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钒钛磁铁矿烧结成矿模式及其烧结性能研究

Journal of Central South University 2023年第9期30卷 2934-2947页

作者：徐良平吴金甜钟强饶明军李光辉 School of Minerals Processing and Bioengineering Central South UniversityChangsha 410083China

不同的钒钛磁铁矿通常表现出不同的烧结性能,其本质原因是成矿行为不同。本研究基于铁矿烧结不完全熔融的特性提出了一种新的钒钛磁铁矿烧结成矿模式,将烧结矿结构划分为骨架料与液相两部分,其中液相是影响烧结矿性能的关键。基于该模式... 详细信息

不同的钒钛磁铁矿通常表现出不同的烧结性能,其本质原因是成矿行为不同。本研究基于铁矿烧结不完全熔融的特性提出了一种新的钒钛磁铁矿烧结成矿模式,将烧结矿结构划分为骨架料与液相两部分,其中液相是影响烧结矿性能的关键。基于该模式,通过热力学分析比较了不同钒钛磁铁矿的液相生成及其物相变化,查明了在固定碱度下,液相中SiO_(2)和Ti O_(2)含量差异是不同钒钛磁铁矿成矿行为不同的主要原因;钒钛磁铁矿中SiO_(2)含量高,烧结液相量高;钒钛磁铁矿中TiO_(2)含量高,钙钛矿生成量高,有效的CaO含量少,液相量少;当液相中SiO_(2)与TiO_(2)的含量同时增加,且其增量比值>0.5时,可避免TiO_(2)对烧结矿液相产生的不利影响。对不同类型的钒钛磁铁矿进行相互替代的烧结杯试验,结果表明,钒钛磁铁矿的烧结性能与新模式下的成矿行为具有良好的相关性,随着钒钛矿中TiO_(2)含量的提高,液相量减少,烧结矿强度降低,液相中铁酸钙减少,次生赤铁矿增加,还原粉化性能下降。但当使用TiO_(2)和SiO_(2)含量分别为7.99%和3.86%的钛铁矿取代TiO_(2)和SiO_(2)含量为4.30%和2.12%的钛铁矿时,低温还原粉化指数下降幅度小于4%,烧结矿强度增加了1.60%,成品率提高了2.56%。

关键词：成矿模式钒钛磁铁矿铁矿烧结还原粉化性能钙钛矿

内蒙古维拉斯托地区高精度航磁调查与应用研究

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地球科学 2022年第6期47卷 2175-2189页

作者：陈思静胡祥云刘双中国地质大学地球物理与空间信息学院湖北武汉430074

维拉斯托地区位于大兴安岭成矿带内,区域内构造发育丰富,成矿条件优越,继续找矿的潜力巨大.采取向上延拓、小波分析、边界识别等技术对维拉斯托地区的航磁数据进行处理,结合已有地质资料,进一步完善了维拉斯托地区的地质构造,梳理出维... 详细信息

维拉斯托地区位于大兴安岭成矿带内,区域内构造发育丰富,成矿条件优越,继续找矿的潜力巨大.采取向上延拓、小波分析、边界识别等技术对维拉斯托地区的航磁数据进行处理,结合已有地质资料,进一步完善了维拉斯托地区的地质构造,梳理出维拉斯托、拜仁达坝矿床的形成过程.通过航磁异常视磁化率成像反演结果提取出维拉斯托北侧地下的隐伏岩体信息.结果表明:(1)维拉斯托地区的北东向左行剪切性质断裂破碎带整体控制了该区的岩浆活动和矿体运移,同时该断裂带也是东南负磁异常与西北正磁异常之间的磁性过渡带,因此已知矿点与研究区构造分布、磁性强弱分布密切相关.磁异常反演结果显示维拉斯托北侧地下深部可能存在隐伏岩体.据此,本文划分了3处成矿远景区,可为后续找矿工作提供一定参考.(2)向上延拓与小波分析结果显示白音查干-达青牧场断裂(F1)和助力可河断裂(F2)形成时间早、向地下延伸深,是控制维拉斯托地区岩浆活动和构造发育的主断裂.结合倾斜角法等边界识别结果,对研究区内断裂与磁性岩体分布进行了较为精细的拟定,共识别出14条断裂与11处磁性岩体,根据其形成与分布发现维拉斯托是研究区的成矿中心,来自深部的成矿流体经F1与F2在维拉斯托附近上升富集,再由西向东,沿中部北东向断裂破碎带(F3、F4、F5、F6、F7、F10等)运移至拜仁达坝,最终逐渐形成大兴安岭地区两个典型的多金属矿床.

关键词：航磁小波分析边界识别成矿模式地球物理

勉略宁矿集区铜厂铜-铁矿床成因:黄铜矿Re-Os定年和硫化物原位硫同位素制约

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地球科学 2022年第1期47卷 259-276页

作者：栾燕王瑞廷钱壮志孙晓辉郑崔勇张天运丁坤长安大学地球科学与资源学院陕西西安710054 西北有色地质矿业集团有限公司陕西西安710054 汉中西北有色七一一总队有限公司陕西汉中723000 陕西铁路工程职业技术学院陕西渭南714099

铜厂铜‒铁矿床在成矿时代、成矿物质来源及矿床成因等方面存在较大争议,限制了其成矿模式的建立以及进一步的找矿实践.利用黄铜矿Re-Os同位素对该矿床进行定年,并利用LA-MC-ICP-MS技术对黄铜矿、黄铁矿及磁黄铁矿等硫化物开展原位硫同... 详细信息

铜厂铜‒铁矿床在成矿时代、成矿物质来源及矿床成因等方面存在较大争议,限制了其成矿模式的建立以及进一步的找矿实践.利用黄铜矿Re-Os同位素对该矿床进行定年,并利用LA-MC-ICP-MS技术对黄铜矿、黄铁矿及磁黄铁矿等硫化物开展原位硫同位素研究.分析结果显示,5件黄铜矿Re-Os同位素等时线年龄为484±34 Ma(MSWD=8.7),表明铜厂铜‒铁矿床形成于早古生代加里东期.铜厂铜‒铁矿床上部铜矿床中黄铜矿(+9.75‰~+13.1‰)和黄铁矿(+9.22‰~+13.9‰)的δ^(34)S值略高于下部铁矿床中黄铜矿(+8.66‰~+10.9‰)、黄铁矿(+8.85‰~+11.0‰)和磁黄铁矿(+7.93‰~+9.28‰).计算得到早期成矿热液的δ^(34)S_(ΣS)值约为+10.6‰,晚期成矿热液的δ^(34)S_(ΣS)值约为+12.3‰,说明矿床硫是地幔硫混染海水硫形成的,热化学还原在海水硫酸盐还原过程中起到关键作用.铜厂铜‒铁矿床的形成可分为两期:新元古代晋宁期,Rodinia超大陆裂解导致勉略宁地区发生海底火山喷发形成富含Fe、Cu的初始矿源层;早古生代加里东期,大陆边缘持续的裂解和裂陷形成勉略海槽并导致强烈的岩浆活动,富含挥发分及硫的岩浆热液混合海水硫,并从细碧岩中萃取Fe、Cu等成矿物质,早期成矿热液在铜厂地区深部形成铁矿床,随着磁铁矿和硫化物的沉淀,成矿热液演化到晚期阶段并沿断裂构造带向上运移,在铜厂地区浅部形成铜矿床.

关键词：勉略宁铜厂铜-铁矿床 Re-Os同位素定年 LA-MC-ICP-MS 原位硫同位素成矿模式矿床学

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中亚成矿域锂矿床成矿规律及成矿模式

岩石学报 2023年第11期39卷 3185-3209页

作者：申萍潘鸿迪李昌昊冯浩轩马华东罗耀清中国科学院矿产资源研究重点实验室中国科学院地质与地球物理研究所北京100029 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 长安大学地球科学与资源学院西安710054 新疆自然资源与生态环境研究中心乌鲁木齐830000

中亚成矿域发育一系列锂矿床,这些矿床主要分布在西伯利亚克拉通南部的造山带中,矿床的形成具有多期性,包括前寒武纪(1.85~1.83Ga)、晚寒武世-早奥陶世(494~483Ma)、早二叠世(294~272Ma)、晚三叠世-早白垩世(220~180Ma)和早白垩世(139~1... 详细信息

中亚成矿域发育一系列锂矿床,这些矿床主要分布在西伯利亚克拉通南部的造山带中,矿床的形成具有多期性,包括前寒武纪(1.85~1.83Ga)、晚寒武世-早奥陶世(494~483Ma)、早二叠世(294~272Ma)、晚三叠世-早白垩世(220~180Ma)和早白垩世(139~121Ma)等5个成矿期,矿床类型主要为伟晶岩型和花岗岩型。基于成矿构造背景和锂成矿特征的研究,以重要构造线为界,将成矿域划分为2个成矿省和7个成矿带:(1)阿尔泰-东萨彦成矿省,位于成矿域的西部,包括阿尔泰、桑吉伦高地和东萨彦等3个成矿带,主要发育伟晶岩型锂矿床,成矿作用集中在上述前4个成矿期,矿床形成与西伯利亚克拉通和古亚洲洋2个构造体系有关。(2)蒙古-鄂霍茨克成矿省,位于成矿域的东部,包括东外贝加尔成矿带以及Gobi Ugtaal-Baruun Urt和大兴安岭等2个锂远景成矿带,主要发育早白垩世花岗岩型锂矿床,矿床形成主要与蒙古-鄂霍次克构造体系有关。此外,在中国东天山发育少量晚三叠世伟晶岩型锂矿床,构成东天山锂远景成矿带,矿床形成与哈萨克斯坦-准噶尔板块和塔里木板块碰撞有关。中亚成矿域稀有金属花岗岩和大多数稀有金属伟晶岩为花岗质岩浆高分异结晶的产物,其结晶分异的驱动机制主要是热驱动。富含稀有金属的花岗岩和伟晶岩岩浆的形成温度偏低(~650℃),压力变化较大(500~170MPa);锂富集机理为岩浆结晶分异作用和流体不混溶作用。本次研究分别提出了阿尔泰伟晶岩型锂矿床的成矿模式“地壳熔融→深部花岗岩岩基→浅部稀有金属花岗岩岩枝-伟晶岩岩脉”和东外贝加尔花岗岩型锂矿床的成矿模式“地壳熔融→深部花岗岩岩基→浅部花岗岩-稀有金属花岗岩岩株”。

关键词：中亚成矿域稀有金属花岗岩伟晶岩岩浆成因成矿机理成矿模式

成矿系统理论视角下的呵叻高原钾盐矿床研究现状及展望

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地质学报 2023年第2期97卷 596-612页

作者：秦占杰李庆宽袁秦李强何海芳都永生王建萍山发寿薛超平中国科学院青海盐湖研究所中国科学院盐湖资源综合高效利用重点实验室青海西宁810008 青海省盐湖地质与环境重点实验室青海西宁810008 泰国国际石油集团有限公司泰国曼谷10320 中国科学院大学北京100049 青海省有色第三地质勘查院青海西宁810008

成矿系统理论将矿床视为动态演化的自然系统,矿床从发生、形成到发展的整体演变过程及其控制机制是该理论的研究核心,“源、运、储、变、保”是该理论剖析矿床成因的五个基本着眼点。东南亚呵叻高原超大型钾盐矿床作为我国海外钾肥生产... 详细信息

成矿系统理论将矿床视为动态演化的自然系统,矿床从发生、形成到发展的整体演变过程及其控制机制是该理论的研究核心,“源、运、储、变、保”是该理论剖析矿床成因的五个基本着眼点。东南亚呵叻高原超大型钾盐矿床作为我国海外钾肥生产基地的标志性成功案例,其成矿系统研究不仅关乎该矿床成因认识的深度及其开发利用的广度,同时对中国东特提斯域内找钾工作具有重要指导作用。本文拟基于前人的研究成果,借助成矿系统理论,运用动态的整体思维对呵叻高原钾盐矿床成因研究现状进行梳理,探讨时间维度下呵叻高原钾盐矿床“源、运、储、变、保”成矿要素的表现特征及存在的科学问题,初步提出固体可溶性钾盐矿床成矿系统的研究思路构架,以期为全球钾盐矿床深入研究提供一定借鉴。

关键词：成矿系统超大型钾盐矿床成矿要素成矿模式呵叻高原

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广西东平锰矿床地质地球化学特征及矿床成因

地球科学 2024年第2期49卷 656-668页

作者：周皓宇皮道会黄钦丁大庆凌泽安徽省地质矿产勘查局313地质队安徽六安237010 中国地质大学资源学院湖北武汉430074 中国冶金地质总局广西地质勘查院广西南宁530022 中国冶金地质总局矿产资源研究院北京101300 辽宁省第四地质大队有限责任公司辽宁阜新123000

三叠纪是中国南方一个最重要的成锰时代,在华南板块和周围赋存许多大中型的锰矿床.东平锰矿位于中国广西桂西南成矿带.以东平锰矿为研究对象,通过显微薄片观察、电子探针分析及全岩地球化学分析等方法,探讨了锰矿的物质来源和矿床成因.... 详细信息

三叠纪是中国南方一个最重要的成锰时代,在华南板块和周围赋存许多大中型的锰矿床.东平锰矿位于中国广西桂西南成矿带.以东平锰矿为研究对象,通过显微薄片观察、电子探针分析及全岩地球化学分析等方法,探讨了锰矿的物质来源和矿床成因.通过矿相学的研究工作,我们发现东平锰矿里广泛赋存有黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、辉砷钴矿、硫镍钴矿等一些硫或砷化物.锰矿石样品中Al/(Al+Fe+Mn)、Y/Ho比值和Fe-Mn-(Ni+Cu+Co)×10、lgU-lgTh投图等表明锰矿的成矿物质来源与热水活动有关;正Ce异常及V/(V+Ni)等指示锰最初是在氧化环境中富集.综合以上研究,我们认为东平锰矿的锰质来源主要与热液活动有关;热液来源的锰最初以氧化物或者氢氧化物的方式沉淀,在成岩过程中转变为锰碳酸盐.

关键词：东平锰矿床地球化学物质来源成矿模式

粤北良源铌钽铷钨矿床地质、成岩成矿时代与成矿模式

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岩石学报 2022年第2期38卷 393-410页

作者：范飞鹏肖惠良陈乐柱李海立鲍晓明中国地质调查局南京地质调查中心南京210016 环太平洋战略矿产资源联合研究中心南京210016

良源铌钽铷钨矿床位于南岭东西向构造岩浆带与武夷山北东向构造带交汇部位。良源铌钽铷钨矿床是粤北地区近年在石英型钨矿、云英岩型铌钽铷钨矿和花岗岩型铌钽铷多金属矿勘查评价取得最重要突破矿区,新发现铌钽铷钨矿体4条,共、伴生Nb_(... 详细信息

良源铌钽铷钨矿床位于南岭东西向构造岩浆带与武夷山北东向构造带交汇部位。良源铌钽铷钨矿床是粤北地区近年在石英型钨矿、云英岩型铌钽铷钨矿和花岗岩型铌钽铷多金属矿勘查评价取得最重要突破矿区,新发现铌钽铷钨矿体4条,共、伴生Nb_(2)O_(5)资源量3425.72吨,平均品位0.0108%;Ta_(2)O_(5)资源量1428.99吨,平均品位0.00449%;WO_(3)资源量8205.14吨,平均品位0.25%;伴生Rb_(2)O资源量61398.73吨,平均品位0.0987%,矿区具有大型-超大型资源潜力。良源铌钽铷钨矿床矿化特征为浅部石英脉型钨多金属矿体和云英岩型铌钽铷钨矿体+深部花岗岩型铌钽铷矿体,与以往的石英脉型钨矿“五层楼”+“地下室”成矿特征明显不同,因此对其开展成矿年代学、元素富集成矿规律和成矿模式研究具有重要意义。本文在对矿床成矿地质特征研究基础上,开展了详细的矿物学和年代学研究,应用锆石SHRIMP U-Pb法获得云英岩成岩时代为163.6~159.2Ma;黑云母花岗岩锆石^(206)Pb/^(238)U加权平均年龄为163.0±1.6Ma.应用白云母^(40)Ar-^(39)Ar等时线法获得云英岩型矿体成矿时代为166.4±1.1Ma,白云母花岗岩型矿体成矿时代为168.7±1.2Ma。研究表明,良源铌钽铷钨矿床形成于中-晚侏罗世,是华南东部中生代大规模花岗质岩浆活动与铌钽铷多金属成矿作用开始的产物,其成矿作用是花岗质岩浆高度分异形成的产物,成岩与成矿时间基本一致。浅部为石英脉型钨矿和云英岩型钨锡铌钽铷矿化,岩体接触带为云英岩型钨铌钽铷矿体,深部为高分异花岗岩型铌钽铷矿体。根据以上研究成果,本文建立了良源铌钽铷钨矿床成矿模式,对南岭地区石英脉型-云英岩型-花岗岩型稀有金属成矿理论具有一定的拓展意义,对该地区下一步勘查工作部署具有重要实践意义。

关键词：锆石SHRIMP U-Pb 白云母^(40)Ar-^(39)Ar等时线年龄成矿模式良源铌钽铷钨矿

鄂尔多斯盆地南北缘煤中金属异常富集成因对比

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煤炭学报 2022年第5期47卷 1795-1807页

作者：宁树正黄少青刘亢秦国红周云飞张莉范玉须郭爱军袁建江中国煤炭地质总局勘查研究总院北京100039 河北师范大学河北石家庄050010 山西能源学院山西晋中030600

鄂尔多斯盆地含煤地层中蕴藏丰富的金属元素,是煤中金属分布规律及成因研究的热点区域,尤以盆地南北缘煤中金属最为富集,且表现出不同的规律和特征。通过对南缘有代表性的渭北、黄陇煤田和北缘准格尔煤田进行采样分析,结合收集已有测试... 详细信息

鄂尔多斯盆地含煤地层中蕴藏丰富的金属元素,是煤中金属分布规律及成因研究的热点区域,尤以盆地南北缘煤中金属最为富集,且表现出不同的规律和特征。通过对南缘有代表性的渭北、黄陇煤田和北缘准格尔煤田进行采样分析,结合收集已有测试数据,对比南北缘煤中金属富集的种类、丰度、煤岩特征及差异、成煤环境差异、物源特征,分析盆地南北缘煤中金属富集成因差异。结果表明,与世界煤相比,盆地北部准格尔煤田煤中Li,Zr,Hf富集,Be,Ga,Sr,Nb,Pb,Th轻度富集,盆地南部黄陇煤田煤中Sr,Ba轻度富集,渭北煤田煤中Li富集,Ga,Zr,Nb,Cs,Hf,Ta,Pb,Th轻微富集。盆地晚古生代煤显微煤岩组分,南部镜质组含量大于北部,总体上山西组镜质组含量低于太原组,中生代延安组煤镜质组含量最低。煤中矿物以黏土矿物和碳酸盐矿物为主,在盆地南缘煤中发现磷灰石、锐钛矿,还发现有不规则形状的碎屑石英和蠕虫状高岭石,为火山灰输入含煤地层特征;北缘煤中发现丰富的方解石晶体,以裂隙填充及自生形态为主。盆地北部和盆地南部Al_(2)O_(3)/TiO_(2)(含量比)均在8~70,表明源岩为中性-长英质物质,Nb/Y-Zr/TiO_(2)分布表明,中性-长英质火山岩向鄂尔多斯盆地南北部提供了大量的陆源碎屑。盆地北部煤样与阴山古陆钾长花岗岩、本溪组铝土矿配分模式相似,表明其源岩为阴山古陆钾长花岗岩和本溪组铝土矿;盆地南部煤样表现出与秦岭古陆中性-长英质火山岩相似的稀土元素配分模式,均为稀土元素分异不明显,表明其物源来自秦岭古陆。盆地北部煤中Sr/Ba(含量比)为0.07~7.78,均值3.49,表明其主要受海水影响;盆地南部渭北煤中Sr/Ba为0.60~6.25,均值2.77,表明其成煤过程也主要受海水影响。盆地南部黄陇煤田煤中Sr/Ba为0.60~1.17,均值0.78,表明其成煤过程主要受淡水影响。北部准格尔煤田煤的主要物源为阴山古陆中元古代钾长花岗岩和本溪组风化壳铝土矿,由于源岩的碎屑物质供给,煤中元素含量总体偏高,成煤过程受一定程度的海水影响,为阴山古陆陆源碎屑供给-泥炭形成环境复合型成矿模式;南部煤田主要物源为秦岭古陆的中性-长英质火成岩,由于源岩的碎屑物质供给,煤中Ga,Li,Bi,Co等轻度富集,南缘煤的物源主要来自秦岭古陆,基本不受本溪组铝土矿影响,因此该区煤中发现的磷灰石矿物可能与火山成因的物质有关,为秦岭古陆陆源碎屑供给-酸性火山灰复合型成矿模式。

关键词：鄂尔多斯盆地煤中金属异常富集微量元素成矿模式

东昆仑造山带岩浆型镍钴矿床地质特征、成因机制与找矿标志分析

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岩石学报 2023年第4期39卷 1041-1060页

作者：李华蒋少涌李世金苏慧敏董加祥李元宝陈晓琳青海省地质调查局自然资源部高原荒漠区战略性矿产勘查开发技术创新中心西宁810000 中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室资源学院紧缺战略矿产资源协同创新中心武汉430074 青海省有色地质矿产勘查局西宁810000 青海省地质调查院西宁810000

东昆仑造山带位于中央造山带西段,属秦岭-祁连-昆仑成矿域的重要组成部分。近年来,在东昆仑地区发现了超大型的夏日哈木以及大型的石头坑德,以及浪木日等多个岩浆镍钴硫化物矿床,沿昆中断裂自西向东依次展布,主要含矿岩相为橄榄岩相和... 详细信息

东昆仑造山带位于中央造山带西段,属秦岭-祁连-昆仑成矿域的重要组成部分。近年来,在东昆仑地区发现了超大型的夏日哈木以及大型的石头坑德,以及浪木日等多个岩浆镍钴硫化物矿床,沿昆中断裂自西向东依次展布,主要含矿岩相为橄榄岩相和辉石岩相杂岩体,锆石U-Pb年代学限定它们形成于晚志留世-早泥盆世。岩石地球化学数据显示,含矿镁铁-超镁铁质岩体具有富集轻稀土元素和大离子亲石元素以及显著的Nb、Ta、Ti、P负异常等特征;Sr-Nd同位素研究指示岩浆源区来源于岩石圈地幔,岩浆演化过程中发生了橄榄石、斜方辉石、单斜辉石以及斜长石的分离结晶/堆晶作用,岩浆侵位过程中有明显地壳成分加入,成矿物质硫为壳-幔混源。夏日哈木和石头坑德橄榄石成分分析显示其Fo值分别为85~87和81~86,可作为评估成矿潜力的重要指标;矿区范围内黄铁矿化、黄铜矿化、磁黄铁矿化、镍黄铁矿化和次生镍华是重要的直接找矿标志;碳酸盐化、蛇纹石化、透闪石化、绿泥石化为重要的间接找矿标志。含矿超基性岩体多具有强磁性、高密度、低阻高极化,即“三高一低”异常组合,高强度异常、三级浓度分带明显,相互套合的Ni-Cu-Co异常浓集中心是重要的物化探找矿标志。

关键词：东昆仑基性-超基性岩铜镍钴矿床成矿模式