华南锑矿带单锑型锑矿床“两层楼”二元成矿模型——以滇东南木利锑矿床为例

华南锑矿带是我国乃至世界上最重要的锑成矿带,分布有众多大型-超大型单锑型锑矿床。本文以滇东南木利锑矿床作为主要研究对象,并与华南锑矿带内单锑型矿床中最典型的锡矿山和独山锑矿田(床)进行详细的基础地质特征对比研究。发现对于单锑型锑矿田(床)而言,无论是矿田尺度还是矿床尺度,普遍具有“石英-辉锑矿”和“方解石-辉锑矿”两种矿石类型。同一矿田内,部分矿床(段)以“石英-辉锑矿”的矿物组合为主,部分以“方解石-辉锑矿”的矿物组合为主;而矿床(段)尺度内,又往往表现为上部“石英-辉锑矿”型矿物组合,下部为“方解石-辉锑矿”型矿物组合的两层楼模式。该模型的提出对于华南锑矿带单锑型矿床成因研究和找矿勘查具有重要意义。

滇东南建水九头山铅锌矿床铟超常富集新发现及其意义

铟是典型的稀散金属。稀散金属也被称为分散元素或分散金属,是指在地壳中丰度很低(多为10^(-9)级),且在岩石中极为分散的元素(涂光炽等,1994),包括镉(Cd)、镓(Ga)、铟(In)、铊(Tl)、锗(Ge)、硒(Se)、碲(Te)和铼(Re)共八种元素。稀散金属对国民经济、国家安全和科技革新具有重要的意义,特别是对高、精、尖科技和未来能源的发展具有举足轻重的地位(温汉捷等,2019)。

全球钴矿资源时空分布及成因类型

钴是重要的战略性矿产资源,在航空航天、电动车电池制造等工业领域具有不可替代的作用。钴矿是我国紧缺的矿种之一,可被工业利用的钴资源主要集中在全球少数几个国家,我国钴矿资源严重依赖进口。因此,加强钴矿资源研究,降低被“卡脖子”风险,事关我国经济可持续发展大计。系统综述了钴的地球化学性质和矿物类型,对钴矿床的类型及形成机制进行了细致总结,对全球和我国钴矿床的时空分布规律进行了全面梳理,此外,还对钴矿床研究中存在的问题进行了深入分析,并对钴矿床成矿时代及其动力学背景、钴的来源、钴元素迁移富集机制和钴的赋存状态等未来研究方向进行了展望,旨在为我国钴矿床的研究提供参考,同时也为国内钴矿资源的勘探开发提供新的思路。

Mo_(12)Bi_(1.2)Fe_(3)Co_(8)K_(0.4)用于异丁烯气相氧化制甲基丙烯醛

以(NH_(4))_(6)Mo_(7)O_(24)·4H_(2)O、Bi(NO_(3))_(3)·5H_(2)O、Fe(NO_(3))_(3)·9H_(2)O、Co(NO_(3))_(2)·6H_(2)O和KNO_(3)为前驱体金属盐,通过共沉淀法制备了一系列MoBiFeCoK混合氧化物催化剂,考察了主金属Mo、Bi,助金属Fe、Co和掺杂金属K含量对催化剂催化异丁烯气相氧化反应的影响,通过SEM、EDX、XRD、NH_(3)-TPD对掺杂K前后的催化剂进行了表征,同时对催化异丁烯气相氧化反应条件进行了优化,并测试其100 h的催化稳定性。结果表明,Bi、Fe、Co和K的含量对MoBiFeCoK混合氧化物催化剂催化异丁烯气相氧化反应的性能有显著影响,其中,Mo_(12)Bi_(1.2)Fe_(3)Co_(8)K_(0.4)表现出最优催化性能;K的掺杂降低了催化剂酸量(从Mo12Bi1.2Fe3Co8的15.27μmol/g降至Mo_(12)Bi_(1.2)Fe_(3)Co_(8)K_(0.4)的5.91μmol/g),并明显提升主产物甲基丙烯醛(MAL)的选择性;异丁烯气相氧化反应的最佳条件为:以0.66 g Mo_(12)Bi_(1.2)Fe_(3)Co_(8)K_(0.4)为催化剂,反应温度320℃,n(O_(2))∶n(异丁烯)(氧烯比)=10∶1,体积空速(GHSV)=2000h^(-1)。在该条件下,Mo_(12)Bi_(1.2)Fe_(3)Co_(8)K_(0.4)在100h的催化异丁烯气相氧化反应中表现稳定,异丁烯转化率保持在98.6%,MAL选择性保持在86.4%。

扬子西缘羊场磷矿地球化学特征及其对成磷环境的指示

寒武纪生命大爆发与海水氧化还原条件息息相关,上扬子地区下寒武统磷块岩较完整记录了早寒武世古海洋环境信息。扬子西缘羊场磷矿床是赋存于下寒武统梅树村组的超大型磷矿床,可重建该时期古海洋环境。本文采用ICP-MS等手段,分析羊场磷矿床磷块岩及其围岩的元素地球化学组成特征,探讨其形成时的环境条件。结果表明,羊场磷矿床磷块岩CIA值为46.40~65.60,平均57.43,显示其风化程度较低,稀土元素总量ΣREE相对较低(140.0×10^(-6)~237.4×10^(-6)),但较富集Y(87.0×10^(-6)~183.2×10^(-6));北美页岩标准化的稀土元素配分模式曲线相对平缓,LREE/HREE值为4.22~7.50,显示出轻重稀土元素分异不明显,具有明显的Ce负异常(δCe=0.22~0.42),Eu异常不明显(δEu=0.90~1.21),U/Th值为2.55~27.68,反映了磷块岩成矿过程中受到热水活动的影响;结合δCe、V/Cr、Y/Ho、Sr/Cu等元素分析认为,由底部震旦纪灯影组,到含磷层寒武纪梅树村组,直至上覆牛蹄塘组,古海洋氧化还原环境由底部的相对还原环境,向上变为氧化环境,直至顶部变为相对还原环境。古气候环境表现为寒冷干燥-温暖湿润交替出现的变化规律,古海水盐度表现为由咸水→半咸水→咸水→淡水的演化过程。综合分析后认为,羊场磷矿床磷块岩形成于相对氧化的咸水和较为干旱的古气候环境,并有热水活动参与成矿。

广西佛子冲铅锌矿田闪锌矿LA-ICP-MS微量元素特征及指示意义

广西佛子冲铅锌矿田所在的钦杭成矿带西段是广西重要的多金属矿集区,矿田范围内发现的铅锌矿有条带状、浸染状、热液脉状3种类型矿石。3种类型矿石中的闪锌矿均具有Fe元素最为富集,Cd元素富集,Co元素较富集,In元素亏损,Ge、As、Mo、Tl元素含量低且含量变化不大的特征,但三者Fe元素含量存在一定差异,条带状闪锌矿w(Fe)<浸染状闪锌矿w(Fe)<热液脉状闪锌矿w(Fe)。3种闪锌矿的Mn、Fe、Co、Cd、In元素以类质同象的形式赋存于闪锌矿的晶格中,Cu、Pb、Bi元素则以独立矿物(黄铜矿、方铅矿、辉铋矿)或显微包裹体的形式赋存于闪锌矿中,但3种闪锌矿的Ag元素的赋存形式却存在一定差异。其中,条带状与热液脉状闪锌矿的Ag元素主要以独立矿物(自然银)或显微包裹体的形式赋存于闪锌矿之中,而浸染状闪锌矿的Ag元素则可能以类质同象的形式赋存于闪锌矿的晶格中。3种闪锌矿中Fe对Cd(或Mn、Co、In)与Zn的替代所起到的作用存在一定差异,其中条带状闪锌矿中Fe对Cd(或Mn)与Zn的替代可能起一定促进作用,对Co(或In)与Zn的替代机制所起作用不明。浸染状闪锌矿中Fe对Cd(或Mn、Co、In)与Zn的替代均起促进作用。而热液脉状闪锌矿中Fe对Mn与Zn的替代起促进作用,对Cd(或In)与Zn的替代可能也起到一定促进作用,但却对Co与Zn的替代起到了抑制进作用。3种闪锌矿的形成与岩浆活动密切相关,但沉积改造作用在条带状闪锌矿的形成过程中也发挥了重要作用。条带状闪锌矿可能形成于中-低温环境,浸染状和热液脉状闪锌矿则可能形成于中-高温环境,但热液脉状闪锌矿形成温度可能高于浸染状闪锌矿。结合Ga/Ge-Zn/Cd和Zn/Cd-Mn投影及前人的研究成果综合分析认为佛子冲铅锌矿田存在喷流沉积型、矽卡岩型、岩浆热液型3种矿床成因类型。

西南低温成矿域Au-Sb-Hg-Pb-Zn矿床方解石REE地球化学特征及找矿指示

西南大面积低温成矿域是我国Au、Sb、Hg、Pb-Zn等中低温热液矿床的重要基地,各种热液矿床之间是否存在成因关系仍是一个悬而未决的科学问题。方解石是各种热液矿床的重要脉石矿物,本文选择上述各种中低温矿种中的丫他卡林型金矿床、晴隆-巴年锑矿床、拉峨汞矿床、会泽铅锌矿床等作为典型矿床,并对矿床中出露的成矿和非成矿期方解石进行REE对比研究。结果发现,不同类型矿床成矿期方解石明显具有不同的REE特征,卡林型金矿床中显示MREE富集,锑矿床显示M-HREE富集的特征,说明金、锑矿床的成矿流体来源可能与深部隐伏花岗岩体有关;Pb-Zn-Hg矿床整体显示LREE富集,Hg矿床与标准海相碳酸盐岩LREE富集的配分模式一致,但Pb-Zn矿床中轻稀土元素内部具有La、Ce亏损的左倾特征,说明Hg矿床成矿流体可能主要来自于大气降水对赋矿海相碳酸盐岩的溶解作用,铅锌矿床成矿流体可能来自于盆地卤水浸取基底地层及其围岩所形成的混合流体。无论何种矿种,与成矿无关的方解石均具有LREE富集的特征,方解石的上述REE配分模式特征也可作为各种类型热液矿床的重要找矿标志。

高光谱遥感技术在地质勘查中的应用现状及展望

高光谱遥感技术是目前新兴的一种绿色勘查手段,其基于矿物化学成分变化会导致矿物光谱特征吸收峰发生变化的特点,对矿物信息进行识别与提取,具有成本低、无损测量、绿色环保等特点,应用前景广阔。本文系统综述了高光谱遥感技术在国内外的研究现状,总结了石英族、碳酸盐类(方解石、白云石)、云母类(白云母、黑云母)、石榴子石等常见矿物的光谱特征,介绍了高光谱遥感技术在国内外矿床勘查中的典型应用实例,并展望了该技术未来的发展方向,旨在为绿色、高效地质勘查技术研究提供借鉴。

桂北沙子江铀矿床成矿年代学研究:沥青铀矿U-Pb同位素年龄及其地质意义

苗儿山矿田为中南地区五大铀矿田之一,其内分布有我国最大规模碳硅泥岩型的铲子坪铀矿床及诸多花岗岩型铀矿床,沙子江矿床为矿田内重要的花岗岩型铀矿床之一。沥青铀矿是理想的铀矿床直接定年样品,同时,也是U-Pb同位素研究的理想矿物。本次研究以沥青铀矿为对象进行U-Pb同位素分析,获得了沙子江矿床早、晚两期铀成矿作用的年代分别为104.4Ma和53.0±6.4Ma,结合铲子坪矿床主成矿期年代74.1±9.9Ma,它们可能分别代表了苗儿山矿田3期主要铀成矿作用的时代。沙子江矿床等时线拟合所得高的初始Pb值反映了该期成矿作用之前存在铀的预富集作用。3期成矿作用与华南地区基性脉岩年代数据统计反映的岩石圈伸展期次相对应,暗示了铀成矿受控于华南岩石圈伸展这一大的动力学环境。

黔东南石英脉型金矿毒砂Re-Os同位素定年及其地质意义

黔东南石英脉型金矿床是雪峰多金属成矿带的重要组成部分,有较好的找矿前景,但对该区成矿理论的认识,特别是在成矿物质来源、成矿时代以及成矿动力学背景的认识上仍存在很大分歧。本次研究分别对该区两个主要金矿床(平秋、金井)的载金矿物——毒砂进行了Re-Os同位素定年研究。测试结果表明,平秋金矿蚀变岩型毒砂等时线年龄为400±24Ma,MSWD=0.96,初始187Os/188Os=1.24±0.57;金井金矿石英大脉型毒砂等时线年龄为174±15Ma,MSWD=1.07,初始187Os/188Os=8.04±0.45。前者属于加里东期,并与该区存在的东西向基底剪切断裂形成时期一致;后者属印支—燕山期,与雪峰地区存在的中酸性岩体以及黔东南地区广泛存在的隐伏岩体应属同期岩浆-构造活动产物。通过硫化物的Re-Os同位素定年研究,首次报道了该区至少存在加里东期、印支—燕山期两个重要的金成矿期。初始187Os/188Os值则反映该区金矿成矿物质来源于地壳。

桂北沙子江花岗岩型铀矿床碳、氧、硫同位素特征及其成因意义

测定了沙子江矿床及邻区矿床中与矿化密切有关的脉石矿物的稳定同位素,测知沙子江矿床方解石的δ13CPDB值为-2.8‰^-11.0‰,集中于-5‰^-9‰;表明矿化剂CO2主要来自地幔,混有少量有机质和沉积碳酸盐物质。δ13CPDB与δ18OSMOW呈显著的负相关关系,暗示流体去气(CO2)是方解石沉淀的主控因素。铀沉淀为多因素耦合作用的结果;去气作用导致成矿流体中碳酸铀酰络离子的解体,有利于铀的沉淀。S2-作为还原剂对铀沉淀也起了很大的作用。沙子江矿床黄铁矿的δ34SCDT值为-18.36‰^-8.92‰,可能主要来源于赋矿的花岗岩,而邻区孟公界和白毛冲矿床的δ34SCDT值为-30.51‰^-27.64‰,更多地继承了赋矿花岗岩源岩中沉积硫的特征。

黔西南板其卡林型金矿床方解石REE、Fe、Mn元素特征及其对找矿的指示意义

板其金矿床是黔西南卡林型金矿矿集区内的重要组成部分,是中国发现的第一个卡林型金矿床。方解石是其最主要的脉石矿物,按形成时间可分为成矿前、主成矿期、成矿晚期、成矿期后四种类型。各类型方解石无论野外产状、物性标型特征还是微量元素地球化学特征均不一致。四种类型方解石相比较,成矿前方解石稀土元素总量最高(ΣREE=29.70～40.10μg/g),最富集轻稀土元素(LREE/HREE=1.96～3.03),具有最大正Eu异常(δEu=3.83～5.02),无明显Ce异常(δCe=1.02～1.05);主成矿期方解石稀土元素总量相对较低(ΣREE=10.76～15.53μg/g),最富集重稀土元素(LREE/HREE=0.11～0.23),Eu异常(δEu=0.73～1.20)与Ce异常(δCe=0.88～1.25)均不明显;成矿晚期方解石稀土元素总量最低(ΣREE=2.82～4.34μg/g),与主成矿期方解石相似,具有重稀土元素富集特征(LREE/HREE=0.26～0.86),具有弱的负Eu异常(δEu=0.67～0.83)及负Ce异常(δCe=0.55～0.81);成矿期后方解石稀土元素总量相对较低(ΣREE=6.92～10.91μg/g),轻稀土元素富集(LREE/HREE=1.83～2.34),弱负Eu异常(δEu=0.72～0.74)与中等负Ce异常(δCe=0.41～0.50)。此外,成矿期方解石Fe、Mn元素含量明显高于非成矿期方解石,而且方解石Fe+Mn含量与LREE/HREE比值具有明显负相关关系,说明板其金矿床方解石富集重稀土元素与其所含的Fe、Mn元素有关。对方解石各种标型特征的研究,将为滇黔桂卡林型金矿找矿勘查提供重要手段。

桂北沙子江铀矿床稀土元素地球化学特征

针对沙子江矿床的区域地层、赋矿围岩、成矿各阶段方解石及铀矿石进行稀土元素地球化学研究发现：各类样品具大体类似的LREE富集及Eu负异常的稀土配分模式,表明它们之间稀土元素特征具有继承性,赋矿花岗岩与区域地层稀土元素特征指示两者具有共同的陆壳沉积物源区;方解石及矿石中稀土元素主要继承了赋矿花岗岩的特征。成矿各阶段方解石Y/Ho值范围狭窄,在28.86~38.22之间,显示它们具共同的源区,且从成矿早阶段经主成矿阶段到成矿晚阶段,Eu负异常趋于强烈,δEu均值由0.34→0.26→0.25,表明成矿流体向相对还原环境演化。铀矿石具最高的稀土元素总量（ΣREE=259.88×10-6~869.31×10-6）,且与铀矿石的品位存在正相关关系,暗示稀土元素与铀的迁移具同步性。铀矿石（以原生铀矿物为主）中Ce负异常的形成可能与铀源岩中分散的U（Ⅳ）被活化为在成矿流体中易迁移的U（Ⅵ）的氧化过程相伴;而铀黑的Ce正异常则是由表生作用过程所导致。

Cd同位素地质样品的预处理方法研究

考察了文献报道的地质样品中Cd同位素测试前的化学分离纯化和富集方法(预处理方法)中的离子交换树脂单柱法回收率低的原因,并在该方法的基础上做了改进,优化了离子交换柱的洗涤顺序和洗液用量。改进后的离子交换树脂单柱法Cd回收率达99.82%,主要干扰元素(Sn、In、Zn、Pb)和基质元素的去除效果均较理想,能更好地满足Cd同位素的测定要求。

兰坪盆地连城Cu-Mo多金属矿床流体包裹体和稳定同位素地球化学研究

兰坪盆地贱金属矿床是一套独特的受逆冲推覆构造系统控制的矿床类型,连城Cu-Mo多金属矿床是其重要组成部分。成矿过程包括早、中、晚三个阶段,分别以石英-辉钼矿、石英-多金属硫化物和石英-碳酸盐组合为标志。矿区不同阶段石英中广泛发育流体包裹体,可分为水溶液包裹体(A型)、纯CO2包裹体(C型)、CO2-H2O包裹体(B型)三类。早、中阶段主要发育B型和A型包裹体,均一温度集中在177～346℃,流体盐度介于1%～22%NaCleqv之间,密度介于0.67～1.04g/cm3;晚阶段主要发育A型包裹体,均一温度为121～185℃,流体盐度介于1%～9%NaCleqv之间。发育在早、中阶段的B型和C型流体包裹体气相成分主要为CO2,含有少量的CH4。成矿压力为50～160MPa,成矿深度为5～5.9km。矿区不同阶段矿石氧同位素组成总体变化较小(5.5‰～8.6‰),氢同位素变化较大(-56‰～-109‰),碳同位素组成变化为-3.4‰～-8.1‰,表明成矿流体可能以岩浆源为主,并伴有大气降水的参与。综合对比研究认为,65Ma左右印度-亚洲大陆发生对接碰撞,由此诱发的岩浆热液作用可能导致了连城Cu-Mo多金属矿床形成。温度的降低和流体的不混溶是导致钼等成矿元素沉淀和富集的重要机制。

高集约化农区投入减量化与环境风险降低潜势的时空分异特征

该文应用氮足迹(nitrogen footprint,N footprint)、灰水足迹(grey water footprint,GWF)理论,以上海市青浦区为案例区,对集约农业土地利用系统的活性氮排放和非点源污染进行分析,运用非期望产出的SBM-Undesirable窗式分析模型,系统解析农业土地利用环境效率时空分异特征,综合评估农业土地利用系统投入减量化趋势与环境风险降低潜势。结果表明:1)在考虑活性氮排放和非点源污染约束下,2006-2013年青浦区农业土地利用环境效率相对较低,2006-2013年均值仅为0.669;2)2006-2013年青浦区年均劳动力、肥料和机械动力的潜在减量比例较高,8 a间潜在年均缩减总量分别为8 10~4人,4 501.59 t,27 928.44 k W;非点源污染灰水足迹的潜在减排比例高于污染氮足迹,潜在减排总量年均分别为52 046.88万m^3和381.04 t。花香桥街道具有最大的潜在投入减量化与环境风险降低比例。白鹤镇、练塘镇等具有较大的潜在缩减规模,应成为青浦区农业投入减量化和污染物减排总量控制的重点区域。该文评价结果可为制定农业可持续发展规划及农业产业政策提供参考。

云南会泽铅锌矿田硫同位素研究

为探讨会泽铅锌矿田成矿流体总硫同位素组成、成矿温度、硫源及还原硫的形成机制,在分析前人的硫同位素数据基础上对麒麟厂矿床上部原生矿体硫化物（黄铁矿、闪锌矿和方铅矿）及麒麟厂和矿山厂矿床外围新发现的硫酸盐矿物（重晶石）进行了硫同位素研究。结果显示,原生矿体中的硫化物的δ34S变化为8.0‰-17.68‰,成矿流体中硫同位素已达分馏平衡;矿床外围的硫酸盐δ34S变化为17.95‰-24.30‰。利用共生矿物对Pinckney法,估算获得成矿流体的δ34SΣS为14.44‰,与海相硫酸盐的δ34S相近;通过同位素地质温度计,估算获得成矿温度为134-388℃;包裹体测温发现,重晶石为热液成因,暗示成矿流体中的硫可能来自矿区及矿区外围各个地层的海相硫酸盐或是矿区发现的热液重晶石。硫酸盐的还原机制应为热化学还原作用（TSR）。

滇西南澜沧江带红豆山铜矿花岗斑岩地质地球化学特征及成岩时代

南澜沧江火山弧带红豆山花岗斑岩属于过铝质钾玄岩性S型花岗岩,SiO_2含量为71.1%~74.4%,全碱含量高(K_2O+Na_2O=8.4%~9.4%),富钾(K_2O/Na_2O=3.9~5.0),铝饱和指数(A/CNK)为1.06~1.21;具轻稀土元素富集特征,负Eu异常(δ Eu=0.53~0.74);相对富集大离子亲石元素(LILE,如Rb、Ba、Th、U等),但亏损Sr、P、Ti等元素。地球化学特征表明,红豆山花岗斑岩具火山弧花岗岩与同碰撞花岗岩的特征,为活动大陆边缘弧的产物。红豆山花岗斑岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为220.3±3.6Ma,形成于晚三叠世。红豆山花岗斑岩的地球化学特征和形成时代与小定西组基性火山岩非常相似,两者是同一期岩浆活动不同阶段的产物。

湘黔汞矿带脉石矿物方解石稀土元素、碳氧同位素特征及其指示意义

方解石是湘黔汞矿带的主要脉石矿物。湘黔汞矿带各矿床方解石的稀土配分模式均为轻稀土富集的右倾型,中段的大硐啦、茶田方解石和围岩的稀土配分模式比较相似,只是稀土总量有差别;南段的万山方解石和围岩的稀土配分模式则不一致,围岩的稀土总量反而要高于方解石。南段的万山方解石稀土具有弱的负Eu、负Ce异常;而中段的大硐喇、茶田方解石具有负Eu、正Ce异常。其中,作为示踪流体过程重要参数的Y/Ho比值在湘黔汞矿带南段与中段的方解石中也有着较大的差别。方解石的C、O同位素特征揭示南段万山汞矿的形成与古油藏的有机质有关,而中段大硐喇、茶田汞矿的形成则与有机质无关。这都说明了南段与中段无论是成矿物理化学环境还是成矿热液流体的性质等都存在着较大差别。