·1450· 北京科技大学学报 第36卷 1一蛇纹石：2一针铁矿：3一赤铁矿 图2两种试样光学显微镜照片对比.(a)试样1：(b)试样2 Fig.2 Optical microscope image contrast of two kinds of samples:(a)Sample 1:(b)Sample 2 在红土化过程中，镍能够替换蛇纹石中的 说明硅镍元素没有完全迁移，推断两试样同为过 镁，形成含镍的蛇纹石.选取单个蛇纹石颗粒进 渡层红土镍矿 行线扫描，得到图4.图4显示在镍铁含量高的 由能谱分析可以看出两试样的载镍矿物相同， 地方镁含量相对较低，而镁含量高的地方镍铁含 蛇纹石和针铁矿都为载镍矿物.为进一步分析试样 量相对较低，可以认为镍铁和镁是相互晶格替代 各元素的分布关系，尤其是镍元素在试样中的赋存 形成类质同象的.超基性岩释放的镍会首先被针 情况，对图3中C和D区域做了元素面分布扫描， 铁矿吸附，形成含镍针铁矿.对针铁矿区域进行 其结果见图6.结果显示镍在硅镁铁元素富集的地 线扫描，得到图5.图5显示在铝含量高的地方 方都有富集，表明镍在蛇纹石和针铁矿中均匀分布. 铁含量很低，而硅镍和铁则没有这种现象。这是 为确定镍在蛇纹石和针铁矿中的具体含量，取多点 由于铁和铝元素表生迁移能力差，容易留在红土 进行能谱分析并定量，取平均值，结果见表2.表2 化过程中残留富集，并且铝元素能够替换针铁矿 显示，两试样中镍含量分布规律相似.但是，试样2 中的铁元素，进入针铁矿的晶格中.硅和镍则 的蛇纹石中镁含量较高而且针铁矿中镍含量和硅含 是因物理吸附作用存在于针铁矿中，随着风化的 量与试样1相比都较高，尤其是硅含量高1.51% 继续进行，针铁矿吸附的硅和镍会被再次释放出 (质量分数). 来，一同向下迁移沉积，形成含镍的硅酸盐.硅元 扫描电镜图片、线扫描以及能谱分析采用德国 素表生迁移能力强，但两试样的针铁矿中都含有 卡尔蔡司EVOI8扫描电子显微镜及Bruke XFlsash 硅元素，而且镍在针铁矿和蛇纹石中均匀分布， Detector5010能谱分析仪获得. 表2两试样含镍矿物的元素分析结果（质量分数） Table 2 Element analysis results of nickel bearing minerals in the two samples 针铁矿 蛇纹石 试样 Fe 0 i Si Fe Mg 0 Si Ni 试样1 60.52 32.66 1.96 11.05 11.05 22.31 41.01 22.84 2.62 试样2 56.65 32.04 2.32 8.68 8.68 24.40 40.81 23.27 2.86 综上所述，两试样所含主要矿物与其嵌布关系 含量更高：其蛇纹石中铁含量较低而镁含量较高 相同，都是部分蛇纹石呈较纯净矿物颗粒存在，余下 的蛇纹石与针铁矿、赤铁矿胶结连生在一起.在两 2两试样选择性还原条件差异及分析 试样中镍的赋存方式相同，都是同时赋存在蛇纹石 2.1两试样选择性还原条件的差异 和针铁矿中.两试样的主要差别在其主要元素含量 选择性还原培烧实验是将试样、还原剂和添加 不同.与试样1相比，试样2的铁含量低，而硅镁含 剂混匀后放入加盖的石墨坩埚中，在马弗炉中进行 量高.试样2的针铁矿中镍含量相对较高，但其硅 还原焙烧.焙烧矿自然冷却，然后进行破碎、磨矿和北 京 科 技 大 学 学 报 第 36 卷 1—蛇纹石; 2—针铁矿; 3—赤铁矿 图 2 两种试样光学显微镜照片对比． ( a) 试样 1; ( b) 试样 2 Fig． 2 Optical microscope image contrast of two kinds of samples: ( a) Sample 1; ( b) Sample 2 在红 土 化 过 程 中，镍能够替换蛇纹石中的 镁，形成含镍的蛇纹石． 选取单个蛇纹石颗粒进 行线扫描，得到图 4． 图 4 显示在镍铁含量高的 地方镁含量相对较低，而镁含量高的地方镍铁含 量相对较低，可以认为镍铁和镁是相互晶格替代 形成类质同象的． 超基性岩释放的镍会首先被针 铁矿吸附，形成含镍针铁矿． 对针铁矿区域进行 线扫描，得到图 5． 图 5 显示在铝含量高的地方 铁含量很低，而硅镍和铁则没有这种现象． 这是 由于铁和铝元素表生迁移能力差，容易留在红土 化过程中残留富集，并且铝元素能够替换针铁矿 中的铁元素，进入针铁矿的晶格中［14］． 硅和镍则 是因物理吸附作用存在于针铁矿中，随着风化的 继续进行，针铁矿吸附的硅和镍会被再次释放出 来，一同向下迁移沉积，形成含镍的硅酸盐． 硅元 素表生迁移能力强，但两试样的针铁矿中都含有 硅元素，而且镍在针铁矿和蛇纹石中均匀分布， 说明硅镍元素没有完全迁移，推断两试样同为过 渡层红土镍矿． 由能谱分析可以看出两试样的载镍矿物相同， 蛇纹石和针铁矿都为载镍矿物． 为进一步分析试样 各元素的分布关系，尤其是镍元素在试样中的赋存 情况，对图 3 中 C 和 D 区域做了元素面分布扫描， 其结果见图 6． 结果显示镍在硅镁铁元素富集的地 方都有富集，表明镍在蛇纹石和针铁矿中均匀分布． 为确定镍在蛇纹石和针铁矿中的具体含量，取多点 进行能谱分析并定量，取平均值，结果见表 2． 表 2 显示，两试样中镍含量分布规律相似． 但是，试样 2 的蛇纹石中镁含量较高而且针铁矿中镍含量和硅含 量与试样 1 相比都较高，尤其是硅含量高 1. 51% ( 质量分数) ． 扫描电镜图片、线扫描以及能谱分析采用德国 卡尔蔡司 EVO18 扫描电子显微镜及 Bruke XFlsash Detector 5010 能谱分析仪获得． 表 2 两试样含镍矿物的元素分析结果( 质量分数) Table 2 Element analysis results of nickel bearing minerals in the two samples % 试样 针铁矿 蛇纹石 Fe O Ni Si Fe Mg O Si Ni 试样 1 60. 52 32. 66 1. 96 11. 05 11. 05 22. 31 41. 01 22. 84 2. 62 试样 2 56. 65 32. 04 2. 32 8. 68 8. 68 24. 40 40. 81 23. 27 2. 86 综上所述，两试样所含主要矿物与其嵌布关系 相同，都是部分蛇纹石呈较纯净矿物颗粒存在，余下 的蛇纹石与针铁矿、赤铁矿胶结连生在一起． 在两 试样中镍的赋存方式相同，都是同时赋存在蛇纹石 和针铁矿中． 两试样的主要差别在其主要元素含量 不同． 与试样 1 相比，试样 2 的铁含量低，而硅镁含 量高． 试样 2 的针铁矿中镍含量相对较高，但其硅 含量更高; 其蛇纹石中铁含量较低而镁含量较高． 2 两试样选择性还原条件差异及分析 2. 1 两试样选择性还原条件的差异 选择性还原焙烧实验是将试样、还原剂和添加 剂混匀后放入加盖的石墨坩埚中，在马弗炉中进行 还原焙烧． 焙烧矿自然冷却，然后进行破碎、磨矿和 · 0541 ·