浙江庆元离子吸附型稀土矿成矿母岩锆石U-Pb测年与Hf同位素特征

近年来,浙南地区首次探获了大型离子吸附型稀土矿,进一步拓宽了我国南方该类型稀土矿空间分布范围。为深入研究浙南地区离子吸附型稀土矿的成矿特征,本文对南岭造山带东段浙江庆元地区离子吸附型稀土矿成矿母岩黑云母二长花岗斑岩进行同位素年代学和Hf同位素测试分析。研究结果表明,采自岩体地表样品锆石年龄为(135.18±0.18) Ma(n=19,MSWD=0.25),ε_(Hf)(t)范围为-15.19～-8.84,Hf的二阶段模式年龄(T_(DM2))为2423～2991 Ma;采自钻孔岩体样品锆石的年龄为(135.46±0.16) Ma(n=18,MSWD=2.0),ε_(Hf)(t)范围为-15.21～-9.75,Hf的二阶段模式年龄(T_(DM2))为2504～2993Ma,二者均显示该岩体成岩年龄为早白垩世。其次,ε_(Hf)(t)<0,T_(DM2)>>t_((U-Pb)),t-ε_(Hf)(t)图解分布于上地壳线以上,表明岩浆来源以地壳重熔为主。综合研究表明,浙江庆元离子吸附型稀土矿成矿母岩形成于浙闽交界地区燕山晚期构造活动时期,主要由古太平洋板块向华南地块下俯冲,玄武质岩浆底侵,引起上地壳部分熔融、再循环而形成的。     

中国泥炭矿成矿规律与开发利用

泥炭是具有重要意义的新兴产业矿产，是传统矿产向新兴产业矿产“华丽转身”的典型。全球泥炭资源的总量约为5000亿吨，我国的泥炭资源总量仅为124. 96亿吨，资源量较为丰富，质量中等，但需要量在上升。我国泥炭的分布具有普遍性和不均匀性，成矿时代为第四纪(全新世)，更早的泥炭多已经历成煤的早期阶段而转变为褐煤。我国的泥炭矿床类型主要以富营养草本泥炭为主，木本为辅，藓类泥炭次之。本文在对1988年全国泥炭报告中罗列的5719处泥炭矿产地进行梳理的基础上，总结其成矿规律，根据资源规模厘定出5个大型矿集区，7个中小型矿集区，3个大型预测区，为泥炭勘查工作提供依据。离最近一次全国泥炭资源调查已30年，多处泥炭地由于全球气候变化、城市化发展等原因而消失，非常有必要重新评估。需要强调的是，泥炭的用途已经不再是“燃料”矿产，不再主要用于取暖，而在节能环保、生物等战略性新兴产业中发挥特殊作用，故应该从生态文明建设、碳汇、环境保护、生物技术等角度创新定位其功能和用途。鉴于泥炭的新用途及其利用趋势，《中国矿产地质志》编委会建议将其定位为非金属矿产而非“能源”矿产，据此提出开发利用建议。     

关键金属元素分析测试技术方法应用进展

以稀有、稀散、稀土、铂族元素为主体的战略性关键金属矿产资源,在新材料、新能源和信息技术等新兴产业中发挥着越来越关键的作用。随着我国关键矿产资源地质调查的不断深入,关键金属元素以其赋存基体复杂、不同矿物含量差异大、化学性质不稳定等特点对分析测试技术提出了新的挑战。本文根据化学组成不同,对关键金属元素主要赋存基体进行了分类,主要分为硅酸盐、碳酸盐、硫酸盐、钨酸盐、磷酸盐、氧化物、硫化物、卤化物等。对于不同的基体岩石矿物,通常采用酸溶法(硝酸-氢氟酸组合、王水)或碱熔法等传统溶样方法进行化学消解。评述了当前关键金属元素测试常用的电子探针、电感耦合等离子体质谱、电感耦合等离子体发射光谱、X射线荧光光谱等仪器的特点及应用,总结了关键金属元素分析过程中出现的样品难溶解、回收率不完全、测试过程氧化物和同质异位素干扰、样品和标准基体不一致等常见问题,并提出了相应的解决方案。微区原位分析凭借其高效率、低成本、高空间分辨率的优势,以及野外现场分析凭借其简单快速、贴近野外工作的特点是关键金属元素测试技术发展的主要趋势。     

新疆别也萨麻斯矿区钽锰矿的矿物学特征及其TIMS U-Pb定年

钽矿是我国的紧缺资源,近年来对别也萨麻斯地区钽矿取得了找矿新进展,包括新矿点的发现以及花岗伟晶岩型稀有金属资源的找矿突破。区内伟晶岩脉广泛发育,为探究含矿脉体的成矿时代、查明区内典型铌钽矿物的矿物学特征,本文以L18号伟晶岩脉中的钽锰矿为研究对象,对其物理性质、化学成分、地质年代等进行了分析。应用电子探针测试钽锰矿的化学组成,热电离质谱法(TIMS)测定其U-Pb年龄,确定含矿脉体的形成年代。结果表明,研究区钽锰矿中Ta_2O_5含量为51.58%～74.80%,均值68.49%,Nb_2O_5含量为6.15%～27.63%;部分主量元素分布不均,未表现出规律的分带性,但矿物颗粒中心部位的CaO含量较边部低,横剖面上SiO_2含量相对稳定,TiO_2与WO_3显示不规律波动。这种特征表明钽锰矿并非单纯由结晶分异作用形成,而是可能受到了后期交代作用的影响。钽锰矿的U-Pb年龄为160Ma,说明钽锰矿化发生于晚侏罗世早期,与围岩海西期二云母花岗岩相差甚远,后者并非L18号脉体的成矿母岩。     

四川甲基卡锂矿伟晶岩转石分布区“3定2参”大比例尺填图法及其在青藏高原应用的意义

我国西部地区无论是新疆阿尔泰还是地处青藏高原的西昆仑地区或是松潘-甘孜成矿带,都是我国伟晶岩型矿床找矿远景区,但要么剥蚀严重,要么第四系覆盖,难以找到好的地质露头。本文以地处青藏高原东南缘的川西甲基卡矿田为例,通过近10年来的实践,探索出一套在第四系覆盖严重但又有伟晶岩转石分布地区的填图找矿方法--"3定2参"1∶2000伟晶岩转石填图法,即:定伟晶岩转石类型、尺度、密度,参考矿区内伟晶岩脉产状和地形条件。实践证明,该方法能够快速有效识别伟晶岩转石类型(冰碛物、坡积物和原地或半原地型),并可进一步确定第四系覆盖区内伟晶岩脉的类型、产状及规模,为钻探工程部署提供依据。2019年在甲基卡经8个钻孔验证,在日西柯第四系覆盖区内发现16条花岗伟晶岩脉,其中锂辉石伟晶岩脉10条,实现了新的找矿突破。这一方法同样在可尔因矿集区适用,并指导2019年"松潘-甘孜成锂带锂铍多金属大型资源基地综合调查评价"项目在上述两个地区实施钻探验证,初步探获新增氧化锂资源量超过15万吨,值得进一步推广应用。     

江西牛形坝-柳木坑金银铅锌多金属矿床铋矿物类型及指示意义

江西银坑矿田的牛形坝-柳木坑矿床是赣南于都-赣县矿集区典型的金银铅锌多金属矿床。根据野外调研、系统矿相学研究和电子探针成分分析,表明铋在牛形坝-柳木坑矿床中是一种重要的伴生矿化金属元素,呈独立矿物或呈微细矿物包体分布在早期硫化物内部或边缘。铋矿物种类丰富,主要包括块硫铋银矿、硫铋银矿、板硫铋铜铅矿、针硫铋铅矿、硫铜铋矿、库辉铋铜铅矿、辉碲铋矿等。与同一矿集区石英脉型盘古山钨铋矿床相比,两矿床铋矿物种类均出现Pb-Ag-Bi-S、Te-Bi-S元素组合,赋存形式和含量有所不同,Cu-Pb-Bi-S元素组合仅在牛形坝-柳木坑矿床出现。矿床属于Au-Bi-(低Te)-S体系,铋盐矿物形成于中低温、中高密度、低盐度的成矿环境。从岩浆中分馏出来的成矿流体发生减压沸腾迫使大量蒸汽相逸散,硫逸度增加,铋主要以硫络合物形式运移,随着黄铁矿等硫化物沉淀,硫被大量消耗形成金矿物和碲化物(碲银矿)。成矿流体演化过程中由于温度和硫逸度进一步降低导致在成矿后期沉淀出大量铋硫盐矿物。成矿过程中的Bi促进金的迁移富集。铋矿物在两矿床中的赋存特征、化学成分、形成环境以及沉淀机制等表现出差异,说明铋具有成矿选择性,起到对成矿物质示踪的作用。     

基于面向对象分类的稀土开采区遥感信息提取方法研究

离子吸附型稀土矿是我国宝贵的矿产资源,运用遥感影像分类技术提取稀土开采区可以准确地实现对稀土开采状况的监测,但仅利用光谱信息往往难以保证分类精度。本文以江西寻乌稀土矿区为研究区,以IKONOS影像为数据源,应用面向对象分类方法提取了稀土开采区的遥感信息。针对稀土开采区的分布特点,选择基于边缘的分割算法进行影像分割;结合地形信息、光谱信息及几何信息建立规则集,进行特征提取;最后采用隶属度函数法实现面向对象分类,并与传统的光谱角填图分类进行对比分析。研究结果表明,面向对象分类法提取稀土开采区的总体精度为92.49%,Kappa系数为0.857 6,与传统监督分类方法相比有了很大的提高。     

锂同位素地球化学在地热流体水岩反应中的应用——以川西现代富锂热泉研究为例

高温流体的化学组成及同位素特征是深部环境信息的重要载体。本文基于锂同位素地球化学方法系统分析了川西现代热泉地热流体的水化学特征、水岩反应过程、补给来源、水岩反应温度及循环深度。研究结果显示,茶洛热泉水化学相类型为HCO₃-Na型,与地表水和冷地下水的HCO₃-Ca型存在明显区别。利用锂同位素温标估算茶洛热泉的水岩反应体系温度为227.80±19.84℃(2σ,n=8),热循环深度为7348.08m±684.26m(2σ,n=8)。茶洛热泉水化学成分主要受水岩反应控制,处于非平衡向局部平衡过度。高K、Li、F、Cl等与花岗岩岩体有关的特征元素表明水岩反应中以与花岗岩岩体反应为主导,估算其贡献率约为75.34%。矿物饱和指数的计算,显示了热泉水中的白云石、萤石、霞石、方解石处于过饱和状态;钾盐以及大多数样品的石膏、硬石膏处于不饱和状态;石盐则趋近于平衡状态。锂元素浓度及锂同位素分析结果表明,热泉中的锂元素浓度远高于地表水和冷地下水,且富集较轻的锂元素。锂同位素质量平衡拟合估算与茶洛热泉水进行水岩反应的岩体的锂元素浓度为13.43±7.04×10<...     

新疆卡鲁安硬岩型锂矿床成矿流体性质：来自He—Ar同位素证据

卡鲁安锂矿床位于新疆北部的阿尔泰造山带,是以锂辉石为主要矿石矿物的硬岩型锂矿床。前人对该矿床的岩石成因、成矿机制及构造背景已经有了初步的认识,但对该矿区内成矿流体的研究仍是空白,这将在一定程度上影响对矿床成因的认识。本文通过分析卡鲁安伟晶岩中锂辉石和石英流体包裹体He、Ar同位素组成,对成矿流体进行示踪研究。研究表明,含矿伟晶岩的n(3He) /n(4He) 为0. 25~3.19 Ra（平均0.97 Ra）,无矿伟晶岩与外围伟晶岩n(3He) /n(4He) 为0.13~5.32 Ra（平均1.13 Ra）,均介于壳源与幔源He之间。根据成矿流体的壳幔二元混合模式进行计算：含矿伟晶岩中的地幔流体比例为3.55% ~ 48.92%,平均值为14.67%;无矿伟晶岩与外围伟晶岩地幔流体占比为1.70% ~ 81.79%,平均值为17.13%。含矿伟晶岩成矿流体的n(40Ar) /n(36Ar)为552.50~13353. 00,n(40Ar*)相对含量为46.52% ~ 97.79%,平均值为87.25%,大气的Ar贡献平均为12.75%。分析结果显示,成矿流体主要以壳源流体为主,部分幔源流体和改造型饱和大气水的混合流体,随着成矿作用的进行,地幔He与大气饱和水改造Ar皆有所减少。值得注意的是卡鲁安锂矿床成矿流体中幔源物质并非真的来自于地幔物质上侵,更有可能是来源于元古代的不成熟陆壳熔融。新疆卡鲁安锂矿床形成于陆—陆碰撞造山作用晚期的后碰撞造山阶段,造山后期的伸展导致含幔源物质的古老地壳与年轻地壳减压熔融,熔融所形成的岩浆流体随后经大气降水改造为成矿流体。