冈底斯成矿带林周县程巴矽卡岩铜多金属矿床特征：对藏南区域古新世铜矿床的找矿启示

冈底斯是全球重要的斑岩-矽卡岩铜矿床的成矿带之一,发育侏罗纪(173～160 Ma)和中新世(26～12 Ma)两期矿化事件.印度与亚洲大陆主碰撞期(65～50 Ma)形成了该带规模最大的壳幔混源岩浆岩,而藏南能否形成大中型规模的斑岩-矽卡岩铜矿床一直是个未解之谜.文章获得冈底斯带东部程巴大型矽卡岩铜多金属矿床中与黄铜矿共生的辉钼矿Re-Os模式年龄和含矿花岗闪长岩U-Pb年龄分别为(58.9±0.9)Ma、(57.6±0.4)Ma,认为它是主碰撞期首例矽卡岩铜矿床.含矿岩体可见自形角闪石早于斜长石,与甲玛超大型斑岩-矽卡岩型铜矿床具有类似的含矿地层、矽卡岩矿物组合和成矿元素分带特征.结合区域构造背景的资料,笔者提出冈底斯成矿带东部具有寻找古新世斑岩-矽卡岩铜矿床的潜力.     

华南地区三叠纪矿床地质特征、成矿规律和矿床模型

华南以中生代成矿大爆发为特征,燕山期矿床成矿规律的研究程度较高,近年来发现越来越多的三叠纪矿床,但三叠纪矿床的分布规律和矿床模型是值得关注的重要科学问题。本文基于最新研究成果,论述华南三叠纪矿床地质特征和矿床类型,提出成矿规律,初步地建立成矿动力学模型。华南地区三叠纪矿床分布较为广泛,目前确定的46个三叠纪矿床分布于5个区带,形成于晚三叠世 (230~200 Ma),被划分为花岗岩有关的钨锡多金属矿床、侵入岩有关的远端金锑矿床、卡林型金矿床和MVT型铅锌矿床4种主要类型。在空间上,华南三叠纪矿床存在成矿元素分带性,由西向东依次为MVT型铅锌矿床、卡林型金矿床、侵入岩有关的远端金锑矿床、花岗岩有关的钨锡多金属矿床。华南5个成矿区带普遍存在印支期和燕山期的叠加成矿作用,在南岭西段桂北苗儿山—越城岭和滇东南老君山地区还发育加里东和印支期的叠加成矿作用。     

湖南龙山锑金矿床白云母~(40)Ar-~(39)Ar年代学及其意义初探

龙山锑金矿是湘中Sb-Au矿集区内规模最大的脉状锑金矿床,但其精确的成矿时代尚未厘定。本次工作发现该矿床第Ⅰ成矿阶段的石英硫化物脉中发育少量的热液白云母。通过40Ar-39Ar年代学测定,确定了白云母的~(40)Ar-~(39)Ar同位素坪年龄为162. 5±1. 8Ma,相应的等时线年龄为161. 1±1. 2Ma(MSWD=1. 0),反等时线年龄为161. 1±1. 2Ma(MSWD=1. 0)。根据矿物共生组合特征,认为白云母的~(40)Ar-~(39)Ar坪年龄能代表龙山锑金矿床的成矿年龄。结合湘中地区其他锑(金)矿床的年代学研究成果,本文认为,该地区在155~162Ma之间有一次热液成矿事件,与南岭地区165~150Ma与花岗岩有关的钨锡多金属矿床的成矿时代相一致。湘中地区已有的S同位素地球化学和地球物理学资料表明,该地区锑金矿床的形成可能与岩浆作用有关,类似于南岭地区晚侏罗世钨锡多金属矿床的构造背景。     

21世纪以来中国关键金属矿产找矿勘查与研究新进展

关键金属作为全球高科技产业不可或缺的战略性资源,其成矿作用及找矿勘查均是目前国际矿床学领域关注的热点。近年来,中国在关键金属Li、Rb、Nb、Ta、W、Sn、Ni、Co、Mn和离子吸附型稀土矿找矿勘查及成矿作用研究方面取得了一系列重要突破和认识。文章初步系统地总结了中国进入21世纪以来不同类型关键金属矿床的主要勘查成果及全球关键金属矿产研究新进展。在前人研究基础上,研究总结认为锂循环与成矿主要在上地壳内部,而REE在大陆聚合与裂解以及壳幔之间循环并成矿。针对主要关键金属矿床的成矿作用和成矿环境,并考虑共伴生特点,将主要的关键金属矿床划分为8种成因类型:①与花岗岩-伟晶岩有关的W、Sn、Nb、Ta、Li、Rb、Cs、Be矿床;②与碳酸岩-碱性岩有关的REE、Nb、U矿床;③与镁铁质-超镁铁质岩有关的Ni、Co、Cr、Pt族元素矿床;④低温热液型Tl、Te矿床;⑤多种类型热液矿床中的伴生组分,包括Re、Ge、In、Cd、Tl、Te、Se、Sc、Ga等;⑥表生沉积型(包括铝土矿和煤矿中的伴生组分)矿床,例如Mn、V、Ni、Mo、Co、Li、Ga、Tl、Ge、V、Sc、Nb、Ta等;⑦与表生盐湖有关的Li、Rb、Cs矿床;⑧与表生风化作用有关的离子吸附型REE矿床。希望该分类能作为新一轮关键矿产研究的基础。     

长江中下游成矿带含稀散金属矿床特征初探

稀散金属是关键金属的重要部分,其矿化特点和成矿规律等方面受到矿床学界高度关注。文章总结了全球稀散金属矿化类型和分布规律,除了镓、镉和铊矿床外,其他锗、硒、铟、碲和铼5种稀散金属普遍伴生于斑岩-矽卡岩铜矿系统。笔者初步地绘制了全球斑岩型和矽卡岩型稀散金属的分布图、长江中下游成矿带含稀散金属矿床的分布图,指出长江中下游成矿带有2种不同类型含稀散金属矿床:一类呈伴生产于斑岩-矽卡岩铜铁金和铅锌矿床,以多种稀散金属为特征;另一类呈独立稀散金属矿床;以前者为主。文章以长江中下游矿成矿带鄂东南丰山矿田为例,介绍碲和铊的赋存状态,初步地建立了矽卡岩铜金碲矿床+远接触带低温金铊碲矿床组合模型。最后提出矽卡岩型稀散金属矿床重点关注的科学问题,建议加强氧化型含金矽卡岩矿床伴生的稀散金属矿床的成矿机制研究。     

鄂东矿集区矽卡岩型铁矿的叠加富集机制:来自磁铁矿结构和矿石品位数据的制约

矽卡岩型铁矿是我国重要的铁矿类型之一,但该类型铁矿床的品位存在两极分化的现象。本文对鄂东矿集区内典型的矽卡岩型铁矿:大冶铁铜矿、程潮铁矿和金山店铁矿开展详细的磁铁矿显微结构对比,并利用概率图解法对这三个矿床的矿石品位数据进行了筛分。发现在大冶铁铜矿和程潮铁矿中的磁铁矿至少有两个世代,发育明显的叠加结构,且叠加结构在光学显微镜和背散射电子照片中可以识别出来;金山店铁矿中局部矿石也发育叠加结构。这些矿床中代表性勘探线的钻孔品位数据的累积频率曲线具有由低值(TFe 18. 04%～33. 03%)和高值(TFe 48. 97%～55. 63%)两个非相交总体所形成的混合分布模式,剔除低品位数据(TFe 20%)再次筛分其分布模式不变,但单一总体的参数有所改变。磁铁矿结构和品位数据筛分结果表明,这些矿床可能是两个或多个期次/阶段成矿作用叠加的结果,但不同矿床的叠加程度略有区别,大冶和程潮铁矿叠加程度较高,而金山店则相对较弱,这可能是导致大冶和程潮矿床整体为富铁矿而金山店铁矿只有局部是富铁矿的重要原因。因此,叠加富集可能是矽卡岩型铁矿中铁高效富集的一种重要机制,多世代磁铁矿的发育范围和叠加程度可以在一定程度上反映高品位矿石的分布状况,其叠加程度可以作为矽卡岩型富铁矿的找矿线索。     

华北克拉通北缘岩浆Ni-Cu-(PGE)硫化物矿床地质特征、形成时代及其地球动力学背景

基于以往研究成果,笔者比较详细而全面地总结了华北克拉通北缘Ni-Cu-(PGE)硫化物矿床的基本特点、时空分布规律,并将该成矿带划分为四个成矿亚带:①吉黑成矿亚带、②辽吉成矿亚带、③燕冀成矿亚带和④白云鄂博成矿亚带.文中重新厘定了各个成矿亚带的形成时代,得出华北克拉通北缘Ni-Cu-(PGE)矿有三个主要成矿期,即古元古代吕梁期(2242～1 962 Ma)、晚古生代海西晚期(289～265 Ma)和早中生代印支期(225～216 Ma).这三大成矿期所对应的地球动力学背景分别为华北克拉通北缘边缘裂陷环境     

“关键金属成矿作用” 主题专辑目次

关键金属或关键矿产资源是国际上最近提出的概念,指当前和未来相当长时间内现代社会可持续发展所必需但在稳定供应方面存在较高风险的金属矿产资源,主要包括稀有金属(如铌、钽、锂、铍、铷、钨等)、稀土金属(如钆、镝、镱、钇和钪等)和稀散金属(如碲、镉、镓、锗等)。关键金属由于具有极度耐高温、耐腐蚀、光学和电磁性质优良等物理化学特性,是支撑航空航天、电子信息、高端制造、新能源、新材料等重点领域发展的重要基础原材料,不仅对我国国家经济社会发展和国防安全十分关键,而且成为工业4.0时代全球经济发展和先进制造业的重要战略资源。在此背景下,美国、欧盟、日本、澳大利亚等相继提出本国的关键矿产目录和清单,明确其供应安全为国家战略,并指出与中国的竞争关系。显然,对关键金属矿产资源的控制和勘探开发利用已不可避免地成为大国资源博弈的焦点。如2011年以来,美国能源部、地调局、内政部和商务部相继发布关键矿产战略、关键矿产评估、关键矿产资源及关键矿产清单、确保关键矿产安全可靠供应的联邦战略等一系列重要报告,欧盟也陆续制定自己的关键金属矿产资源战略、关键原材料清单、欧盟关键矿产、欧盟关键原材料2050愿景与科技创新路线图等。 键金属在地质上有4个显著特点:一是在岩石圈中的丰度很低,通常需要特殊的地质过程和元素的超常富集才能形成具有工业意义的矿产;二是探明资源储量程度较低,难以满足世界各国日益增长的需要;三是部分稀有分散元素难以形成独立矿床,通常以伴生元素的形式赋存在各类矿床中,对这类元素的有效分离和高效利用仍是一个难题;四是关键金属矿产在全球范围内分布极度不均,没有任何一个大国的关键金属能实现自给自足。上述地质属性为关键金属元素来源的示踪、关键金属矿产的勘查评价和元素的提取分离等带来了困难和挑战。正因为如此,关键金属元素的成矿作用机制和资源分布规律研究已成为国际地球科学的热点问题和前沿领域。近年来中国科学技术部和国家自然科学基金委员会等部门相继启动多个专项研究计划,力图推动我国关键金属成矿作用理论创新及勘查评价和资源利用的关键技术突破,如科学技术部启动了“战略性矿产勘探开发利用”重点专项,国家自然科学基金委员会启动了“战略性关键金属超常富集成矿动力学”重大研究计划,中国地质调查局启动了“战略性新兴产业矿产调查”工程,等等。这些专项计划的主要目标是通过加强关键金属矿产资源的研究、勘查、评价和开发,为保障我国战略性新兴产业需求和国家安全、提升国际博弈的控制力和话语权提供重要的理论依据、科技支撑和决策咨询。 为了展示近年我国关键金属矿产资源研究和勘探方面的成果,《地学前缘》编辑部委托我们邀请相关专家组织 “关键金属成矿作用”主题专辑,经过特约主编初选和同行专家审稿,最终接收14篇论文在本专辑发表,主要涉及铷、稀土、锗、锂、铍、铌、钽、锡、锑、铂族元素等关键金属的研究成果。根据研究内容,将论文归为5个栏目,分别为主题综述篇、稀土金属矿床成矿机制与成矿模式、稀有金属矿床成矿过程及勘查进展、稀贵稀散金属成矿构造背景及成矿规律、高纯石英的矿物学研究进展及工业应用,考虑到钒、锑为重要的关键金属,论文较少,一并放到稀贵稀散金属栏目中。 稀土金属矿床成矿机制与成矿模式方面有4篇论文。邓淼等总结全球最大的稀土矿床——白云鄂博矿床的成因研究进展,从矿床地质特征、矿物学特征、成矿时代、成矿流体和稀土元素来源等方面介绍了前人对白云鄂博矿床成因研究取得的主要成果和认识,提出了今后值得重点关注和需要进一步研究的问题和方向。梁晓亮等从花岗岩原生稀土矿物或富稀土元素矿物的溶解、原生矿物向次生矿物的转变、离子吸附型稀土矿床中的赋存状态、吸附和分异机制等方面综述了离子吸附型重稀土矿床的矿物表面/界面反应机制及其对表生淋滤过程中稀土元素活化、迁移、分异和富集的重要作用,为全面理解离子吸附型稀土矿床的成因机制提供了新的思路。易泽邦等通过利用新的物理和化学技术方法提取了广西平南地区花岗岩风化产物中的纳米微粒并准确获得其中的稀土元素含量,阐明了富稀土风化壳中纳米微粒的稀土元素组成和分布特征,为揭示花岗岩风化过程中稀土元素分异富集过程、阐明我国华南离子吸附型稀土矿床的成因机理提供了新的途径和思路。杨道明等基于现有实验岩石学的研究,总结分析和探讨了控制火成碳酸岩中稀土元素和稀有金属元素铌成矿的关键因素,为深入理解火成碳酸岩有关稀土和稀有金属元素成矿、评价火成碳酸岩成矿潜力提供了新视角。 稀有金属矿床成矿过程及勘查进展方面有5篇论文。陈雪锋等对近年来在江南隆起带新发现的西坞口花岗岩型大型铷矿床铷的赋存状态和富集成矿机制进行研究,揭示铷主要以类质同象的方式赋存在多硅白云母中,提出岩浆 热液过渡阶段由于氟含量的升高使岩浆体系中的硅氧四面体、铝氧四面体及其聚合体发生解聚作用,从而使架状硅酸盐向层状硅酸盐矿物转变,促使大量富铷多硅白云母的结晶形成工业铷矿床。唐勇等综合分析了前人对稀有金属矿物在硅酸盐熔体中的溶解度及其影响因素研究,初步建立了二者的定量关系,认为温度和铝饱和指数是影响熔体中稀有金属矿物溶解度和是否形成稀有金属独立矿物的主要因素,提出由岩浆侵位、分离结晶以及流体作用等引起的降温和铝饱和指数增加是稀有金属矿物富集成矿的主要机制。夏祥标等报道了在北喜马拉雅成矿带首次发现、具有超大型资源前景的错祥林铍锡多金属矿床地质矿化特征,划分出4种矿化类型,即夕卡岩型、锡石 石英脉型、锡石 硫化物型和花岗伟晶岩型,识别出两期成矿作用,在此基础上总结了找矿标志,提出了找矿方向。余小灿等对华南江汉盆地近年来新发现的低镁/锂比值深层卤水锂资源的成矿地质背景、富锂卤水水化学特征、富锂卤水赋存的地层与岩性特征进行了详细描述,综述了富锂卤水矿床的成因和勘查进展,对富锂卤水的开采技术和资源利用进行了分析展望,提出深层富锂卤水绿色高效开采与提取技术攻关和相关勘查开发规范的制定是未来研究的重点。周振华等对大兴安岭南段锡多金属矿床的矿化类型、成矿系统、时空分布、成矿模式和成矿规律进行了系统总结,探讨了锡多金属成矿作用机制和成矿动力学背景,丰富了区域锡多金属矿床成矿理论,对区域找矿勘查具有重要指示意义。 稀贵稀散金属成矿构造背景及成矿规律方面有4篇论文。张铭杰等研究了我国西部新元古代和古生代典型岩浆型铂族元素矿床的成矿条件,讨论了铂族元素的源区特征、岩浆过程、迁移形式和多阶段富集过程,总结了岩浆演化过程中铂族元素发生超常富集和成矿的主要机理和地球动力学背景。孔志岗等研究了川滇黔铅锌矿集区大梁子大型富锗铅锌矿床控矿构造的成生序列、构造演化、构造样式及其控矿机制,在此基础上提出矿区南部和西部类似构造分布区为找矿有利部位。郑有业等分析了北喜马拉雅成矿带典型锑矿床的地质特征、矿化特征、矿床地球化学组成和矿床时空分布规律,基于多元素化探异常分析提出了找矿远景地段,划分了最具找矿远景的区域,提出北喜马拉雅成矿带有望成为我国最重要的锑资源勘查开发后备基地。徐林刚等对南秦岭早寒武世千家坪钒矿床的成矿物质来源和古海洋环境进行了研究,认为钒主要来自海水沉积,早寒武世早期南秦岭古海洋表层为氧化性水体,深层为缺氧水体,钒矿床形成于缺氧环境。 高纯石英虽然一般不被列入关键矿产,但在高新技术产业(如半导体、高温灯管、通讯、精密光学、微电子和太阳能等)中应用广泛,发挥了关键作用。因此,本专辑特邀中国科学技术大学杨晓勇等团队对高纯石英的矿物学特征、石英晶体中的主要杂质元素及其赋存状态、石英的阴极发光特性、高纯石英的质量分类及工业标准等进行了详细介绍,总结了高纯石英的矿物学研究进展,并对未来高纯石英的基础研究和工业应用发展趋势进行了展望。 我们希望该专辑的出版在推动中国关键金属矿产成矿理论研究、矿产勘查评价和资源开发利用等方面发挥积极的作用,并期待更多的学者和找矿勘探一线地质工作者更加关注关键金属矿产资源的研究,为提升我国关键矿产资源的国内保障程度、服务国家矿产资源重大战略做出更大的贡献。 本专辑的出版凝聚了14篇论文作者和评审专家的辛勤劳动以及《地学前缘》编辑部各位同志的辛苦付出,值此专辑付梓之际,向他们表示衷心的感谢!     

特提斯成矿域西部塞尔维亚Timok矿集区首例中硫化型浅成低温金矿床的厘定:以Zlatno Brdo金矿床为例

特提斯成矿域发育多个世界级斑岩-浅成低温铜金矿床,Apuseni-Banat-Timok-Srednogorie(ABTS)斑岩-矽卡岩-浅成低温铜金成矿带位于特提斯成矿域西段。Timok矿集区位于ABTS成矿带中部,区内矿床成矿峰期主要集中在晚白垩世。Zlatno Brdo(以下简称ZB)金矿床是Timok矿集区近年新发现的金矿床(金资源量约30 t,平均品位1.11 g/t)。该矿床矿体受断裂控制,呈脉状产于晚白垩世斜长角闪安山岩中,其矿床类型和找矿潜力目前仍不清楚。本文对热液蚀变矿物和硫化物进行电子探针分析,发现ZB金矿床发育中硫化态的硫化物组合(黄铜矿+黝铜矿)、与金矿化相关的低铁闪锌矿(FeS摩尔比平均为5.8%, n=11)和富Mn碳酸盐(MnO百分含量平均为2.68%, n=46),以及矿石中含与热液重晶石共生的金碲化物。利用探矿者(MinESoft)三维建模软件,分别对蚀变带和矿体进行建模工作,结合区域地质特征,本文认为ZB金矿床为Timok矿集区首例中硫化型浅成低温热液金矿床,且该矿床北西方向具有较大的找矿潜力,热液重晶石可作为找矿标志之一。此外,同属于特提斯成矿域的...     

特提斯西段塞尔维亚?ukaru Peki超大型斑岩-浅成低温型铜金矿床的热液蚀变和硫化物分带特征及其找矿方向

查明蚀变和硫化物分带特征是建立斑岩-浅成低温铜金成矿系统的矿床模型与找矿预测的关键。?ukaru Peki铜金矿床是特提斯西段塞尔维亚Timok矿集区近几年新发现的超大型斑岩-浅成低温热液型铜金矿床(上部矿带资源量铜154万吨@2.45%,金86吨@1.37 g/t;下部矿带资源量铜1428万吨@0.83%,金295吨@0.17 g/t),矿体主要产于晚白垩世安山岩中。目前关于该矿床热液蚀变与矿化分带特征及其找矿方向的研究程度相对较低,本文根据钻孔编录信息,利用短波红外(SWIR)光谱技术、光学显微镜和电子探针分析技术,对典型剖面钻孔中的岩矿石样品开展研究,厘定了?ukaru Peki铜金矿床的热液蚀变和金属硫化物分带特征。研究发现该矿床具有垂向分带特征:下部斑岩铜金矿体、中部斑岩-浅成低温过渡铜金矿体和上部高硫型浅成低温热液铜金矿体。矿区热液蚀变分带特征明显,其中斑岩铜金矿体以岩体为中心,由内向外可划分为钾硅酸盐化带、青磐岩化带、绿泥石-白云母带和石英-白云母带,绿泥石-白云母带中的白云母SWIRAl-OH 2200nm吸收峰波长高于石英-白云母带;斑岩向浅成低温过渡铜金矿体发育硬水...