%，钛铁矿为0.28%。

测定了氟磷酸盐，酸溶锆和锆英石三相，结果列于表2.31。

表2.31锆的物相分析结果（w（ZrO2）/%）

物相分析流程简述如下：氟碳酸盐系将0.5g试样用100mL HCl（1+7）在沸水浴上浸取1h，残渣灰化灼烧后用10mL H2SO4加热处理，冒烟15～20min，以浸取酸溶锆（主要为曲晶石和水锆石），最后的残渣为锆英石相。

物相分析结果表明，该大样中的锆主要为锆英石，其矿物量为0.01%。

铅的物相分析测定了氧化物相（铅矾和白铅矿）、方铅矿和铁结合铅。锌的物相分析测定了氧化物、闪锌矿和铁结合锌。铜的物相分析因其含量很低，只测定了氧化物和硫化物相。结果列于表2.32、表2.33和表2.34。

表2.32铅的物相分析结果（w（Pb）/%）

表2.33锌的物相分析结果（w（Zn）/%）

表2.34铜的物相分析结果（w（Cu）/%）

按矿物的理论组成作硫的配分平衡，按S计闪锌矿占0.002%，方铅矿占0.014%，黄铜矿占0.001%，黄铁矿占0.011%，重晶石占0.056%，磁黄铁矿占0.038%，各相和为0.122%，与总硫值0.139%基本吻合。

其他元素如钪、铍、镉、镍、钴、钒和钼等，主要是通过单矿物分析及按单矿物矿物量计算的。从表2.35结果可见，大部分基本上达到了平衡，钍则很可能有钍的独立矿物。

大样是由多种矿物构成的，而每种矿物又是由一种或多种元素组成的，不同的矿物又各有其化学组成。

表2.35大样分析结果及矿物量（wB/%）

表2.36大样各粒级的矿物量平衡表

注：大样在分级后，粗粒级的又继续研细至0.074mm再作分析，矿物的单体解离度不同，因此赤铁矿和假象赤铁矿的矿物量不能单独平衡，只能以两种矿物的和平衡。

研究了大样中19种元素的物相分析并结合单矿物分析结果计算了31种矿物的矿物量。结果汇总于表2.35。从表2.35的横向数据可见，对每种矿物均列出了它应占有的各元素（组分）的含量，其比例与单矿物化学组成一致，各元素（组分）的总和即为其矿物量，从表2.35的纵向数据可见，对每项元素（组分）均列出了它在各种矿物中的配分量，其总和与大样的元素分析结果吻合。经过相态校正的大样全分析总和为99.85%，31种矿物的矿物量和为100.21%。整套数据说明物相分析方法提供的大样矿物量测定结果是合理的。

按照同样的方法，对大样的四个粒级也做了31种矿物的矿物定量，并全面作了平衡，结果列于表2.36。

研究结论：用化学物相分析方法研究内蒙古某铁矿铁矿体的云母闪石型氧化矿石的矿物组成，共研究了19种元素的物相分析和配分计算（铌、稀土、铁、锰、硅、磷、氟、钙、镁、二氧化碳、钡、锶、钛、锆、铅、锌、铜、硫和钪等）。确定了31种矿物的矿物量（磁铁矿、假象赤铁矿、赤铁矿、褐铁矿、闪石类、云母类、萤石、磷灰石、石英、软锰矿、水褐锰矿、闪锌矿、方铅矿、铅矾和白铅矿、白云石、方解石、锆英石、氟碳酸盐、独居石、黄铜矿、黄铁矿、重晶石、钡铁钛石、磁黄铁矿、钛铁矿、易解石、黄绿石、铌钙矿、铌铁矿、钛铁金红石和金红石等）。

整个研究注意了两个平衡，即大样和由其筛分得的四个粒级样品间共计67个相的物相分析结果的逐相加权平衡和31种矿物按其单矿物化学组成返算回元素（组分）与大样全分析的逐项平衡。这两个全面平衡，充分说明了所提供的矿物组成结果的合理性。

二、内蒙古大井古矿冶遗址中当年的工匠都开采了哪些矿石

对内蒙古自治区昭乌达盟赤峰市林西县大井古矿冶遗址的发掘和研究表明，它属于夏家店上层文化，相当于春秋早期。在该遗址，当年的工匠曾用石质工具较大规模地开采了铜、锡、砷共生硫化矿石，矿石经焙烧后直接还原熔炼出了含锡、砷的金属铜合金。该遗址在赤峰市林西县官地乡，铜矿区的矿石主要类型为含锡石、毒砂的黄铁矿黄铜矿，少量为黄锡矿。遗址发掘中出土了多座炼炉以及炉渣、炉壁、矿石，对当时的冶炼技术提供了相当丰富的实物资料。

好了，文章到此结束，希望可以帮助到大家。