‘壹’ 初中化学 要背的 8个沉淀
初中化学八大沉淀,指氢氧化铁,氢镇竖氧化铜,氢氧化镁,氢氧化铝碳酸钡,氯化银,硫酸钡,碳酸钙,碳酸银。
1.Fe(OH)3 氢氧化铁,红褐色沉淀。
化学方程式
可溶性碱和铁盐溶液反应,例如氢氧化钠和硫酸雹旅燃铁反应生成氢氧化铁和硫酸钠:
6NaOH+Fe2(SO4)3==2Fe(OH)3↓+3Na2SO4
4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3
2Fe(OH)3=△=Fe2O3+3H2O
2.Cu(OH)2 氢氧化铜,蓝色沉淀。
化学方程式
CuSO4+2NaOH==Na2SO4+Cu(OH)2↓
CuCl2+2CaOH==Cu(OH)2↓+2CaCl
CuSO4+Ca(OH)2==Cu(OH)2↓+CaSO4
CuCl2+Ca(OH)2==Cu(OH)2↓+CaCl2
3.CaCO3碳酸钙,白色沉淀。
化学方程式
Ca(OH)2+CO2==CaCO3↓+H2O
CaO+H2O==Ca(OH)2↓
4.BaCO3 碳酸钡,白色沉淀。
化学方程式
Na2CO3+BaCl2==2NaCl+BaCO3↓
5.&6.AgCl 氯化银,白色沉淀。
BaSO4 硫酸钡,白色沉淀。
这两种沉淀既不溶于水,也不溶于酸!
化学方程式
Ag2SO4+BaCl2==2AgCl↓+BaSO4↓
7.Mg(OH)2氢氧化镁,白色沉淀。
化学方程式
MgCl2+Ca(OH)2==CaCl2+Mg(OH)2↓
8.Ag2CO3碳酸银,白色沉淀。
化学方程式
Ag2CO3+2HNO3=2AgNO3+H2O+CO2↑
9.Al(OH)3氢氧化铝,胶状沉淀源虚。
化学方程式
AICI3 + 3NH3.H2O ==AI(OH)3 + 3NH4CI
AI3+ + 3NH3.H2O ==AI(OH)3 + 3NH4+
‘贰’ 针铁矿的概述
一般情况下,针铁矿是其他铁矿(如黄铁矿、磁铁矿等)在风化的条件下形成的。针铁矿也可以因沉积作用而形成于海底或湖底。针铁矿是一种比较重要的铁矿石,除了提炼铁以外,人们还将它用作黄赭颜料。针铁矿的颜色由黄褐色到红色,晶体为片状、柱状或针状。晶体的集合体一般为具有同心层和放射状纤维构造的球状、钟乳状或块状。
针铁矿是一种分布广泛的矿物,作为一种水合铁氧化物,在现有铁矿矿物中的重要性仅次于赤铁矿( hematite,α-Fe2O3)。 它的西方名称来自着名的德国诗人歌德(J.W. von Goethe,1749-1832),1806年这位热衷于在野外收集矿物的文人的败厅名字被记录为一种常见的矿物。起初,这个名称是用来描述另一种现在被称为纤铁矿[lepidocrocite,γ-FeO(OH)]的矿物,后者与针铁矿同质多象(即有共同的化学组成但晶体结构不同):针铁矿中氧和氢氧根离子的排列呈现六方最密堆积,而纤铁矿为立方堆积,两者的铁离子都分布与一个八嫌高面体空隙中。
在成因上,作为氧化条件下含铁矿物的风化产物是最为普遍的一种情况,例如所谓的褐铁矿大多数情况下主要成份便是针铁矿⑴。基于同样的原因,一察者隐些铜和铁的硫化矿体的外围和露头的风化铁帽(例如在美国亚利桑那的硫铁矿),以及一些由蛇纹岩风化而成的砖红壤堆积(例如在古巴的一些红壤铁矿),也是由针铁矿为主体构成的。沉积也是另一种常见的形式,可以是直接沉淀的也可能是生物成因,这一类的针铁矿常常在湖沼底层沉积物和泉水周围被发现,这些呈层状或结核状的不纯针铁矿有时又被称作沼铁矿(Bog Iron Ore)。最后,还有一种较为少见的形式,人们也会在一些热液脉的空隙中发现低温热液成因的该矿物。另外,需要说明的是,在区域变质作用之下,该类矿物(包括其他含水的铁氧化矿物)会脱水而形成赤铁矿或磁铁矿。
关于鉴定,作为一个有固定成分的晶体矿物,若结晶完好,是容易辨别的。但更常见的情况是,该矿物会以无定形的形态出现,这时我们是不能仅仅依靠观察来判别的。正因为如此,作为一种人类很早就在利用的铁矿,“针铁矿”这一概念直到1806年才从“褐铁矿”(limonite)——这个不太科学的名称中走出。人们开始意识到,褐铁矿这种不纯的无定形态的物质在大多数矿区都可以被认定为实际上是针铁矿(确切而言,指以该矿物为主),而直到X射线衍射法诞生,“褐铁矿”作为一种独立矿物的观点才从人们的视野里走出。
在应用上,它最早是作为一种叫做“赭石”的颜料而被应用的;当然作为很多地区褐铁矿的主要原生矿物,冶铁原料自然是它重要的应用形式,例如在它的最大产地,法国的阿尔萨斯-洛林盆地。除了在上文提及的地区,分布在北美大湖地区和阿拉巴契亚山脉山南、拉布拉多半岛以及南非、巴西、澳大利亚部份地区的铁矿也是该矿物重要的产出地。最后需要注明的是,若该矿物继续发生水合作用,所产生的亚种叫做水针铁矿。
注:1.褐铁矿实际上是由针铁矿和纤铁矿继续水化而形成的无定形矿物,由于它通常是不纯的,或者说它会包含这两种原生矿物,所以现在人们不把它认为是一种独立矿物。在大多数发现的褐铁矿中,原生矿物是以针铁矿为主体的。
图片说明:采集地点为美国密歇根 Negaunee ,Michigan,U.S.
‘叁’ 氢氧化铁沉淀是什么颜色
“氢氧化铁的颜色是棕色或红褐色,为穗友棕色或红褐色粉末或胶体
氢氧化铁的化学式是Fe(OH)3,为棕色或红褐色粉末或胶体,在一定条件下分散系为胶体。密度3.4~3.9g/cm3。
具有两性但其碱性强于酸性,氢氧化铁不溶于无机酸和有机酸,可蚂乎溶于热浓碱生成六羟基合铁酸三钠。氢氧化铁它是一种红褐色沉淀,是铁的最稳定氧化物-氢氧化物的水合物。
加热分解成氧化铁和水:2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O。氨水或碱溶液作用于铁盐溶液所得到的红棕色或黄棕色沉淀,经X射线晶体学研究是非晶态的,它含有可变闷族悉量的水。
一般认为该沉淀含有氢氧化氧铁FeO(OH),至少有两种结晶变体:α-FeO(OH)(针铁矿)和γ-FeO(OH)(纤铁矿),铁的正常生锈产生的是γ-变体。
‘肆’ 针铁矿法除铁沉淀什么颜色
黄褐至暗褐。
针铁矿法除铁具有则桥除铁渣,块状等呈细分散察盯拿状态的针铁矿常含吸附水,称为水针铁矿,针铁矿颜色黄褐至暗褐。
针铁矿是分布广泛的铁的氧化物,外生成因的针铁矿败搭是褐铁矿的主要成分,主要形成外生过程,是由含铁的矿物如黄铁矿,菱铁矿,磁铁矿,含铁硅酸盐等,经氧化和分解而形成的盐类再经水解作用的产物。
‘伍’ 某工厂对制革工业污泥中Cr(Ⅲ)回收与再利用的工艺如下(硫酸浸取液中金属离子主要是Cr3+,其次是Fe3+、
(1)酸浸时,为了提高浸取率可采取的措施是:念毁枝增加浸取时间、不断搅拌混合物、滤渣多次浸取等,
故答案为:升高温度、搅拌、延长浸取时间、过滤后再次浸取;
(2)双氧水有强氧化性,能氧化还原性的物质,Fe2+和Cr3+有还原性,Fe2+和Cr3+能被双氧水氧化为高价离子,以便于与杂质离子分离,
其中Fe2+反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,针铁矿组成元余庆素是Fe、H、O,化学式量为89,则1mol该物质中应含有1molFe,则H、O的质量为89-56=33,可知应含有2molO和1molH,化学式应为FeO(OH),
故答案为:Fe2+;2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;FeO(OH)仔敏;
(3)硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+,其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+,由于Fe3+以针铁矿形成已经沉淀,则加入NaOH溶液使溶液呈碱性,溶液PH=8,Al3+、Cu2+转化为沉淀除去,滤出的沉淀中部分沉淀将溶解于足量的氢氧化钠溶液中,涉及反应为Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,
取少量上层澄清溶液,向其中通入足量的CO2,又能重新得到相应的沉淀,涉及反应为AlO2-+2H2O+CO2=Al(OH)3↓+HCO3-,
故答案为:Al3+、Cu2+;Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O;AlO2-+2H2O+CO2=Al(OH)3↓+HCO3-;
(4)二氧化硫具有还原性,被滤液Ⅱ中通过离子交换后的溶液中Na2Cr2O7氧化为硫酸,Na2Cr2O7氧被还原为CrOH(H2O)5SO4,水溶液中生成硫酸反应生成硫酸钠,依据原子守恒分析书写配平方程式为Na2Cr2O7+3SO2+11H2O═2CrOH(H2O)5SO4↓+Na2SO4,
由方程式可知,Cr元素化合价降低3价,则每生成1mol Cr(OH)(H2O)5SO4时,转移3NA电子,
故答案为:1;3;11;2;1;3NA.
‘陆’ 氢氧化铁的物理性质 化学性质 和氢氧化亚铁的物理性质 化学性质是什么
氢氧化铁
物理性质:棕色或红褐色粉末或深棕色絮状沉淀。
化学性质:具有两性但其碱性强于酸性,新制得的氢氧化铁易溶于无机酸和有机酸,亦可溶于热浓碱。极强氧化剂(如次氯酸钠)在碱性介质中,能将新制的氢氧化铁氧化成+Ⅵ氧化态的高铁酸钠Na2FeO4。加热时逐渐分解而成氧化铁和水。不溶于水、乙醚和乙醇,溶于酸,在酸中的溶解度随制成时间的长短而定,新制的易溶于酸,若放置时间长,则难溶解。氢氧化铁可用来制颜料、药物,也可用来做砷的解毒药等等。
低于500摄氏如悄度时完全脱水成氧化铁。加热分解。氢氧化铁在烘干时易分解,但温度不高时不完全,也就是逐渐失水。但在低于500摄氏度时能达到完全脱水成氧化铁。没有一个明确的失水分解温度。
由可溶性铁盐溶液加氨水沉淀来制取氢氧化铁或由氯化铁、硝酸铁溶液加入氨水沉淀而制得。其粒子大小在1 nm到100 nm之间时会形成胶体。胶状沉淀的水合氧化铁(Ⅲ)有较强的吸附性能。
氢氧化铁(化学式:Fe(OH)3)是铁的氢氧化物,由三价铁离子(Fe3+)和氢氧根离子(OH−)生成: Fe3++ 3OH−→Fe(OH)3
也可以由氢氧化亚铁[Fe(OH)2]氧化得来:
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
Fe(OH)3它是一种红褐色沉淀,成分一般看作是铁(Ⅲ)的氧化物-氢氧化物的水合物。加热分解成氧化铁和水:2Fe(OH)3=△=Fe2O3+ 3H2O新沉淀出来的水合氧化铁(Ⅲ)易溶于无机酸,也略溶于碱溶液中生成铁(Ⅲ)酸盐(FeO+)。这类铁酸盐也可以从氧化铁(Ⅲ)和碱金属氧化物、氢氧化物或碳酸盐的熔融混合物中制得。氢氧化铁(Ⅲ)是一个未确知的化合物,氨水或碱溶液作用于铁(Ⅲ)盐溶液所得到的红棕色或黄棕色沉淀,经X射线晶体学研究是非晶态的,它含有可变量的水。一般认为该沉淀含有FeO(OH),至少有两种结晶变体:α-FeO(OH)(针铁矿)和γ-FeO(OH)(纤铁矿),铁的正常生锈产生的是γ-变体。[2]
氢氧化铁的两性电离:
酸性:
Fe(OH)3==(可逆)==H++FeO2-+H2O
FeO2-+H2O==(可逆)==[FeO2(OH)]2-+H+
[FeO2(OH)]2-==(可逆)==H++FeO3 3-
碱性:
Fe(OH)3++6H2O==(可逆)==[Fe(H2O)6]3-+3OH-
所以,氢氧化铁既是一种三元弱碱,又是一种三元弱酸。其中FeO2- + H2O又常写作[Fe(H2O)2(OH)4]-,[FeO2(OH)]2-又常写作[Fe(H2O)(OH)5]2-,FeO3 3-又常写作[Fe(OH)6]3-。
氢氧化亚铁
物理性质:纯氢氧化亚铁(Fe(OH)2)是白色物质,亚铁离子(陪闷Fe2+)所形成的沉淀为白色,形成的溶液呈为浅绿色,铁离子所形成的溶液显通常为黄褐色,Fe3+在强酸性水溶液中为浅紫色,Fe2+在强酸性水溶液中为橘红色,氢氧化铁(Fe(OH)3)是红褐色。
化学性质:
因为溶液中溶解有氧气且反应体系(开放性的体系)与外界存在着物质交换与能量交换,不断有空气中的氧气溶解到溶液中,新生成的氢氧化亚铁很快就被氧化成氢氧化铁,所以在实验过程中很难观察到有白色的氢氧化亚铁沉淀生成,渣乱渣只能看到氢氧化亚铁转化为氢氧化铁的中间产物:一些灰绿色的絮状沉淀。然后转化为红色的氢氧化铁沉淀。
4Fe(OH)2 +O2+ 2H2O= 4Fe(OH)3
4Fe(OH)2+O2 =△= 2Fe2O3+4H2O
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‘柒’ 矿石沉淀过程与矿物生成顺序的地球化学实质
(一)矿石沉淀过程的地球化学实质
地质条件下的矿石矿物和脉石矿物沉淀(析出),如果将它视为一个化学反应过程的生 成物,则需要回答这个沉淀过程是如何发生的,即化学反应进程方向是单方向进行的,还是 存在有再溶解和再沉淀过程、在其过程中氧化还原反应的完全程度如何、是否有过饱和含矿 流体直接热动力的驱动下发生沉淀。这些问题都值得深思。
在热液生成物沉淀过程中,最重要的条件是要存在有热液流通的系统和热驱动的含矿 流体上升到沉淀反应空间,其中起最主要作用的是热,因为热液流动的系统是由于地壳中的 热异常,在热传导和流体对流使异常热发生扩散下而产生。所以,矿石沉淀过程中所发生的 热交代与流体流经构造变形破碎岩石的方式都与中心热源传送分不开。因此,热液铀矿床 形成的环境必须具备一个能够让流体流通循环的动力系统和一个表现有来源于深部热作用 的标志。前者是构造动力作用将不透水的岩石变为能使流体流通和循环的空间,后者是流 体势能场的存在,这就是热点活动与铀成矿关系的重要性所在。
显然,热驱动是流体产生沉淀的先决条件:即流体势能场的必备性。另外,热又是携带 成矿物质的重要条件,许多元素化合物是随温度升高,而溶解度变大。这样在温度高的条件 下,热液流体中溶解的不饱和的元素化合物,在进入构造循环系统中时,由于温度降低,热液 流体由非饱和转变为过饱和,这就是成矿物质发生沉淀的原因之一。另外,在深部高温的流 体,由于压力大,溶液的pH值变得低一些,当进入构造循环系统中,压力降低,使流体的pH 值升高,也是流体中成矿物质发生沉淀的又一原因。如果从热的变化角度讲:热是流体运移 的驱动力、热又能改变流体溶解能力,热还能使流体性质(pH)发生转变。因此,自然界有些 矿石矿物沉淀并不一定是化学反应的产物,而是热驱动下非饱和流体进入构造循环系统时 就可发生沉淀。这种现象在实地考察中不只一次发现单一的沥青铀矿充填于花岗岩的裂隙 中,两侧既无其他矿物伴随沉淀,岩石也没明显变化。这种不伴随蚀变反应的沉淀现象,我 们将它称之为非反应场沉淀,既然有非反应场沉淀必然就存在有反应场的沉淀。
任何一个化学反应的生成物发生必须是这种生成物在流体中的阴阳离子数的乘积大于 该化合物的溶度积。如果流体中这种化合物的离子乘积小于自身的溶度积,它就不能漏携发生 沉淀,相反已经沉淀的化合物要与流体达到新的平衡,溶解就要发生。显然在热信中流体活动地 质条件下,这种再溶解的现象应该是有存在的可能,但要判断和识别这些现象是困难的。
在铀矿床中可以发现有的矿床铀含量高,有的铀矿床铀含量低。从工业利用来讲,找寻 富矿当然是目标,但是从地质成矿过程来讲,富矿是存在于贫矿之中,而贫矿在某种意义上 讲它又是富矿存在的指示标志。在有的富矿研究报告写到沥青铀矿沉淀多就是富矿,显然,这种结论只是现象的总结,没有回答为什么沥青铀矿沉淀多,或者是滑搜山沥青铀矿在什么条件下 会快速和大量沉淀。
从化学反应的角度来讲,化学反应的速度是反应进程的快慢,这种反应进程可以用单位 时间内流体浓度降低的多少来表示,即U=ΔU/Δt
其中U为反应速度,ΔU为流体中铀浓度变化,Δt为反应时间间隔。
所以反应生成物越多流体浓度降低越快,反应进程速度也越快。另外如果反应的时间 越长,在同一速度下生成物也越多。因此从化学反应角度来分析铀成矿作用要达到快速和 富集,必须具备以下条件:
温度:一般来讲大多数化学反应都是随着温度的升高而反应速度增大。根据大量的化 学反应速度与温度试验结果得出一条近似规律,即如果反应物的浓度恒定,温度每升高 10℃,反应速度增加1~2倍。可见温度是反应速度增加的重要条件;
浓度:在一定温度条件下,增加反应物的浓度可以加快反应速度,增加浓度的实质是增 加流体中反应物中的活化分子数。这样就增加了单位时间活化分子的有效碰撞的次数,从 而导致反应加快;
时间:在温度和浓度恒定的情况下,延长反应物供给的时间是增加沉淀物的重要条件。这就是说在地质条件下必须具备流体供源的稳定性和连续性,这是保证成矿富集的基本条 件。所以在延长供热和供源的时间条件下,热活动频繁和叠置的部位是成矿的优选部位。
除了化学反应条件之外,在地质环境中最重要的条件是构造循环系统的优良。在这样的条 件下,若温度、浓度、流体供源又都很稳定,这时构造循环系统是铀矿富集的不可缺少的要素。
从化学基本原理上能成立的条件,在地质实地考察中如何来判别,这是研究工作成果实 用性最重要的方面。判别铀成矿富集的基本地质依据有以下几点:
(1)识别成矿的构造循环系统类型和流体循环条件的优劣;
(2)构造变形岩石空间分布范围;
(3)岩石的交代蚀变的演化和交代强度、能力和方式;
(4)热源(包括岩浆和热流体生成物)在空间上叠置类型和热中心的确定;
(5)高、中、低温元素群的叠置区的选择。
(二)矿物生成顺序的地球化学实质
矿物生成顺序应该包括两方面的含义:一是指同一矿化阶段沉淀过程中多种矿物结晶 析出的先后;二是指在同一矿化阶段的沉淀过程中多次结晶析出的同种矿物。
多种矿物结晶析出的先后顺序,其实质反映热液流体中的不同反应生成物的饱和程度 不断地更替变化;而多次结晶析出的同种矿物,则反映饱和溶液的沉淀速度和沉淀条件的变 更。因此,我们认为研究矿物生成顺序的最终目的,是通过沉淀顺序来分析热液流体发生沉 淀的地球化学条件,而不只是简单地编制一个矿物生成顺序图表。
矿物生成顺序既是热液流体物质组成、物理化学条件变化的反映,又是矿物结晶沉淀发 生原因的指示。因为在同一阶段热液流体在结晶沉淀过程中,由于构造环境不断变化,化合 物从热液流体中析出,热液流体的组成和性质是在不断地变化。因此,不仅先沉淀的矿物和后 结晶的矿物会发生明显的变化,即使是单一的组成热液流体,从热液流体中的结晶沉淀的同种 矿物,其结晶状态和结构也会发生变化。因此,矿物沉淀顺序它可以是供源热液流体性质的不 同,也可以是同一热液流体在沉淀结晶过程中,热液流体组成和性质不断变化的反映。
对于铀矿化期来讲,矿物的结晶沉淀顺序则是一个热液沉淀阶段中不同矿物或同种矿 物多次结晶现象的先后关系,这些关系在矿物组合一节中已经涉及,在此简要地讨论一些典 型的矿物生成顺序来反映热液流体地球化学条件的变化。
1.同种矿物多次结晶沉淀
同一矿物成分多次沉淀结晶现象,在热液铀矿床中是一种常见现象,如脉石矿物中的石 英带状沉淀现象,方解石脉结晶粒径变化和萤石的带状析出现象。在金属矿物中最常见的 黄铁矿结晶粒径和集合体形态的变化,都是在同一结晶沉淀过程中,由于结晶时的环境、热 液流体中矿化物质浓度和沉淀速度发生变化引起。一般的情况下,都是先结晶沉淀的矿物 粒径较细,逐渐向结晶粒径变粗的方向发展。这种结晶生长现象,有时还可以发现先结晶沉 淀的矿物结晶纯洁度不如后结晶沉淀的矿物,特别是在石英生长沉淀现象中常可以见到。因此,同种矿物成分在裂隙空间上的结晶生长情况可以提供以下地球化学信息:
(1)结晶沉淀时的沉淀环境信息。当热液流体进入构造裂隙时,如果是动态条件时,矿 物结晶多是细粒的,矿物粒径不均一,矿物中的混入蚀变矿物微粒较多。若在静态条件下,则矿物结晶有序发展,从细到粗最后向自形晶发展,矿物纯净;
(2)结晶时的浓度变化。由于矿物不断的结晶析出,热液流体中的这种矿物组分的浓 度不断降低,结晶速度降低,结晶中心减少,矿物的结晶粒径变粗,矿物洁净度提高;
(3)同种矿物结晶的情况下。也会出现短暂的热液流体组成变化,这时在它的短暂的 生长间隙中会出现其他的矿物呈带状分布。如柱状石英生长过程中,先生长结晶的石英中 其间隙中有较明显的细分散粘土矿物沉淀,在其后生长的一定阶段的石英间隙中又可以出 现等间距的带状分布的伊蒙混层粘土矿物集合体(图版9-1)。石英沉淀与粘土矿物的关 系有以下几种现象:
1)细晶石英析出同时,石英颗粒本身捕获了较多的粘土矿物;
2)细晶石英其间夹杂有围岩蚀变的伊蒙混层粘土矿物和绿泥石;
3)呈对称生长的石英脉,石英粒径从细到粗的生长过程和生长间隙中,有呈带状分散 的伊蒙混层粘土集合体;
柱状石英生长过程中可以反映出石英发育的3个世代:即粘土、粒状结晶石英混合沉淀 带、柱状石英生长发育变化带(粘土呈带分散于石英中)和等粒结晶石英带。这种变化是流 体中SiO2浓度和结晶速度变化的反映。
2.矿物的交替沉淀现象
两种矿物的交替沉淀的现象,在下庄矿田中是多见的地质现象:石英-沥青铀矿-石英- 沥青铀矿、黄铁矿-沥青铀矿-黄铁矿-沥青铀矿、石英-方解石-沥青铀矿-方解石-沥青铀矿、石英-萤石-石英-萤石等交替结晶沉淀(图版9-1、9-2)。这种沉淀现象反映了热液流体 中化学组成过饱和状态的更替转换。也就是说,热液流体中组成不是单一的,不同的化合物 是受其自身的溶度积支配的一种沉淀结晶现象。例如在石英、沥青铀矿结晶沉淀过程中可 以产生多世代沥青铀矿沉淀,而晚世代沥青铀矿规模明显变小。
同样在方解石和沥青铀矿结晶沉淀过程中也出现多世代析出过程(图版9-3)。沥青 铀矿沉淀发生在大量方解石结晶沉淀之后,方解石晶簇生长之前,沥青铀矿与方解石组成不 规则网状共沉淀结晶。方解石结晶后,出现规模较大的肾状沥青铀矿沉淀。大量沥青铀矿 沉淀后可以出现方解石、沥青铀矿互沉淀现象,然后又析出方解石。从这种现象可以得出热 液流体中的介质组成有UO2和CaCO3溶质。因此,它们的互沉淀是热液流体中两者的溶度 积更替达到过饱和的地球化学标志。
3.多种矿物沉淀时出现的过渡转化现象
这种沉淀现象的特点是,一种矿物结晶沉淀向另一种矿物结晶沉淀转变过程中,会出现 一个混生沉淀的过渡带现象。如黄铁矿与沥青铀矿交替沉淀过程前会出现石英、黄铁矿混 生带(共沉淀带)(图版9-4)。方解石与沥青铀矿交替沉淀过程前会出现方解石、沥青铀矿 混生带。这种现象是一种动态沉淀向静态沉淀转变的热活动过程,也是过饱和状态变化过 程,即流体开始处在两种化合物都达到不同过饱和状态的动态沉淀条件,出现混生沉淀,其 后一种化合物仍处在过饱和状态,沉淀是在静态条件下发生,当这种化合物小于其溶度积 时,被另一种达到过饱和状态的化合物代替。
4.两种方式的沥青铀矿聚沉
沥青铀矿既可以呈球粒密集浸染于含粘土微石英或角砾内部,又可以呈胶状镶边于角 砾周边。这种聚沉现象的特点是:球粒状沥青铀矿沉淀于石英间隙中分散的伊蒙混层粘土 之中,胶状沥青铀矿又围绕角砾呈镶边沉淀(图版9-5)。这种沥青铀矿析出的过程并无其 他金属矿物伴随。这种现象说明,热流体可能是高温饱和的单一UO2流体,导致在沉淀场 条件下,铀二氧化物是凝胶聚沉现象。分散球状沥青铀矿,是发生在相对低浓度下,以凝胶 晶粒生长为主的扩散沉淀;围绕角砾沉淀的沥青铀矿是聚合作用大于晶粒生长条件下发生 凝胶聚沉现象。
5.对称脉状梳状石英间隙中沥青铀矿沉淀
对称脉状梳状石英生长是在细粒集合粒状石英沉淀后,再发育生长出梳状石英,而在梳 状石英顶端锥面上又断续沉淀的沥青铀矿和方解石或石英(图版9-6)。这一现象说明梳 状石英晶出后,热液流体组成中SiO2处于非饱和状态,而沥青铀矿和方解石组分则在流体 中呈过饱和状态,从沉淀顺序上应该是石英-沥青铀矿-方解石过饱和状态互相转化的沉淀 过程(图版9-7)。
6.多种矿物混生的快速沉淀
在下庄矿田的灰色、红色、灰黑色和黑色的细晶石英中都含有分散的粘土矿物、萤石、针 铁矿、沥青铀矿、黄铁矿等硫化物的混合沉淀生成物。这类热液流体沉淀现象,应该是在热 液流体中多种元素化合物都处在过饱和状态,在动态环境下,出现的快速共沉淀的现象。
从上面列举的一些矿物和各种沉淀形式的生成顺序可以总结以下几点认识:
(1)从地质现象看,矿物生成顺序是一个时间序列中发生的不同矿物从流体中结晶沉 淀过程,如果从化学反应过程看,这些矿物的析出是遵守热液流体沉淀的化学基本原则的,即按阴阳离子乘积大小依次沉淀,它是热液流体各种离子浓度变化的信息;
(2)铀成矿热液流体中矿物质发生沉淀,可以划分两种沉淀方式,矿物共沉淀方式和矿 物相互交替转化沉淀方式(图版9-8)。矿物共沉淀方式可以包括各种细晶石英析出的过 程。它们的特点是石英发生快速沉淀时,并伴随有粘土、针铁矿、沥青铀矿、黄铁矿、白铁矿、方铅矿的析出。而矿物相互交替转化沉淀方式包括有:
1)石英和其他金属矿物形成组合沉淀时,都是始于石英,而结束于其他金属矿物;
2)单一沥青铀矿发生时,往往是以球粒分散或网状沉淀开始,然后是块状聚集,结束时 又以球粒分散或不规则状分布(图版9-9),这种结晶沉淀现象应该是含矿热液流体中铀浓 度和沉淀速度变化的指示;
(3)在石英-沥青铀矿胶体沉淀系列中,往往会出现铀石。作为硅酸铀的化合物——铀 石,它不出现在大量石英和沥青铀矿沉淀过程中,而发生在大量二氧化硅沉淀结束尾声,大 量沥青铀矿聚沉开始,或者是大量沥青铀矿沉淀结束之末,新的石英沉淀开始之时。这一现 象严格记录了铀石的地球化学环境和流体必须具备的U4+和Si2+的浓度比。