
创刊于1922年, 月刊
主编 :杨经绥
主管单位 :中国科学技术协会
主办单位 :中国地质学会
国际标准刊号 :ISSN 0001-5717
国内统一刊号 :CN 11-1951/P
国内邮发代号 :2-113
国外发行代号 :M 78
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2019, 93(6):1189-1209. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2019186
摘要: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。
陶琰 , 胡瑞忠 , 唐永永 , 叶霖 , 戚华文 , 樊海峰
2019, 93(6):1210-1230. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2019084
摘要:西南地区稀散元素资源丰富,主要以伴生元素矿床产出,寄主矿床类型主要为沉积岩容矿型铅锌矿(伴生Cd、Ge、Ga、Tl)、锡石硫化物矿床(伴生In、Cd)和沉积型铝土矿(伴生Ga)及含锗煤等。这些矿床往往集中产出,主要分布在三江铅锌铜银多金属矿成矿域、川滇黔铅锌多金属成矿域、滇东南锡多金属矿成矿域、黔西北铝土矿含矿带及滇西第三系含煤盆地。本文以滇东南锡石硫化物矿床(个旧、都龙、白牛场)及沉积岩容矿型铅锌矿(包括兰坪金顶铅锌矿和川滇黔铅锌银多金属成矿域中的会泽、大梁子、天宝山和富乐铅锌矿等)等为主要对象,开展了不同金属硫化物中稀散元素含量及电子探针面扫描分析,查定了稀散元素伴生富集的赋存状态,并在矿床地球化学研究基础上,综合分析了这些稀散元素的伴生富集规律。研究结果进一步表明,稀散元素(In、Cd、Ge、Ga、Tl)伴生富集都具有明确的载体矿物专属性:热液矿床中In、Cd、Ge、Ga主要富集在闪锌矿中,Tl主要富集在黄铁矿中;沉积铝土矿中Ga的载体矿物主要是一水铝石,含锗煤中Ge主要以有机质结合态赋存在腐殖体中。在伴生富集规律上,In主要伴生富集在锡石硫化物矿床中,滇东南三大锡石硫化物矿床(个旧、都龙、白牛场)具有相似的地质地球化学特征,成因上与燕山晚期花岗岩侵入密切相关。沉积岩容矿型铅锌矿普遍含有Cd、Ge、Ga、Tl,但不同矿床在不同稀散金属富集程度上存在明显差异,其中,金顶矿床中的闪锌矿高度富Cd,平均含量达1.23%,其成因可能与生物有机作用有关。临沧盆地西缘含锗煤产出在以花岗岩为基底的帮卖陆相含煤碎屑岩盆地中,具有工业意义的Ge只集中在第一含煤段的煤层中,其含煤段有硅质岩和薄层含碳硅质灰岩,在上部缺乏硅质岩的两个含煤段的煤中无Ge矿化。Ga在铝土矿中的伴生富集具有全球性特点,不同成矿时代和不同工业类型铝土矿中都具有镓的伴生富集,含量一般在50×10-6~200×10-6,贵州铝土矿床主要形成于石炭纪,其矿石以硬水铝石及少量黏土等为主,Ga 含量在70×10-6~143×10-6,略高于中国和世界铝土矿中镓的平均值。
孙艳 , 王登红 , 王成辉 , 李建康 , 赵芝 , 王岩 , 郭唯明
2019, 93(6):1231-1244. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2019183
摘要:铷是重要的稀有金属和战略性新兴产业矿产。按目前工业指标衡量,我国铷资源相对丰富,主要分布在江西、新疆和广东等12个省份,规模以超大型和大型为主,但品位低,均以伴生资源产出,开发利用难度大。花岗岩型和花岗伟晶岩型是我国铷矿的主要类型,主要分布在江南隆起东段、武功山北武夷山、南岭中段、浙中武夷山、康滇、阿尔泰、华北陆块北缘等稀有金属成矿带。我国近年铷矿的找矿工作虽然有新进展,发现和提交了广东龙川天堂山超大型铷矿,但基本上还是伴生矿产,铷矿资源先天不足的基本格局尚未有实质性改变。鉴于战略性新兴产业的快速发展,尤其是在环境保护要求越来越高的形势下,促进新能源及相关产业的发展已经是当务之急,而铷有可能在新能源领域发挥重要作用,因而有必要提前谋划独立铷矿、高品质铷矿的找矿工作,重点找矿方向宜考虑摸清现有铷矿资源家底、从新兴产业需求侧的角度来分析哪些类型的铷矿有可能得到现实的开发利用、进而有针对性地总结找矿标志、圈定找矿靶区、适度开展钻探验证,并布署相关的高端利用、综合回收方面的研究工作。
2019, 93(6):1245-1251. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2019182
摘要:锗是一种银灰色性脆的金属,在地壳中的含量约为00007%,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)。
2019, 93(6):1252-1269. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2019160
摘要:铼是重要的稀散元素,主要应用于国防和航空航天以及石油化工领域,具有不可替代性。但对中国铼矿尚未开展过系统的研究。本文通过对全国铼矿产资源勘查和科研成果的系统梳理,初步总结了中国铼矿的资源特征与成矿规律。研究认为,中国铼矿分布较广泛,具有较大的资源潜力和找矿前景。将中国铼矿划分为斑岩型、矽卡岩型、碳酸岩脉型等8种矿床类型,以斑岩型、矽卡岩型及其复合类型最为重要,占估算资源量的90%以上。铼成矿作用的时间跨度很大,从古元古代到新生代均有发育,以喜马拉雅期形成的资源量最多,次为燕山期、印支期和加里东期,呈现出越年轻铼越富集的趋势。将内生铼矿划分为25个成铼带,以冈底斯成铼带和东秦岭成铼带最重要。首次划分了铼矿的矿产预测类型,包括斑岩型、矽卡岩型、岩浆热液脉型、陆相沉积型和海相沉积型5种类型,对每种预测类型的有利找矿区域进行了分析,指出了找矿方向,并对未来铼资源调查和产业发展提出了建议。
2019, 93(6):1270-1278. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2019155
摘要:遥感技术具有宏观、经济、快速、准确等技术优势,特别是近年来高空间分辨率、高光谱、雷达等遥感技术的发展十分迅速,为三稀矿产资源调查提供了一种全新的技术手段。遥感技术应用于三稀矿产资源调查尚处于起步阶段,目前主要在稀土矿产资源调查中应用较多,在稀有稀散金属调查中应用非常欠缺,主要应用方向包括地质找矿、矿产资源开采现状调查、环境监测等。通过分析三稀矿产资源的成矿规律,建立相应的遥感找矿模型,可以缩小找矿靶区,为三稀矿产资源的找矿调查提供快捷有效的技术支撑;此外,高空间分辨率遥感数据可以提取矿山的地表开采信息,通过与矿权信息的叠加分析,实时动态地监测三稀矿产资源的开采现状,为矿政管理提供依据;最后,遥感技术可以提取三稀矿山在开采过程中造成的地表环境变化信息,如植被破坏、土地压覆、水体污染、地质灾害等,获取环境变化的面积、强度等要素信息,为三稀矿产资源环境监测提供准确评估。今后应加强多源遥感数据在三稀矿产资源调查中的技术方法研究,建立不同类型三稀矿产资源的遥感找矿模型,并推进全国三稀矿产资源开采现状与环境监测的广度与力度,建立星- 空- 地一体化的三稀矿产资源调查体系。
2019, 93(6):1279-1295. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2019163
摘要:本文在对前人资料的收集、整理及汇总等工作的基础上,按铝土矿标准对全球铝土矿中稀土和钪的资源潜力进行了综合分析。结果显示:铝土矿成矿时代主要集中在古生代、中生代及新生代;由老至新,铝土矿主要矿物类型具有由硬水铝石→一水软铝石→三水铝石演变的规律。但铝土矿的矿物组合特征变化不大;矿床中的稀土矿物以镧、铈及钇三族矿物为主。此外,中生代稀土元素的资源潜力最大,新生代次之,古生代最小。而在区域上,由单个矿床构成的地区中,黑山(Zagrad)的潜力最大,澳大利亚(Darling Range)最小。而由多个矿床构成的地区(如中国、意大利、伊朗)中,其资源潜力大致相同。而另一关键元素钪不同时期资源潜力的差异不明显;但区域上,相对巴西等国,俄罗斯、黑山及西班牙等国的资源潜力更大。而我国铝土矿主要发育在古生代(石炭纪和二叠纪),其中稀土资源潜力从南至北表现出增大的趋势;同时,相对于其它单个稀土元素,铈是地质历史时期中资源潜力最大的关键元素。在我国铝土矿矿床中,以广西平果矿床中钪的资源潜力最高,而贵州省普遍低。
郭唯明 , 王登红 , 李鹏 , 李建康 , 舒志明 , 张文胜 , 李超
2019, 93(6):1296-1308. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2019189
摘要:湖北柘坪锑矿勘查区发现有具一定规模的断裂破碎带型共伴生锂矿,锂主要以锂绿泥石的方式充填在断层破碎带的石英颗粒之间,属于低温热液充填成因。锂与锑的成矿作用均受到断裂破碎带的控制,二者之间在总体上是正相关关系,成矿物质可能均来自于南侧的幕阜山大岩基。这一发现,不但丰富了我国锂矿的类型,而且开拓了找矿思路,为我国新类型锂矿的勘查提供了新的切入点。今后既要注意在锑矿区综合评价锂及其他稀有金属成矿的可能性,也要注意在柘坪锑矿深部及邻区方山锑矿等地对断裂破碎带控制的热液型稀有金属矿化带进行普查勘探,同时还要注意矿化的垂向分带和侧向分带。不排除深部存在隐伏花岗伟晶岩型锂矿的可能性,也不排除柘坪的热液型锑矿与断峰山的伟晶岩型锑矿属于同一成矿系列的可能性。柘坪Sb- Li矿床本身位于幕阜山锂铍铌钽稀有金属矿集区的外围,与断峰山伟晶岩型铌钽锂矿床相隔仅12 km,区域充分的成矿物质来源为多种类型锂矿的形成创造了条件。
刘善宝 , 杨岳清 , 王登红 , 代鸿章 , 马圣钞 , 刘丽君 , 王成辉
2019, 93(6):1309-1320. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2019184
摘要:以往都认为四川甲基卡是“伟晶岩型锂辉石矿床”,经过2018年的钻探验证,尤其是对甲基卡矿田东南部鸭柯柯矿区ZK801钻孔的详细研究,发现鸭柯柯矿区的锂矿物不只有锂辉石,还有磷锂铝石;矿体不局限在伟晶岩中,也出现在细粒花岗岩中,更常见的是以锂辉石、磷锂铝石和其他造岩矿物(长石、石英、云母等)共同组成近等粒状的或不规则状但总体上矿物粒度达不到伟晶结构,与标准的伟晶岩明显不同。因此,鸭柯柯矿区的工业矿体主要属于花岗岩型而非伟晶岩型;矿体在成因上以交代为主,充填为次;矿石类型以细晶状为主,伟晶状少见;矿石矿物以锂辉石为主,常见磷锂铝石,偶见锂云母;矿化分带不明显,局部出现非常复杂的结构带,如“锂辉石伟晶岩+磷锂铝石锂辉石花岗细晶岩”组成的复式脉和“含磷锂铝石锂辉石细晶花岗岩+石英微斜长石伟晶岩+石英细脉”组成的复式脉。这一非传统矿化类型的发现,弥补了硬岩型锂矿以“伟晶岩型锂辉石”为主导的单打一局面,拓宽了找矿思路,同时也为伟晶岩型矿脉深部寻找大规模的层状稀有金属矿体“地下室”提供了实例。
郭唯明 , 马圣钞 , 孙艳 , 赵芝 , 钟海仁 , 姚垒珊
2019, 93(6):1321-1330. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2019088
摘要:云南腾冲地区正在活动的热泉中普遍含有Li、Be、Rb、Cs等稀有金属和W、Sb、Tl、Mo等微量元素,以Li、Rb、Cs、W的富集最为显著。热泉中Li、Rb、Cs、W的平均值分别为2895. 1 μg/L、839. 8 μg/L、417. 9 μg/L、61. 74 μg/L,普遍高于Cu、Pb、Zn的含量(分别为13. 6 μg/L、0. 24 μg/L、6. 83 μg/L)。Au、Ag等贵金属和稀土元素的含量很低,基本上低于检出限。此外,温度越高的泉水稀有金属的含量也相应增高;而氦同位素资料表明,热泉中不但有幔源物质的供给,而且,随着幔源组分贡献的增大,稀有金属的含量明显升高。因此,热泉活动是可以导致稀有金属富集成矿的。鉴于腾冲地区水热活动广泛而强烈,近20年来不同年份热泉中Li的含量又是相对稳定的,可以认为热泉不但可以形成稀有金属矿床,而且速度是比较快的。每年随着水热活动带出的锂金属量可达500多吨,其成矿效果明显优于贵金属、稀土和铜铅锌等有色金属。研究热泉型稀有金属的成矿机制,对于我国西南三江地区寻找热液蚀变或热泉沉积型稀有金属矿床,具有重要的理论意义和现实意义。
高娟琴 , 于扬 , 王登红 , 刘丽君 , 代鸿章 , 郭唯明
2019, 93(6):1331-1341. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2019089
摘要:2016~2018年系统采集川西甲基卡稀有金属矿田及周边地表水样品88件,测试分析了样品中Li、Be、Rb、Sr、Zr、Nb、Cs、Hf、Ta九种稀有金属元素含量及八种主要阴阳离子含量。结果表明:甲基卡矿田地表水水化学类型主要为HCO3- Ca型。甲基卡矿区地表水中Li、Be、Nb、Rb、Cs、Ta等稀有金属元素平均含量明显高于川西河流平均值,Zr、Hf元素含量与川西河流均值相近,Sr含量远低于川西河流均值。经甲基卡矿区地表水稀有金属含量与矿脉分布空间耦合验证,地表水中Li、Rb、Cs、Be元素含量对矿脉的存在有明显的响应特征,其含量分布可以有效地服务于稀有金属矿产勘查,针对甲基卡外围地形高差大、切割深的特点,认为根据水地球化学异常来找矿也不失为一种有效方法,可以尝试运用地表水中稀有金属元素异常来缩小找矿靶区。
2019, 93(6):1342-1358. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2019158
摘要:秦岭造山带是中国中央造山带重要组成部分,近年来取得了一系列钨的找矿突破,尤其是在南秦岭镇安地区新发现了首例铍矿达到工业品位的核桃坪钨多金属矿床。在详细的野外地质工作基础上,本文通过对该矿床开展年代学及微区原位元素/同位素地球化学研究,限定其成矿时代和物质来源,旨在查明其成矿机制并建立成矿模式。利用Ar- Ar法获得铬云母坪年龄为201. 4±2. 10 Ma,金云母坪年龄为196. 6±2. 38 Ma,指示区域内大规模钨(钼、铍)等稀有金属矿化与印支晚期- 燕山早期后造山阶段的酸性岩浆活动关系密切。LA- ICP- MS微区原位分析结果显示,白钨矿中Mo、Nb、Ta等元素相对富集,且由氧化物早阶段至晚阶段Nb/Ta比值显著降低,87Sr/86Sr比值显著升高,反映氧化物早阶段的成矿物质来源以深源酸性岩浆为主,而演化至氧化物晚阶段,壳源的成矿物质逐渐增多。本区白钨矿呈轻稀土富集特征,指示石榴子石、透辉石等矽卡岩矿物先于白钨矿和绿柱石沉淀,相对富钾的热液环境有利于Be在氧化物早阶段富集沉淀。综合南秦岭地区地质背景以及各钨矿床的地质特征,镇安西部地区钨多金属矿床成矿作用受到了岩浆、地层及构造的多重制约,含矿热液与碳酸盐岩围岩相互作用产出矽卡岩化似层状矿(化)体,而在裂隙中充填交代形成脉状矿(化)体。成矿机制可以归纳为“隐伏岩体+特定层位+两组性质的断裂控矿”,深部勘探过程中可以借鉴华南“五层楼+地下室”的勘查模型,重点探寻不同岩性界面层间破碎带控制的层状矿体。该成矿模式对区域上同类型钨矿的深部找矿和综合评价也具有重要的参考价值。
王成辉 , 王登红 , 陈晨 , 刘善宝 , 陈振宇 , 孙艳 , 赵晨辉 , 曹圣华 , 凡秀君
2019, 93(6):1359-1373. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2019156
摘要:赣西北是我国重要的稀有金属成矿区,成矿作用主要集中于武功山隆起和九岭隆起,其中的武功山隆起产有我国最大的岩体型稀有金属矿床414矿,在九岭隆起是否也能找到类似于414的大型稀有金属矿床成为业界关注的焦点。本文在华南稀有稀散和稀土矿产调查评价项目开展过程中,查明了赣西北九岭地区的狮子岭岩体也存在类似的稀有金属矿化,矿化主要赋存于黑磷云母—含锂白云母碱长花岗岩、锂(白)云母碱长花岗岩和黄玉锂云母碱长花岗岩三类岩石中,三类岩石的分带特点与武功山隆起雅山含矿岩体从Ⅴ带的二云母碱长花岗岩到Ⅱ带的黄玉—锂云母—钠长石花岗岩演变趋势有非常明显的相似性。同时,详细的矿物学研究表明,狮子岭岩体稀有金属矿化特征与414矿也存在一定差异,如狮子岭黄玉—锂云母碱长花岗岩中磷锂铝石超常富集,含量可到4%~5%,已成为矿石中锂的主要载体之一;岩体中绿柱石、富钽锡石、铌钽铁矿、钽铌铁矿等工业稀有金属矿物也普遍存在,这些发现为该地区Li、Be、Ta及Sn的找矿工作部署提供了直接依据。同时,文章对九岭地区锂矿资源的成矿潜力、成矿机制以及华南地区岩体型锂矿找矿方向进行了探讨,深化了稀有元素在花岗岩类中成矿作用的认识,对华南地区稀有金属的找矿工作可能也将产生积极的影响。
李鹏 , 刘翔 , 李建康 , 黄志飚 , 周芳春 , 张立平
2019, 93(6):1374-1391. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2019159
摘要:湘东北幕阜山地区由东北向西南,稀有金属矿化种类由单一至复杂,成矿规模逐渐增大,显示出明显的空间规律性。本文选取幕阜山地区西南部岩浆分异演化程度最高、矿化种类最复杂的仁里- 传梓源稀有金属矿床,开展典型伟晶岩脉矿物学、地球化学及云母Ar- Ar年代学研究,旨于揭示Be- Nb- Ta- Li- Cs伟晶岩地球化学特征,探讨其与花岗岩围岩成因关系,并限定矿床稀有金属成矿时代。仁里- 传梓源矿床5号伟晶岩脉表现出相对富碱(Na2O+K2O=5. 11%~14. 02 %, 平均9. 4 %)、过铝质(A/CNK=1. 04~2. 26, 平均为1. 4)的特征,微量、稀土元素含量极低,总体上富集Ta、Nb、Hf、Zr等高场强元素(HFSE),相对亏损Ba、Sr等离子亲石元素(LILE),不相容元素Rb、Cs、Nb、Ta、Zr、Hf等的强烈富集表明岩浆分异演化程度极高。矿物学及地球化学特征显示,仁里- 传梓源矿床5号伟晶岩脉由边部至核部分异演化程度逐渐升高,但其化学指数与花岗岩围岩相比表现出较明显的突变关系。结合野外接触关系、年代学等证据,推断围岩二云母花岗岩并非稀有金属伟晶岩母岩。仁里- 传梓源矿床显示出稀有金属岩浆- 热液两阶段成矿的特征,伟晶岩中锂云母Ar- Ar坪年龄为125. 0 ± 1. 4 Ma,代表了岩浆分异演化晚阶段,近热液体系中稀有金属聚集成矿的时代。
周芳春 , 李建康 , 刘翔 , 李鹏 , 黄志飚 , 石威科 , 苏俊男 , 陈虎 , 黄小强
2019, 93(6):1392-1404. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2019144
摘要:仁里超大型铌钽矿床处于扬子陆块与华夏陆块交汇之江南隆起造山带、幕阜山岩体西南缘, 是我国东部近年来新发现的超大型、高品位花岗伟晶岩型铌钽矿。为了查明矿体中伟晶岩地球化学特征, 进一步总结区内稀有金属成矿特征, 为幕阜山地区乃至华南地区稀有金属找矿与研究提供经验, 本次选取5号主矿脉钻孔ZK1616中5-2号矿体的13个矿样进行了主量、微量及稀土元素测试。 测试结果: SiO2: 70.2%~90.1%, Al2O3: 5.23%~16.4%, Na2O+K2O: 3.49%~11.5%, A/CNK: 1.42~3.28, 稀碱总量: 202.0×10-6~1155.9×10-6, 稀土元素含量极低, 部分超出了测量精度的下限,A/CNK明显高于花岗岩A/CNK指数, 具有较高的分异指数。研究表明矿体中伟晶岩跟其围岩(花岗岩)均属高分异、富硅、过铝质、钙碱性花岗质岩石,稀有金属元素的富集程度与花岗岩分异演化程度有良好的一致性, 稀有金属成矿受岩浆的分异演化控制, 分异晚期富含F、H2O、CO2的气、热液流体对围岩的稀有金属元素的释出→迁移, 对稀有金属成矿产生了叠加作用。多阶段、分带性较复杂的伟晶岩更有利于铌钽等稀有金属成矿。
凤永刚 , 王艺茜 , 张泽 , 梁婷 , 周义 , 高景刚 , 腾家欣
2019, 93(6):1405-1421. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2019166
摘要:新疆大红柳滩伟晶岩型锂矿床近年来找矿取得了新进展。我们在该地区典型锂矿脉(90- 1号)首次鉴定出磷铁锂矿,其在伟晶岩中呈树枝状、团簇状集合体分布岩脉的边缘带和中部。边缘带尤为富集磷铁锂矿,含量可达10%~15%。本文系统地开展了磷铁锂矿的岩相学和矿物学研究。利用电子探针和激光剥蚀等离子质谱测定了脉体边缘带和中间粗粒锂辉石- 白云母- 石英带磷铁锂矿的主微量元素含量。结果表明,磷铁锂矿除含有主要元素P、Fe、Mn及Li外,还含有较高的Mg、Ca和Zn,几乎不含高场强元素、稀土元素。综合电子探针和LA- ICP- MS分析结果,认为伟晶岩脉中部分磷铁锂矿已被氧化,成分向铁磷锂锰矿过渡。从脉体的边缘带往中间带,磷铁锂矿中Mg和Zn平均含量下降,而Mn/(Mn+Fe)比值由0.388升至0.409,显示逐渐富Mn特点,与前人关于花岗伟晶岩熔体演化过程中Fe- Mn的分离趋势一致,也与该伟晶岩脉中铌钽铁矿早期演化阶段Mn/(Mn+Fe)比值变化趋势相同;磷铁锂矿被晚期氟磷灰石部分交代,反映伟晶岩演化至热液阶段F、Ca活度增加。表明该矿物可以很好的记录伟晶岩岩浆及热液阶段的演化。
李以科 , 陈仁义 , 柯昌辉 , 陈钧 , 郝美珍 , 李瑞萍
2019, 93(6):1422-1443. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2019157
摘要:在巴西,与碱性岩- 碳酸岩杂岩体相关成矿作用复杂,产出了世界上唯一的霞石正长岩型斜锆石矿床、全球最大的铌矿床以及巴西最大的铀矿和镍矿集区,资源储量丰富,具有重要的经济价值和战略意义,同时也是关键矿产成矿作用研究的殿堂。本文在前人研究基础之上,整理分析了35处与碱性岩- 碳酸岩相关的关键矿产地质特征。根据成矿作用特征,划分了4个成矿系列:①霞石正长岩碱性杂岩相关的U- Zr- Mo- REE 和萤石成矿系列;②碱性岩- 碳酸岩杂岩(正长岩+辉石岩+霓霞岩+碳酸岩等)相关的Nb- P- Ti- REE和蛭石成矿系列;③阿拉斯加型超基性岩- 碱性杂岩体相关的Ni成矿系列;④交代正长岩相关的U- P成矿系列。根据关键矿产资源时空分布规律,划分了5个成矿带:(Ⅰ)Lancinha- Cubato碱性岩- 碳酸岩相关REE- P- U- Zr- Ni- Mo- 蛭石成矿带;(Ⅱ)Rio de Janeiro- Rondnia碱性岩- 碳酸岩- 金伯利岩相关的Nb- REE- Ti- Zr- P- 金刚石成矿带;(Ⅲ)Ceará- Mato Grossodo Sul 超基性岩- 碱性岩- 碳酸岩相关的Ni- U- P- 蛭石成矿带;(Ⅳ)亚马逊地区碳酸岩相关Nb- REE- Th- Ti- P成矿带;(Ⅴ)巴伊亚地区与变正长岩相关的U成矿带。本文还详细介绍了典型矿床成矿地质特征和成矿条件,为走出去寻找关键矿产资源基地提供了理论支撑。
王登红 , 刘善宝 , 于扬 , 王成辉 , 孙艳 , 代鸿章 , 李建康 , 代晶晶 , 王裕先 , 赵汀 , 马圣钞 , 刘丽君
2019, 93(6):1444-1453. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2019082
摘要:四川西部阿坝、甘孜和凉山三州矿产资源丰富, 而且矿种齐全, 稀有、稀土和稀散金属矿产相互配套, 尤其是以牦牛坪为代表的稀土和以甲基卡为代表的稀有金属矿床都是全国知名的大型超大型优质关键矿产, 对于战略性新兴产业的发展至关重要。此外, 川西还有以大水沟独立碲矿以及伴生在有色金属和铁矿中的钒、钛资源, 也都是战略性新兴产业发展必不可少的关键矿产。川西的锂矿资源丰富, 硬岩型锂矿储量国内第一, 而且品位高, 宜采选, 工艺成熟, 经济效益好。除了甲基卡之外, 还有石渠扎乌龙、马尔康党坝等一系列同类型的大中型锂矿, 为锂矿工业的发展提供了充分的资源保障。在甲基卡新发现的新三号脉(X03), 是目前世界上已知最富集6Li的锂矿脉(盐湖锂一般富集7Li), 6Li又是制造氢弹等核武器和今后实现可控核聚变发电的关键原材料, 战略意义十分重大。无论是正在开采的甲基卡、李家沟、党坝还是尚未开发的扎乌龙等硬岩型锂矿, 都是轻金属矿产地, 总体上处于承载力较强、风险较小的地理环境, 只要加强管控, 矿业开发对环境的影响是完全可控的。川西地区矿业开发的外部条件正在改善, 尤其是交通条件的改善和以脱贫致富为目标的民族政策的落实, 一方面为新兴产业的发展创造了外部条件, 另一方面也为改变民族地区的落后面貌提供了机遇。川西地区尤其是成都、绵阳、德阳、雅安、攀枝花等大中型城市具有资金、技术、人才等方面的优势, 不但可为新兴产业的发展提供多方面的支持, 其本身也是一个巨大的市场。总之, 川西大型战略性新兴产业矿产资源基地的建设, 不但有助于为国家提供关键矿产的资源保障, 也是社会经济发展的迫切需要, 既符合国家目标, 也符合人民利益, 应该加强地质勘查、综合利用与高端开发。
赵芝 , 王登红 , 王成辉 , 王瑧 , 邹新勇 , 冯文杰 , 周辉 , 黄新鹏 , 黄华谷
2019, 93(6):1454-1465. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2019086
摘要:21世纪以来由于稀土资源的战略地位不断提升,全球对稀土的供需变化和价格波动极为关注,并加大了稀土的勘查和开发程度。离子吸附型稀土(iRee)资源因轻重稀土元素配分齐全,且不需要通过矿物分解的方式来分离不同的稀土元素,成为近十多年全球稀土找矿和研究的热点。iRee矿产是我国的优势资源,已有40多年的开采历史,为全球稀土产业尤其是重稀土产业做出了巨大的贡献。近年来,项目组在江西、广西和云南等省区发现了一批矿产地,矿床的分布范围已从我国南方的丘陵地带扩大到高海拔(云南)和高纬度(安徽和浙江)地区,从亚热带气候扩大到热带气候,如越南、缅甸、泰国、马达加斯加及智利等国家。我们的研究继续丰富了iRee成矿“八多两高一深”的认识,即:多类型、多岩性、多期次、多层位、多模式、多标志、多因继承、多相复合,高海拔、高纬度及大深度,新矿床的发现也不断为此认识提供实例。同时,本文对亚热带和热带地区的花岗岩风化壳、华南不同岩性(花岗岩、火山岩和浅变质火山沉积岩)以及不同稀土配分类型(LREE和HREE型)的iRee矿床进行了对比研究。目前,国内的iRee矿床无论从规模和品位,还是母岩的多样性和稀土配分的全面性都优于国外的。然而,我国长期仍无法摆脱矿山及周边环境污染和优势资源过度消耗的现状。今后,寻找经济价值大的iRee矿床是找矿的重要方向。
陆蕾 , 王登红 , 王成辉 , 赵芝 , 冯文杰 , 徐晓春 , 于沨
2019, 93(6):1466-1478. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2019181
摘要:近年来,在云南临沧某地花岗岩风化壳中新发现一中型离子吸附型轻稀土矿(iRee),是高海拔地区发现的又一个典型矿床,这对今后在高海拔地区找矿具有指导意义。通过研究此矿床,并结合岩体中已发现的iRee矿床,本文总结了此类矿床的成矿规律。研究区矿床的成矿母岩是黑云母二长花岗岩,似斑状、中粗粒结构,含稀土矿物主要是榍石、褐帘石、磷灰石、独居石、磷钇矿和锆石等;岩石具有高硅、高钾和低铁、低镁的特征,∑REE>150×10-6,相对富集LREE。矿区内风化壳厚度在2~30m之间,发育完整的风化壳,自上而下可分为表土层、全风化层、半风化层和微风化层;全风化层是主要的含矿层;风化壳中∑REE的含量是基岩的3~5倍,稀土配分形式与基岩相似,局部见重稀土异常;矿区由北至南,地势由高到低,矿体埋深由深变浅,稀土品位逐渐增高;由西向东,稀土品位中间高、两边低,且东边高于西边。临沧花岗岩风化壳中iRee矿床或矿化点主要分布于岩体中—南段,均以LREE型稀土矿床为主;岩体处于中亚热带季风气候—热带雨林季风气候带;矿区主要发育中低山、丘陵地貌,区域上受次级断裂构造作用影响;成矿母岩多为中晚期岩浆岩产物,岩性为黑云母二长花岗岩。风化壳中∑REE含量受地形地貌的影响表现出:在平缓开阔的多层台地和起伏缓和的低山丘陵地貌下,山腰和山顶较为富集;中低山顶部宽缓的带状地貌,山腰至山顶较为富集。
2019, 93(6):1479-1488. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2019087
摘要:全球范围内锂矿的勘查保持活跃态势,本文仅就2017年和2018年国外锂矿勘探的进展情况及动向做一些简单介绍,重点概述非洲、澳洲、北美洲、欧洲等地伟晶岩型锂矿勘探的新进展,区域上以非洲和西澳为热点,类型上以卤水型和沉积型锂矿的相关进展最为突出。通过借鉴国外锂矿勘探项目的新进展和新趋势,认为国内应增强安全意识,加强勘探投入工作,努力提高关键矿产资源的自我保障能力;摸清国内关键矿产资源家底,加强各类型锂矿的基础研究,以伟晶岩型锂矿勘查为主导,兼顾花岗岩型锂矿的调查,查明卤水型锂矿和沉积型锂矿的赋存状态;加速国内优势资源的转化,建立完整产业链;在海外投资勘查时宜加强研究,优选项目,通过合作等多种方式降低风险。
2019, 93(6):1489-1500. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2019180
摘要:油(气)田中常伴生油(气)田水,与自然界其他水体相比常具有较高的锂含量,部分可达工业品位。我国油(气)田水储量大,锂资源量可观,但在过去却长期被忽视。近年来,在盐湖卤水型液体锂资源提取技术不断取得突破的大背景下,卤水型锂资源产量占比逐年升高,油(气)田水型锂资源也应当受到重视。本文通过研究大量国内外主要油(气)田中伴生的油(气)田水锂含量及分布特征,归纳国内外油(气)田水提锂技术现状,为我国油(气)田水中锂的综合利用提供参考。
秦锦华 , 王登红 , 陈毓川 , 赵如意 , 王成辉 , 江彪
2019, 93(6):1501-1513. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2019185
摘要:衡阳盆地是华南地区独具特色的中—新生代陆相沉积盆地,其形成机制与丰富的矿产资源都十分引人注目。衡阳盆地近等轴形态,地形上表现为典型的“盆山体系”,重力资料显示出地幔隆起的特征,构造形式上发育“棋盘状”和“环形(弧形)”格局,火成岩与成矿元素组合以及同位素特征均具有幔源特征,这表明衡阳盆地的形成与华南地区中生代地幔柱活动之间具有密切的成因联系。盆地及其周缘矿产资源具有长时期、多矿种、强富集的特征。不同时代和不同矿种组合的成矿作用与区域岩浆作用和盆地沉积作用具有明显的专属性。衡阳盆地及周边不但出现了丰富的有色金属和非金属矿产,也出现了钨锡铌钽铋碲铀等关键矿产,但后者的工作程度最低。因此,在深部矿产探测过程中应做到“四注意四加强”。
屈文俊 , 王登红 , 朱云 , 樊兴涛 , 李超 , 温宏利
2019, 93(6):1514-1522. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2019085
摘要:本文系统总结了自2011年以来在三稀矿产实验测试方面取得的新进展。重点介绍了离子相稀土单元素浸泡提取实验研究、稀土原产地Nd同位素与微量元素示踪技术研究、离子吸附型稀土样品野外现场快速定性定量手持X射线荧光(XRF)分析研究成果。结果表明,采用25%硫酸铵浸泡提取,电感耦合等离子体光、质谱(ICP- AES、ICP- MS)测定,可以清晰反映出各稀土元素的浸泡提取率;采用高精度多接收电感耦合等离子体质谱仪(MC- ICP- MS)进行稀土矿石中Nd143/Nd144同位素比值测定,其比值差异可以示踪不同稀土矿石产地;通过精确测试分析不同产地稀土精矿样品中的稀土和其他微量元素含量,并进行数据相关性分析和数据分类分析,通过Y、Be和Bi三种元素含量的比较,可以判断稀土精矿来源;野外现场快速分析,20分钟可完成1件样品测试,不仅可定性判断是否为离子吸附型稀土,同时可定量各离子相稀土单元素含量,与室内精确分析结果符合性良好,可为我国离子吸附型稀土矿床的找矿快速筛查提供技术支撑。 同时介绍了混合酸微波分解样品- 电感耦合等离子体光、质谱(ICP- AES、ICP- MS)同时测定钨矿石、钼矿石、铌钽矿石中的多种稀有稀散稀土元素含量的方案。该方案的特点在于采用了耐氢氟酸体系,尤其对高含量W、Nb、Ta样品更具优势,否则易产生水解,导致测定结果系统偏低。同时梳理总结了我国常见三稀矿石地质样品的特点,针对不同矿种、不同矿床样品类型与基体特点,以及所测试元素种类的不同,研究建立了专门针对“稀有、稀散、稀土元素”现代仪器分析的10个全新的配套方法及其相应的技术指标(准确度、精密度、检出限),可满足地质矿产实验室测试质量管理的规范要求,而且为我国三稀金属矿产资源的战略调查、国家重点研发计划“深地锂资源探测”和四川甲基卡等地找矿突破做出了贡献。
2019, 93(6):1523-1532. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2019165
摘要: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。
于扬 , 王登红 , 高娟琴 , 刘丽君 , 王伟 , 张塞
2019, 93(6):1533-1542. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2019149
摘要:生物地球化学作为全球热点学科之一,为找矿工作者探索地壳发生的地质地球化学过程提供了新的理论与方法,开展“三稀矿产”生物找矿方法研究并将其应用到找矿实践工作中,将对资源、环境领域的研究和应用产生重要影响。三稀矿产的生物找矿方法包括地植物学(植被观察)、生物地球化学找矿(植物分析测试)、动物找矿以及微生物找矿四个方面。本文通过归纳、总结前人研究成果,梳理了当前国内三稀矿产生物找矿研究的特点、概念和内涵,归纳了三稀矿产资源生物找矿常用方法,包括采样、测试和综合分析技术方法,总结了生物找矿方法在稀有金属矿区、稀散金属矿区的应用与研究进展,并结合项目团队最新成果,提出了对中国三稀矿产生物找矿方法及其应用的几点新认识,进一步阐述了三稀矿产生物找矿的理论与实际应用意义。通过川西地区锂铍稀有金属生物找矿方法应用于辅助隐伏矿床勘查,已取得一些成功案例。随着研究的深入,生物找矿方法必将对我国三稀矿产地球化学勘查理论和技术发展产生重大影响。
谭细娟 , 梁婷 , 张泽 , 周义 , 王艺茜 , 凤永刚 , 三金柱
2019, 93(6):1543-1549. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2019164
摘要:锂是我国重要的战略金属资源,锂辉石是伟晶岩型锂矿床中最重要的工业矿物之一。有效、合理圈定锂矿体、评价锂矿床的开发利用价值、深入研究锂矿成矿机制,锂元素含量的准确测定具有重要意义。本文以新疆维吾尔族自治区的卡鲁安、大红柳滩和镜儿泉锂矿床中锂辉石单矿物为研究对象,首次开展了伟晶岩型锂矿床中锂辉石单矿物锂元素ICP- MS和ICP- AES分析方法准确性对比研究。本文选取三个锂矿床共22件具有代表性的锂辉石单矿物样品,采用高压密闭湿法消解法,对ICP- MS和ICP- AES分析方法测定锂元素的工作条件(包括雾化气流速、辅助气流速、等离子体流速等)进行了详细探讨。测定结果表明,针对同一份锂辉石单矿物消解溶液,ICP- MS分析方法得到的锂元素存在系统性误差,较ICP- AES分析结果,结果偏差约28倍,锂元素含量损失近648%。同时进一步对ICP- MS测定锂元素结果的系统误差可能来源作了分析,提出目前技术条件下ICP- MS溶液分析方法用于测定锂辉石单矿物的锂元素含量尚不可取,宜采用操作简单、耐盐度高、无需内标校正的ICP- AES分析技术。

创刊于1922年, 月刊
主编 :杨经绥
主管单位 :中国科学技术协会
主办单位 :中国地质学会
国际标准刊号 :ISSN 0001-5717
国内统一刊号 :CN 11-1951/P
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