金红石中的包裹体水.pdf

第37卷第3期
化工矿产地质
Vo1. 37 No. 3
2015年09月
GEOLOGY OF CHEMICAL MINERALS
Sep.2015
金红石中的包裏体水
徐少康”栾俊霞陈丹
1.中化矿山总局地质研究院,河北涿州072754
2.湖南化工地质勘察院湖南长沙410004
提要金红石中的水以包裏体形式存在,对钛钢产品的质量有严重影响。蚀变和热液成因金红石包
体水含量相对较高,变质型金红石包体水含量较低。除去金红石包体水的方法为爆裂法,最高
爆裂温度为825~1000℃。
关键词金红石包袤体水钛钢危害除去方法
中图分类号:P618.47文献标识码:A文章编号:1006-5296(2015)03-0168-03
1概述
周围环境中的水被这种“缺陷”包裹,形成水份
包裹体。我们熟知的爆裂法测温,所利用的就是
钛钢是在铁中加入少量的金红石(TO2)等
一起熔合而成的具有金属特性的物质。由于某些
水份包裹体。包裹体水不同于吸附水,在常温下
成因类型的金红石中含有水,所以,在钛钢治炼
难以自然消除。
过程中,金红石中水的汽化,使钛钢产品中产生
在钛钢冶炼过程中,如果添加的金红石中含
微型孔洞,从而导致钛钢物理性能下降。
有包裹体水,那么由于包裹体水的汽化和膨胀
笔者长期从事金红石矿产地质研究。本文根可在钛钢产品中形成做小的孔洞。这些微小的孔
据笔者的研究成果,对金红石中水的赋存状态和
洞,使钛钢的强度等物理特性眀显下降,从而导
不同成因类金红石的含水性进行分析,并提出了致末端产品的质量出现问题、产生严重的后果。
除去金红石中水的方法。
3金红石的成因类型及含水性
2金红石中水的存在状态及危害
根据金红石矿床的成因类型和有关岩浆岩的
金红石是自然界较常见的矿物,属四方晶系,矿物组合特征,可确定金红石有4种成因类
理论化学成分为纯二氧化钛(TiO2)。由于地质型:岩浆成因,变质成因,蚀变成因及热液成因。
作用的复杂性,天然金红石常含有铁、钙、硅等变质成因和蚀变成因金红石一般形成中大型矿
杂质,有的含有水。由于离子半径与钛离子半径床,热液成因金红石一般形成小型矿床和矿化点,
接近,所以,铁、钙、硅等离子主要以类质同象中酸性岩浆成因金红石一般不能成矿,碱性岩浆
代换钛离子的形式存在;离子半径与钛离子半径成因的金红石可形成小型矿床。第四系松散沉积
越接近的杂质离子,代换钛离子的概率越高“2。物中的金红石,是机械沉积,一般来自上述四种
金红石(TiO2)的晶体结构中不含水,同中的一种或数种。
时,氢离子半径与钛离子半径相差较大1,所以,
包裏体水是金红石结晶过程中捕获周围环境
金红石中的水并没有进入其晶格,而是以包裹体中的水形成的,因此,金红石包裏体水含量决定
形式存在:金红石结晶过程中,可产生晶格缺陷,于其结晶过程中周围环境中水份含量的多少。所
本第一作者简介:徐少康(1955~),男,矿床地质专业,教授级高级工程师
收稿日期:2015-06-02;改回日期:2015-09-01
第3期
徐少康栾俊霞陈丹:金红石中的包裹体水
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以,根据金红石的成因,基本可确定其含水性。阔,其中,存在含包裏体水金红石的概率较高
热液成因金红石是从热液中析出的的,蚀变成因
表1列出了我国主要金红石矿床及有关岩浆
金红石是从高温气液中析出的的,所以,这两种
岩的含水性(烧失量的含量)。蚀变型矿石水含量
成因的金红石包裏体水含量相对较高。其它成因4.35%、6.,249%,热液型矿石水含量4.63%,其它
的金红石,形成过程中没有水份参与或者参与量有关岩矿石水或烧失量含量介于0.24%~2.30%。
较少,因此,不含包裏体水或含量很少
蚀变型和热液型矿石水含量明显较高,说明这两
第四系松散沉积物中金红石的含水性,决定类矿床形成过程中有大量水分参与
于物源区金红石的成因。特别是海滨砂,源区广
表1我国主要金红石矿床及中酸性岩浆岩水或烧失量含量(%)
Table 1 Water content or loss on ignition in the main rutile deposits and intermediate-acidimagamtic rocks(%)
水含量
岩矿石
成因类型
样品数
资料来源
(%)
映西平利风凰尖金红石矿床矿石低压负变质型
2.30
文献5
河南方城柏树岗金红石矿床矿石中低压正变质型
2.
文献8,部分待刊
豫陕交界处八庙-青山金红石矿床中低压正变质型
62文献9
湖北枣阳大阜山金红石矿床矿石中高压正变质型
2.29
17文献10(湖北八队及笔者
河南新县杨冲金红石矿床矿石中高压正变质型
6文献11
中国东部榴辉岩型金红石矿床矿石高超高压正变质型
90文献12
山西代县碱子沟金红石矿床矿石蚀变型
4.35
22文献13
河北滦水中水东金红石矿床矿石蚀变型
2笔者,待刊
河北行唐牛下口金红石矿床矿石岩浆型(碱性伟晶岩
0.63
1笔者,待刊
河南西峡热液型金红石矿石
热液型
4.63
2笔者,待刊
我国中性岩
岩浆
0.58~3.52
文献6
我国酸性岩
岩浆
0.42~2.58
文献6
注:我国中性岩和酸性岩的为烧失量,其它金红石矿石的水为结晶水和包裹体水
成岩温度大致不超过960℃),超高压变质型金
4金红石中结晶水的除去方法
红石矿床(榴辉岩)最高成矿温度1000℃5,
除去金红石中包裹体水的最好方法为爆裂中高压变质型金红石矿床最高成矿温度580℃左
法。将金红石加热到临界温度,可使其中的水包
右
中低压变质型金红石矿床最高成矿温度
裏体爆裂,将水排出。临界温度大体上略高于金566℃左右,低压负变质型金红石矿床成矿温
红石的结晶温度,最低限为金红石的结晶温度。
度较低的,岩浆型金红石矿床(牛下口正长伟晶
同时,临界温度还受金红石粒度的影响,粒度越岩)成矿温度不超过960℃S7。根据有关岩矿石
细临界温度越接近金红石的结晶温度,粒度越粗的形成温度,基本可确定其中金红石的形成温度。
临界温度越高
在实践中,要根据金红石资源的具体类型采
蚀变型金红石矿床最高蚀变温度825℃,
用不同的方法,具体原则有以下几条:1)如果金
高温热液矿床最高成矿温度550℃5,中酸性岩红石资源为单一成因类型,则该类型资源的最高