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胶东地区矿产与地热资源共采可行性浅析

工程科学学报 2022年第10期44卷 1652-1659页

作者：刘敏毛景文蒋宗胜赵盼捞自然资源部战略性金属矿产找矿理论与技术重点实验室北京100083 中国地质大学(北京) 北京100083 中国地质科学院矿产资源研究所北京100037

地热作为一种清洁环保的绿色能源,其有效利用是我国实现双碳目标的重要方向之一.但在矿产资源开采,尤其是地下矿山向深部开发过程中,由于受地温梯度影响,导致矿井温度过高,成为制约矿山生产的重要因素,为维持正常生产,矿山多采取加强通... 详细信息

地热作为一种清洁环保的绿色能源,其有效利用是我国实现双碳目标的重要方向之一.但在矿产资源开采,尤其是地下矿山向深部开发过程中,由于受地温梯度影响,导致矿井温度过高,成为制约矿山生产的重要因素,为维持正常生产,矿山多采取加强通风或人工降温的方式进行处理.如何在矿山开发过程中将地热资源变害为宝,实现资源开发利用的双赢,是值得探讨的难题.胶东是我国最大的黄金生产基地,也是我国东部地热资源最为丰富的地区之一.该区地热和矿产资源具有相似的动力来源和运输通道,使二者在空间分布上具有高度重合性,诸多大型矿山不仅矿产资源储量大,地热资源也相当丰富,是最有望实现地热与矿产资源共采的地区.在分析胶东地区地热和矿产资源分布成因的基础上,梳理了我国低温地热资源利用的现状,认为胶东地区金矿资源埋藏和开采深度较大,建议对三山岛、金青顶、新城、玲珑金矿等利用相对成熟的低温地热供暖技术,治理矿山热害的同时实现矿产与地热资源的共采.

关键词：胶东金矿矿产资源地热资源矿-热共采资源利用

湘东垄上矽卡岩型锡多金属矿床流体包裹体特征及成矿机制研究

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岩石学报 2023年第6期39卷 1743-1756页

作者：王旭东袁顺达吴胜华徐丽燕赵盼捞绍兴文理学院元培学院绍兴312000 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 自然资源部战略性金属矿产找矿理论与技术重点实验室中国地质大学北京100083

矽卡岩型锡矿是全球重要的锡金属来源,但是锡石沉淀成矿机制仍存在较大的争议。垄上矽卡岩型锡矿床位于湘东锡田锡多金属矿田中部,是南岭钨锡成矿带内矽卡岩型锡矿的典型代表。本文在野外考察、矿石矿相学、流体包裹体岩相学研究的基础... 详细信息

矽卡岩型锡矿是全球重要的锡金属来源,但是锡石沉淀成矿机制仍存在较大的争议。垄上矽卡岩型锡矿床位于湘东锡田锡多金属矿田中部,是南岭钨锡成矿带内矽卡岩型锡矿的典型代表。本文在野外考察、矿石矿相学、流体包裹体岩相学研究的基础上,采用流体包裹体组合法对垄上矽卡岩矿床不同矿化阶段代表矿物中的流体包裹体进行了详细研究。结果显示,垄上矽卡岩型多金属矿床成矿阶段可划分为矽卡岩阶段、退化蚀变阶段、云英岩-氧化物阶段、石英硫化物阶段以及萤石碳酸盐化等5个阶段,其中,锡石主要形成于云英岩-氧化物阶段。与锡石密切共生的石英中发育流体包裹体类型主要为富液相、富气相两相水溶液包裹体,含液相CO_(2)三相水溶液包裹体和纯CO_(2)型包裹体。流体温度和盐度具有较大的变化范围(200-400℃和2%-9%NaCleqv),指示流体在降温过程中经历了显著的不混溶。与硫化物共生的石英中主要为富液相两相水溶液包裹体,温度和盐度主要集中在190-261℃和3%-7%NaCleqv,指示流体冷却过程同时经历了流体混合。本次研究提出锡田矽卡岩型矿床中流体不混溶是导致云英岩-氧化物阶段锡石沉淀成矿的主要机制,而流体冷却和混合是导致硫化物沉淀的主要原因。

关键词：流体包裹体成矿阶段矽卡岩型锡矿床垄上锡田

滇西南与花岗岩有关的锡矿床时空分布与成矿作用

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地质学报 2023年第11期97卷 3550-3568页

作者：孙祥邓军路雷雷司晓博萧珂李强郑明俊孙浩宇黄云鹏中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室北京100083 自然资源部战略性金属矿产找矿理论与技术重点实验室北京100083 中国地质大学深时数字地球前沿科学中心北京100083

滇西锡矿带与全球著名的东南亚锡矿带具有相似的成矿地质背景,其成矿规律与资源潜力一直是研究热点。本文在前人已有研究的基础上,探讨了滇西南锡矿时空分布规律与成矿作用。滇西南锡矿主要分布在腾冲地体、保山地体与昌宁-孟连造山带... 详细信息

滇西锡矿带与全球著名的东南亚锡矿带具有相似的成矿地质背景,其成矿规律与资源潜力一直是研究热点。本文在前人已有研究的基础上,探讨了滇西南锡矿时空分布规律与成矿作用。滇西南锡矿主要分布在腾冲地体、保山地体与昌宁-孟连造山带。已有的年代学数据显示腾冲地体发育三期锡成矿事件,分别为125~120Ma,75~68 Ma,52~47 Ma。本文在保山地体识别出晚新生代(约32~24 Ma)和晚白垩世(约75 Ma)两期锡成矿作用,进一步厘定了昌宁-孟连造山带东部三叠纪临沧花岗岩体中锡成矿时代为三叠纪(约235~220 Ma)。提出滇西南与三叠纪花岗岩有关的锡成矿作用发生于古特提斯洋闭合后碰撞环境,与早白垩世花岗岩有关的锡矿形成于中特提斯洋闭合后碰撞环境,与晚白垩世—古近纪花岗岩有关的锡成矿作用与新特提斯洋俯冲和板片回撤有关,而保山地体晚新生代锡矿则可能与新生代隐伏的新生代花岗岩有关,其侵位可能与走滑断裂活动诱发的软流圈上涌和地壳熔融有关。滇西南含锡花岗岩多为复式花岗岩体中晚阶段的高分异花岗岩(如二云母花岗岩或白云母花岗岩)。保山地体三叠纪花岗岩中的锡矿成矿时代显著晚于赋矿围岩,应注重加强成矿期花岗岩体与锡矿的勘查与评价。滇缅马苏地体在缅甸发育约90~85 Ma的锡矿,而同时代锡矿尚未在我国保山地体发现,值得加强理论研究与勘查评价。

关键词：锡矿高分异花岗岩成矿规律东南亚锡矿带滇西南

石榴子石矽卡岩与钨矿化关系研究:以湖北大冶铜山口铜钼钨矿床为例

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岩石学报 2023年第6期39卷 1600-1618页

作者：朱乔乔谢桂青纪云昊李新昊汪方跃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 中国地质大学(北京) 自然资源部战略性金属矿产找矿理论与技术重点实验室北京100083 合肥工业大学资源与环境工程学院合肥230009

石榴子石是矽卡岩型矿床的标志性矿物之一,其结构和成分特征被广泛用来示踪早期成矿流体性质的变化,但其生长过程与金属元素富集过程的关系还不清楚。本文对长江中下游成矿带最西端鄂东矿集区内的铜山口铜钼钨矿床中的石榴子石开展了显... 详细信息

石榴子石是矽卡岩型矿床的标志性矿物之一,其结构和成分特征被广泛用来示踪早期成矿流体性质的变化,但其生长过程与金属元素富集过程的关系还不清楚。本文对长江中下游成矿带最西端鄂东矿集区内的铜山口铜钼钨矿床中的石榴子石开展了显微结构和电子探针主量元素、LA-ICP-MS微量元素点分析和面扫描分析。结果显示,铜山口矿床中的石榴子石端元成分以钙铁榴石-钙铝榴石为主,普遍含有一定量的W,特别是在钙铁榴石端元比例高的石榴子石中(可达3898×10-6),且W与Mo、As、Sn存在明显的正相关关系、与Ti存在一定的负相关关系,指示W以类质同象的方式进入石榴子石晶格。石榴子石可包裹结构简单的白钨矿或被具复杂结构的白钨矿交代,指示石榴子石记录了白钨矿形成前和形成过程中流体性质(氧逸度和W含量等)的变化。铜山口矿床中钙铁榴石的大量结晶,导致成矿早期W的大量分散,不利于高品位和大规模钨矿的形成,仅在这些钙铁榴石遭受强烈的退化蚀变时,释放的W在一定程度能够提高矿石的品位,这可能是氧化性矽卡岩型钨矿通常比还原性矽卡岩型钨矿品位低、规模小的重要原因。石榴子石的成分特征(如W、Sn等元素含量和W/Sn、W/Mo和W/As等比值)可以作为判断矽卡岩的氧化还原性和钨矿床的品位及规模的依据,并具有成为W、Mo和Sn等矿床的找矿勘查指示矿物的潜力。

关键词：石榴子石矽卡岩钨矿赋存状态 LA-ICP-MS 面扫描找矿勘查指示矿物铜山口

黑色页岩容矿型Ni-Co矿床:研究进展与展望

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岩石学报 2022年第10期38卷 3052-3066页

作者：徐林刚孙凯闫浩袁彭付雪瑞中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083 中国地质大学(北京) 自然资源部战略性金属矿产找矿理论与技术重点实验室北京100083 中国地质科学院北京100037

Ni和Co都是重要的战略性矿产资源,其中黑色页岩容矿型Ni-Co矿床是沉积岩容矿型Ni-Co矿床的重要组成部分,具有非常重要的工业价值和科学研究意义。本文按照形成时代的先后顺序综述了芬兰Talvivaara组、英国Gwna群、中国华南牛蹄塘组、瑞... 详细信息

Ni和Co都是重要的战略性矿产资源,其中黑色页岩容矿型Ni-Co矿床是沉积岩容矿型Ni-Co矿床的重要组成部分,具有非常重要的工业价值和科学研究意义。本文按照形成时代的先后顺序综述了芬兰Talvivaara组、英国Gwna群、中国华南牛蹄塘组、瑞典Alum Shale组、加拿大Canol组以及中欧Kupferschiefer组等全球范围内几个重要黑色页岩层位赋存的Ni-Co矿床。这些矿床的矿石具有纹层状构造、多金属共生富集、富有机质和硫等共同特征。矿床中多金属的初始来源可能为陆源风化的产物或者海底热液,而导致溶解于海水中的金属发生沉淀的机制则是极端条件下海洋环境的变化。Ni-Co的共生分异受到同沉积期海水氧化还原环境和后期改造过程的共同控制。全球范围内几个重要的含Ni-Co黑色页岩层位均发育在第一次全球大氧化事件、新元古代大氧化事件和显生宙的地球表生环境突变期,显示了地球表生环境对该类型矿床的形成具有控制作用。此外,后期改造过程则有利于金属的进一步富集形成工业矿体。前人针对黑色页岩容矿型Ni-Co矿床的研究极大的推动了人们对这类矿床的认识,然而,对这类矿床中Ni-Co共生-分异机制、同沉积过程中多金属的共生关系以及后期改造过程仍需要更深入的探索。以现代分析技术为手段,开展成矿学、沉积学、地质生物学、地球化学等多学科交叉研究,将有助于深入理解黑色页岩容矿型Ni-Co矿床的成矿过程以及与地球多圈层协同演化(尤其是表生环境演化)的关系,从而推动黑色页岩容矿型Ni-Co矿床成矿理论的发展。

关键词：黑色页岩 Ni矿 Co矿共生分异成矿模型氧化事件

中国铝土矿的成矿规律、关键科学问题与研究方法

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矿床地质 2023年第1期42卷 22-40页

作者：徐林刚孙莉孙凯中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083 中国地质大学(北京)自然资源部战略性金属矿产找矿理论与技术重点实验室北京100083 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

中国是世界上铝的最主要生产国和消费国,但资源储量和人均占有铝资源量严重不足。中国铝土矿具有成矿时代单一、空间分布广泛但局部相对集中的特点,成因类型以喀斯特型为主,区别于国际上以红土型为主的特点。文章在前人大量研究的基础上... 详细信息

中国是世界上铝的最主要生产国和消费国,但资源储量和人均占有铝资源量严重不足。中国铝土矿具有成矿时代单一、空间分布广泛但局部相对集中的特点,成因类型以喀斯特型为主,区别于国际上以红土型为主的特点。文章在前人大量研究的基础上,对山西断隆、华北陆块南缘、黔中北-渝南和桂西南-滇东南4个最主要铝土矿成矿带的成矿规律进行了总结。并在成矿规律总结基础上,提出了当前铝土矿研究面临的关键科学问题:(1)地层层序与成矿物质的来源与组成问题;(2)深时古气候背景下重大地质事件与铝土矿成矿耦合关系问题;(3)铝土矿共生/伴生矿产资源的开发利用以及成矿过程问题。同时,文章还对解决上述科学问题可能采用的技术方法和研究手段予以展望。

关键词：地质学铝土矿成矿规律地层层序深时古气候共生-伴生矿产

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锡矿床研究现状及发展趋势

岩石学报 2023年第5期39卷 1233-1240页

作者：毛景文宋世伟刘鹏刘敏赵盼捞袁顺达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 自然资源部战略性金属矿产找矿理论与技术重点实验室中国地质大学北京100083 河北地质大学石家庄050031 西北大学地质学系大陆动力学国家重点实验室西安710069

锡矿属于世界各国所列出的关键矿产,其成因通常是与高分异、还原性、来自于上地壳变泥质沉积岩重熔形成的钛铁矿系列花岗质岩石有关。在复式岩体中往往出现在最晚阶段岩体的内外接触带。其成矿环境包括大陆碰撞环境、俯冲环境、后俯冲... 详细信息

锡矿属于世界各国所列出的关键矿产,其成因通常是与高分异、还原性、来自于上地壳变泥质沉积岩重熔形成的钛铁矿系列花岗质岩石有关。在复式岩体中往往出现在最晚阶段岩体的内外接触带。其成矿环境包括大陆碰撞环境、俯冲环境、后俯冲环境和大陆内部裂谷环境,局部可见弧后地区锡矿带与活动大陆边缘斑岩铜矿带平行分布(例如,南美、我国东南沿海和缅甸中东部)。近年来,随着锡石、黑钨矿和白钨矿等以及其它副矿物U-Pb测年技术的发展,不断地助推深化了区域成矿规律认识。LA-ICP-MS原位单个流体/熔体包裹体成分分析、阴极发光显微成像技术、锡石fs-LA-MC-ICP-MS原位锡同位素和SIMS原位氧同位素等技术的开发和应用,极大地提升了锡矿成矿机制的研究程度,并在厘定花岗岩体内外接触带的锡矿与外围铅锌银矿的成因联系,揭示成矿系统的形成过程中发挥了重要作用。文中指出锡成矿作用研究中存在的五个值得探索的科学问题,提出矿床学研究务必服务找矿勘查,提高找矿效率。

关键词：锡矿床高分异花岗岩微区分析成矿模型

智能矿山大数据的地学信息挖掘与知识发现:以河南上房沟钼(铁)5G^(+)矿山为例

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地学前缘 2023年第4期30卷 317-334页

作者：王洛锋王功文许文辉徐森民何亚清王春毅杨涛周晓将黄蕾蕾左玲牟妮妮曹毅刘志飞常瑜琳洛阳栾川钼业集团股份有限公司河南洛阳471500 中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083 北京市国土资源信息开发研究重点实验室北京100083 自然资源部战略性金属矿产找矿理论与技术重点实验室北京100083

21世纪工业4.0促进了智能矿山诞生,智能矿山的地质、勘探、采矿、选矿、环境、测绘等多学科数据集构成了矿山大数据,从而促进了地球科学的数字化、信息化和智能化迅速发展。本文以河南上房沟钼(铁)矿床5G^(+)智能矿山为例,开展矿山大数... 详细信息

21世纪工业4.0促进了智能矿山诞生,智能矿山的地质、勘探、采矿、选矿、环境、测绘等多学科数据集构成了矿山大数据,从而促进了地球科学的数字化、信息化和智能化迅速发展。本文以河南上房沟钼(铁)矿床5G^(+)智能矿山为例,开展矿山大数据的地学信息挖掘,以凸显新工科多学科融合研究,取得了创新性成果与一系列新的地学知识发现。具体内容概括如下:(1)根据“斑岩-夕卡岩”矿床理论和找矿矿物学方法,利用钻孔数据集和露采场大比例尺填图及镜下鉴定分析,查明并构建了矿区主矿种与潜在矿种的时空三维模型,新发现了NE向构造赋矿地段、贯入式赋矿地段;(2)利用无人机遥感与地面高光谱短波红外和长波红外技术,识别并建立了矿区20多种主要蚀变矿物并构建了三维多参数矿物模型;(3)运用地球化学XRF测量和微区原位测量技术,建立了高光谱匹配的样品数据集,研发了矿区岩矿石有用和有害元素双矩阵制图软件,实现了传统地质统计学(高斯模拟、克里格插值)与机器学习(深度学习)关联的数学建模,复原并查明了2021年3—4月选矿回收率偏低的配矿矿石矿物组合及其缘由;(4)运用矿区选矿工艺矿物学的生产与实验采选矿的多期次多类型数据集(季-月-日的岩粉、泥粉、精矿、尾矿等,>1 800),研发岩粉与矿粉测试技术与分析方法,查明了上房沟钼矿的难选矿石类型及其有害矿物种类。研究结果表明,矿山多元多类型的数据集具有大数据“5V”(volume, variety, velocity, veracity, value)特征,准确管控矿山大数据的动态关联测量、分析与快速、高效评价有利于矿山智能决策和经济效益提高(回收率)。其中,高精度的多参数三维建模不仅能够深层次挖掘岩矿石的地质、构造、蚀变、矿化等信息模型,核实储量/资源量,还能满足第四代工业5G^(+)矿山的实时矿业(real-time-mining)发展的四维管控需求,例如三维空间可视化的地质矿产资源预测与评价及增储、虚拟仿真式的“年-季-月-日”动态配矿采矿、数字孪生的实时选矿等。本项研究成果为智能矿山的地质矿产深层次地学研究提供了借鉴和参考。

关键词：矿山大数据高光谱 XRF 地球化学原位分析地学信息挖掘知识发现上房沟Mo多金属矿床

南秦岭地区下寒武统黑色页岩赋存的千家坪大型钒矿地球化学特征及成矿环境

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地学前缘 2022年第1期29卷 160-175页

作者：徐林刚付雪瑞叶会寿郑伟陈勃方正龙中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083 自然资源部战略性金属矿产找矿理论与技术重点实验室北京100083 中国地质科学院矿产资源研究所北京100037 陕西华源矿业有限责任公司陕西商洛726000

南秦岭地区下寒武统黑色页岩是我国主要的富钒层位,其中千家坪大型钒矿是典型代表。矿体主要赋存在水沟口组第一岩性段的碳硅质岩石中。为了探讨钒矿的成矿物质来源和南秦岭早寒武世古海洋氧化-还原环境,本文对水沟口组第一岩性段富钒... 详细信息

南秦岭地区下寒武统黑色页岩是我国主要的富钒层位,其中千家坪大型钒矿是典型代表。矿体主要赋存在水沟口组第一岩性段的碳硅质岩石中。为了探讨钒矿的成矿物质来源和南秦岭早寒武世古海洋氧化-还原环境,本文对水沟口组第一岩性段富钒碳硅质岩和上覆的第二岩性段泥质灰岩开展了岩石地球化学研究。第一岩性段碳硅质岩比第二岩性段泥质灰岩具有更高的Y/Ho比值,说明碳硅质岩主要为海水自生沉积形成的,而泥质灰岩的物质组成主要来自陆源碎屑。Eu/Eu^(*)与V含量不具备正相关关系,且Y/P_(2)O_(5)-Zr/Cr和Fe/Ti-Al/(Al+Fe+Mn)图解均显示钒矿主要是海水沉积形成的,热液作用对成矿元素的富集贡献很小。水沟口组样品Ce/Ce^(*)均为负异常,变化范围为0.26~0.96,第一岩性段钒矿石比第二岩性段泥质灰岩具有高Mo/Sc、V/Sc、V/Cr比值,低Th/U比值的特征,反映了早寒武世早期南秦岭为氧化-还原分层的古海洋结构,而晚期古海洋则全部被氧化。

关键词：千家坪钒矿微量元素稀土元素矿床成因氧化-还原环境南秦岭