中国伴生稀土元素资源类型及资源潜力

中国的稀土元素(REE)资源丰富,矿床类型多样,其中轻稀土元素(LREE)绝大多数来自于碱性岩-碳酸岩有关的REE矿床,而重稀土(HREE)主要来自离子吸附型(或称风化壳型)REE矿床,其他稀土矿床类型还包括REE砂矿和伴生的REE矿床等。目前,中国的REE资源开发主要是针对碳酸岩-碱性岩型LREE矿床和离子吸附型HREE矿床,REE砂矿和其他矿床中伴生的REE资源尚未得到有效利用。文章在综合已有研究成果的基础上,对中国伴生的REE矿床的类型、资源潜力进行评述。结果表明,中国伴生的REE资源类型包括海相沉积磷矿床、煤矿床、铝土矿床、岩浆型磷-铁磷矿床等,其潜在的REE资源巨大,特别是海相沉积磷矿床和铝土矿床中伴生的REE资源。铝土矿床中伴生的REE以LREE为主,且其中的Sc具有重要的资源意义。沉积磷矿床中伴生的HREE(含Y)占比高,特别是产于四川德阳地区的什邡式磷矿上部层位的富硫磷铝锶型矿石,其中的REE含量明显高于磷块岩型矿石,且中、重REE占50%以上,还伴生有多种关键金属,具有重要的资源意义和经济价值。另外,岩浆型(铁)磷矿床、煤矿床、油页岩矿床、金矿床中伴生的REE资源也值得重视。但由于缺少详细的勘查数据,目前对中国伴生的REE资源家底不清,资源综合利用水平及REE回收和提取技术也有待提高。而加强中国伴生REE资源的评价和综合利用水平,充分利用生产矿山中伴生的REE资源,特别是磷矿床和铝土矿床,不仅可以有效缓解中国HREE资源供应压力,还是贯彻中国节约资源和保护环境基本国策的重要举措。

碳酸岩研究进展

碳酸岩(carbonatite)一词自首次被提出至今已有一百多年的历史,它是一种神秘而颇具争议的岩石类型。碳酸岩富含碳酸盐矿物,通常与基性、超基性或碱性硅酸盐岩伴生形成碳酸岩-硅酸盐岩杂岩体,具有独特的化学成分和矿物学特征并具有承载重要经济矿床的能力。在过去的几十年里,碳酸岩的研究在岩石成因及岩浆起源、地球化学与地质年代学、高温高压实验、与碳酸岩相关的经济矿产、碳酸岩型稀土矿床中稀土元素的富集分异及成矿机理等领域取得了巨大进步。本文从碳酸岩的定义与分类、成岩背景与时空分布、岩石学特征及矿物组成、岩浆起源及演化过程以及与碳酸岩相关的矿产资源等方面对碳酸岩的研究进展进行了综述与评论,提出从成因角度探索碳酸岩分类方案的必要性,总结和梳理了我国目前发现的碳酸岩的产地和分布特征,并认为碳酸岩岩浆与硅酸盐岩浆演化具有差异性,应重视对碳酸岩岩浆演化过程中熔体-流体过渡阶段的研究。最后从文献计量学角度利用大数据和可视化手段对来自Scopus数据库的近十年以“carbonatite”为检索词的近千篇文献进行了可视化分析,总结归纳了碳酸岩现阶段的研究热点,并对未来碳酸岩的研究趋势进行了展望。

基于文献计量学的碳酸岩研究现状与趋势分析

碳酸岩是一类特殊的富含碳酸盐矿物的岩浆岩,具有重要的经济意义和科学研究价值。对来自WebofScience(WOS)核心数据库和中国知网(CNKI)中文期刊数据库的与碳酸岩研究相关的数千篇中英文文献,利用Python编程、VOSviewer和CiteSpace软件进行了大数据和可视化分析,从文献计量学角度对中英文碳酸岩相关研究的文献进行了发文量、来源国家、来源期刊、基金来源、发文机构和作者情况的统计与分析,并重点基于文献关键词对碳酸岩的研究现状及未来发展趋势进行了挖掘与探讨。通过关键词共现分析和聚类分析将现阶段碳酸岩研究划分为4个重点领域:岩石成因与构造背景、岩浆源区与岩浆演化、成矿作用及相关矿床、相关的高温高压实验。通过关键词的趋势演变分析认为,这4个传统碳酸岩研究领域在未来将会持续受到较高的关注。其中,稀土矿床及其成矿作用始终是碳酸岩研究领域的重点,对稀土元素的富集分异机制的探讨将会更加深入;与碳酸岩相关的其他关键金属(如铌)矿产将会得到更多的关注;实验技术和设备的进步将会推动与碳酸岩相关的高温高压实验实现更多的突破。此外,碳酸岩成因与地球深部碳循环的关系已经成为当下研究的热点;白云鄂博巨型FeNb-REE矿床无论在过去还是在将来都将是国内外学者研究的焦点;坦桑尼亚OldoinyoLengai的相关研究文献在2015年之后有所减少,但其受关注程度不会显著降低。在国内,以华阳川碳酸岩型铀矿床和黄龙铺碳酸岩型钼矿床为代表的秦岭碳酸岩带,以及以新生代牦牛坪为代表的冕宁-德昌稀土成矿带将继续受到国内学者的青睐。碳酸岩研究正朝着深度和广度的方向发展,基于大数据和人工智能的碳酸岩研究将会迎来显著增长,并成为未来碳酸岩研究领域新的趋势和亮点。

四川什邡式磷矿床中、重稀土元素富集规律及资源潜力——以绵竹清平磷矿为例

什邡式磷矿床是我国重要的磷矿类型,其以矿床规模大、矿石磷品位高和富含稀土元素为特征。然而,对该类型矿床中稀土元素的富集规律及资源潜力尚缺乏详细的研究。本文以四川绵竹典型的什邡式磷矿床——清平磷矿为研究对象,在野外地质调研基础上,对矿区含磷层(磷块岩层、深灰色和褐红色富硫-磷-铝-锶层)和顶、底板岩石(白云岩)开展系统的显微岩相学、扫描电镜/能谱分析和全岩地球化学分析,探索矿床中稀土元素的分布和富集特征,并在此基础上揭示四川什邡式磷矿床中伴生的稀土资源潜力。结果显示,清平磷矿顶、底板白云岩稀土元素(La~Lu+Y)含量低(平均13.6×10^(-6)),磷块岩稀土元素含量中等(平均280.0×10^(-6)),而富硫-磷-铝-锶层稀土元素高度富集(平均2053.9×10^(-6)),尤其是褐红色富硫-磷-铝-锶层(高达3257.2×10^(-6))。结合前人已有的分析数据,四川什邡式磷矿床中的富硫-磷-铝-锶层的稀土元素含量平均为2259.4×10^(-6),最高达3286.8×10^(-6),其中的中、重稀土元素(Sm~Lu+Y)平均为1276.9×10^(-6),最高达2213.0×10^(-6),在稀土元素总量中的占比高,达55.1%,远高于华南离子吸附型稀土矿、织金磷矿中伴生的稀土元素以及富稀土元素的深海沉积物。初步估算,四川什邡式磷矿床伴生的总稀土元素潜在资源量达25.2万吨,其中的中、重稀土元素含量达15.6万吨,仅富硫-磷-铝-锶层中伴生的中、重稀土元素就高达9.6万吨。因此,四川什邡式磷矿床具有重要的经济和社会价值,对其中的中、重稀土元素的开发利用将有望缓解我国中、重稀土元素资源短缺的现状。

内蒙古东乌旗沙麦钨矿床成矿机制:来自流体包裹体及稳定同位素的证据

内蒙古东乌旗沙麦钨矿床位于中亚巨型缝合带的最东段,矿床内广泛发育云英岩化,钨矿体主要受NW向断裂构造控制,呈黑钨矿-石英脉状产出在燕山期沙麦岩体(岩性主要为黑云母二长花岗岩)和泥盆系围岩地层(岩性主要为角岩化砂岩、砂砾岩)中。成矿阶段从早到晚分别为:石英-黄玉阶段(Ⅰ)、云英岩-黑钨矿阶段(Ⅱ)和晚期硅化阶段(Ⅲ)。本文对矿床流体包裹体及C-H-O-S同位素进行了研究,结果显示:矿床中普遍发育CO_(2)-H_(2)O包裹体及水溶液气液两相流体包裹体。从成矿早期至成矿晚期,矿床流体中富CO_(2)包裹体逐渐减少,CO_(2)含量逐渐降低。成矿早期可见熔体包裹体与流体包裹体共存的现象,属低盐度、富CO_(2)的岩浆来源流体。矿床成矿作用从早到晚,流体包裹体均一温度分别为279~341℃、196~286℃、103~201℃;流体盐度分别为(1.6~9.1)%NaCleq、(3.0~11.1)%NaCleq、(0.9~4.7)%NaCleq。激光拉曼光谱分析结果显示,流体中的气相主要是CO_(2),部分含有H_(2)O和CH_(4)。成矿流体从早期中高温、中盐度流体向晚期低温、低盐度流体演化,属NaCl-H_(2)O-CO_(2)±CH_(4)热液体系。矿床稳定同位素研究表明,沙麦钨矿床的成矿流体主要来源于岩浆水,并在成矿晚期混入了大气水。矿床硫的来源与早白垩世岩浆-热液系统或深部幔源岩浆相关,并混入了部分地层硫。综合分析认为,沙麦钨矿为一岩浆期后热液型钨矿床。燕山期侵入体从深部携带成矿物质,经历了岩浆分异和流-熔体相互作用等过程,形成区内岩浆-热液成矿系统。流体的不混溶是导致含钨络合物分解乃至最后沉淀成矿的主要原因。

虎峪沟长城系底部富硅火山岩、火山碎屑岩及其中富铁钛熔体包裹体的发现

元古宙是地球演化的关键时期,对该时期岩石记录的研究为理解前寒武纪地球演化提供了重要依据。对岩石成因的正确解读是岩石大地构造研究的基础,也是基于岩石记录揭示地球环境变化的前提。华北克拉通长城系底部普遍发育一套富硅的层状岩石,被认为是一套由裂谷沉积形成的海相石英砂岩和硅质岩浅变质而成。本文以北京昌平虎峪沟出露的长城系底部常州沟组富硅层状岩石为研究对象,通过详细的野外地质观察,典型样品的岩矿相、SEM/EDS(扫描电镜/X射线能谱)分析、CL(显微阴极发光)成像分析、石英原位LA-ICP-MS(电感耦合等离子质谱)分析以及石英中熔体包裹体的岩相学、显微测温、马弗炉加温-淬火实验和包裹体成分的SEM/EDS、EPMA(电子探针)、LRM(显微激光拉曼光谱)分析等,提出了长城系底部富硅层状岩石的火山成因新认识。研究结果表明,长城系底部富硅层状岩石包括碎屑结构(前人定义的石英砂岩)和镶嵌结构(前人定义的石英岩)两类,其矿物组成主要为石英和钾长石,另外还含有少量锆石、金红石等。碎屑结构岩石中石英、钾长石碎屑可见棱角-次棱角状,且钾长石未见黏土化的边缘。两类岩石中石英的CL多显示蓝紫色的发光特征。另外,据石英钛饱和温度计估算的形成温度集中在550~650℃之间,也显示了高温石英的特征。两类岩石中的石英和钾长石中均发育有富铁钛的两相熔体包裹体。熔体包裹体显微测温结果表明,熔体包裹体在加温过程中至1000℃后,不混溶两相的成分持续变化,并在1050℃发生颜色深浅的反转,在约1350℃左右临界均一。马弗炉加温淬火实验也证实,在加温至1350℃淬火后的样品中的两相熔体包裹体发生了均一。SEM/EDS和EPMA结果表明,熔体包裹体的主要成分为铁、钛的氧化物,暗色部分相对富铁,而浅色部分相对富钛,熔体包裹体两相的Fe/Ti值变化较大。LRM分析结果表明,熔体包裹体的两相均为非晶质。综合岩石的结构特征、石英的CL发光特征、石英的形成温度估算和石英中熔体包裹体的显微测温结果等,笔者认为,长城系底部的富硅层状岩石应为富硅的火山岩和火山碎屑岩,表明古元古代华北克拉通曾存在与哥伦比亚超大陆裂解有关的大规模富硅火山活动。这一发现为华北克拉通元古宙地质演化提供了新证据。石英中富铁钛熔体包裹体的发现也为解释前寒武纪岩浆成因铁矿床、铁钛矿床的形成,特别是岩浆过程中铁、钛的富集机理提供了新的思路。

贵州织金磷-稀土矿床磷块岩的矿物组成及胶磷矿中杂质元素成因

海相沉积磷块岩中常伴生较高含量的稀土元素,其中的重稀土元素含量占稀土总量的30%以上,有望成为未来重稀土元素的重要来源。我国磷块岩资源丰富,主要产于扬子克拉通西南缘的云南、贵州、四川等地。贵州织金磷矿床稀土元素含量高、规模大,其中的稀土资源达大型矿床规模,具有重要的资源意义,但对磷块岩的矿物组成及造成胶磷矿中复杂化学组成的原因仍缺乏系统的研究。本文在对贵州织金磷-稀土矿床磷块岩样品详细的岩矿相观察基础上,通过SEM/EDS、XRD、FIB-TEM、LA-ICP-MS分析,查明了磷块岩的矿物组成和胶磷矿的内部结构及其中多种杂质元素的成因。研究结果表明,颗粒结构是磷块岩最主要的结构类型,由磷质颗粒和碳酸盐胶结物组成。磷质颗粒的矿物组成复杂,主要为氟磷灰石和白云石,另含有少量石英、白云母、黄铁矿(有些氧化后成为褐铁矿)、固体沥青、重晶石,胶结物的矿物组成主要为白云石,并含少量石英、黄铁矿、重晶石和微量的锆石、金红石、铀钙石(可能为其他铀矿物氧化而成)。FIB-TEM结果表明,磷质颗粒外层的隐晶质部分(胶磷矿)由纳米级矿物集合体组成,主要为氟磷灰石,并含少量白云石、黄铁矿和有机质,其矿物组成与磷质颗粒的矿物组成相似。胶磷矿中纳米级氟磷灰石、白云石、黄铁矿和有机质的发现为解释胶磷矿中杂质元素的来源提供了依据。固体沥青和铀钙石的发现及有机质中的高的稀土元素含量也为解释磷块岩中U和稀土元素的赋存状态提供了新的证据。

高浓度肼类废水超临界水氧化系统的研制

针对高浓度肼类废水处理的需要,开展了一体化工业级连续式超临界水氧化系统的研制。介绍了设备的工作原理和工艺特点,设计开发了反应器及配套的进料、供氧、预热、冷却、排盐及控制系统。针对高温、高压、过氧的使用条件,进行了安全性设计分析。开展了利用真实肼类废水的调试试验,并获取了最优工艺参数。结果显示,该设备可以实现入水COD为10000mg/L左右的高浓度肼类废水快速高效处理,主要指标满足GJB 3485A-2011标准的要求,处理量达到50L/h。设备能够满足高浓度肼类废水处理的工程需要,并具备拓展应用的能力。

内蒙古红岭铅锌-多金属矿床二叠系火山碎屑岩中硫化物压力影的发现及成矿意义

内蒙古东部的黄岗-甘珠尔庙锡、铜多金属成矿带中发育多个与燕山期岩浆活动有关的富铜的锡多金属矿床,如大井子、安乐、毛登和敖脑达坝等,矿床的主要围岩为二叠系的页岩和板岩,但对二叠系地层与成矿的关系目前仍存在不同认识。本文以红岭铅锌-多金属矿床为研究对象,通过详细的野外地质调研、显微岩矿相、SEM/EDS、硫化物的原位微区元素和同位素分析等,对矿区二叠系黑色板岩及其中的硫化物压力影进行了详细工作。结果表明,红岭矿床主要赋矿围岩为二叠系黑色板岩和大理岩,其中黑色板岩的原岩为晶屑凝灰岩,碎屑以石英、钾长石晶屑为主,并可见少量浆屑和锆石、磷灰石、铬铁尖晶石等晶屑,胶结物主要由黑云母、石英和钾长石组成。岩石经历了明显的轴向为NE向的褶皱变形,其中构造片理发育,走向与区域构造线方向一致。黑色板岩中顺岩石层理可见压力影构造,其核部由磁黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿组成,影子矿物主要为石英和绿泥石。压力影中影子矿物的延伸方向与岩石片理方向一致,为NE向,可被成矿期的热液脉体穿切,表明其核部矿物形成与地层同期,为同生成因,并经历了成岩后的挤压变形。压力影中硫化物的原位硫同位素组成(-0.33‰~+1.75‰)与前人获得的矿石中硫化物的S同位素组成一致,表明其可能为成矿提供了部分S和Cu等成矿物质。这一认识不仅对理解区内富铜多金属矿床的成矿物质来源提供了重要依据,同时对指导区域找矿具有指导意义。

西藏恰功铁矿岩浆演化序列及斑岩出溶流体特征

冈底斯成矿带是碰撞造山过程形成的最重要的成矿带,恰功矽卡岩铁(铜)矿床即位于冈底斯成矿带中部。本文在详细的野外地质填图和室内研究基础上确定了恰功铁矿与成矿有关的斑岩体为二长花岗斑岩,锆石的U-Pb定年结果为68.8±2.2Ma,明显早于冈底斯东部与后碰撞伸展有关的斑岩型矿床和主碰撞期形成的矽卡岩型矿床,其应代表了冈底斯一次尚未被充分认识到的成矿事件。通过对成矿斑岩的岩石学、岩石化学、岩浆出溶流体的包裹体岩相学、显微测温分析及包裹体成分的LRM、LA-ICP-MS和PIXE分析,本文探讨了与该矽卡岩矿床有关的斑岩的岩浆起源、斑岩侵位机制及出溶流体特征。结果表明,成矿斑岩为矿区最早的侵入岩单元,具有壳幔源混源特征,其常量元素组成与冈底斯东部斑岩铜矿带的埃达克质岩相近,但稀土和微量元素组成与东部斑岩明显不同,为地幔物质上涌并诱发角闪岩相下地壳熔融的产物,岩体侵位深度大(>7km)、剥蚀程度高。早期岩浆出溶的流体为高温、高压、高盐度流体,其中富含Fe、Pb、Zn、Cu等成矿金属,与世界其他斑岩铜矿床相比,相对富铁、铅而贫铜。流体的沸腾作用发生于钾硅化阶段,形成了一套富气、高盐、高固相和气液包裹体组合,不同于早期出溶流体的包裹体组合。从岩浆起源和出溶流体性质可以看出,该斑岩具有形成与斑岩有关的铁铅多金属矿床的成矿潜力,但从该矿区地表出露的蚀变和包裹体测压结果可以看出,该斑岩体目前剥蚀深度较大,对斑岩型矿床保存不利,对该斑岩体及与成矿关系的认识对理解该区内的矿床成因和指导区域找矿具有重要的指示意义。

冈底斯斑岩铜矿带冲江铜矿含矿流体的形成和演化:来自流体包裹体的证据

对冲江斑岩铜矿含矿斑岩中石英斑晶和含矿石英脉中包裹体进行岩相学、显微测温分析、包裹体中气液相成分的激光拉曼显微探针(LRM)分析和子矿物的扫描电镜/能谱(SEM/EDS)分析。研究表明含矿流体来自富含挥发分的岩浆的出溶作用,最初从岩浆中出溶的流体为近饱和的超临界流体,其最低捕获温度在362～389℃左右,盐度在17．7%～18．9% NaCl_(eq)左右。随着出溶流体温度压力的下降,超临界流体发生相分离,并分离出低盐度的气相和高盐度的液相。在石英绢云母化阶段进一步发生高盐度液相包裹体的沸腾作用,形成子矿物溶化温度高于气液相均一温度的高盐度包裹体和富气相包裹体。与粘土化有关的流体为流体演化的晚期产物,属低温、低盐度流体。

常压下硫酸盐与基性硅酸盐熔体不混溶的实验研究

自然界中广泛存在硅酸盐与硫酸盐之间的熔体不混溶现象,这种不混溶过程控制了岩浆演化过程的氧逸度变化和岩浆中S的含量,同时也对金属元素的富集具有重要意义。前人对硫酸盐与硅酸盐的熔体不混溶过程及稀土元素在不混溶相分配行为的研究主要集中在碱性硅酸盐与硫酸盐体系,但对基性硅酸盐与硫酸盐的熔体不混溶行为及稀土元素在此过程中的分配规律研究仍相对薄弱。本文选择基性硅酸盐样品与实验用Na_(2)SO_(4)按质量比1∶1制成混合实验样品粉末,并添加少量H_(3)BO_(3)作为助熔剂,通过马弗炉加热至1200℃,使粉末完全熔融,并在1200℃恒温12 h后在马弗炉中快速冷却至常温。对加温-冷却后的样品进行详细的岩矿相、SEM/EDS和不同相态的原位LA-ICP-MS分析。研究结果表明,在1200℃的条件下,硫酸盐与基性硅酸盐熔体可以大比例混溶,且降温会造成两者的不混溶,在不混溶过程中Na、Ca、K、REEs等趋向于进入硫酸盐熔体。不混溶形成的硫酸盐熔体中,稀土元素含量明显高于残余硅酸盐熔体,但轻重稀土元素没有明显的分异。不混溶硅酸盐熔体冷凝形成的玻璃相中除硫酸盐球粒外,还可见镁铁矿、蓝方石、赤铁矿等矿物斑晶,表明富硫酸盐的基性硅酸盐熔体在降温过程中可以造成蓝方石、镁铁矿和赤铁矿的结晶分离,使残余硅酸盐熔体中S、Fe、Mg含量和岩浆氧逸度降低,这可能是地壳浅部出露的幔源基性脉岩中通常S含量不高和相对还原的原因。

藏东玉龙斑岩铜矿床多期流体演化与成矿的流体包裹体证据

通过对王龙斑岩铜矿石英斑晶、辉钼矿石英脉中流体包裹体岩相学、包裹体显微测温分析、包裹体成分的激光拉曼探针分析及包裹体中子矿物的扫描电镜/能谱分析,发现矿化斑岩石英斑晶中发育多期流体包裹体。斑晶中除流体包裹体外尚可见少量熔体包裹体,与斑岩期矿化有关的成矿流体以中高温(200～537℃)、高盐度(29.6～44.7 wt%NaCleq)为特征,与粘土化蚀变有关的流体包裹体以低温、富 Ca 为特征,不同气相充填度的气液两相包裹体与高盐度含子矿物多相包裹体共存,且具有相似的均一温度,显示不混溶流体包裹体特征。温度、压力降低引起的流体不混溶是造成斑岩型矿化矿质沉淀的主要因素,斑岩期流体与浅成低温热液期流体形成于统一的流体系统,为同源演化结果。

铜官山铜矿床矽卡岩矿物中流体包裹体及子矿物的扫描电镜研究

通过对安徽铜官山铜矿矽卡岩矿物中的流体包裹体岩相学、包裹体显微测温分析及子矿物的扫描电镜 /能谱分析 (SEM/EDS)和激光拉曼探针分析 (LRM ) ,发现石榴石、透辉石中的包裹体为流体包裹体 ,包裹体的均一温度 (5 75～ 885℃ )、盐度〔w(NaCleq) 13.4 %～ 4 4 .9%〕均较高 ,流体包裹体中的子矿物有黄铜矿、闪锌矿、方解石、菱铁矿、钾石盐和石盐 ,以钾石盐最为普遍 ,表明流体高度富钾 ,具岩浆热液的典型特征。富钾流体也与该区广泛出露的燕山期高钾富碱岩体吻合。

太白金矿黄铁矿热电性及其在找矿中的应用

通过载金矿物黄铁矿热电性研究，得出本区黄铁矿以P型和N－P型导电为主．P型含量高及高的热电系数绝对值指示有利于金矿化，并由此推测可能的有利成矿部位．双王成矿带从西向东，其N型出现率从高到低，反映了从西向东矿体的剥蚀率从大到小，根据黄铁矿热电系数计算得出的热场分布与石准立等（1989）利用含铁白云石中包体均一法测温所得出的温度场相同，对黄铁矿热电性与赋矿围岩之间对应关系及可能原因也进行了讨论。

四川冕宁木落稀土矿床稀土元素迁移与沉淀机制：来自稀土矿物中流体包裹体的证据

木落稀土矿床位于印度-亚洲陆陆碰撞带之东部转换带,是四川冕宁-德昌稀土矿带的重要组成部分,其成矿与喜山期岩浆碳酸岩关系密切。本文在详细的矿床地质研究基础上,通过矿床中主要稀土矿物氟碳铈矿中流体包裹体岩相学、显微测温分析、包裹体成分的 LRM 分析和包裹体中子矿物相的 SEM/EDS 分析等,对与稀土矿化有关的成矿流体的特征、演化及稀土迁移与沉淀的机制进行了讨论。结果表明,与稀土成矿有关的流体为富 CO_2、H_2、K^+、Na^+和 SO_4^(2-)的中高温、高压超临界流体。超临界流体对稀土的迁移起到重要作用,温度、压力降低造成的超临界流体中 CO_2相与水溶液相的分离是造成稀土矿物沉淀的主要机制。

浙江安吉铅锌多金属矿床岩浆侵位序列与成矿控制

本文在野外地质调研基础上,通过室内岩矿相鉴定和岩石化学分析,结合锆石U-Pb年代学研究结果,对安吉矿区主要侵入岩单元的岩浆侵位序列、岩浆演化、构造背景及矿化控制进行了探讨。矿区岩浆活动时限为141～117Ma,处于晚侏罗-早白垩世中国东部构造活化和构造机制转化阶段。矿区不同侵入岩单元的侵位顺序依次为黑云母二长花岗岩、正长花岗岩、花岗闪长岩、细粒花岗岩及双峰式脉岩组合,除双峰式脉岩组合外,其余岩石单元构成坞山关杂岩体。杂岩体不同岩石单元间具有一定的地球化学亲缘关系,其成分变化是先存断裂的多次张开和焊结、深源物质注入和结晶分异联合作用的结果。双峰式脉岩组合是区域岩石圈减薄高峰、深部物质快速上涌的表现,也是中国东部应力场进入引张阶段的标志。矿区主要经历了两次矿化事件。第一期与花岗闪长岩(137Ma)侵位有关,形成以石榴子石矽卡岩为特征的矽卡岩型铁铜矿化,其主要分布于矿区西部;第二期为与细粒花岗岩(134～135Ma)侵位有关的铅锌(银)、钼矿化,形成了以绿帘石矽卡岩为主的矽卡岩型铅锌(银)矿化,同时在矿区北部的石灰岩地层中形成了碳酸盐交代型铅锌矿化、在黑云母二长花岗岩中形成脉状、网脉状铅锌矿化及网脉状-浸染状辉钼矿化。主要侵入岩单元的岩石化学表明,与成矿有关的花岗闪长岩显示了I型花岗岩的地球化学特征,而细粒花岗岩的岩石化学特征界于I型与S型之间,但均表现有深源物质加入,细粒花岗岩相对于花岗闪长岩显示相对氧化条件和较强的分异特征。深源物质加入和进一步的结晶分异是造成熔体中成矿金属元素富集的重要机制。矿区内与成矿有关的花岗闪长岩和细粒花岗岩主要发育于矿区东西两侧,因此矿区西侧为铁铜勘查的有利地区,而东部的铅锌(银)钼矿化值得进一步工作,但矿区后期NE和近EW向断裂构造对矿体的保存条件影响较大,因此在勘查工作中应加强矿区构造地质方面的研究工作。

安徽西冲钼矿床细粒花岗岩的岩石定年、岩石化学及与成矿的关系研究

西冲钼矿是大别成矿带东段近年新发现的斑岩型钼-多金属矿床,其矿床学和矿床地球化学研究少见报导。该研究成果丰富了我国斑岩-矽卡岩型钼钨-多金属矿床研究成果,同时对指导区域找矿具有一定意义。本文在详细的野外地质调研基础上,对大别成矿带西冲钼矿区出露的主要岩石单元、矿化和蚀变特征、细粒花岗岩的岩石学、岩石化学和成岩年代学进行了系统的研究。结果表明,矿区出露的主要侵入岩单元由老至新依次为:石英二长岩、细粒花岗岩(130.8±1.1Ma)及双峰式脉岩组合(131.9±1.4Ma和131.3±1.6Ma),其均为燕山期岩浆活动产物,产于华北与扬子陆块拼合后的陆内环境。矿化类型以脉状、网脉状和浸染状为主,为一斑岩型钼-多金属矿床。矿区蚀变发育,包括黑云母-磁铁矿化、钾长石化、硅化、石英-绢云母化、石英-绿帘石化、绿泥石-碳酸盐化和泥化,且空间上具有一定的分带规律。矿区已知矿化、蚀变及Cu-Mo化探异常的空间展布与细粒花岗岩关系密切,且细粒花岗岩中具有高的Mo含量,表明该矿床的形成主要与细粒花岗岩有关。岩石化学结果表明,细粒花岗岩属过铝质-准铝质、高钾钙碱性-钾玄质过渡岩石,锆石U-Pb年龄与双峰式脉岩的在误差范围内一致,表明其均形成于大别造山带大规模伸展背景。

白云鄂博铁、铌、稀土矿床：研究进展、存在问题和新认识

白云鄂博是世界第一大稀土元素矿床,其稀土元素资源量占世界目前已知稀土元素资源总量的三分之二以上,具有重要的经济和战略地位。白云鄂博自1927年发现至今已有92年,对其的开发和研究历史悠久,在赋矿碳酸岩的成因、成矿年代、稀土矿物学等方面取得了一系列重要进展,为碳酸岩型稀土元素成矿理论发展做出了突出贡献。由于矿床经历了成矿后复杂的构造变形和热液蚀变,致使其地质、地球化学特征复杂,学界对其成因和成矿过程一直存在不同认识,对成矿碳酸岩的岩浆演化、稀土元素迁移与富集机理等方面的研究也相对薄弱。笔者最新研究表明,矿区过去被认为是下白云鄂博群的H1、H2、H9岩石单元并非沉积变质岩或变质火山岩,而应为岩浆侵入成因,矿区其他岩石单元(H3~H7)的成因也值得商榷。H9岩石单元中的黑云母岩(前人称为黑云母板岩)和富含黑云母的碳酸岩(前人称为暗色板岩)为成矿碳酸岩的一部分,是碳酸岩不同岩相带的表现。黑云母岩和富黑云母碳酸岩相对于含矿碳酸岩具有相对低的稀土元素含量和轻、重稀土元素比值,表明岩浆演化可能对稀土元素的富集和分异具有重要贡献。矿区主要岩石单元成因的新认识不仅为矿床成因、成矿背景研究提供了新的依据,同时也为研究区域构造演化、正确厘定矿区构造式样和指导矿区深部和外围找矿提供了新的思路。

冕宁-德昌稀土成矿带碳酸岩流体研究

通过对四川冕宁-德昌稀土矿带主要矿物中包裹体岩相学、显微测温分析与包裹体成分分析,指出由岩浆碳酸岩分异出的成矿流体为富含高密度CO2、K、Na、SO42-和多种成矿元素的超临界流体,流体以高温、高压、超高盐度、富CO2为特征,从早期到晚期流体中CO2含量增加。结合前人对碳酸岩流体、稀土矿带周边新生代盆地中无机成因CO2气藏、富钾卤水、稳定同位素和隋性气体同位素研究成果,从碳酸岩流体的性质、流体体系、碳、氦同位素组成,初步探讨了碳酸岩流体与周边新生代盆地中CO2气藏、富钾卤水的成因联系。