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东天山小热泉子铜锌矿床伴生硒富集机制

地球科学与环境学报 2024年第3期46卷 384-399页

作者：陈浩男邓小华何西恒阿卜力米提·艾白长安大学地球科学与资源学院陕西西安710054 中国科学院新疆生态与地理研究所新疆矿产资源研究中心新疆乌鲁木齐830011

小热泉子矿床位于东天山大南湖—头苏泉岛弧带西段,是赋存于石炭纪火山-沉积建造中的火山块状硫化物(VMS)矿床。小热泉子矿床伴生硒等关键金属,但硒赋存状态及富集机制研究较为薄弱,制约了硒的综合利用。在矿床地质特征研究基础上,对不... 详细信息

小热泉子矿床位于东天山大南湖—头苏泉岛弧带西段,是赋存于石炭纪火山-沉积建造中的火山块状硫化物(VMS)矿床。小热泉子矿床伴生硒等关键金属,但硒赋存状态及富集机制研究较为薄弱,制约了硒的综合利用。在矿床地质特征研究基础上,对不同成矿期次的矿石中硫化物开展全自动综合矿物分析、电子探针成分分析,探索小热泉子矿床中硒赋存状态和富集机制。结果表明:小热泉子矿床中硒主要呈硒独立矿物硒方铅矿或赋存于硫化物的晶格中。硒方铅矿呈半自形—他形产出,粒径多小于30μm,包裹于喷流沉积期和热液叠加期的黄铜矿中,其Se含量(质量分数,下同)为20.25%~23.87%,平均值为22.15%,S含量为1.11%~2.61%,平均值为1.92%,Pb含量为72.49%~76.57%,平均值为74.51%,平均化学式为Pb(Se_(0.78)S_(0.17)),S/Se值为0.087。不同期次黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿等硫化物中的Se含量分别为0.07%、0.15%和0.29%,S/Se平均值分别为716、222和110。其中,喷流沉积期硫化物的Se平均含量为0.20%,S/Se平均值为212,热液叠加期硫化物的Se平均含量为0.05%,S/Se平均值为938,显示Se含量具有下降趋势。结合前人流体包裹体研究结果,小热泉子矿床中硒富集机制归因于较高温、较高氧逸度的岩浆流体环境,硒富集伴随成矿系统温度和氧逸度的降低而减弱。

关键词：关键金属硒火山块状硫化物矿床铜锌矿赋存状态富集机制东天山

基于工业CT的青海察尔汗盐湖固体钾矿孔隙度与给水度研究

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地球学报 2024年第5期45卷 757-768,I0002-I0007页

作者：李宫达叶传永赵元艺陈寿铭严群雄王罗海中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083 中国地质科学院矿产资源研究所自然资源部盐湖资源与环境重点实验室北京100037 中国地质科学院矿产资源研究所自然资源部青藏高原盐湖野外观测研究站北京100037 中国地质科学院地质研究所北京100037 青海盐湖工业股份有限公司青海格尔木816000

钾盐是我国战略性关键矿产资源,察尔汗盐湖是我国最大钾盐生产基地,钾盐原料主要来自固体钾矿的固液转化,而孔隙度、给水度是固体钾矿固液转化评价的关键指标。本研究首次利用工业CT技术获得察尔汗盐湖固体钾矿准确的孔隙度和给水度,并... 详细信息

钾盐是我国战略性关键矿产资源,察尔汗盐湖是我国最大钾盐生产基地,钾盐原料主要来自固体钾矿的固液转化,而孔隙度、给水度是固体钾矿固液转化评价的关键指标。本研究首次利用工业CT技术获得察尔汗盐湖固体钾矿准确的孔隙度和给水度,并结合前人资料,对其动态变化及原因进行了初步研究。主要结论如下:(1)工业CT可高效、直观、非破坏性地测量固体钾矿的孔隙度和给水度。(2)察尔汗盐湖固体钾矿孔隙度均值为16.49%,给水度均值为10.21%。孔隙度由第一层向第三层逐渐减小,第四层稍有回升但仍呈减小趋势;给水度的平均值也由第一层向第四层逐渐减小。在特定采区,孔隙度和给水度的最大值和最小值位于不同孔深处,主要是岩性的不均一性引起。(3)别勒滩矿区的孔隙度(17.12%)较2007年的孔隙度(20.64%)减小,而给水度(10.58%)较2007年的给水度(9.56%)增大,表明地层持水度降低,储藏卤水能力减弱,这可能与干旱气候及固液转化有关。本研究可为察尔汗固体钾矿资源承载力评价提供科学依据,更为地质条件类似的盐类矿床评价提供可借鉴的方法和思路。

关键词：工业CT 孔隙度给水度钾矿察尔汗盐湖

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西藏琼嘉岗伟晶岩型锂矿矿物包裹体形成过程及其对熔-流体特征的指示

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岩石学报 2024年第2期40卷 450-464页

作者：施睿哲赵俊兴何畅通秦克章赵永能曹明坚贾丽辉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 德国地学研究中心波茨坦144734 岩石圈演化国家重点实验室中国科学院地质与地球物理研究所北京100029

西藏琼嘉岗伟晶岩型锂矿是喜马拉雅地区发现的首例具有工业价值的伟晶岩型锂矿床,该矿床的发现证实了喜马拉雅地区具有成为我国稀有金属战略基地的潜力,也为喜马拉雅地区寻找伟晶岩型锂矿床提供了指示意义。本研究主要针对琼嘉岗锂矿花... 详细信息

西藏琼嘉岗伟晶岩型锂矿是喜马拉雅地区发现的首例具有工业价值的伟晶岩型锂矿床,该矿床的发现证实了喜马拉雅地区具有成为我国稀有金属战略基地的潜力,也为喜马拉雅地区寻找伟晶岩型锂矿床提供了指示意义。本研究主要针对琼嘉岗锂矿花岗岩和伟晶岩中三种主要副矿物独居石、磷灰石和锆石中的矿物包裹体进行扫描电镜分析,确定矿物包裹体种类、频率以及产状(与裂隙关系),结合磷灰石中长石包裹体电子探针分析,综合指示琼嘉岗锂矿熔-流体性质及演化过程。研究表明:(1)琼嘉岗锂矿独居石、磷灰石和锆石中主要发育硅酸盐、氧化物、磷酸盐以及少量硫化物包裹体,其中填充裂隙和穿切裂隙的富稀土矿物独居石和磷灰石包裹体均由热液蚀变形成,而锆石放射性损伤强烈的区域中发育的远离裂隙的晶质铀矿和方钍石包裹体的形成也和流体作用相关;(2)电气石白云母花岗岩的磷灰石中发育钶钽铁矿以及烧绿石包裹体表明早期花岗岩岩浆富集铌和钽,稀有金属包裹体的数量以及类型也对高演化的花岗岩和伟晶岩是否具有稀有金属成矿潜力以及矿化类型具有一定指示意义;(3)锂辉石伟晶岩磷灰石中发育异常高且变化大的An值的斜长石包裹体,它们分别记录了磷灰石在结晶时对早期富钙熔体的捕获以及熔体的分异过程。本文的研究结果还表明副矿物中矿物包裹体的种类以及元素组成可以为高演化花岗岩-伟晶岩体系的熔-流体特征及演化提供指示意义。

关键词：琼嘉岗伟晶岩型锂矿矿物包裹体副矿物斜长石熔-流体特征

基于地质大数据的中国金矿时空分布规律定量研究

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地学前缘 2024年第4期31卷 438-455页

作者：王岩王登红王成辉黎华刘金宇孙赫高新宇金雅楠秦燕黄凡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 广西壮族自治区地质调查院广西南宁530023 中国地质大学(北京)地球科学与资源学院/地质过程与矿产资源国家重点实验室北京100083 河北地质大学河北省战略性关键矿产资源重点实验室河北石家庄050031 成都理工大学地球与行星科学学院四川成都610080

在大数据科学成为新的科学范式的背景下,基于地质大数据理念,将传统的定性地质研究方法推向定量研究的高度。文章通过对5300余处金矿产地资料的系统梳理,定量分析了中国省(自治区)、市、县级及Ⅲ级成矿区带金矿成矿密度、成矿强度和各... 详细信息

在大数据科学成为新的科学范式的背景下,基于地质大数据理念,将传统的定性地质研究方法推向定量研究的高度。文章通过对5300余处金矿产地资料的系统梳理,定量分析了中国省(自治区)、市、县级及Ⅲ级成矿区带金矿成矿密度、成矿强度和各成矿时代金矿的成矿强度问题。研究表明,中国金矿具有明显的时空集中分布趋势。中国金矿空间分布具有区域性集中的明显趋势,以胶东、小秦岭等区域为金矿高密度、高强度成矿区;新疆矿床数量最多;山东省金矿成矿密度最大,成矿强度最强;在地级市统计中,山东烟台市和河北承德市是全国仅有的两处矿产地数量过百的地级市,山东烟台市的金矿无论是矿产地数量、成矿密度,还是成矿强度均居全国首位;在县级行政区统计中,新疆塔城地区托里县金矿矿产地数量最多(52处),安徽铜陵市区金矿成矿密度最大,山东烟台市莱州市的金资源储量最大(2341 t),成矿强度最强(1.35 t/km^(2));在成矿区带统计中,华北陆块北缘东段成矿带(Ⅲ-57)金矿矿产地数量最多(345处),胶东成矿带(Ⅲ-65)金矿成矿密度最大,成矿强度最强。中国金矿时间分布不平衡,具有成矿强度老弱新强、东西南北成矿有别、叠加成矿时间跨度大和新生代金矿资源潜力大的特点;燕山期是中国金矿最重要的成矿时期,成矿强度大,达到10.5个矿区/Ma,金资源储量93 t/Ma。今后中国金矿地质工作的核心依然是加强金矿找矿工作、保障国家金融安全。

关键词：金矿地质大数据成矿规律成矿密度成矿强度定量分析

内蒙古边家大院锡多金属矿床成矿岩体岩石地球化学特征及成矿潜力评价

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矿床地质 2024年第2期43卷 429-442页

作者：张雪旎王佳新张阳阳袁顺达中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083 中国地质科学院矿产资源研究所北京100037 湖北省地质科学研究院(湖北省富硒产业研究院) 湖北武汉430000

内蒙古边家大院锡多金属矿床是大兴安岭南段多金属成矿带的代表性矿床之一,其西矿区主要发育斑岩型Sn-Cu-Mo矿体,矿体发育于石英斑岩体内。文章通过对石英斑岩开展全岩地球化学、锆石Hf同位素以及锆石微量元素地球化学分析研究,确定了... 详细信息

内蒙古边家大院锡多金属矿床是大兴安岭南段多金属成矿带的代表性矿床之一,其西矿区主要发育斑岩型Sn-Cu-Mo矿体,矿体发育于石英斑岩体内。文章通过对石英斑岩开展全岩地球化学、锆石Hf同位素以及锆石微量元素地球化学分析研究,确定了该含矿岩体岩浆性质、来源及演化历史,探讨了成岩成矿关系,并进一步评估了该岩体成锡、铜矿潜力。研究表明,边家大院石英斑岩为准铝质-弱过铝质,高钾钙碱性花岗岩。稀土元素具有轻稀土元素富集、重稀土元素亏损,Eu负异常明显的特征。微量元素具有富集大离子亲石元素,亏损高场强元素的特征。结合其较低的Zr/Hf和Nb/Ta比值以及较高的Rb/Sr比值判断其经历了高分异结晶演化。根据锆石微量元素地球化学特征,确定边家大院石英斑岩源于还原性(ΔFMQ-0.15)、高温贫水(>750℃)岩浆。边家大院石英斑岩ε_(Hf)(t)为-0.86~5.99,TDM2=809~1240 Ma,为中元古代—新元古代年轻地壳部分熔融形成。根据锆石微量元素Ce^(4+)/Ce^(3+),Ce_(N)/Ce_(N)^(*),Ce/Nd和Eu_(N)/Eu_(N)^(*)指针性比值及岩浆特性判断,该石英斑岩有利于锡金属富集成矿,而成铜钼矿潜力小。

关键词：还原性岩浆贫水岩浆高分异花岗岩大兴安岭南段边家大院矿床

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从陆缘伸展探讨新生代南海构造演化

地质通报 2024年第1期43卷 20-32页

作者：梁光河张宝林中国科学院地质与地球物理研究所矿产资源研究重点实验室北京100029 中国科学院大学北京100049

南海的形成和演化是地学界长期争论的问题,前人给出了多种成因模式,目前较流行的模式是海底扩张,但它难以合理解释南海海底扩张中的洋中脊跳跃现象及南海大洋中的大陆残片。基于欧亚东缘的陆缘伸展,从地幔上涌和陆壳沿莫霍面的重力滑移... 详细信息

南海的形成和演化是地学界长期争论的问题,前人给出了多种成因模式,目前较流行的模式是海底扩张,但它难以合理解释南海海底扩张中的洋中脊跳跃现象及南海大洋中的大陆残片。基于欧亚东缘的陆缘伸展,从地幔上涌和陆壳沿莫霍面的重力滑移的新大陆漂移模型出发,通过横跨南海的几条地震勘探剖面的地质新解释,研究了南海的形成和演化过程。结果说明,南海的形成是一种“构造被动挤出+微陆块主动漂移”模式。构造被动挤出是指印度-欧亚碰撞造成的欧亚大陆东南缘的微陆块被大规模挤出,而由陆缘伸展形成的微陆块在被挤出后发生了主动裂解漂移,南海的海底扩张现象是诸多微陆块主动漂移的结果。这个新的模式能够合理地解释南海形成过程中的洋中脊跳跃现象及南海中大陆残片的成因机制。进一步恢复了南海演化过程中周边陆块的运动演化历史,说明欧亚东缘在中生代晚期发生的大规模伸展构造运动是南海形成的基础,新生代印度-欧亚碰撞是南海形成的直接动力,微陆块的裂解漂移是南海形成的主要参与者。

关键词：陆缘伸展南海成因构造演化动力机制大陆漂移

新疆西昆仑大红柳滩花岗伟晶岩型锂矿叠加改造成矿特征:来自矿石构造、3D成像技术与年代学的约束

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岩石学报 2024年第2期40卷 553-570页

作者：洪涛胡明曦唐俊林蒋泽立张璋高俊徐兴旺中山大学地球科学与工程学院广东省地球动力作用与地质灾害重点实验室广州510275 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 珠海519000 中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院矿产资源研究重点实验室北京100029 中国科学院大学北京100049 中国科学院地球科学研究院北京100029

花岗伟晶岩型矿床是大陆演化的直接产物,这类矿床易受后期岩浆、构造、变质等地质作用影响,使得矿床自身发生改造变形导致叠加改造成矿。叠加改造成矿不仅可以活化原有矿体,还有可能带来新的成矿物质。聚焦花岗伟晶岩型矿床的叠加改造... 详细信息

花岗伟晶岩型矿床是大陆演化的直接产物,这类矿床易受后期岩浆、构造、变质等地质作用影响,使得矿床自身发生改造变形导致叠加改造成矿。叠加改造成矿不仅可以活化原有矿体,还有可能带来新的成矿物质。聚焦花岗伟晶岩型矿床的叠加改造成矿过程解析有助于建立潜力矿集区勘查指标和部署找矿靶区。新疆西昆仑大红柳滩花岗伟晶岩型锂矿带是我国近年新发现的重要的稀有金属伟晶岩成矿带之一。我们通过细致的野外调查,发现了西昆仑大红柳滩花岗伟晶岩型锂矿带较好地保存了晚期韧性变形细粒锂辉石伟晶岩-细晶岩和岩脉截切早期粗粒锂辉石伟晶岩岩脉的现象。通过岩芯CT三维扫描技术,本文揭示了强变形带相对于粗粒锂辉石伟晶岩中锂辉石整体体积含量较大的现象,并且发现韧性变形的锂辉石伟晶岩主体由“书斜”结构的锂辉石、“云母鱼”结构的锂云母和重结晶的石英流动带组成。韧性变形的锂辉石伟晶岩中铌钽铁矿的U-Pb定年结果为~193±0.89Ma,具“云母鱼”结构的锂云母的原位Rb-Sr定年结果为~187Ma,指示区域上除了广泛存在的212~206Ma(铌钽铁矿U-Pb定年结果)的成矿事件,还存在193~187Ma左右的叠加改造成矿作用。结合区域上的大地构造背景,我们推测晚期岩浆穹窿造成的拆离断层是早期岩浆活动形成的伟晶岩和围岩发生二次韧性变形活化的可能成因,这对区域上的找矿勘查部署提供了一定的科学指导。

关键词：西昆仑伟晶岩型锂矿叠加改造成矿矿石结构

华北板块北缘东段柳河盆地早白垩世鹰嘴砬子组碎屑锆石U-Pb定年及其地质意义

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地球科学 2024年第3期49卷 907-921页

作者：梁云怡许中杰周洋程日辉蓝艺植何奕言吉林大学地球科学学院吉林长春130061 自然资源部东北亚矿产资源评价重点实验室吉林长春130061

华北板块北缘在晚中生代受到古太平洋板块西向俯冲作用的影响,发育强烈的构造变形及大规模的岩浆活动.研究区柳河盆地地处华北板块北缘,对其开展研究能够为约束华北板块北缘晚中生代构造演化阶段提供沉积方面的证据.依据对盆地早白垩世... 详细信息

华北板块北缘在晚中生代受到古太平洋板块西向俯冲作用的影响,发育强烈的构造变形及大规模的岩浆活动.研究区柳河盆地地处华北板块北缘,对其开展研究能够为约束华北板块北缘晚中生代构造演化阶段提供沉积方面的证据.依据对盆地早白垩世鹰嘴砬子组样品碎屑组分、岩性序列、沉积相演化特征的研究,结合碎屑锆石U-Pb年代学判断,盆地样品矿物组成具有石英含量较低,岩屑和长石含量较高的特点,显示沉积物物源主要来自岩浆弧物源区.两组碎屑锆石U-Pb年龄组成相似,以晚中生代为主,古元古代为辅.L1-B178样品(岩心)碎屑锆石存在约127Ma的主峰和约2553Ma的次峰;P303-B3样品(剖面)存在约126Ma的主峰和约2545Ma的次峰,中生代沉积物物源可能来自盆地东北侧丰富的岩浆岩.早白垩世鹰嘴砬子组最年轻碎屑锆石颗粒的U-Pb年龄限定岩层的最大沉积年龄为(125±4)Ma,介于早白垩世巴雷姆阶与阿普特阶,与层内流纹岩样品(124.3±0.7)Ma的锆石加权平均年龄吻合.通过对柳河盆地样品矿物组成特点、沉积相演化和碎屑锆石U-Pb年代学特征综合判断,盆地在(125±4)Ma已接收到古太平板块俯冲作用带来的物源.

关键词：柳河盆地早白垩世鹰嘴砬子组锆石U-Pb定年物源地质年代学岩石学

湖北庙垭碳酸岩杂岩体中铌赋存状态及富集机制:矿物化学制约

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地球科学 2024年第2期49卷 594-611页

作者：王珂王连训朱煜翔马昌前黄宏业核工业二三〇研究所湖南长沙410007 湖南省伴生放射性矿产资源评价与综合利用工程技术研究中心湖南长沙410007 中国地质大学地球科学学院湖北武汉430074

庙垭碳酸岩杂岩体位于南秦岭武当地块西南缘,主要由富铌、稀土的碳酸岩和正长岩组成,是我国第二大碳酸岩型铌矿床.前人对碳酸岩中稀土元素的矿化机理进行了详细的研究,但铌元素的富集机制还尚未清楚.因此对其开展了详细的岩石学、矿物... 详细信息

庙垭碳酸岩杂岩体位于南秦岭武当地块西南缘,主要由富铌、稀土的碳酸岩和正长岩组成,是我国第二大碳酸岩型铌矿床.前人对碳酸岩中稀土元素的矿化机理进行了详细的研究,但铌元素的富集机制还尚未清楚.因此对其开展了详细的岩石学、矿物学及矿物化学研究.庙垭杂岩体主要由碳酸岩和正长岩组成,碳酸岩多呈岩脉或岩株状侵入正长岩中.庙垭铌-稀土矿床含铌矿物主要有铌金红石、含Nb-Ti-Zr矿物、铌铁矿、富铀烧绿石和铌钛铀矿等.铌金红石和Nb-Ti-Zr氧化物呈自形-半自形,Nb_(2)O_(5)含量较高(分别为1.10%~3.35%和8.58%~18.64%).Nb-Ti-Zr硅酸盐赋存于Nb-Ti-Zr氧化物裂隙内或沿其边缘分布,常与钠长石细脉伴生,Nb_(2)O_(5)含量为1.75%~6.00%.铌铁矿呈它形细粒状结构,空间上与含Nb-Ti-Zr氧化物共生,显示较高的Nb_(2)O_(5)及FeO含量(72.30%~75.75%和18.52%~18.81%).富铀烧绿石呈不规则粒状或者交生结构,具有较高含量的Nb_(2)O_(5)(35.42%~36.45%)和UO_(2)(25.68%~26.76%),高的A位空缺值(0.55~0.74 apfu)和低的Na_(2)O、F含量(低于检测线和0.32%~0.79%).铌钛铀矿呈残骸状或椭圆状假晶,空间上依次伴生赤铁矿和黄铁矿,显著富集Nb_(2)O_(5)、UO_(2)和TiO_(2).(结论).综上,初步认为庙垭碳酸岩杂岩体中铌富集受控于岩浆和热液过程.贫铌矿物和富F矿物在富Nb母岩浆中早先结晶导致残余熔体中Nb含量逐渐升高,最终结晶出铌金红石、Nb-Ti-Zr氧化物、富铀烧绿石、铌钛铀矿.后期富Na、Si、Fe热液沿裂隙交代原生含铌矿物,经活化、迁移、沉淀形成了次生含铌矿物(Nb-Ti-Zr硅酸盐、铌铁矿等).

关键词：庙垭碳酸岩杂岩体铌富集机制结晶分异热液交代岩浆-热液过程矿床学