氧化铝铜和铬锆铜做电极的区别

氧化铝铜和铬锆铜做电极的区别,第1张

氧化铝铜C15715,C15725,C15760又称为弥散铜,弥散铝铜,三氧化二铝铜,陶瓷铜,铝铜,弥散强化铜等。

氧化铝铜又称为弥散铜,弥散铝铜,三氧化二铝铜,陶瓷铜,铝铜,弥散强化铜等,该复合材料是用12-25 纳米极细小Al2O3 微粒强化铜的基体,使该材料具有高强度、高硬度、高导电性及高软化温度的性能。

氧化铝铜有多种制造工艺,传统的氧化铝熔解-铸造法(也称为混粉-烧结-挤压法)因为氧化铝相在铜相中分布不均匀,造成材料性能一致性不好。我公司经营的氧化铝铜采用独特的内氧化法生产,材料具有良好的高温稳定性,塑性和加工性能。因为添加相氧化铝的化学物理性质非常稳定,因此对于镀锌,镀镍板的焊接,氧化铝铜在抗粘性上具有铬锆铜,铍铜不可比拟的优势。

技术指标:

电解氯化钠可以用钨铜电极。钨铜电极可以作为阳极使用。钨具有良好的耐腐蚀性和高温稳定性,而铜的导电性能较好。因此,钨铜合金电极可以在电解氯化钠过程中承受较高的温度、电流和化学反应要求。

金属之“最”一经为人们发现,很快就会在科学技术的太空中,爆开五彩缤纷的礼花!你看,当人们发现了最难熔的金属——钨之后,1910年第一个钨丝灯泡就问世了,成为人类征服黑暗的一个划时代成就。1947年,比强度(强度和比重的比值)最高的金属——纯钛被较多地提炼出来后,天空很快出现了飞行速度超过音速2、3倍的飞机,接着又出现了探索宇宙奥秘的飞船……所以,探讨一下金属之“最”,它的超群特性是很有意思的。

基本介绍 中文名 :金属之最 密度最大 :锇 密度最小 :锂 地壳中含量 :铝 人体中含量 :钙 年产量最高 :铁 硬度最高 :铬 导电性最好 :银 熔点最高 :钨 熔点最低 :汞 金属性最强 :铯 延展性最强 :金 最昂贵 :锎 密度最大的金属—锇,密度最小的金属—锂,地壳中含量最高的金属—铝,人体中含量最高的金属—钙,年产量最高的金属—铁,硬度最高的金属——铬,导电性最好的金属—银,熔点最高的金属—钨,熔点最低的金属—汞,金属性最强的金属—铯,延展性最强的金属—金,最昂贵的金属—锎, 密度最大的金属—锇 锇(Os)是一种银白带浅蓝色的金属,硬而脆。锇是密度最大的金属单质,为2259g/cm 3 (密度第二大的为它的邻居铱,2256g/cm 3 )( 在过去一段时间,最广为套用的铱的密度值是2265g/cm 3 ,而锇的密度则是2261g/cm 3 ,这使得铱成为密度最大的元素,但这些数字是完全错误的 )。金属锇极脆,放在铁臼里捣,就会很容易地变成粉末,锇粉呈蓝黑色。锇的蒸气有剧毒,会强烈地 人眼的黏膜,严重时会造成失明。 锇在工业中可以用做催化剂。合成氨或加氢反应时用锇做催化剂,就可以在不太高的温度下获得较高的转化率。如果在铂里掺进一点锇,就可做成又硬又锋利的手术刀。利用锇同一定量的铱可制成锇铱合金。铱金笔笔尖上那颗银白色的小圆点,就是锇铱合金。锇铱合金坚硬耐磨,铱金笔尖比普通的钢笔尖耐用,关键就在这个“小圆点”上。用锇铱合金还可以做钟表和重要仪器的轴承,十分耐磨,能使用多年而不会损坏。 密度最小的金属—锂 锂(Li)是一种银白色的金属元素,质软,是密度最小的金属,密度仅为0534g/cm 3 。因为锂原子半径小,故其比起其他的碱金属,压缩性最小,硬度最大,熔点最高。自然界中主要的锂矿物为锂辉石、锂云母、透锂长石和磷铝石等。在人和动物机体、土壤和矿泉水、可可粉、菸叶、海藻中都能找到锂。 1kg锂燃烧后可释放42998kJ的热量,因此锂是用来作为火箭燃料的最佳金属之一。1kg锂通过热核反应放出的能量相当于二万多吨优质煤的燃烧。若用锂或锂的化合物制成固体燃料来代替固体推进剂,用作火箭、飞弹、宇宙飞船的推动力,不仅能量高、燃速大,而且有极高的比冲量,火箭的有效载荷直接取决于比冲量的大小。 纯铝太软,当在铝中加入少量的锂、镁、铍等金属熔成合金,既轻便,又特别坚硬,用这种合金来制造飞机,能使飞机减轻2/3的重量,一架锂飞机两个人就可以抬走。锂-铅合金是一种良好的减摩材料。 锂电池是二十世纪三、四十年代才研制开发的优质能源,它以开路电压高,比能量高,工作温度范围宽,放电平衡,自放电子等优点,已被广泛套用于各种领域,是很有前途的动力电池。用锂电池发电来开动汽车,行车费只有普通汽油发动机车的1/3。由锂制取氚,用来发动原子电池组,中间不需要充电,可连续工作20年。要解决汽车的用油危机和排气污染,重要途径之一就是发展像锂电池这样的新型电池。 锂的密度小于水(中液体为石蜡) 地壳中含量最高的金属—铝 铝(Al)是一种银白色的轻金属。铝元素在地壳中的含量仅次于氧和矽,居第三位,是地壳中含量最丰富的金属元素。铝具有良好的延展性。商品常制成棒状、片状、箔状、粉状、带状和丝状。在潮湿空气中能形成一层防止金属腐蚀的氧化膜。铝粉和铝箔在空气中加热能猛烈燃烧,并发出眩目的白色火焰。易溶于稀硫酸、硝酸、盐酸、氢氧化钠和氢氧化钾溶液,难溶于水。航空、建筑、汽车三大重要工业的发展,要求材料特性具有铝及其合金的独特性质,这就大大有利于这种新金属铝的生产和套用。 人体中含量最高的金属—钙 钙(Ca)是一种银白色的金属元素。钙在人体中含量最高,是人体不可缺少的元素之一。99%的钙分布在骨骼和牙齿中,1%的钙分布在血液、细胞间液及软组织中。保持血钙的浓度对维持人体正常的生命活动有着至关重要的作用。缺钙会降低软组织的弹性和韧性。皮肤缺弹性显得松垮,衰老;眼睛晶状体缺弹性,易近视、老花;血管缺弹性易硬化。 动物的骨骼、蛤壳、蛋壳都含有碳酸钙。可用于合金的脱氧剂、油类的脱水剂、冶金的还原剂、铁和铁合金的脱硫与脱碳剂以及电子管中的吸气剂等。它的化合物在工业上、建筑工程上和医药上用途很大。 钙在自然界分布广,以化合物的形态存在,如石灰石、白垩、大理石、石膏、磷灰石等;也存在于血浆和骨骼中,并参与凝血和肌肉的收缩过程。 年产量最高的金属—铁 铁(Fe)是一种银白色的金属,质软。铁是年产量最高的金属,2014年全球粗钢产量达到1662亿吨。同时,铁也是是地壳含量第二高的金属元素。 在我们的生活里,铁可以算得上是最有用、最价廉、最丰富、最重要的金属了。铁是工业部门不可缺少的一种金属。铁与少量的碳制成合金——钢,磁化之后不易去磁,是优良的硬磁材料,同时也是重要的工业材料,并且也作为人造磁的主要原料。铁是碳钢、铸铁的主要元素,工农业生产中,装备制造、铁路车辆、道路、桥梁、轮船、码头、房屋、土建均离不开钢铁构件。钢铁的年产量代表一个国家的现代化水平。2014年我国粗钢产量约为823亿吨,占全球粗钢产量的495%。 另外,铁元素也是构成人体的必不可少的元素之一。它是血红蛋白的主要成分,帮助氧气在人体中运输。 硬度最高的金属——铬 铬(Cr)是一种银白色金属,质极硬而脆。铬是硬度最高的金属,莫氏硬度为9,仅次于钻石。铬具有很高的耐腐蚀性,在空气中,即便是在炽热的状态下,氧化也很慢。铬镀在金属上可起保护作用。 铬是不锈钢中的关键成分,只有当铬含量达到一定值时,钢才有耐蚀性。因此,不锈钢一般Cr(铬)含量至少为105%,在某些不锈钢合金中铬要占到重量的1/4。铬具有非常好的发光性和抗腐蚀性,外表与银相似,所以便宜的“银餐具”一般是由以铬为主要成分的不锈钢制成的。 铬是动物和人体必不可少的微量营养素之一。其主要作用是帮助维持身体中所允许的正常葡萄糖含量。饮食中供铬不足与葡萄糖和类脂同化作用的改变有关。肠胃中铬的吸收与食品中元素的化学结构有关。研究表明,饮食中摄人的无机铬只有1%被吸收,铬一旦被吸收,便迅速离开血液分布于各个器官中,特别是肝脏,有3价铬存在。在所有细胞组织中铬的浓度都随着年龄的增加而下降。 导电性最好的金属—银 银块 银(Ag)是一种美丽的银白色的过渡金属。银在自然界中很少量以游离态单质存在,主要以含银化合物矿石存在。银的化学性质稳定,活跃性低,不易受化学药品腐蚀;质软,价格贵,其导电性和传热性在所有的金属中都是最高的。银具有最好的反射性,反光率极高,可达99%以上。银具有很好的延展性,因此可以碾压成只有000003厘米厚的透明箔,1克重的银粒就可以拉成约两公里长的细丝。 在所有金属中,银的导电性是最好的。在常温下(20℃)银的电导率为6301×10^7 S/m。而排名第二的铜的电导率仅为59×10^7 S/m。但铜比银便宜很多,所以电线一般用铜制作。 银具有诱人的白色光泽,较高的化学稳定性和收藏观赏价值,深受人们(特别是妇女)的青睐,广泛用作首饰、装饰品、银器、餐具、敬贺礼品、奖章和纪念币。银首饰在开发中国家有广阔的市场,银餐具备受家庭欢迎。银质纪念币设计精美,发行量少,具有保值增值功能,深受钱币收藏家和钱币投资者的青眯。20世纪90年代仅造币用银每年就保持在1000~1500t上下,占银的消费量5%左右。但银的主要问题是会氧化,这使得它的地位低于金。 银手镯 熔点最高的金属—钨 钨(W)是熔点最高的金属,它的熔点高达3380℃,沸点是5927℃。在2000℃-2500℃高温下,蒸汽压仍很低。钨的硬度大,密度高,高温强度好。 钨最早用于制作白炽灯丝,而钨大部分用于生产硬质合金的钨铁。钨与铬、钼、钴组成耐热合金用于制作刀具、金属表面层硬化材料、燃气轮叶片和燃烧管等。钨与钽、铌、钼等组成难熔合金。钨铜和钨银合金用作电解触点材料。高密度的钨镍合金用作防辐射的防护屏。金属钨的丝、棒、片等用于制作电灯泡、电子管的部件和电弧焊的电极。钨粉要可烧结成各种孔隙度的过滤器。钨的一些化合物可作萤光剂、颜料、染料,并用于鞣革和制作防火织物等。 现代的超硬质合金,是由碳化钨和一些其他元素的碳化物,用烧结方法生产的。它是把难熔金属(钨、钽、钛、钼等)的碳化物的硬质颗粒,跟一种或几种铁族元素(钴、镍或铁)的粉末混合后压制成型,再经烧结制成。 熔点最低的金属—汞 汞(Hg)俗称水银,是熔点最低的金属,也是常温常压下( 常温也叫一般温度或者室温,一般定义为25摄氏度。我国工程上常温是按20摄氏度计的(俄罗斯工程常温为10摄氏度),这是我国大多数地方春秋天的温度。又如鼓风机设计温度是20摄氏度。锅炉设计计算书中常温也是20摄氏度。 )唯一以液态存在的金属( 从严格的意义上说,镓(Ga,31号元素)和铯(Cs,55号元素)在室温下(2976℃和2844℃)也呈液态 )。汞是银白色闪亮的重质液体,化学性质稳定,不溶于酸也不溶于碱。汞常温下即可蒸发,汞蒸气和汞的化合物多有剧毒(慢性)。 需要注意的是, 微量 的液体汞吞食一般是无毒的(有资料称它在生物体内会形成有机化合物),但汞蒸气和汞盐(除了一些溶解度极小的如硫化汞)都是剧毒的,口服、吸入或接触后可以导致脑和肝损伤。汞可以在生物体内积累,很容易被皮肤以及呼吸道和消化道吸收。水俣病是汞中毒的一种。汞破坏中枢神经系统,对口、黏膜和牙齿有不良影响。长时间暴露在高汞环境中可以导致脑损伤和死亡。尽管汞沸点很高,但在室内温度下饱和的汞蒸气已经达到了中毒剂量的数倍。使用温度计一般用酒精取代汞,中华人民共和国境内(不包括港澳台地区)使用的温度计仍然在使用汞。中国计画在2015年前逐步禁止汞温度计的使用。 最危险的汞有机化合物是二甲基汞[(CH3)2Hg],仅几微升 (10-9m3或 10-6dm3或10-3cm3 )二甲基汞接触在皮肤上就可以致死。 汞使用的历史很悠久,用途很广泛。在中世纪炼金术中与硫磺、盐共称炼金术神圣三元素。 金属性最强的金属—铯 铯(Cs)是一种金**,熔点低的活泼金属。 铯的化学性质极为活泼,铯在空气中极易被氧化,生成一层灰蓝色的氧化铯,不到一分钟就可以自燃起来,发出深紫红色的火焰,生成很复杂的铯的氧化物。在潮湿空气中,氧化的热量足以使铯熔化并燃烧。铯不与氮反应,但在高温下能与氢化合,生成相当稳定的氢化物。铯能与水发生剧烈的反应,如果把铯放进盛有水的水槽中,马上就会发生爆炸。甚至和温度低到-116℃的冰均可发生猛烈反应产生氢气、氢氧化铯,生成的氢氧化铯是无放射性的氢氧化碱中碱性最强的。与卤素也可生成稳定的卤化物,这是由于它的离子半径大所带来的特点。铯和有机物也会发生同其他碱金属相类似的反应,但它比较活泼。 融化的铯 铯在自然界没有单质形态,铯元素以盐的形式极少的分布于陆地和海洋中。铯也是制造真空件器、光电管等的重要材料。放射性核素Cs-137是日本福岛第一核电站泄露出的放射性污染中的一种。 延展性最强的金属—金 金(Au)是延性及展性最高的金属。一克金可以打成一平方米薄片,或者说一盎司金可以打成300平方英尺。金叶甚至可以被打薄至半透明,透过金叶的光会显露出绿蓝色,因为金反射**光及红色光能力很强。 金的单质(游离态形式)通称黄金,是一种广受欢迎的贵金属,在很多世纪以来一直都被用作货币、保值物及珠宝。在自然界中,金以单质的形式出现在岩石中的金块或金粒、地下矿脉及冲积层中。黄金亦是货币金属之一。金的单质在室温下为固体,密度高、柔软、光亮、抗腐蚀。 金是一种过渡金属,在溶解后可以形成三价及单价正离子。金与大部分化学物都不会发生化学反应,但可以被氯、氟、王水及氰化物侵蚀。金能够被水银溶解,形成汞齐(但这并非化学反应);能够溶解银及贱金属的硝酸不能溶解金。以上两个性质成为黄金精炼技术的基础,分别称为“加银分金法”(inquartation)及“金银分离法”(parting)。 最昂贵的金属—锎 锎(Cf)是一种放射性金属元素,是世界上最昂贵的元素,1克价值100万—200万美元。 能够利用的锎的数量非常少,使其套用受到了限制,可是,它作为裂解碎片源,被用于核研究。锎是一种人造元素,其同位素锎-252被用于近距离治疗。这种同位素首次发现于氢弹爆炸后的尘埃,是能够产生丰富中子的唯一核素。锎在核医学领域可用来治疗恶性肿瘤。由于锎-252中子源可以做得很小很细,这是其它中子源所做不到的,所以把中子源经过软管送到人体腔内器官肿瘤部位,或者植入到人体的肿瘤组织内进行治疗。特别是对子宫癌、口腔癌、直肠癌、食道癌、胃癌、鼻腔癌等,锎-252中子治疗都有相当好的疗效。1968年医用锎源被用来治疗首例病人,中子近距离治疗法由此诞生。中子治癌是最先进的癌症治疗方法之一,治疗效果优于当前被广泛使用的放疗。它无须让病人全身接受放射性射线,而是利用特制的施源器将中子源送入人体或肿瘤内进行腔内、管内或组织间照射,放射反应轻且能够彻底杀死癌细胞。

一、大地构造单元

矿区处于NW、SN、EW三大构造体系的复合部位,位于华南加里东褶皱系最西段的个旧断褶束内,其西端受红河断裂所截,与三江褶皱系相接,北面与扬子准地台相邻。出露巨厚的三叠系和部分上古生界构成的盖层褶皱,印支运动结束海相沉积,燕山运动是本区最主要的陆内变形。

二、矿区地质

(一)地层(表2-105)

表2-105 个旧地区地层表 Table 2-105 Stratigraphic scale of Gejiu area

个旧组是主要容矿层位,岩性变化大,化石稀少。其中,马拉格段细分4层,为马拉格锡矿床容矿层位;卡房段细分6层,为老厂、卡房、松树脚锡铜矿床容矿层位。

(二)构造

区域褶皱系越北古陆北缘弧形构造的组成部分,北东向的五指山复背斜是个旧地区一级褶皱,全长40km。老厂锡铜矿处于次级的北东向湾子街背斜上。东西向与南北向构造主要为断裂。前者属于南岭构造体系,主要呈密集成群的容矿断层;后者属于川滇构造体系,以纵贯全区的个旧断裂为界,西部出露花岗岩大岩基,矿化较弱,东部出露一系列的隐伏花岗岩岩株,老厂等主要锡铜矿床均位于东部。北西向构造属三江褶皱系叠加复合的构造,表现为短轴褶皱和与北东构造复合、改造的形迹,往往是控制矿体、矿带富集的场所。总之,个旧地区以盖层褶皱为主,产状平缓,多方位的构造叠加,断块加穹隆的特点十分突出。

(三)侵入岩

个旧地区岩浆活动十分强烈,侵入岩主要有三期(图2-156)。全区共有10个主要岩体,出露面积400km2。

图2-156 个旧地区岩浆岩分布略图 Fig2-156 Sketch of magmatic rock distribution in Gejiu area

1—大斑状黑云母花岗岩;2—中斑状黑云母花岗岩;3—中粒黑云母花岗岩;4—细粒黑云母花岗岩;5—碱性正长岩;6—霞石正长岩;7—火山岩;8—辉长-二长岩;9—辉绿岩;10—变辉绿岩;11—印支期辉长岩;12—燕山早期花岗岩;13—燕山晚期花岗岩;14—燕山晚期正长岩;15—花岗岩等深线

印支期形成贾沙岩体,为辉长—二长岩。燕山早期形成龙岔河岩体,是个旧西区复式岩基的主体部分,岩性为偏基性的粗斑状黑云母花岗岩,同位素年龄值147Ma±3Ma。由于岩体中分布较多的角岩、闪长质花岗岩的包体,斜长石成分是拉长石、中长石、更长石并存,锶同位素初始值07102±9,属混染型花岗岩浆阶段产物。燕山晚期的花岗岩类最重要。按其时序又分3个阶段。晚期早阶段形成马松岩体,为正常斑状黑云母花岗岩,同位素年龄值(100~103)±2Ma。锶同位素初始值07142±8(马拉格)、07088±5(松树脚),仍属岩浆演化未达到均一程度的混染型花岗岩。晚期中阶段形成神仙水、白沙冲、老厂、卡房、新山等岩体,包括粗粒等粒状黑云母花岗岩和中-细粒等粒状浅色花岗岩两种组合,同位素年龄值(844±11)~(810±2)Ma。锶同位素初始值07102~07108;岩体中不含暗色包体;岩石化学以高硅富碱、贫铝低镁、No2O含量大于K2O为特征,为岩浆处于均一程度高的花岗岩。

燕山晚期末阶段形成白云山岩体,为正长岩、霞石正长岩,其Rb-Sr年龄值为933Ma±24Ma,在宏观上与侵位接触关系有矛盾;而K-Ar法年龄值595~62Ma,似为喜马拉雅期。其锶同位素初始值07038~07099,属幔源岩浆系列的分异产物。

从上述印支期中基性岩类演化到燕山晚期中阶段的超酸性岩类(没考虑白云山等碱性岩),其稀土特征演化很有规律:∑REE含量由9406×10-6依次递减为19552×10-6,其中老厂岩体为21828×10-6;LREE含量由90577×10-6依次递减为7446×10-6(老厂);HREE由3017×10-6依次增至14382×10-6(老厂):w(LREE)/w(HREE)由3002依次降低为052(老厂);δEu值由076依次降低到003(老厂)。可见,老厂锡铜矿是花岗岩类高度分异的结果。

老厂花岗岩体与燕山早期和燕山晚期早阶段的混染型斑状花岗岩体相比较,其岩石分异众多指标均反映其高度分异特征。w(TiO2)/w(Ta)值早期岩体为2200,老厂为7~20;F〔w(Li+Rb)/w(Sr+Ba)〕值早期为193,老厂为6607~21563;长英质指数早期为8150,老厂为9045;w(Na2O)/w(K2O)早期为053,老厂为073;铝指数(A/CNK)早期为1003,老厂为1043;w(F)/w(Cl)比值早期为196,老厂为826;w(Rb)/w(Sr)比值早期岩体为0259~0966,老厂为298~6388。老厂岩体平均含Snn达25×10-6,F平均达3750×10-6,远高于一般花岗岩。

个旧地区花岗岩类侵入体最大的特点之一是后期形成的岩体主要隐伏于个旧断裂之东,自北向南形成马拉格、松树脚、老厂、卡房等大型锡铜矿床。这些岩体规模小-中型,以岩株、岩突为主,顶面起伏大,故上述图2-156专门将花岗岩顶面的等深线标出。

三、铜矿床地质

(一)矿体形态及规模

矿区面积57km2,为一个北东东向复式背斜。东、西两侧分别为两条北东向断裂(黄泥硐断裂,坳头山断裂)所控制;北、南两侧分别为两条东西向断裂(梅雨冲断裂、忆苦冲断裂)所夹持。由于矿区主要矿床受隐伏花岗岩体控制,现选有代表性的地下中段(据坑道及控制占资料编制)锡铜矿床的水平断面(投影)如图2-157。除地表砂锡矿外,在垂直剖面上(图2-158)自下而上出现下列矿体:最深部是花岗岩接触带的含矿夕卡岩或锡石硫化物矿体;中部是层间破碎带及部分脉状氧化矿体;浅部是矿化大理岩。沿花岗岩株突起处,在中、浅部形成电气石细脉带矿体。全区大小矿体274个。

在上述各类矿体内,锡普遍达工业价值,但主要铜矿仅局限于花岗岩接触带的锡石硫化物矿体中。不同伴生元素的垂直分带为:花岗岩内云英岩化富集Sn、Be、W、Nb、Ta;花岗岩接触带富集Sn、Cu;中部氧化矿富集Sn、Pb;浅部氧化矿及矿化大理岩富集Pb、Ag、Sn;细脉带矿体富集Be、W、Sn、Li、Rb。作为最重要的锡铜矿体其形态随花岗岩起伏而变化,矿化规模大,矿体厚度及结构变化也大,以似层状为主,次为透镜状、似脉状、柱状、不规则状(图2-159)。长100~500m,宽25~250m,厚6~16m,局部膨大部位达30m。平均含Sn 03%~12%,富矿达2%~3%;

Cu平均118%,富矿达2%~3%。伴生的W、Bi、Be、Zn、Pb、Ga、In、Ag,有综合利用价值。最主要的湾子街矿段平均WO3026%、Bi 003%、Be 0127%、Zn 372%、Pb 491%、Ag 5093×10-6。

(二)矿石矿物成分

主要金属矿物有毒砂、磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿、锡石、黄锡矿、白钨矿、自然铋。

脉石矿物为透辉石、钙铁榴石、钙铝榴石、符山石、透闪石、方柱石、萤石、石英、方解石。

在其他以锡为主的氧化矿体、细脉带矿体等中,铜含量低,多呈赤铁矿、褐铁矿中的结合氧化铜或孔雀石。

(三)矿石结构构造

矿石主要为粒状、变晶状、不规则状结构。局部发现由磁黄铁矿交代的胶黄铁矿残粒组成的鲕状、豆状结构。

矿石构造主要为致密块状、浸染状、斑杂状、网脉状。

(四)共生伴生有益组分

老厂锡铜矿床的伴、共生有益组分很多,不同类型矿体存在着不同元素组合的空间分带。据统计,铜(及钨)具工业价值的矿体分布距花岗岩体在300m以内,锡矿体在200~600m,铅锌银矿体多在500~1300m。

当老厂锡铜矿床沿岩株突起部位形成细脉型矿带的垂直分带时,其他元素组合变化规律为:下部富集Be、W,伴生Cu、Mo;中部富集Sn、B、F;上部富集Li、Rb、Cs,伴生Pb、Zn、Ag。

图2-157 老厂锡铜矿床水平切面示意图(1∶20000) Fig2-157 Horizontal cross section of Laochang Sn-Cu Deposit(据黄廷燃)(after Huang Tingran)

1—隐伏花岗岩;2—花岗岩接触带硫化物;3—层间矿床分布范围;4—断裂;5—向斜;6—背斜

图2-158 老厂各类矿床垂直分带示意图 Fig2-158 Profile showing Vertical zoning of mineralization in Laochang

1—燕山中晚期花岗岩;2—夕卡岩;3—接触带硫化矿;4—砂矿;5—云英岩化;6—氧化矿;7—电气石细脉型

图2-159 老厂接触带矿体形态图 Fig2-159 Sketch showing shapes of orebodies at contact of Laochang Deposit(据《个旧锡矿地质》1984)(after<Geology of Tin Ore in Gejiu>,1984)

1—锡矿体;2—夕卡岩;3—长英岩;4—花岗岩;5—大理岩;6—大理岩与灰质白云岩互层;7—大理岩;8—坑道;9—钻孔

(五)近矿围岩蚀变

有用元素组合与隐伏花岗岩株有一定的空间关系的同时,蚀变分带也与岩体有相应的依存关系。碳酸盐围岩夕卡岩化发育于距岩体300m以内;黄铁矿化、金云母化等,距岩体可达500m;面型大理岩化由粗晶过渡到细晶以及广泛分布的褪色带距岩体可600m以上。

花岗岩体内普遍钾长石化;岩体边缘和顶部突起有显著的钠长石化和淡色云母,出现厚数米至数十米的自变质淡色碱长花岗岩;在有些地方,有分布不甚广泛的云英岩型锡矿体出现(如1021区)。

作为锡铜矿主要矿体的围岩蚀变无疑是夕卡岩化。接触变质阶段广泛形成无水夕卡岩和含水夕卡岩,只在个别地段叠加其上出现含锡磁铁矿夕卡岩,绝大多数直接叠加为锡石—硫化物矿体。早期的无水岛链状钙硅酸盐类构成的简单夕卡岩很少形成工业矿体;后期的含水硅酸盐类构成的复杂夕卡岩是个旧地区50%的锡石-多金属硫化矿床赋存的主要容矿岩。

萤石化、电气石化是近矿蚀变的重要标志,其范围可叠加于夕卡岩带的锡铜矿体内,也可随裂隙带向上运移较远,尤以不同类型的电气石脉为甚。

黄铁矿化、金云母化、大理岩化、褪色带等离锡铜矿体可达数百米距离,也是找矿标志。

其他如黄玉化、绿柱石化、锂云母化、褐铁矿化、锰土化等在上述主要蚀变分带内仅有次要的指示意义。

(六)矿床物化探异常

重力测量对于判断隐伏花岗岩体的规模、产状、厚度等效果较好。图2-160系个旧地区重力异常图,西区花岗岩基为主要重力低,东区老厂、马拉格等隐伏花岗岩株构成等值线较复杂的重力低。在岩基、岩株突起部,等值线梯度缓,四周梯度陡。

电测深法对于进一步确定花岗岩界面的起伏十分有效。

土壤测量及原生晕主要依据矿床分带从追索远距离的Pb、Zn、Ag异常和近矿的Sn、W、Cu异常对找矿更直接。

图2-160 个旧矿区重力异常图 Fig2-160 Gravity anomaly of Gejiu ore district(据李杏林)(after Li Xinglin)

重砂沿水系、土壤的异常对发现Sn、W的地表显示及远距离搬运有较好的指示价值。

五、成矿条件

(一)稳定同位素

(1)硫同位素:老厂的黄铁矿、方铅矿δ34S变化不大,众数在0~1‰,平均值十分靠近陨石硫,充分反映岩浆成因的特点。

凡是个旧东区与燕山晚期各阶段花岗岩有关的锡、铜、银矿床,包括松树脚、双竹等,其δ34S均在—2‰~+8‰之间。比较而言,变化幅度以老厂最小,平均值也最靠近0轴。个旧西区与燕山早期或更前的混染型花岗岩有关的成矿硫化物的δ34S平均值>8‰,变化于—1‰~+22‰之间,显示有较多外生硫的加入。

(2)氢、氧、碳同位素:老厂4件全岩δ18O平均值为+1185‰,与个旧东区各矿区的马拉格(+1112‰)、卡房(+1193‰)十分接近,而个旧西区较早形成的混染花岗岩却有一定变化,为+782‰~+1355‰,但总的具富δ18O的特征,系上地壳部分熔融的产物。

老厂矿区未作氢同位素测定,但与其相似的马拉格包裹体水δD值—95‰,卡房包裹体水—77‰~—95‰,与个旧西区的龙岔河、神仙水岩体的包裹体水δD值—585‰~—99‰也大体接近。

初步认为,凡早于主要硫化物阶段的成矿流体,主要为岩浆水,大气降水不足1/5;而主要硫化物阶段及碳酸盐阶段的成矿流体则以大气降水为主,尤其是碳酸盐阶段其大气降水占3/4左右。老厂锡铜矿床没有测定碳同位素。个旧西区的龙岔河岩体对其包裹体CO2测定的δ13C值为—50‰~—282‰。初步认为,这既显示来源于深部碳,也有沉积围岩中有机碳的加入。老厂矿区在热液成矿阶段,夕卡岩化及大理岩化过程中脱碳的加入也是十分可能的。

(3)铅同位素:老厂矿区方铅矿206Pb/207Pb1188,与东区其他矿区的比值118相近;206Pb/204Pb=1855,与东区其他矿区1843~1867一致;207Pb/204Pb=1562,与东区其他矿区1508~1567相似;208Pb/204Pb=3946,与东区其他矿区3998~4029近似。上述数据说明,铅同位素组成相当均匀,反映岩浆源和成矿物质都来自地壳较深部位,并经受高度的熔融与均一化。铅同位素μ值88~90,也是地壳源铅的特征。

(二)包裹体测温及副矿物特征

老厂岩体的副矿物为独居石、磷钇矿,具S型花岗岩特征,形成锡矿。而个旧东区的马松岩体的副矿物为褐帘石、榍石、磁铁矿、磷灰石,具I型花岗岩特征,也形成锡矿。两者的区别除成岩时代、岩体基性程度、演化阶段外,可能正如姚金炎(1964)所指出,老厂矿区的岩体侵入于开放环境,除锡石硫化物外,锡石-石英矿系大量发育;而松树脚矿区岩体侵入于相对封闭环境,只形成锡石硫化物矿体。个旧的实例说明,S型和I型花岗岩可以共存,I型花岗岩也可具有成锡专属性。

老厂岩体的包裹体爆裂法测温为615~655℃。据曾骥良等(1984)的熔化实验结合地层盖层厚度推算,老厂锡铜矿的花岗岩形成于25~4km深处,其压力条件为1500~3000kg/cm2,初熔温度为624~631℃。

戴福盛(1996)测定石榴子石夕卡岩的流体包裹体均一法温度为401℃;老厂黄铁矿爆裂法温度为386℃;闪锌矿(测自松树脚)均一法温度180~257℃,平均220℃;方解石包裹体均一法温度204~217℃。

石平方(1986)认为,磁黄铁矿生成时,硫逸度fs2=(86×10-7~6×10-5)Pa,αFe=055~065;铁闪锌矿生成时,硫逸度fs2=(10×10-4~36×10-5)Pa。

包体中没有发现含盐子矿物,说明溶液处于盐度不饱和状态。包体成分贫碱性组分(K+、Na+、Mg2+、Al3+等)而富酸性组分(CO2、H2O、CH4、N2、HF-等),成分较单一。

(三)成矿条件分析

(1)个旧组下段(卡房段)是最重要的容矿层位。原生矿中90%的锡、96%的铜、4 4%的铅储量均赋存于卡房段内。

个旧组碳酸盐岩按化学成分包括4种,其中锡铜矿主要富集于钙质碳酸盐岩、钙镁质碳酸盐岩中;铅主要富集于镁质碳酸盐岩中;铜主要富集于含硅铝质碳酸盐岩中。个旧组内发现多层含膏(盐)蒸发盐的碳酸盐岩,其褪膏化、褪白云化、膏溶角砾岩、隐藻碳酸盐岩、富碳及生物碎屑灰岩对容矿十分有利。岩性交互层次越多、不同岩性突变界面、围岩物性变异处常是矿化强度增加的场所。

(2)老厂锡铜矿化的花岗岩母岩是区内侵位阶段最晚、分异程度最高、具典型壳源重熔特征的岩体。岩体偏酸性、富碱、贫钙镁、富含辉发分、有益元素背景值高等特点对成矿十分有利。隐伏花岗岩株盖层不厚,但剥蚀程度低,各类型矿床得以保存。岩株顶面波状起伏的形态对矿体的控制与富集十分重要。图2-161将隐伏花岗岩的突起形态和锡铜矿体等的分布规律相对照,直观地反映两者的密切关系。其中,一系列NE向的多峰式背状次级突起带(拱王山-菊花山-蓝蛇硐、晒鱼坝-05、403-1021、4141突起等)是老厂锡铜矿聚集最重要条件之一。

(3)老厂矿床锡铜等资源的汇聚除得益于南岭东西带、川滇南北带、三江特提斯带三者的复合外,矿区还受到北东向华夏体系或环太平洋带的叠加,多种应力场的彼此交织与平衡,造成了本区短轴褶皱、穹窿、层间滑脱、次级断层的有利配置,构成形态多样的容矿构造。

(4)巨厚的不纯碳酸盐岩受中等深度花岗岩的侵位,造成广泛发育的接触变质和热液蚀变晕圈。铜和锡矿最为富集的是由硅铝质、钙质、钙镁质三类碳酸盐岩形成的透辉石、钙铝榴石类夕卡岩。

富水、挥发分溶液的上升、改造导致含水夕卡岩与锡石硫化物密切共生。老厂矿区多种热液蚀变,尤其是电气石化、萤石化、方柱石化、云英岩化、锂云母化、硅化、碳酸盐化、褪色等既呈面型分布,又具典型的垂向分带,是成矿作用有序演化的表征。

(5)综合老厂各类原生矿体特征,其成矿阶段分为:接触变质的硅酸盐阶段,只形成含白钨矿的夕卡岩,成矿温度400℃左右;氧化物阶段形成云英岩型、黑钨矿石英脉型、电气石细脉带型、含铍花岗岩等矿体,成矿温度350~380℃;硫化物阶段是区内锡、铜及多金属成矿期,成矿温度260~350℃;碳酸盐阶段矿化弱,以多金属和低品位锡矿为主,成矿温度200~260℃或更低。

(6)成矿元素的多样性也反映老厂矿床的一个特点。除与稀有、稀土、分散元素如Li、Be、Nb、Ta、Rb、Cs、B等形成独立矿物或类质同象外,产出种类繁多的稀少矿物。例如:羟铍石、木锡矿、水锡石、黄锡矿、硼钙锡矿、水镁锡矿、辉锑锡铅矿等,有些矿物在国内罕见。另外,硫盐矿物不发育也是本区特点。

(7)不难看出,老厂锡铜矿是与花岗岩类有关的典型的锡石硫化物矿床。但在成因上仍有一些有待进一步研究之处,一是层间氧化矿有无其他成因的叠加(去膏盐化、岩溶或其他),二是个旧地区超大型锡质的汇聚有无三叠统半封闭盆地沉积初始富集的因素。

图2-161 老厂花岗岩形态(a)与锡石-硫化物型矿床(b)空间关系示意图 Fig2-161 Schematic maps sketch of spatial correlation between shape of Laochang granite(above)and cassiterite-sulfide-type orebodies(below)

a—隐伏花岗岩等高线图;b—接触带矿体分布图;1—锡矿体;2—锡铜矿体;3—钨矿体;4—隐伏花岗岩顶面突起等高线;5—花岗岩凹陷带

图2-162 滇东南锡钨铅锌银矿床区域成矿模式 Fig2-162 Metallogenic model of Sn-W-Pb-Zn-Ag deposits in Southeast Yunnan province(据罗君烈)(after Luo Junlie)

1—燕山早期花岗岩;2—燕山晚期第Ⅰ阶段花岗岩;3—燕山晚期第Ⅱ阶段花岗岩;4—喜马拉雅期碱性岩;5—夕卡岩中硫化矿体;6—似层状、脉状氧化矿、硫化矿体;7—网状矿体;8—蚀变花岗(斑)岩中矿体

六、矿床模式和找矿标志

(一)矿床模式

由于滇东南地区是我国著名的锡、钨、铜、银、多金属成矿区之一,属于燕山期与花岗岩有关的成矿系列。为比较老厂锡铜矿床与其他矿床的异同,在此引述罗君烈(1995)总结的本区区域成矿模式(图2-162、图2-163)和10种矿床类型。其中,牛屎坡式是变花岗斑岩的锡钨矿床;松树脚式是接触带的夕卡岩型为主的锡矿床;马拉格式是近接触带管筒状氧化矿脉群的锡矿床;卡房式是接触带与辉绿岩交汇带的似层状铜锡矿床;双竹式是远离接触带受断层控制的脉带多金属锡银矿床;老厂式是垂直分带发育最全的包括云英岩型、锡石硫化物型、层间氧化矿、细脉带型锡铜矿床;南秧田式是层控夕卡岩白钨矿床;薄竹山式是面型夕卡岩铜钨矿床;白牛厂式是热水沉积叠加花岗

图2-163 个旧地区锡矿6种类型成矿模式 Fig2-163 Metallogenic model of six-typed tin deposits in Gejiu area(据罗君烈)(after Luo Junlie)

1—花岗岩;2—花岗斑岩;3—变辉绿岩;4—夕卡岩中的磁化矿体;5—氧化矿体;6—断裂带及氧化矿体;7—锡石、电气石网脉带外围含锡白云岩;8—矿化元素分带;9—顶部富挥发分的熔浆;10—氧化物硅酸岩富集的熔浆;11—早期硫化物富集的熔浆;12—晚期硫化物富集的熔浆

岩高中温热液再生的银多金属矿床;都龙式是可能有火山沉积初始富集的层控锡多金属矿床。前面6种矿床类型都在个旧地区单独构成一个成矿亚系列。

(二)找矿标志

上述成矿条件及矿床特征已清楚看出其找矿标志可概括为:

(1)燕山晚期多阶段、高侵位的岩株、岩突发育区,尤其是分异程度高的酸性、超酸性岩体;

(2)多种构造体系及多方向构造成分复合的地段,尤其是穹窿、短轴褶曲、层间剥离、次级断裂有利配置的地域;

(3)个旧组(尤其是卡房段)巨厚不纯碳酸盐岩系并有多层膏盐化、隐藻、生物碎屑、富炭质等相变界面发育的地区;

(4)花岗岩体背状突起带、凹兜、岩舌等顶面波状起伏处;

(5)花岗岩体自变质、夕卡岩化、多种热液蚀变分带发育;

(6)矿化组合复杂但作有序分布的区段;

(7)重力低、具有电测深异常、锡钨铜多金属化探异常、重砂异常等显示区;

(8)古代采硐、矿渣等遗迹。

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