湘东北连云山上石地区伟晶岩型稀有金属矿床的发现及意义

湘东北地区位于钦杭成矿带中部北西缘,历来是中国重要的金、铜、钴、铅、锌多金属矿产区。在进行1∶10000地质填图过程中,在上石地区发现了大量锂辉石稀有金属矿脉,单样Li_(2)O含量达到了1.88%。其中包括:新发现伟晶岩脉25条,脉宽一米至数十米,延伸方向主要为北西西及近东西向,延伸数米至数百米;确定伟晶岩矿化点20余处,其中普遍发育锂辉石、铌钽铁矿、绿柱石等稀有金属矿物。伟晶岩脉与围岩存在明显的渐变分带,可细分为混合岩化片岩带(Ⅰ带)、二云母花岗岩带(Ⅱ带)、电气石伟晶岩带(Ⅲ带)和块状钠长石锂辉石带(Ⅳ带),各结构带之间分带明显。锂辉石多产于钠长石-锂辉石伟晶岩带中,伴生有大量巨晶电气石、白云母等,显示出良好的锂成矿潜力。同时大量伴生铌钽铁矿、绿柱石等稀有金属矿物,部分达到锂矿共伴生品位。矿床主要赋矿伟晶岩脉为近东西走向,长度超过1 km,宽数米至数十米,厚度超过百米,Li_(2)O平均品位为1.42%,初步预测储量约为2.56×10^(4)t,可达中型规模。该伟晶型锂稀有金属矿床的发现,彻底改变了湘东北地区以Be-Nb-Ta为主的稀有金属分布格局,暗示着区内稀有金属成矿的巨大潜力,对新一轮的找矿勘查具有启示意义。

湖南栗山铅锌铜多金属矿床闪锌矿微量元素特征及成矿指示意义

位于江南造山带中段的湘东北地区是我国华南重要的金铅锌铜钴多金属矿产地之一,栗山铅锌铜多金属矿床是该区近年来找矿勘查新发现的一大型矿床。该矿床位于晚侏罗世—早白垩世幕阜山岩体南缘,矿体主要赋存于岩体及其与地层接触带的构造破碎带内,空间上与岩体关系密切,然而目前关于该矿床的研究十分薄弱。本文采用电子探针和激光剥蚀电感耦合等离子质谱仪开展了闪锌矿的原位微区微量元素分析。微量元素组成分析结果表明,闪锌矿以富集Co、Ga而贫Fe、Cd、Ge为特征,其中Fe、Mn、Cd、Co、Ga等元素以类质同象形式产出,而Cu、Pb、Ag和Sn等元素则还以包裹体形式赋存于闪锌矿中。根据不同微量元素间的相关关系,认为闪锌矿中可能存在Zn^2+←→Fe^2+、4 Zn^2+←→2 Fe^2++Ge^4++□(其中□表示空位)、3 Zn^2+←→2 Cu^++Ge^4+、2 Zn^2+←→Ag^++Sb^3+等简单和复杂替代关系。闪锌矿的Zn/Fe、Ga/Ge、Ge/In、Ga/In比值和Fe温度计等指示闪锌矿形成于中低温(240~250℃)、低硫逸度(lgf(S2)=-13.3^-9.6)环境。栗山矿区闪锌矿的微量元素组成特征有别于金顶砂岩型、SEDEX型、VMS型、MVT型和夕卡岩型铅锌矿,结合低的Cd/Fe(0.03~0.14,平均0.06)、Cd/Mn(1.54~6.30,平均2.91)比值和Ge含量,暗示该矿床成矿作用与岩浆活动有关。综合矿区地质特征和区域构造岩浆演化,认为该矿床是在太平洋板块俯冲后撤引起的伸展构造背景下形成的与燕山期幕阜山岩体有关的中低温岩浆热液充填交代型矿床。该类型矿床闪锌矿具有鲜明的微量元素组成特征,可为判别具相似地质特征的矿床成因提供借鉴。

湖南平江县仁里超大型伟晶岩型铌钽多金属矿床的发现及其意义

湖南平江县仁里铌钽多金属矿床是湖南省核工业地质局311大队新发现的高品位超大型伟晶岩型稀有多金属矿床,经过多年的地质勘查,在幕阜山复式花岗岩体西南缘的仁里矿区查明伟晶岩脉140条,发现铌钽矿脉14条。对主要矿脉进行了地表槽探和深部钻探验证,具有北铌钽南锂的特征,铌钽矿体具规模大、矿体形态简单、连续性好,矿化较均匀,品位富、埋藏浅,矿石质量优及资源潜力大等特点。矿区估算(333+334)Ta2O5资源量10791 t,Nb2O5:14057 t,平均品位Ta2O5:0.036%,Nb2O5:0.047%,达到超大型规模。仁里超大型铌钽多金属矿床的发现,突破以往对大岩基难以形成和找到超大型伟晶岩型稀有金属矿床的既往认识,提出幕阜山矿集区定位于构造岩浆隆起带,仁里矿床大型层状构造与燕山期岩浆岩联合控矿、含铌钽矿伟晶岩脉形成于区域后造山构造环境的伸展构造体制的新认识,分析了区域上的找矿方向,丰富和发展了稀有金属成矿理论,为华南地区稀有金属矿产找矿实现了重大突破,使幕阜山地区有望成为我国一个新的重要铌钽等稀有金属资源基地。

湘东北幕阜山−梅仙深部电性结构及其对稀有金属成矿的控制作用

为揭示湘东北幕阜山−梅仙两大岩体之间的深部地质结构,深化岩浆构造的控矿作用认识,实现地球物理深地探测技术在伟晶岩型稀有金属矿床找矿中的应用,对经过湘东北幕阜山−梅仙矿集区的电磁测深剖面进行了处理和解释,结合地质信息推演了深部地质构造格局。频率域大地电磁探测数据阻抗张量和相位张量分解分析表明湘东北仁里矿集区在高频区(大于1 Hz)主要呈现二维构造特征;利用Swift分解和相位张量分解结果对剖面所有测点数据进行电性主轴分析,判断出剖面主要构造走向总体上呈北偏西48°~50°;针对TE、TM两个模式利用Occam反演方法分别进行了单独和联合反演,并对幕阜山−梅仙地区深部电性分布进行了地质解释。本文综合研究结果表明,幕阜山−梅仙两大岩体深部存在走向北西−南东、倾向东北的岩浆构造,此构造控制的岩脉穿插到冷家溪群中,形成一系列走向北西向、倾向南西的含稀有金属伟晶岩群。

华南植被覆盖稀有金属矿集区快速探测评价体系的建立与应用

针对中国华南稀有金属矿集区植被厚、多云雾、地质环境复杂等特点,文章提出了植被覆盖区稀有金属矿床快速评价方法技术体系,通过实践探索实现了稀有金属“空、天、地”一体化快速有效探测。该体系分为3个层次,第一层次是利用多尺度、小比例尺高空光学遥感卫星厘定区域构造格架及活动期次、结合已有地质科技成果确定成矿有利区;第二层次为地表大比例尺物化探技术方法探索伟晶岩脉的空间分布及其矿化范围,利用大比例尺低空高光谱遥感反演矿化蚀变信息;第三层次利用电阻率测深和地气/X荧光探测揭示矿(化)体及其围岩地下展布特征。最后,以近年来实现找矿重大突破的湘东北幕阜山仁里矿田外围黄柏山空白区为例,阐述了此技术方法体系的有效性,以期为国内外此类地理景观区快速、高效综合探测评价稀有金属矿床提供参考。

土壤测量样品处理方法对金异常圈定的影响与应用——以湘东北棉花坡矿区为例

在地质勘探的普查和详查工作中,土壤地球化学的指示作用是重要的决定性因素之一。随着地表及浅部矿产的开发,边深部盲矿体的找矿难度不断加大。按照目前的样品处理方法及技术要求,岩金矿区的矿化地段土壤测量分析数据被削弱,元素异常下限值偏低。为了解决异常贫化带来的异常圈定问题,本次研究对土壤样品的加工进行改进和调整。首次提出将野外采取的金矿土壤测量样细分,烘干处理后,不再进行过筛处理,并在湘东北醴陵市棉花坡金矿区的找矿普查工作中应用。对该区金矿土壤测量样品野外加工过筛与不过筛检测结果对比分析,未过筛样品能更客观、真实地反映矿区Au元素异常值情况,有利于指导找矿,取得了良好的找矿效果。因此,本次试验工作方法对指导类似金矿区土壤测量样品野外加工处理具有一定的借鉴意义。

湘东北幕阜山地区燕山期岩浆演化与稀有金属成矿的关系

湘东北幕阜山地区分布传梓源(锂矿、铌钽矿)、仁里(钽铌矿)和虎形山(钨矿、铍矿)大型稀有金属矿床,是湖南省重要的伟晶岩型稀有金属矿集区。通过对幕阜山地区花岗岩和伟晶岩开展年代学和地球化学研究,探讨该区燕山期岩浆演化与稀有金属成矿的关系,结果表明:该区岩浆活动自侏罗纪(154 Ma)持续到白垩纪(92 Ma),形成了复式花岗岩体和伟晶岩脉,伟晶岩空间具有含矿分带性;伟晶岩的成矿年龄(130~127 Ma)与二云母二长花岗岩的成岩年龄(137~129 Ma)相近,成矿作用与岩浆高分异演化密切相关;伟晶岩含矿分带性受成矿流体温度影响,矿流体温度由岩体向外成逐渐降低,形成了“岩体内伟晶岩型铍矿带—距岩体0~3 km伟晶岩型铌钽矿带—距岩体3~5 km伟晶岩型锂铌钽矿带—距岩体5~10 km石英脉型铍矿带”的环状分布格局。

湘东北幕阜山岩体南部稀有金属伟晶岩分带特征研究

湘东北幕阜山岩体南部是近年来我省新发现的一处重要花岗伟晶岩型稀有金属矿产地。该区舌状岩体内外接触带分布有众多花岗伟晶岩脉,形成了仁里超大型铌钽矿、传梓源中型锂铌钽矿等多个铌钽锂矿床(点)。本文对该区密集发育的伟晶岩脉水平分带及结构分带进行研究,从花岗岩体内至外接触带随岩浆分异演化程度不断增强,依次划分出微斜长石伟晶岩带→二云母微斜长石钠长石伟晶岩带→白云母微斜长石钠长石伟晶岩带→白云母锂辉石钠长石伟晶岩带→白云母钠长石伟晶岩带等较为完整演化序列的水平分带;不同分带伟晶岩矿物组合及地球化学特征具有一定差异,对应形成了较完整的稀有金属演化序列:Be→Be+Nb→Be+Nb+Ta→Be+Nb+Ta+Li+Cs。区内稀有金属伟晶岩可分为早晚两期,稀有金属伟晶岩类型由低至高,成矿时代由老至新,早期稀有金属伟晶岩以Be矿化为主,晚期稀有金属以Li、Be、Nb、Ta等矿化组合为主。不同期次、类型、结构分带伟晶岩应注意不同稀有金属的找矿。

湘东北隆起区前中生代抬升剥蚀过程的地层记录

湘东北地区为一主要出露新元古界冷家溪群的构造隆起带,其前中生代的抬升剥蚀过程模糊不清且尚未得到研究。本文通过新元古代的冷家溪群—上古生界地层序列、地层发育和缺失情况及其反映的不整合特征,尝试性重塑了湘东北前中生代抬升剥蚀过程,形成以下主要认识:湘东北地区自北往南可划分为临湘、岳阳、金井、长沙、醴陵等5个特征有别的抬升-剥蚀区,造成抬升-剥蚀的构造事件包括冷家溪期末的武陵运动、板溪期末的雪峰运动和早古生代后期的加里东运动,其中加里东运动包括奥陶纪末的北流运动和志留纪中后期的广西运动;武陵运动自北而南在各抬升-剥蚀区造成的抬升剥蚀量分别为>0~5200、800~6900、600~3200、500~3200、500~8000 m;雪峰运动造成的抬升剥蚀量在临湘抬升-剥蚀区不明,在岳阳抬升-剥蚀区约300~800 m,在金井抬升-剥蚀区约1800 m,在长沙和醴陵抬升-剥蚀区不明显;加里东运动自北而南在各抬升-剥蚀区造成的抬升剥蚀量分别约为500、3300~>4400、2400~7900、300~7100、3100~9300 m。上述抬升剥蚀过程为武陵、雪峰和加里东等构造运动特征提供了一定约束。

幕阜山地区稀有金属矿勘查工作进展及成矿预测

幕阜山岩体的内、外接触带伟晶岩密集分布,具有较好的稀有金属矿成矿地质条件和找矿潜力。为了进一步研究幕阜山地区稀有金属矿的赋存特征、成矿规律及矿产资源找矿潜力,指导下一步勘查工作,系统梳理了幕阜山地区稀有金属矿勘查工作进展,将湖南境内的幕阜山地区划分为5个成矿远景区,评价了各成矿远景区的找矿潜力,进一步探讨了该地区的找矿方向。幕阜山地区的锂铌钽铍矿资源主要集中在幕阜山岩体西南缘的仁里—传梓源与上大洲—南江桥成矿远景区;预测Ta_(2)O_(5)潜在资源量约40000 t,Nb_(2)O_(5)潜在资源量约49000 t,Li_(2)O潜在资源量约320000 t,BeO潜在资源量约48000 t。可对幕阜山地区稀有金属找矿勘查和研究起到指导作用。

湖南岳阳-湖北通城地区1∶5万区域地质调查成果与主要进展

岳阳-通城地区完成的1∶5万区域地质调查,以国际年代地层表(2018)为指南,重新厘定了研究区地层序列,建立了多重地层划分与对比系统。岩石学、地球化学及年代学研究表明冷家溪群黄浒洞组形成于青白口纪早期(~824 Ma),为弧后盆地沉积。首次于原富禄组中发现一平行不整合面,并根据疑源类化石组合、碎屑锆石年龄,将其修正为五强溪组、多益塘组与富禄组,岳阳刘家庄、张辉山等地于富禄组中首次识别出冰水沉积。根据岩浆岩岩性特征、野外接触关系及同位素年龄将区内岩浆岩体划分为8个填图单位,均获得了高精度锆石U-Pb年龄数据,确定了岩浆岩成岩时代与活动期次,并结合岩石地球化学特征探讨了岩石成因及大地构造背景。按特征矿物差异将幕阜山地区花岗伟晶岩分为:电气石伟晶岩→电气石-绿柱石伟晶岩→绿柱石伟晶岩→绿柱石-铌钽铁矿伟晶岩→铌钽铁矿-锂电气石-锂云母伟晶岩5类,对应稀有金属富集的五个阶段:无矿化→含Be→富Be→富Be、Nb、Ta→富Be、Nb、Ta、Li。断峰山地区部分伟晶岩演化至第四阶段,具有较大的稀有金属找矿潜力。

湘东北地区幕阜山燕山早期黑云母二长花岗岩地球化学特征与成岩机制探讨

传梓源铌钽锂矿床是位于幕阜山岩体南缘的一个中型矿床。为了探讨与稀有金属成矿存在成因联系的幕阜山燕山早期花岗岩的岩石成因、成岩物质来源以及成岩动力学背景,本文通过对黑云母二长花岗岩的主微量元素和稀土元素组成的进行研究。结果显示幕阜山燕山早期花岗岩早期的SiO_(2)含量为71.50%~73.67%,属酸性岩类,贫Mg,贫钙,属于钙碱性过铝质岩石。稀土总量(ΣREE)变化范围93.63×10^(-6)~147.92×10^(-6)之间。轻重稀土比值(LREE/HREE)介于12.97~28.99之间,轻稀土较富集,铕和铈呈弱负异常。本区岩体的大离子亲石元素含量出现分化,显著富集Ba、U等元素,而强烈亏损Nb、Ta、Rb、Th、Sr。岩体中Ga元素和高场强元素Zr、Ce、Y等含量均较高。幕阜山早期花岗岩属于A型花岗岩,成岩物质具有壳幔混合来源。本区成岩发生的动力学背景为与古太平洋板块俯冲有关的弧后拉张背景,是板块俯冲作用晚期挤压-伸展转换环境下的产物。