西北地区钴矿资源禀赋特征及产业链分析

钴是全球战略性关键矿产,对国民经济、国家安全和科技发展不可或缺。中国现有钴资源储量较低,超过98%的钴原材料依赖进口,给国家战略性关键矿产资源供应带来重大安全隐患。因此,立足国内加强钴矿成矿规律认识、寻找新的资源接续区已迫在眉睫。西北地区钴矿资源禀赋条件优越,拥有较好成矿地质条件和资源潜力,展示了巨大的找矿前景。但目前不同类型矿床中钴矿发育特征、赋存状态、富集机制与成矿潜力尚不明确,缺少针对性的找矿模型与高效的勘查技术方法,极大地制约了钴资源的找矿新发现。笔者通过西北地区钴矿资源地质分布、成矿特征、控矿条件、找矿标志、找矿潜力的系统梳理,总结西北地区钴矿资源禀赋特征,结合钴矿资源产业链、供应链安全,分析提出西北地区钴矿资源进一步找矿方向和勘查重点,旨在揭示钴矿资源成矿潜力和找矿新靶区,支撑服务新一轮找矿突破战略行动,引领中国钴矿资源找矿新发现,提升钴矿资源安全供应和保障能力。

北祁连造山带西段发现中型岩浆熔离型镍矿床(3万t)

1研究目的(Objective)北祁连造山带作为华北板块和柴达木—中祁连板块的缝合带,前寒武纪结晶基底局部发育,岩浆活动强烈,基性—超基性岩有一定分布,是一个具有良好找矿前景的铜、金、铁、钨等多金属矿产成矿带。甘肃省地矿局第四勘查院在分析对比区域成矿地质条件的基础上提出,北祁连西段具有寻找岩浆熔离型铜镍硫化物矿床的潜力,在该处部署地质勘查项目预期能够取得找矿新突破,将会对甘肃省实施新一轮找矿突破行动起到重要支撑作用。2022年,笔者在北祁连造山带西段首次发现了一处中型岩浆熔离型镍矿床,其成果对在祁连造山带内寻找同类型矿床提供了可借鉴的成功经验。

阿拉伯地盾地质构造演化与关键地质矿产问题浅析

阿拉伯地盾位于阿拉伯板块的西南部,与红海西岸的努比亚地盾共同组成努比亚−阿拉伯地盾,是新元古代东、西冈瓦纳大陆汇聚过程中形成的泛非造山带的重要组成部分。在“沙特阿拉伯地盾精细地质填图”技术标编制过程中,笔者综合分析了该区的地质调查和研究成果,总结了阿拉伯地盾8个次级地体、主要蛇绿岩构造混杂岩带及新元古代沉积盆地的地质特征,并将阿拉伯地盾的地质演化细分为4个构造演化阶段。其中,在新元古代洋−陆转化过程中阿拉伯地盾形成了一系列重要的矿产资源。在此基础上,系统梳理了区内地层、构造、岩浆作用及与成矿相关的地质问题,提出了未来精细地质填图过程中的工作建议。

新疆西天山尼新塔格铁矿床地质特征与矿床成因

尼新塔格铁矿床所属的西天山阿吾拉勒成矿带赋存有多个中-大型铁矿,近年来这些铁矿床的成因类型以及它们之间的联系已成为该地区的一个研究热点。为了探讨尼新塔格铁矿床的矿床成因并进一步揭示其成矿过程,本文对该矿床进行了系统的矿物学、岩石学、岩相学及地球化学研究。工程勘探资料显示该矿床赋矿围岩主要为下石炭统大哈拉军山组玄武粗面安山岩、粗面安山岩及安山质火山碎屑岩。根据对围岩蚀变、矿石组构、矿物共生组合的观察,将矿床的形成过程划分为矿浆期和热液期两个主要成矿期。稀土、微量元素地球化学特征显示尼新塔格铁矿区内的矿石与熔岩围岩具有同源性。岩相学及地球化学研究表明,成矿物质主要来源于岛弧环境下形成的玄武质岩浆。综合以上特征,认为尼新塔格铁矿床是由石炭纪岛弧环境下形成的玄武质岩浆分异演化的产物,在成因类型上应属火山岩型岩浆-热液复合成因磁铁矿矿床。

西天山松湖铁矿区火山岩地球化学特征、成岩时代及其地质意义

阿吾拉勒成矿带位于新疆西天山伊犁地块东北缘,是一条极其重要的铁、铜、金多金属成矿带。松湖铁矿床位于该成矿带西段,矿区出露的地层主要为一套钙碱性系列的火山岩,岩石类型有安山岩、安山质火山碎屑、少量英安岩、流纹岩及等质的火山碎屑岩。铁矿体赋存于安山岩及安山质火山碎屑岩中。安山岩中锆石U-Pb谐和年龄为(343.2±2)Ma,属早石炭世维宪期。该组火山岩具有相似的稀土元素及微量元素地球化学特征,暗示它们应为同源岩浆演化的产物。其微量元素组成具有富集大离子亲石元素(Rb、Ba、Th、K等)和轻稀土元素、亏损高场强元素(Nb、Ta和Ti)的特点,显示活动大陆边缘火山岩特征。矿区安山岩的Nd同位素组成具有亏损型特征(εNd(t)=+2.09^+3.39,平均值为+2.59),而Sr同位素组成为富集型((87Sr/86Sr)i=0.7056~0.7060),显示其岩浆源区应为莫霍面附近的岛弧型地壳根部。

新疆木吉乡琼巴额什沟一带锰矿的发现及其地质意义

锰是中国大宗紧缺矿产之一。截至2015年底，中圜已查明锰矿石资源储量13．8亿t，分布极不均匀。且贫矿多、富矿少，富锰矿查明资源储量不足4500万t。

新疆西天山尼新塔格铁矿区石炭纪火山岩地球化学特征及其成因研究

新疆西天山阿吾拉勒成矿带内分布有大量的石炭纪火山岩,由于分布广泛并赋存众多大-中型铁矿床,该套火山岩无论是对于西天山地区构造演化,还是矿产分布及成矿规律研究都有重要意义。为了探索其岩石成因及形成环境并进一步约束矿床成因,本文对研究程度相对较低的尼新塔格铁矿区内石炭纪火山岩进行了系统的岩石学、主元素和微量地球化学及同位素地球化学研究。研究显示,本区火山岩具有明显的富钠特征,多属亚碱性玄武岩系列中的钙碱性系列,岩相学及地球化学特征显示该地区火山岩为同源岩浆演化的产物。岩石富集大离子亲石元素和亏损高场强元素,具有相对较高Th/Yb和Ta/Yb比值,显示该类火山岩应形成于活动大陆边缘环境。明显的Nb、Ta亏损显示岩石具有湿地幔楔部分熔融的陆缘弧玄武岩的特征,而其εNd(t)值为+0.75^+2.62,为亏损型,这表明本区火山岩的岩浆源区应为俯冲板片之上受流体交代的亏损地幔楔。较高的Zr含量、Zr/Y比值、La/Nb比值以及较分散的(87Sr/86Sr)i值表明岩浆在演化过程中受到了较强的地壳物质混染作用。

新疆松湖铁矿地质特征与成矿期次划分

新疆松湖铁矿床位于伊犁地块东北部,矿体赋存于下石炭统大哈拉军山组火山碎屑岩中.目前共圈定5个矿体,L1、L2出露,L3、L4、L5矿体隐伏,其中L1规模最大,也是该矿床主要矿体.矿床主要矿石矿物为磁铁矿,次为赤铁矿、黄铁矿和褐铁矿.矿石构造类型主要为浸染状、块状、角砾状和条带状构造.蚀变类型主要有绿帘石化、绿泥石化、阳起石化和钾长石化.矿床形成经历了隐爆-矿浆成矿期和热液成矿期2个阶段.该矿床成因类型属于受热液作用交代改造的火山岩型铁矿.

西天山松湖铁矿床磁铁矿标型特征及其对矿床成因的限定

松湖铁矿床位于新疆西天山伊犁地块东北缘阿吾拉勒成矿带西段,赋矿围岩为下石炭统大哈拉军山组安山岩及安山质火山碎屑岩。现有研究对于该矿床成因尚有争议,焦点在于是否存在矿浆(或岩浆)成因磁铁矿。据此,系统采集松湖铁矿床内各类典型矿石开展详细的磁铁矿标型特征研究,并利用LA-ICP-MS技术分析了磁铁矿的微量元素组成。结果表明:浸染状与块状矿石中磁铁矿具有高V、Ni、Ti含量,低Al、Mn、Co、Zn、Sn含量等岩浆磁铁矿地球化学特征;而条带状与角砾状矿石胶结物中磁铁矿Mg、Al、Mn、Zn含量高,V含量相对较低,各元素含量均与矽卡岩型矿床中的热液磁铁矿相当。磁铁矿包裹体爆裂温度指示:浸染状及块状矿石中存在两期包裹体,形成温度分别为328℃~397℃和424℃~485℃;条带状及角砾状矿石中粗粒磁铁矿包裹体数量较少,形成温度为343℃~385℃。综合矿物标型特征,认为各类矿石中浸染状矿石形成温度最高,其次为块状矿石,再次为角砾状矿石,条带状矿石形成温度最低,这也是各类矿石在松湖铁矿床成矿过程中的形成顺序。岩相学及微量元素地球化学特征均证实松湖铁矿床形成过程中存在矿浆成矿阶段,晚期热液成矿以高温火山热液充填交代成矿为主,而非沉积成矿。综合矿床地质及磁铁矿标型特征,认为松湖铁矿床成因类型应属火山岩浆-热液复合型铁矿床。

新疆西昆仑奥尔托喀讷什锰矿地质、地球化学及成因

近年来,西昆仑玛尔坎苏地区富锰矿找矿取得重大突破,新发现奥尔托喀纳什等大型锰矿床。该矿床层位稳定,厚度较大,Mn平均品位达35%以上,为中国最富的碳酸锰矿床,属于典型的海相沉积型锰矿床。锰矿体主要赋存于晚石炭世喀拉阿特河组地层中,该组岩性为一套浅海碳酸盐岩台地相沉积建造组合,可划分为台内浅滩、潮坪、开阔台地、局限台地等4个相类型。成矿分为三个期次,第一期为沉积成岩成矿期,矿石矿物由菱锰矿、锰方解石、硼锰矿组成;第二期为热液改造期,形成锰镁绿泥石、红锰矿、硫锰矿、锰方解石(脉)、重结晶菱锰矿、蔷薇辉石及滑石、石膏等;第三期为表生氧化期,发育少量软锰矿、水锰矿、硬锰矿等。锰矿石具有较低的Fe/Mn比值、V/(V+Ni)比值和强烈的Ce正异常,表明Mn是在氧化环境下,以氧化物或氢氧化物的形式沉积富集。含锰岩系顶、底板岩石中含较多成熟度较差的中酸性火山岩岩屑,以及具有较低Al/(Al+Fe+Mn)、Y/Ho、Co/Ni比值的锰矿石,说明其成矿物质来源于海底热水活动。奥尔托喀纳什锰矿具有"内源外生"的特点,锰矿石及菱锰矿具有负的δ^(13)C值(-23.3‰～-13.2‰),表明锰矿经历了先成锰氧化物或氢氧化物、再被还原转化成菱锰矿的过程。此外,有机质所导致的更为强烈的还原作用是本矿床富锰矿形成的重要机制。后期构造叠加致使矿体发生变形,矿体形态受褶皱控制。矿石受到强烈改造,形成锰镁绿泥石、红锰矿、蔷薇辉石等,晚期经历氧化淋滤作用形成软锰矿、水锰矿等。

西天山阿吾拉勒火山岩型铁矿带东段成矿地质背景与成矿机理

备战、敦德、智博、查岗诺尔铁矿分布于阿吾拉勒火山岩型铁矿带东段的大哈拉军山组火山岩中,各个矿区基性、中性和酸性火山岩兼而有之,但所占比例不尽相同。矿区的火山岩以钾玄岩系列、高钾钙碱性系列、钙碱性系列岩石为主,也有少量拉斑系列岩石出露。岩石相对富集轻稀土元素,相对富集大离子亲石元素而亏损Nb、Ta和Ti等高场强元素。显示出岛弧或活动陆缘环境火山岩的固有特征。研究认为该地区铁矿床为矿浆-火山热液复合成因型铁矿床,其形成受岩浆-热液系统活动的制约,具体成矿作用包括氧化物熔离成矿、隐爆-贯入成矿、分离结晶+岩浆流动成矿和热液交代四种类型。矿床的控矿因素与成矿条件包括:(1)活动大陆边缘型火山岩组合与伸展构造环境;(2)基性和中性火山熔浆多次喷溢和堆积部位;(3)含矿母岩浆的强烈分异演化导致氧化物熔离,而分离结晶和岩浆流动则促使富集矿体形成;(4)岩浆热液对流循环并萃取围岩铁质,是形成热液期矿石的基本机制;(5)火山机构及其伴生裂隙是含矿岩浆活动的有利空间并为成矿物质的聚集提供物理化学条件,是铁矿体主要控矿因素和赋矿部位。铁矿床与火山作用关系极为密切,火山熔浆与火山热液反复多次活动导致了成矿作用的多期多阶段性。

新疆西天山备战铁矿矿床地质特征与矿床成因

备战铁矿位于新疆西天山阿吾拉勒成矿带东段,赋存于石炭系大哈拉军山组中基性熔岩及火山碎屑岩中。矿体呈层状、似层状。矿石中的金属矿物以磁铁矿为主。其中,矿石结构包括半自形-他形粒状结构、交代残余结构、板条状结构、放射状结构等。基于磁铁矿的粒度和其颜色,磁铁矿又可分为2种类型。矿石构造主要有隐爆角砾状、贯入角砾状、斑杂状、致密块状、斑点状、条带状、网脉状和浸染状等类型。矿区内的蚀变矿物主要有透辉石、石榴石、阳起石、透闪石、绿帘石、绿泥石、电气石和碳酸盐等。根据对矿石组构、成因和产出特征的研究,备战铁矿的成矿期次可划分为隐爆-矿浆期(a)和隐爆-热液期(b)这两期,进一步可划分为磁铁矿-透辉石-石榴石(a1)、磁铁矿-阳起石-透闪石-石榴石-绿帘石-绿泥石(a2)、磁铁矿-石榴石-绿泥石(b1)、绿帘石-电气石-碳酸盐(b2)这4个成矿阶段。该铁矿床与其赋矿围岩大哈拉军山组中基性火山岩有密切的成因联系,属于火山岩型岩浆-热液复合矿床。

西天山备战铁矿石炭纪火山岩地球化学特征及岩石成因

选取西天山阿吾拉勒东段备战铁矿区出露的石炭纪火山岩为研究对象。通过对岩相学与主量、微量元素地球化学等方面的研究来约束其构造环境与岩浆源区性质。分析测试显示该地区火山岩多属中高钾钙碱性及橄榄玄粗岩系列，富集轻稀土元素及大离子亲石元素（Rb、Th、K等），亏损高场强元素（Nb、Ta、Ti等）。岩石组合及地球化学特征表明：该地区火山岩形成于活动大陆弧环境，其形成与早石炭世末期北天山洋盆向位于其南部的伊犁地块之下发生B型俯冲作用有关。另外，火山岩εNd（t）值介于0．73～4．33之间，显示岩浆源区具亏损地幔的属性，且母岩浆在演化过程中还经历有结晶分异作用以及陆壳物质混染作用。

塔里木南缘达拉库岸含铜镍矿杂岩体的地球化学及含矿意义

超镁铁质岩石在地表分布较少，但在火成岩研究中却占有十分重要的地位。因为不管是岩浆成因还是构造成因，这类火成岩基本上都是来自地幔，是研究地幔物质组成最直接的对象。镁铁质一超镁铁质岩体是岩浆硫化物矿床和岩浆氧化物矿床的重要载体。在塔里木南缘的且末县和民丰县南部浅山区，有一条近东西向的基性一超基性杂岩带，长约300km，已知岩体100多个，达拉库岸岩体是其中最具代表性的杂岩体之一。

新疆包尔图铜矿赋矿变质岩特征及其地质意义

包尔图铜矿位于和硕县乌什塔拉北山区包尔图至库米什断裂带附近,铜矿体主要赋存于艾木太乌拉短轴背斜轴部附近的中元古界长城系星星峡群(Chxn)变质岩中,受断裂构造控制明显。本亚组地层自背斜轴部向两翼由角闪岩相逐步过渡到绿片岩相。矿区内的变质岩既具有中酸性火山岩类岩石化学的特点又具有沉积成因岩石化学的特点,为沉积岩与火成岩过渡类型。矿区内变质岩的地层学、岩相学及地球化学特征,表明其原岩应为一套海相中酸性、基性火山碎屑岩建造。研究区变质作用以区域变质作用为主,后期又叠加有动力变质作用,变质作用对该矿床的形成起到了重要的作用。

西昆仑西北缘柯牙吾齐超镁铁岩的发现及成因

西昆仑西北缘柯牙吾齐超镁铁岩的发现对于西昆仑西段构造演化研究和相关矿产资源的探寻具有重要意义。本文对该超镁铁岩7件样品进行了镜下鉴定、主量和微量元素分析,结果显示:超镁铁岩呈断续脉状产出,岩性主要为蛇纹石化辉橄岩;具有相对低SiO_(2)(42.14%~47.43%)、低TiO_(2)(0.03%~0.24%)、高MgO(24.69%~31.22%)、高FeO^(T)(7.05%~11.65%)、贫碱(K_(2)O+Na_(2)O=0.55%~0.88%)的特征;Mg^(#)值为79.98~86.70;样品的m/f比值介于3.96~7.82;样品中稀土总量(∑REE)不高(11.41×10^(-6)~17.84×10^(-6)),轻重稀土比值LREE/HREE为2.81~5.69;δEu显示弱的Eu正异常;相容元素Ni、Cr和Co含量高。在微量元素原始地幔标准化蛛网图上,表现为富集大离子亲石元素(LILE)Rb、Ba、U、Sr和Pb,相对亏损高场强元素(HFSE)Nb、P、Zr、Hf、Ti等,显示轻稀土富集的特征。结合区域构造背景分析认为,晚三叠世,古特提斯洋的闭合引起碰撞后伸展,来自亏损地幔岩浆受前期俯冲流体或者熔体改造,沿着深断裂上侵,过程中经历了一定程度的地壳混染,最终形成柯牙吾齐超镁铁岩。

西昆仑穆呼锰矿晚石炭世含锰碳酸盐岩地质地球化学特征及其沉积环境

西昆仑玛尔坎苏地区晚石炭世发育一套碎屑岩—碳酸盐岩建造,近期研究成果揭示其具有巨大的菱锰矿找矿前景而备受关注。通过对穆呼锰矿含锰岩系剖面测量、薄片鉴定、电子探针、扫描电镜、地球化学分析和碳酸盐岩锶同位素测试,对其进行碎屑岩—碳酸盐岩岩相划分与沉积环境分析。研究结果表明,含锰岩系可以识别出八种碎屑岩—碳酸盐岩岩相:泥灰岩相、砂屑灰岩相、微晶碳酸锰相、微晶—粉晶灰岩相、砾屑灰岩相、含砾砂屑灰岩相、钙质砂岩相、钙质砾岩相和3种岩相组合。结合矿体及其顶底板岩石地球化学和锶同位素特征,指示古海水温度平均22.68 ℃,属于亚热带区。含锰岩系为海水较浅的碎屑滨岸相和浅海陆棚相沉积,矿体顶底板处于海水相对较浅的氧化—弱还原环境,菱锰矿则形成于海水相对较深的浅海陆棚沉积洼地,处于还原沉积环境,与海底火山热液有关。

塔里木南缘达拉库岸铜镍矿矿物特征与成矿意义

达拉库岸岩体位于塔里木南缘活动带,喀拉米兰晚古生代沟弧系中段北侧。主要岩石类型有二辉橄榄岩、单辉橄榄岩、橄榄二辉岩、单辉辉石岩、含长辉石岩和辉长岩。矿石结构类型是星点状、斑杂状、浸染状和海绵陨铁结构;硫化物包括磁黄铁矿、黄铜矿、镍黄铁矿和黄铁矿,矿物组构特征显示出成矿过程的多阶段性,成矿时代可以划分为岩浆成矿、残余岩浆热液成矿以及表生氧化期。从岩体特征、矿石结构/构造、硫化物晶体化学特征和质量平衡等综合分析,岩体具有形成岩浆型铜镍硫化物矿床的良好条件,后期勘探应重视使用物探方法圈定岩体和矿体。

甘肃北山前红泉地区斑状花岗闪长岩年代学、地球化学特征及其构造意义

为探讨甘肃北山造山带晚古生代-中生代的构造演化特征,对该区前红泉地区的斑状花岗闪长岩开展了年代学和地球化学研究。通过高精度的LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,获得了该区斑状花岗闪长岩的加权平均年龄为(264.2±1.2) Ma、(249.3±1.1) Ma和(234.3±1.1) Ma,表明其为中二叠世-晚三叠世岩浆活动的产物。地球化学数据表明,岩体为准铝质、高钾钙碱性系列,主量元素表现为高硅(SiO_(2)为64.03%~72.23%)、高铝(Al_(2)O_(3)为14.01%~16.60%)、富碱(Na_(2)O+K_(2)O为7.20%~8.36%)和低钙(CaO为1.87%~3.43%)、贫镁(MgO为0.55%~1.53%);轻稀土富集,轻重稀土分馏明显,具负Eu异常(δEu为0.56~0.87);微量元素富集强不相容元素Th、U和大离子亲石元素Rb、K,显著亏损高场强元素Nb、P、Ti,表现出I型花岗岩的特点。结合区域地质背景,认为北山洋盆在早二叠世已经闭合,中二叠世-晚三叠世北山南带处于后碰撞伸展的大地构造环境。

北山造山带早泥盆世埃达克岩的发现及地质意义

北山造山带位于中亚巨型造山带南缘,是剖析中亚造山带南缘增生构造过程的关键地区之一,古亚洲洋闭合时间存在较大争议,聚焦于泥盆纪古亚洲洋仍在俯冲还是已经闭合。作者在北山造山带南缘黑山头一带首次识别出具典型埃达克岩特征的中酸性侵入体,对其进行了岩石地球化学和锆石U-Pb年代学研究。黑山头岩体中花岗闪长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb加权平均年龄为407.7±1.6 Ma,形成于早泥盆世。地球化学数据表明,黑山头岩体为过铝质,属钙碱性系列,具典型埃达克岩特征:高硅(SiO_(2)=60.85%~67.81%)、高铝(Al2O3=15.59%~16.98%)、低镁(MgO=0.55%~1.53%,Mg^(#)=0.36~0.46)、富钠贫钾(Na_(2)O=2.65%~3.54%,K2O=1.09%~3.16%,Na_(2)O/K2O=0.96~2.44)、高Sr(Sr=253×10^(-6)~487×10^(-6))、低Y和Yb(Y=5.65×10^(-6)~16.70×10^(-6),Yb=0.37×10^(-6)~0.96×10^(-6))、高Sr/Y值(25.75~73.58);轻稀土元素富集,轻重稀土元素分馏明显,样品不具明显的Eu异常(0.66~1.31,平均0.92);微量元素富集大离子亲石元素Rb、K、Th、U,亏损高场强元素Nb、Ta、Ti、P。地球化学特征显示其为俯冲洋壳部分熔融形成的埃达克岩,残留相为石榴子石+金红石。结合前人研究认识,认为柳园洋(古亚洲洋)具有自西向东呈"剪刀式"闭合的特征,柳园洋(古亚洲洋)在早泥盆世仍处于俯冲碰撞阶段,早石炭世是北山地区古生代洋盆闭合时限上限。