我国钴镍矿床的成矿规律、科学问题、勘查技术瓶颈与研究展望

钴镍矿床主要有四类：岩浆型、红土型、沉积岩-变沉积岩容矿型和热液型。本文提出“纽带矿床”的概念,是指兼具多种不同类型或不同成矿元素组合的矿床,是不同矿床类型之间连接以及与成矿理论连接的结合点,也是成矿模型与找矿模型之间的纽带。从金属共生关系的角度看,镍矿普遍伴生钴,但钴矿未必有镍;从元素地球化学的角度看,钴和镍在深部岩浆过程多共生,而在浅表热液、风化和沉积等过程多分离。据此提出钴镍成矿的关键科学问题为钴镍共生、分离和富集机理,主要包括：(1)岩浆-热液过程中的钴镍分离与富集机理;(2)风化-沉积过程中的钴镍共生-分离-富集机理。通过对四种类型典型矿床和纽带矿床的解剖,结合实验岩石学及数值模拟计算与钴镍赋存状态及富集规律的研究,有助于建立完整的钴镍成矿理论体系。同时,从更大尺度上来看,钴镍成矿和重大地质事件具有一定的耦合关系,镁铁-超镁铁岩体的成矿差异与构造背景息息相关,而热液改造在钴超常富集方面可能起到至关重要的作用。钴镍矿床赋矿地质体产状复杂多变,含矿岩体与围岩之间物性相似,钴-镍赋存状态多样,迫切要求解决钴镍矿床勘查的关键技术问题为多元多尺度勘查技术体系与含矿性评价,主要包括：(1...     

中非铜钴矿带钴矿成矿特征和富集机理

中非铜钴矿带是世界上规模大、铜钴品位高的层控型铜钴矿带,以拥有大型超大型铜钴矿床和众多的世界级铜钴矿山而闻名于世。本文综述了该成矿带的基本地质特征和矿化类型,分析了Co的超常富集机理,指出了存在的问题。中非铜钴矿带位于非洲中南部的赞比亚和刚果（金）境内,全长700 km、宽150 km,包括赞比亚铜带省矿带、赞比亚西北省矿带和刚果（金）加丹加矿带。钴矿的形成经历了裂谷期成岩成矿作用（880～735 Ma）和造山期成矿作用（530～490 Ma）,分别与新元古代加丹加沉积盆地的形成发展演化和卢富里安造山作用相对应。其成因类型包括同生沉积型钴矿床和热液改造型富钴矿床。沉积型钴矿在赞比亚境内发育,钴含量相对较低;热液改造型富钴矿床在刚果（金）境内更为发育,钴含量相对较高。钴与铜共生或伴生,主要含钴矿物为硫铜钴矿、方钴矿、硫钴矿、钴黄铁矿、水钴矿、钴华、菱钴矿等。Co的超常富集与由卤水在深部交代基底岩石（矿石）形成的富金属成矿流体通过迁移-富集-沉淀作用的多期次循环有关。矿床的氧化带、原生带分带明显,局部氧化深度达到300 m,表生氧化作用往往造成钴矿化富集。该区富钴矿床整体地质研究程度较低,...     

造山带环境钴岩浆成矿作用——以夏日哈木镍钴硫化物矿床为例

东昆仑造山带新发现的夏日哈木和石头坑德等岩浆镍钴硫化物矿床伴生有钴资源,它们与区域上火山-热液型、喷流沉积型等钴独立矿床共同指向早古生代镁铁质岩浆活动相关的钴成矿作用,表明镁铁质岩浆是区域钴富集成矿的重要载体,并预示东昆仑造山带的钴成矿潜力巨大。夏日哈木超大型镍钴硫化物矿床为造山带环境镍钴岩浆成矿作用的产物,本文在现有岩石地球化学数据甄别的基础上,分析了不同岩相和矿物Co、Ni和Cu等成矿元素的含量变化特征,探讨了镁铁质岩浆钴富集机制和控制因素。镁铁—超镁铁质岩具有较高的钴含量,随空间位置(期次)、岩石与矿物类型钴含量变化较大。在Mg O含量最高的橄榄岩、辉石岩相中钴富集,在硫化物矿物中钴含量较高。钴含量与全岩Mg O、硫、镍和铜含量正相关,这些规律表明夏日哈木镁铁质岩浆富集钴金属,不同期次岩浆中钴的富集程度不同,硫化物熔体是钴富集的主要途径之一,岩浆演化过程中钴在矿物中的富集机制需要原子层面钴赋存状态的系统认识。     

中条山古元古代沉积岩容矿型铜钴矿床钴来源及富集过程

赋存在石墨片岩和大理岩内的山西中条山沉积岩容矿型铜钴矿床,其矿化类型为细脉浸染状和热液脉状,与中非铜矿带的钴矿床非常相似。本文以关键金属钴作为主要研究对象,综述了中条山矿集区钴矿成因研究近年来取得的重要进展。获得以下主要认识：(1)钴富集形成热液脉状矿化发生在造山抬升阶段,时间为～1.82Ga,而不是在沉积成岩阶段直接富集成矿;(2)黄铁矿原位Fe-S同位素揭示硫化有机质页岩是钴成矿的重要矿源层;(3)蒸发岩在造山作用过程中形成的高温、高盐、强氧化性流体是钴释放-迁移的关键介质;(4)热液白云石化导致流体pH升高和石墨片岩“褪色”反应导致流体氧逸度降低促进含钴硫化物的沉淀。基于上述认识,建立沉积-变质两阶段钴富集过程模型解释赋存在变沉积岩内的钴矿成因,它不同于经典的沉积岩容矿型层状铜钴矿床成矿模型。     

花岗伟晶岩型稀有金属矿床流体成矿机制研究进展

随着战略性新兴产业的快速发展,稀有金属等关键金属资源的地位日益不可或缺。花岗伟晶岩是最重要的稀有金属矿床成因类型,该类型矿床的成矿流体特征和成因机制是矿床学的热门研究话题。文章主要对花岗伟晶岩型矿床的成矿流体特征和成矿机制进行了探讨。花岗伟晶岩型稀有金属矿床成矿流体普遍富集挥发分（B、P、F和H₂O）和成矿元素,具有低黏度、低成核率、强元素溶解能力和强迁移性。花岗伟晶岩型稀有金属矿床成矿流体形成温压条件存在争议,部分研究者认为形成于高温高压条件,也有研究者认为可能形成于过冷却条件下,温度可能低至350℃。花岗质岩浆高度结晶分异演化和富成矿元素地壳物质小比例深熔是形成成矿花岗伟晶岩的两种主要机制。流体不混溶和组成带纯化是岩浆热液演化过程中稀有金属进一步富集的重要手段。中国规模最大的甲基卡花岗伟晶岩型锂矿是研究该类矿床的理想实验室。      

浙江省萤石矿床区域成矿规律与找矿方向研究

萤石矿是浙江省的优势矿种之一,储量在中国名列前茅。根据矿床成因可分为火山-次火山热液充填型、岩浆期后热液充填型和岩浆热液交代型3种类型。火山-次火山热液充填型萤石矿床主要分布于浙东南火山岩分布区,成矿作用与中生代火山活动关系密切;岩浆期后热液充填型和岩浆热液交代型萤石矿床主要分布于浙西北燕山期花岗岩周围,成矿作用与燕山期岩浆侵入活动密切相关。文章根据浙江省萤石矿床的成因类型、成矿作用、构造环境、成矿时代等特征,可将其归纳为2个成矿系列:与中生代火山-次火山热液有关的萤石矿床成矿系列和与中生代岩浆侵入作用有关的萤石矿床成矿系列。其中,与中生代岩浆侵入作用有关的萤石矿床成矿系列又可分为与燕山期中酸性岩浆期后热液充填作用有关的萤石矿床成矿亚系列及与燕山期中酸性岩浆热液交代作用有关的萤石矿床成矿亚系列。在此基础上,提出了2大萤石矿床成矿系列的找矿方向分别为浙东南晚白垩世火山断陷盆地边缘断裂、火山口环形和放射状断裂及浙西北高氟岩体。     

西南低温成矿域Au-Sb-Hg-Pb-Zn矿床方解石REE地球化学特征及找矿指示

西南大面积低温成矿域是我国Au、Sb、Hg、Pb-Zn等中低温热液矿床的重要基地,各种热液矿床之间是否存在成因关系仍是一个悬而未决的科学问题。方解石是各种热液矿床的重要脉石矿物,本文选择上述各种中低温矿种中的丫他卡林型金矿床、晴隆-巴年锑矿床、拉峨汞矿床、会泽铅锌矿床等作为典型矿床,并对矿床中出露的成矿和非成矿期方解石进行REE对比研究。结果发现,不同类型矿床成矿期方解石明显具有不同的REE特征,卡林型金矿床中显示MREE富集,锑矿床显示M-HREE富集的特征,说明金、锑矿床的成矿流体来源可能与深部隐伏花岗岩体有关;Pb-Zn-Hg矿床整体显示LREE富集,Hg矿床与标准海相碳酸盐岩LREE富集的配分模式一致,但Pb-Zn矿床中轻稀土元素内部具有La、Ce亏损的左倾特征,说明Hg矿床成矿流体可能主要来自于大气降水对赋矿海相碳酸盐岩的溶解作用,铅锌矿床成矿流体可能来自于盆地卤水浸取基底地层及其围岩所形成的混合流体。无论何种矿种,与成矿无关的方解石均具有LREE富集的特征,方解石的上述REE配分模式特征也可作为各种类型热液矿床的重要找矿标志。     

辽宁省铅锌矿床成矿作用研究

辽宁省铅锌矿床,根据其形成背景及物质来源可划分出岩浆热液型、矽卡岩型、陆相次火山热液型、变质海相火山热液型、变质同生沉积型、同生沉积－变质热液再造型、沉积－变质－岩浆热液叠加改造型、盆地热卤水型等８种类型。矿床特征显示出铅锌矿床的形成大多明显地受到了太古代绿岩带及早元古代以来碳酸盐岩地层的控制;在成因上多与优地槽环境下的海底火山活动、地壳深部的热环流作用及活化地台上的岩浆活动有关。铅锌矿床的成矿作     

华北地块北缘金矿床类型及成矿系列

华北地块北缘是我国金矿的主要产地之一。其金的成矿地质背景复杂,主要可分为变质基底区、地槽区、盖层区、中生代火山断陷盆地、构造－岩浆活动带５种类型。该区大部分金矿床与中生代构造岩浆活动有关。以成矿作用为主要依据将华北地块北缘金矿床划分为三大类：一类是侵入岩浆热液型金矿床;一类是火山－热液型金矿床;第三类是沉积－改造型金矿床。结合成矿地质背景分析和矿床类型的划分,将华北地块北缘金矿床划分为三个系列组合     

中国钴资源及其开发利用概况

文章概述了中国钴矿床的类型、时空分布、最新研究进展及开发利用现状，指出世界上共(伴)生主要钴矿床类型在中国均已发现，可归纳为4大类，其中以岩浆型Ni—Cu—Co硫化物矿床、热液及火山成因钴多金属矿床最为重要；中国钴矿的形成可分为6个重要成矿期，划分出7个重要成矿带；尽管钴多以伴生组分产在镍、铜、铁等矿床中，但近年来中国先后发现了一些不同元素组合、不同成因类型的独立钴矿床。鉴于中国当前钴资源比较紧缺和钴消费快速增长，建议既要充分利用好国内外资源，又要加大钴资源勘查及开发利用力度，以满足国民经济发展的需要。     

芳畈-青山口矿带铜、铅、重晶石矿床成因探讨

芳畈-青山口矿带是产出在鄂北中深变质岩区的一条铜、铅、重晶石矿带.文章依据岩石地球化学分析结果的统计分析和硫、氧同位素测定结果,讨论了矿带内矿床的矿质来源、水源、热源等3个矿床成因问题,认为矿带内不同地段不同矿种的矿床属"三源"不同的热液矿床.     

下雷-东平锰矿带矿床特征和成因探讨

下雷-东平锰矿带是我国重要的锰矿矿集区。在矿集区典型锰矿床的野外工作基础上,对含锰岩系和矿石开展了岩石学、岩石化学、微量元素地球化学分析研究,比较了同一锰矿带的下雷式、东平式两类锰矿床特征。结合前人区域构造资料,探讨了下雷式、东平式两类锰矿成因。研究认为下雷式锰矿形成于被动大陆边缘,热水作用参与了锰矿的形成;而东平式锰矿形成于被动大陆边缘向前陆盆地过渡带,成矿过程中火山活动强烈,推测东平锰矿的沉淀富集作用与海底火山喷发具有一定的相关性。     

庐枞盆地龙桥铁矿床中菱铁矿的地质特征和成因意义

龙桥铁矿床是庐枞火山岩盆地中的一个大型的铁矿床,多年来对其矿床成因的认识存在较大的争论.文章在野外地质研究工作的基础上,通过对矿床中菱铁矿的岩矿分析鉴定和电子探针测试,确定了矿床纹层状矿石中的菱铁矿为沉积成因.通过对菱铁矿的产出特征分析,并结合龙桥铁矿床的部分地质地球化学研究成果,认为在该矿床形成过程中,早期沉积形成了纹层状的菱铁矿层,在燕山期的岩浆热事件中,部分沉积菱铁矿被交代形成了磁铁矿和具有残余骸晶结构等一系列矿石交代组构特征的矿物.纹层状矿石既具有沉积特征,也具有热液改造特征,证实了矿床的形成存在早期(三叠纪)的沉积成矿(菱铁矿)作用和晚期(燕山期)的热液成矿(磁铁矿)作用.菱铁矿的研究为进一步确定龙桥铁矿床的成因提供了新的佐证.     

Metallogeny of the Baiyangping Lead‐Zinc Polymetallic Ore Concentration Area,Northern Lanping Basin of Yunnan Province,China

The Lanping Basin in the Nujiang‐Lancangjiang‐Jinshajiang (the Sanjiang) area of northeastern margin of the Tibetan Plateau is an important part of eastern Tethyan metallogenic domain. This basin hosts a number of large unique sediment‐hosted Pb‐Zn polymetallic deposits or ore districts, such as the Baiyangping ore concentration area which is one of the representative ore district. The Baiyangping ore concentration area can be divided into the east and west ore belts, which were formed in a folded tectogene of the India‐Asia continental collisional setting and was controlled by a large reverse fault. Field observations reveal that the Mesozoic and Cenozoic sedimentary strata were outcropped in the mining area, and that the orebodies are obviously controlled by faults and hosted in sandstone and carbonate rocks. However, the ore‐forming elements in the east ore belt are mainly Pb‐Zn‐Sr‐Ag, while Pb‐Zn‐Ag‐Cu‐Co elements are dominant in the west ore belt. Comparative analysis of the C‐O‐Sr‐S‐Pb isotopic compositions suggest that both ore belts had a homogeneous carbon source, and the carbon in hydrothermal calcite is derived from the dissolution of carbonate rock strata; the ore‐forming fluids were originated from formation water and precipitate water, which belonged to basin brine fluid system; sulfur was from organic thermal chemical sulfate reduction and biological sulfate reduction; the metal mineralization material was from sedimentary strata and basement, but the difference of the material source of the basement and the strata and the superimposed mineralization of the west ore belt resulted in the difference of metallogenic elements between the eastern and western metallogenic belts. The Pb‐Zn mineralization age of both ore belts was contemporary and formed in the same metallogenetic event. Both thrust formed at the same time and occurred at the Early Oligocene, which is consistent with the age constrained by field geological relationship.     

江西德兴地区主要矿床类型、成矿地质征及其因关系

江西德兴地区是中国重要的金属矿产资源聚集地,主要矿床有德兴斑岩铜矿(包括朱砂红、铜厂和富家坞)、金山金矿、银山Pb-Zn-Ag多金属矿和蛤蟆金矿等.这些矿床可以划分为与剪切带有关的金矿和与岩浆热液成矿作用有关的铜金钼铅锌银矿床(如德兴斑岩Cu-Mo-Au矿床和银山Pb-Zn-Ag-Cu-Au矿床).在控矿构造、成矿元素...     

西南三江碰撞造山带沉积岩容矿Pb-Zn-Ag-Cu贱金属复合成矿与深部过程

西南三江特提斯造山带中新生代沉积盆地中(沱沱河、玉树、昌都和兰坪-思茅地区)发育包括金顶超大型铅锌矿床在内的一系列以沉积岩容矿的Pb-Zn-Ag-Cu贱金属矿床,构成长达千余千米的青藏高原东缘贱金属成矿带。作为大陆碰撞环境成矿谱系的重要矿床类型,加强这些矿床的理论研究对提高和完善大陆碰撞造山成矿理论和指导找矿勘查等具有重要意义。已有研究表明这些Pb-Zn-Ag-Cu矿床的分布受盆地形成后新生代大型逆冲推覆-走滑构造控制,其容矿岩石和成矿作用特征与SEDEX和MVT矿床存在明显的差异,矿床成矿流体表现出多来源混合的特征,成矿与深部过程密切相关。尽管取得重要进展,但由于缺乏高精度年代学数据制约,成矿动力学背景及其与碰撞造山的时空联系存在较大争议。一些矿床的研究显示复合成矿迹象,但是复合成矿过程与深部驱动等问题仍不清楚。近年来我们以兰坪和昌都盆地的Pb-Zn-Ag多金属矿床和Cu多金属矿床为重点研究对象,系统开展了成矿年代学、成矿流体源-运-储系统和复合成矿机制以及深部过程对成矿制约等方面研究。结果表明,兰坪盆地西缘Cu(Mo)多金属矿床主要形成于48～58Ma,兰坪和昌都盆地Pb-Zn-Ag多金属矿床主要形成于27～33Ma。成矿流体表现出明显的多来源混合的特征,主要存在三种类型:1)变质流体与盆地卤水或大气降水复合成矿,以金满-连城Cu矿床为代表; 2)盆地卤水与大气降水复合成矿,以金顶Pb-Zn矿床为代表; 3)盆地卤水和岩浆流体复合成矿,以拉诺玛Pb-Zn-Sb矿床为代表。兰坪盆地西缘Cu矿床主要形成于新生代印度-欧亚大陆主碰撞挤压阶段,与成矿密切相关的变质流体可能来源于陆-陆碰撞俯冲引起的高压变质。Pb-Zn矿床主要形成于印度-欧亚大陆晚碰撞构造转换环境,构造挤压和造山隆起驱动盆地流体迁移,同期的岩浆活动主要为成矿提供热驱动力或成矿物质。     

赞比亚铜带省铜矿成因分析

中非(赞比亚―刚果(金))沉积型铜矿以其拥有高品位的大型超大型铜、钴矿床和众多的世界级铜矿山而闻名于世。铜矿类型可分为沉积型铜矿、热液脉型铜矿、变质热液型铜矿三类。沉积型铜矿床形成后,受到深部含矿岩浆热液的侵入形成脉状铜矿,可能还有斑岩型铜钼矿的成矿作用,叠加富集原有的沉积型铜矿床。硫同位素结果显示,硫源主要为成岩硫化物和海水硫酸盐的混合硫,受到深源岩浆或岩浆热液叠加改造。沉积型铜矿成矿年龄880~735Ma,后期岩浆热液型铜钼矿成矿年龄为514~502Ma。这些发现对进一步认识总结中非铜矿带上的矿床成因及成矿规律具有重要意义。     

粤北盆地流体系统及其矿化特征

盆地构造演化流体系统矿化作用是当代矿床学研究的新课题。盆地演化过程 ,压实流体系统温度场、动力场和地球化学场可以通过地质研究和数字模拟来重塑。粤北晚古生代沉积盆地存在 3种类型的矿化流体。大宝山型流体与岩浆热动力作用有关 ,形成海底火山热液沉积多金属矿床 ;凡口型流体与深部建造的循环热液有关 ,形成中低温海底热泉喷溢沉积铅锌银汞矿床 ;红岩型流体与盆地成岩压实水有关 ,形成低温单一黄铁矿矿床。红岩地区盆地压实流体系统在盆缘古隆起地段形成红岩型黄铁矿矿带的同时 ,还形成特征的白云岩化作用。白云岩产状和组构、白云石“亮边”和“雾心”特征及地球化学特征表明 ,红岩型诸矿床的成因与盆地沉积物压实过程形成的流体有关     

中上扬子地块周缘主要金属成矿系统及成矿谱系

中上扬子地块周缘巨型成矿带是多旋回多阶段构造演化背景下成矿作用的产物。主要的成矿系统包括沉积-热水沉积成矿系统类、后生盆地流体成矿系统类、岩浆热液成矿系统类三大类。南华纪沉积-热水沉积锰成矿系统、震旦纪沉积-热水沉积铅锌成矿系统、震旦纪—寒武纪沉积-热水沉积银钒多金属成矿系统、二叠纪沉积-热水沉积锰成矿系统主要发育在古大陆边缘且形成于大地构造挤压向拉张的转换期,大型、超大型矿床定位受大陆边缘构造网络系统的制约,成矿的有利环境是拉张断裂控制的裂陷槽,同生断裂系统和深部含矿流体的持续补给是关键的控矿要素。印支—燕山早期后生盆地流体Pb-Zn成矿系统是本区主要的成矿系统且发育在盆山结合带,大型、超大型矿床定位主要受断裂、层位与岩性联合控制。燕山期岩浆热液型Pb-Zn多金属成矿系统受侵入接触构造体系控制,Pb-Zn矿体主要发育在外带;燕山期岩浆热液型Au多金属成矿系统主要发育在盆山结合带,大型、超大型矿床定位受断裂、褶皱构造和隐伏花岗岩的联合控制。本文初步构建了中上扬子地块周缘主要金属矿床成矿谱系。     

内蒙古大兴安岭中北段铜铅锌金银多金属矿床成矿规律与找矿方向

本文根据内蒙古大兴安岭中北段地质构造演化、成矿特征、中俄蒙邻近地区矿产分布和近年来的地质和找矿工作进展,划分了地质构造单元和成矿区带,总结了该地区主要矿床类型和成矿时代分布规律,提出了多金属矿的找矿方向。本文将大兴安岭中北段可以划分为额尔古纳地块、鄂伦春晚华力西褶皱带和东乌旗早华力西褶皱带三个Ⅲ级构造单元,细分为满洲里-新右旗中生代火山-深成岩隆起区等14个Ⅳ级构造单元。工作区主要矿床类型有矽卡岩型、斑岩型、热液型,其次为海相沉积型、岩浆熔离型、砂矿型和云英岩型,其中斑岩型和热液型矿床是主要矿床类型,热液型矿床可以细分为6个子类型。矿床的分布总体上具有北东呈带、北西向成行特点,根据矿床的分布和区域构造特征可以分为德尔布干和东乌旗-兴安两个北东向Ⅲ级成矿带,13个Ⅳ级成矿区。从成矿时代上看,矿床的形成经历了从早古生代至晚中生代的很长时间,而已晚中生代为主。但不同类型矿床的成矿时代分布有很大差异。单一的斑岩型铜（钼金）矿从早古生代延续至燕山期,而其他类型矿床均形成于燕山期。提示在大兴安岭今后的找矿工作中对于矽卡岩型和热液型矿床主要集中于燕山期构造岩浆活动区,而斑岩型矿床找矿则应同时注意古生代和中生代等构造岩浆活动区。