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适合于稀有金属矿床的同位素定年方法及其应用

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地质学报 2019年第6期93卷 1523-1532页

作者：王倩侯可军邹天人中国地质科学院矿产资源研究所自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室

同位素地质年代学是根据放射性同位素衰变规律,确定地质体形成和地质事件发生时代的新兴学科,也是研究成矿时代的主要手段。本文结合所在实验室研究团队和前人的工作,介绍几种可以直接确定稀有金属成矿时代的同位素地质年龄测定方法及... 详细信息

同位素地质年代学是根据放射性同位素衰变规律,确定地质体形成和地质事件发生时代的新兴学科,也是研究成矿时代的主要手段。本文结合所在实验室研究团队和前人的工作,介绍几种可以直接确定稀有金属成矿时代的同位素地质年龄测定方法及其在稀有矿床中的应用,以期为相关学科研究提供参考。主要是:①Re-Os法,是目前应用最成熟的直接确定金属矿床成矿时代的方法,定年矿物除了辉钼矿,已扩展到黄铁矿、沥青铀矿等;②U-Pb法,是地质学研究应用最广泛的方法,目前的测定对象已不局限于锆石,一些含铀的矿石矿物如锡石、独居石、磷灰石、铌钽矿物的U-Pb年龄也可以直接测定,有助于直接确定金属矿床的成矿时代;③Ar-Ar法,测定对象广泛,理论上含钾矿物均可作为测定对象;④Rb-Sr法,应用广泛,近年来在成矿时代研究中有了长足进展,可以利用包裹体Rb-Sr等时线来确定成矿时代,也可以用同源的不同矿物组合来进行定年。

关键词：稀有金属同位素地质年代学分析技术地质应用

中、西太平洋海山富钴结壳碲元素地球化学特征及其资源潜力

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海洋学报 2023年第6期45卷 109-121页

作者：张辉刘季花高晶晶崔迎春张颖白亚之何连花自然资源部第一海洋研究所海洋地质与成矿作用自然资源部重点实验室山东青岛266061 崂山实验室海洋地质过程与环境功能实验室山东青岛266061

根据太平洋海山群(中太平洋海山群、莱恩海山链)和西太平洋海山群(麦哲伦海山群、马尔库斯维克海山群、马绍尔海山群)5个海山群14座海山的185个富钴结壳样品的碲元素分析测试,研究了其组成特征、空间分布规律、赋存相态及资源潜力。结... 详细信息

根据太平洋海山群(中太平洋海山群、莱恩海山链)和西太平洋海山群(麦哲伦海山群、马尔库斯维克海山群、马绍尔海山群)5个海山群14座海山的185个富钴结壳样品的碲元素分析测试,研究了其组成特征、空间分布规律、赋存相态及资源潜力。结果表明,研究区富钴结壳中碲元素质量分数的变化范围为17.8~145.2μg/g,平均值为47.4μg/g;各海山群碲元素的含量范围及区域富集程度存在较大差异,富集程度由高到低依次为麦哲伦海山群、马绍尔海山群、马尔库斯维克海山群、中太平洋海山群和莱恩海山链,区域上呈现自西向东逐渐降低的趋势。碲元素含量与水深呈径向相同、纬向相反的趋势,说明碲元素的富集不仅与结壳在海水中的产出深度有关,还与经纬度、海山地形及区域成矿环境有关。淋滤结果显示碲元素主要富集在铁氧化物及残渣态中,富氧环境和生物作用磷酸盐化对碲的富集成矿起决定性作用。参照陆地伴生有用元素最低工业品位要求,中、西太平洋研究区域海山样品富钴结壳碲元素含量均达到了工业品位要求,具有潜在的开发价值。由富钴结壳储量估算,中、西太平洋富钴结壳中碲储量大于7.63万t,是海底碲资源的重要储备基地。

关键词：富钴结壳碲元素分布规律富集机制资源潜力中、西太平洋

云南勐野井钾矿区及周边泉水水化学特征及地表钾异常成因分析

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地质学报 2021年第7期95卷 2193-2204页

作者：伯英曹养同吕凤琳中国地质科学院矿产资源研究所自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室北京100037

勐野井钾盐矿位于云南省兰坪-思茅盆地的南部,是我国目前发现的唯一一个具有工业开采价值的固体钾盐矿床。本文对该矿区及周边泉水等的水化学特征和地表钾异常成因进行了探讨。研究区含盐地层分布广泛,盐泉出露较多,通过对地表泉水、泉... 详细信息

勐野井钾盐矿位于云南省兰坪-思茅盆地的南部,是我国目前发现的唯一一个具有工业开采价值的固体钾盐矿床。本文对该矿区及周边泉水等的水化学特征和地表钾异常成因进行了探讨。研究区含盐地层分布广泛,盐泉出露较多,通过对地表泉水、泉水沉积物、水中逸出气体及垂直断裂的测线剖面样品等取样分析,可以捕捉地表钾异常信息,对于成钾机理研究和钾盐找矿都有着积极的作用。结合以往研究证实了勐野井矿区附近盐泉水具有I级异常显示。沿垂直于断裂方向的剖面采集的土壤样品中,钾及相关组分的峰值和谷值的出现有一定的规律性,认为各元素含量异常是由深部流体(水、气)沿断裂上升补给造成的。泉水稀有气体He主要为深部壳源,个别为幔源,推断研究区的大断裂可能切至深部地壳,个别深切到软流圈上部。泉水氢氧同位素和锶同位素组成研究表明,该区泉水具有深部补给特征,存在一定程度的水-岩反应,受火山岩的影响较大,氢氧同位素和矿物学研究表明,深部热液在勐野井钾盐矿床形成过程中起重要作用。本研究认为深部补给是勐野井矿区及周边地表钾异常形成的重要补给源,火山岩可能是重要的物质来源之一,而断裂带是其重要的控制因素。

关键词：钾盐同位素稀有气体断裂深部补给勐野井

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中国锗矿成矿规律与开发利用现状

地质学报 2019年第6期93卷 1245-1251页

作者：赵汀王登红刘超李德先周凤英中国地质科学院矿产资源研究所自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室

锗是一种银灰色性脆的金属,在地壳中的含量约为0.0007%,属于稀散元素,是制造红外光学仪器的关键材料,2018年被美国内政部列为35种关键性矿产之一。中国的锗资源储量占全球的41%,产量占全世界的71%,拥有类似于稀土的全球影响力。已查明... 详细信息

锗是一种银灰色性脆的金属,在地壳中的含量约为0.0007%,属于稀散元素,是制造红外光学仪器的关键材料,2018年被美国内政部列为35种关键性矿产之一。中国的锗资源储量占全球的41%,产量占全世界的71%,拥有类似于稀土的全球影响力。已查明资源储量的锗矿区主要分布在内蒙古和云南等14个省(自治区),其中约一半的查明锗资源储量与煤矿伴生,其余大部分与铅锌矿等有色金属矿产伴生。锗可以出现在不同时代的各种矿床当中,主要包括中低温热液型多金属矿床、含锗有机岩矿床和沉积改造型三大类型,以前二者为主,占所有锗矿资源量的64%。我国高品位的富锗煤矿是世界上少有的优质资源,但尚未得到充分的开发利用。国际上主要从煤灰残渣中回收,我国除了煤矿中回收锗(如云南的临沧含锗煤矿、内蒙的乌兰图嘎)之外,也从有色金属冶炼厂综合回收(如广西大厂、云南会泽)。

关键词：三稀成矿规律战略性矿产锗稀散

关键矿产的研究意义、矿种厘定、资源属性、找矿进展、存在问题及主攻方向

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地质学报 2019年第6期93卷 1189-1209页

作者：王登红自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室中国地质科学院矿产资源研究所

自工业4.0和第四次科技革命开始以来,关键矿产的重要性越来越显著。2017年底,特朗普以总统令的方式要求美国对35种危机矿产实现"自给",进一步提升了国际社会对于关键矿产的关注度。中国作为世界上最大的发展中国家,但矿产资源的自给能... 详细信息

自工业4.0和第四次科技革命开始以来,关键矿产的重要性越来越显著。2017年底,特朗普以总统令的方式要求美国对35种危机矿产实现"自给",进一步提升了国际社会对于关键矿产的关注度。中国作为世界上最大的发展中国家,但矿产资源的自给能力远不如美国,不但大宗矿产需要大量进口,锂铍铌钽等稀有金属的对外依存度也是居高不下,而中国社会对于这些"小矿种"的重视程度也远不如美国。因此,加强对关键矿产的调查研究与找矿勘查已经迫在眉睫。在当前形势下,为了保障战略性新兴产业的发展,为了实现伟大复兴的中国梦,也为了国民经济和国家的长治久安,提出将9种稀有金属、17种稀土金属、8种稀散金属、6种稀贵金属、3种稀有气体矿产、12种关键黑色和有色金属矿产和8种非金属矿产及铀作为中国的关键矿产。这8个大类41个矿种(组)与美国的35个矿种(组)大致对应。自2011年以来,中国以稀有稀土稀散金属(三稀)矿产为重点开展了调查评价工作,在成矿理论、潜力评价、找矿突破、环境保护、物理选矿、找矿方法、分析测试、矿政管理等方面不断取得新进展,尤其是通过对四川甲基卡及可尔因等地的找矿工作,新增资源储量相当于10个大型锂辉石矿床,为川西大型锂矿资源基地的建设提供了资源保障。但是,我国铌钽铍等长期短缺的稀有金属仍然没有取得找矿突破,以往探明的资源往往品位低、难选冶而实际上有相当一部分资源属于"呆矿";即便是以往具有优势的锡、锑、汞等有色金属也已经开始进口,湖南锡矿山等世界闻名的大型超大型矿床纷纷进入资源枯竭阶段,接替资源难以为继,需要高度重视。建议在加强已有矿山深部找矿的同时,不但要继续攻克共伴生资源综合利用的难题,还要对非常规的、新类型的关键矿产资源(如沉积型锂矿)加强研究、勘查与开发利用的攻关,从关键矿产的关键应用方面寻找突破口,让关键矿产在关键时刻发挥关键作用。

关键词：稀有稀土稀散金属矿产战略性新兴产业关键矿产

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我国三稀矿产找矿进展述评与新一轮找矿建议

中国地质调查 2023年第5期10卷 1-8页

作者：王登红刘善宝王成辉于扬赵芝代鸿章自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室中国地质科学院矿产资源研究所北京100037

三稀矿产资源包括稀土、稀有和稀散矿产资源,其安全供应关系到我国战略性新兴产业的发展壮大。近年来,我国在三稀矿产找矿方面取得了一系列新进展:以项目组2023年取得的找矿进展为例,在四川省冕宁牦牛坪超大型稀土矿床外围发现了品位高... 详细信息

三稀矿产资源包括稀土、稀有和稀散矿产资源,其安全供应关系到我国战略性新兴产业的发展壮大。近年来,我国在三稀矿产找矿方面取得了一系列新进展:以项目组2023年取得的找矿进展为例,在四川省冕宁牦牛坪超大型稀土矿床外围发现了品位高、厚度大的氟碳铈矿-萤石-重晶石-方解石矿脉;在四川省加达大型锂矿床外围钻获含锂辉石伟晶岩矿体。这些找矿新发现将为我国战略性新兴产业的发展提供资源保障。但是,我国关键的稀有金属如锂、铌、钽还需依赖进口。目前,我国在三稀矿产资源调查研究领域还存在很多理论难题(如关键典型矿床的成因、三稀矿产空间分布规律等),相关技术领域还存在诸多瓶颈(如探测技术、共生伴生资源采选冶技术等)。为了进一步提高三稀矿产资源的综合开发利用,并在新一轮找矿突破战略行动中取得成效,建议加强三稀矿产赋存状态、工业类型与成因类型以及成矿模式与勘查模型的综合研究。

关键词：三稀矿产找矿进展找矿建议新一轮找矿突破战略行动

西太平洋采薇海山群富钴结壳铂族元素地球化学特征与来源

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海洋学报 2023年第4期45卷 82-94页

作者：高晶晶刘季花张辉闫仕娟汪虹敏自然资源部第一海洋研究所自然资源部海洋地质与成矿作用重点实验室山东青岛266061 崂山实验室海洋地质过程与环境功能实验室山东青岛266237

为探讨富钴结壳铂族元素的来源,以西太平洋采薇海山群富钴结壳样品为研究对象,利用X射线衍射法、等离子体发射光谱法和质谱法,对富钴结壳样品进行了矿物组成、主量元素和铂族元素含量分析。研究表明,富钴结壳的主要结晶矿物为水羟锰矿,... 详细信息

为探讨富钴结壳铂族元素的来源,以西太平洋采薇海山群富钴结壳样品为研究对象,利用X射线衍射法、等离子体发射光谱法和质谱法,对富钴结壳样品进行了矿物组成、主量元素和铂族元素含量分析。研究表明,富钴结壳的主要结晶矿物为水羟锰矿,次要矿物有石英、斜长石、钾长石和碳氟磷灰石,同时含有大量非晶态铁氧/氢氧化物。富钴结壳中Mn和Fe含量最高,且明显富集铂族元素,铂族总量为142~1352ng/g,其中Pt为114~1268ng/g,占铂族总量的80%以上。老壳层的铂族元素含量高于新壳层,老壳层发生了磷酸盐化作用。富钴结壳的铂族元素之间发生了分异作用,Pd组(PPGE)含量高于Ir组(IPGE)。铂族元素配分模式显示Pt正异常和Pd负异常,具有Pt富集而Pd亏损特征,推测富钴结壳的铂族元素来源于洋壳蚀变过程中海山玄武岩和海水之间的水−岩反应。富钴结壳的铂族元素与CaO、P_(2)O_(5)、Ba和Cu正相关,推测铂族元素赋存于磷酸盐矿物相中。富钴结壳生长剖面从上到下,由新到老,铂族元素含量呈逐渐增加趋势,海水氧化性环境和高海洋生产力可增进磷酸盐化作用,从而进一步促进了铂族元素的富集。该研究对于揭示富钴结壳铂族元素的来源具有一定的参考价值。

关键词：西太平洋采薇海山群富钴结壳铂族元素地球化学来源

70万年以来西太平洋暖池区硅质生产力记录及其气候效应

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海洋地质与第四纪地质 2023年第4期43卷 30-37页

作者：唐正熊志方贾奇秦秉斌李铁刚自然资源部海洋地质与成矿作用重点实验室青岛266061 崂山实验室海洋地质过程与功能实验室青岛266237

西太平洋暖池(WPWP)的硅质生产力水平在调节第四纪全球大气CO_(2)分压的变化上发挥着重要作用,但其控制因素尚存争议。本研究对位于WPWP核心区的MD06-3047岩芯进行了生源蛋白石分析,探讨了700 ka以来WPWP的硅质生产力的控制因素及气候... 详细信息

西太平洋暖池(WPWP)的硅质生产力水平在调节第四纪全球大气CO_(2)分压的变化上发挥着重要作用,但其控制因素尚存争议。本研究对位于WPWP核心区的MD06-3047岩芯进行了生源蛋白石分析,探讨了700 ka以来WPWP的硅质生产力的控制因素及气候效应。研究发现,700 ka以来WPWP硅质生产力变化呈现显著的冰期-间冰期旋回,基本在冰期较高,间冰期较低。其主要控制因素可能是东吕宋陆架沉积物风化输入、亚洲风尘输入和温跃层深度(DOT)变化。南大洋中层水的“硅溢漏”可能无法对此海区产生显著影响。冰期时的低海平面,导致热带火山弧附近裸露的陆架沉积物的物理剥蚀和硅酸盐风化,淡水输入为WPWP提供了更多的硅酸;冰期时增强的风尘供应为WPWP提供了更多的Fe;冰期时较浅的DOT使表层海水的营养物质垂向空间变小,滞留时间增多。这些因素使冰期的WPWP生产力增高,有可能降低了大气CO_(2)分压。

关键词：热带西太平洋暖池生源蛋白石海平面温跃层深度大气CO_(2)

华南中生代动力体制转换与钨锡锂铍铌钽稀土矿床成矿系列的叠加演化

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岩石学报 2022年第2期38卷 301-322页

作者：赵正陈毓川王登红李建康刘善宝陈振宇郭春丽王平安自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室中国地质科学院矿产资源研究所北京100037 中国地质科学院北京100037

华南陆块中生代受古特提斯构造域和滨太平洋构造域两大动力学体系控制,形成了独具特色的华南大花岗岩区和巨量稀有金属富集的成矿省。在印支期-燕山期动力体制转换的背景下,华南陆块内同一构造单元经历了不同世代、不同源区、多个类型... 详细信息

华南陆块中生代受古特提斯构造域和滨太平洋构造域两大动力学体系控制,形成了独具特色的华南大花岗岩区和巨量稀有金属富集的成矿省。在印支期-燕山期动力体制转换的背景下,华南陆块内同一构造单元经历了不同世代、不同源区、多个类型岩浆作用相关的矿床成矿(亚)系列的叠加和演化,其叠加成矿机理是华南中生代大规模成矿作用研究的关键,其复合成矿效应是华南各成矿区带找矿预测工作的重要依据。本文结合近年来华南稀有金属矿产勘查、矿床学研究和深部探测工作的新进展,构筑了华南钨锡锂铍铌钽和风化壳型稀土矿床的时空谱系,对比了相关花岗岩的成矿专属性及其成岩构造环境。明确提出了矿床成矿系列叠加的三种形式,即同构造单元,不同世代岩浆作用相关的同类矿床成矿(亚)系列的叠加,其成矿源区和成矿物质可能具有一定继承性;二是同构造单元或构造岩浆带结合部,同时期不同类矿床成矿(亚)系列的复合成矿;三是同构造单元或构造岩浆带结合部,不同时期构造岩浆事件、不同源区、不同类型矿床成矿(亚)系列的叠加。矿床成矿系列叠加显著提升了区域成矿强度,且多发生于深部构造长期活动区,不同时期的同类矿床成矿亚系列常具有一定继承演化关系。本文进一步探讨了华南中生代两大动力体制转换过渡与钨锡锂铍铌钽稀土矿床成矿(亚)系列的叠加和演化关系,深化了华南中生代花岗岩相关稀有金属区域成矿理论,厘定了华南陆块中生代十五处稀有金属矿床成矿(亚)系列叠加区,为华南稀有金属矿集区的成矿预测提供了理论依据,对下一步勘查工作部署具有重要的实践意义。

关键词：华南陆块矿床成矿系列稀有金属印支期燕山期