黑色岩系型战略性关键矿产资源研究进展及主要科学问题

作     者：温汉捷 周正兵 马万平 朱玉 WEN Han-jie;ZHOU Zheng-bing;MA Wan-ping;ZHU Yu

作者机构：长安大学地球科学与资源学院西安710064 东华理工大学核资源与环境国家重点实验室南昌330013 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 

出 版 物：《矿物岩石地球化学通报》 (Bulletin of Mineralogy, Petrology and Geochemistry)

年 卷 期：2024年第43卷第1期

页      面：14-34页

核心收录：

学科分类：081803[工学-地质工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(92162214,41773015,U1812402,41903037) 云南省重点研发计划项目(202103AQ100003) 

主　　题：黑色岩系 战略性关键矿产资源 超常富集机理 成矿过程 

摘      要：本文对近年来黑色岩系型战略性关键矿产的分布规律和超常富集机制等方面的研究进展进行了归纳总结,并对战略性关键矿产资源研究进行了展望。黑色岩系分为黑色页岩、煤系地层和富碳质磷块岩等沉积地层,其中黑色页岩中发生超常富集的关键金属有Se、Te、Re、Cd、Tl等稀散金属,以及PGE、Co等稀贵金属;煤系中可见Ga和Ge的超常富集(形成独立的Ga、Ge矿床),同时也可见稀土金属、稀贵金属的富集;磷块岩中常显著富集稀土,尤其是中重稀土。黑色岩系中的关键金属主要源自大陆风化、海水、热液以及生物摄取。在风化沉积作用中,硫化-还原水体环境形成的泵吸效应,有机质的还原作用,富有机质沉积体系中有机质、铁锰氧化物、磷灰石、黏土矿物等的络合和吸附是关键金属发生富集的主要机制。黑色岩系可为热液叠加过程提供成矿金属,调节热液体系的氧逸度和硫逸度,促进超大型战略性关键矿产的形成。此外,黑色岩系富集的金属在地球层圈物质循环中的聚散行为还可对其他相关成矿系统产生影响。黑色岩系中战略性关键金属的超常富集与大陆边缘、裂谷等环境下缺氧-硫化的沉积事件相关。大气氧含量的变化、超大陆的聚合和裂解、洋流环流模式的改变、冰期以及大规模火山活动导致的海洋缺氧事件等区域地质事件均可是控制黑色岩系型战略性关键金属形成及时空分布的主要因素。黑色岩系是表生风化沉积中的一种重要类型,今后应更加重视黑色岩系等表生风化沉积作用在战略性矿产资源形成中的重要性,建立和发展相关的成矿理论。