中国钾盐地质资源现状与找钾方向初步分析

分析了中国钾资源供需形势、有利成盐找钾时代、主要的有利成钾盆地等,回顾了中国找钾工作的历史,指出中国西部仍有找钾前景,尤其是中、上侏罗统—白垩系和新生界,其次是上震旦统—寒武系、石炭系、奥陶系和三叠系,同时,还应继续开展现代盐湖和地下卤水找钾和综合评价,主要找钾地区为塔里木盆地、滇西—羌塘盆地、柴达木盆地和上扬子盆地。鉴于中国特定的成盐构造地质条件和钾盐成矿、保存特点,以及国外预测找钾的经验,在中国找钾要有做长期深入勘查研究的思想准备和采取切实有效的措施,建议对找钾工作加大投入,加强找钾预测的地质基础研究,建立专业队伍和落实油钾兼探的方针。

华南地区钦杭成矿带地质特征和矿床时空分布规律

钦杭成矿带位于华南板内,尽管是扬子与华夏古陆在新元古代拼接部位,但绝大多数矿床形成于中晚侏罗世至白垩纪。本文在梳理前人工作成果的基础上,将钦杭带及旁侧矿床归纳为两个成矿系列和三个成矿亚系列,即:新元古代海底喷流沉积型铜锌矿床成矿系列和燕山期与花岗岩有关的钨锡铜铅锌多金属矿床成矿系列,后者可以进一步分为中晚侏罗世斑岩-矽卡岩-热液脉状铜多金属矿床成矿亚系列,晚侏罗世与花岗岩有关的钨锡多金属矿床成矿亚系列和白垩纪与次火山活动有关的浅成低温热液型金银铅锌钨锡矿床成矿亚系列。进而讨论了各成矿系列和亚系列的主要矿产类型、基本特点、形成过程、时空分布关系和成矿规律。初步认为其成矿背景为:新元古代的块状硫化物铜锌矿形成于弧后或弧前盆地,由于成矿物质主要来源于地幔,因而更可能为弧前盆地;中晚侏罗世斑岩-矽卡岩-热液脉状铜多金属矿床可能是俯冲板片沿古钦杭结合部位发生局部重熔,形成高钾钙碱性花岗岩,然后上侵定位与成矿;而160～150Ma的大规模钨锡多金属成矿作用及大花岗岩事件可能与板片窗有关,钦杭带中段是板片窗的西部边界,也是壳幔相互作用的中心,因而有大量地幔物质参与成矿;135Ma之后,由于俯冲板片运动方向发生调整,从斜俯冲变成几乎平行大陆边缘运动,导致大陆大规模岩石圈伸展,相应绝大多数不同来源的矿产资源聚集在火山盆地和断陷盆地。此外,结合前人工作和以往工作的基础,提出了在钦杭成矿带进一步找矿勘查的一些思考。

中国锰矿成矿规律初探

中国锰矿资源较丰富,资源量排名在世界上位列第5。中国锰矿种类多样,有海相沉积型、火山-沉积型、碳酸盐岩中热水沉积型(或"层控"型)、与岩浆作用有关的热液型、受变质型及表生型。其中,海相沉积型占资源量的71.4%,表生型占15.7%,是最主要的两种类型。中国锰矿广泛分布于"泛扬子区"、华北陆块的燕辽地区以及天山和祁连山部分地区,尤以"泛扬子区"为最,并具分布广泛又相对集中的总体特征。中国的成锰时代多,中—新元古代、早古生代(寒武纪、奥陶纪)、晚古生代—早中生代是中国锰矿形成的重要时代。中国锰矿时-空分布的主要特征是"北锰南迁":中元古代锰矿主要产于华北陆块的燕辽裂谷带,新元古代—古生代锰矿主要产于"泛扬子区"的大陆边缘盆地或台内盆地中。大型、超大型锰矿床或锰矿田的形成,受控于非构造期盆地性质、古海洋结构、古海水性质及海平面升降等因素,其形成环境存在一定的相似性及同源性。

宁芜盆地凹山铁矿床辉长闪长玢岩和花岗闪长斑岩的锆石U-Pb年龄及其地质意义

宁芜盆地是长江中下游多金属成矿带的重要矿集区之一,是玢岩型铁矿成矿模式建模的基地。玢岩型铁矿床成矿时代的约束对区域成岩成矿作用及成矿动力学背景研究具有重要的意义。凹山铁矿床是宁芜盆地玢岩型铁矿床的典型代表之一,本文选择矿区发育的两种与成矿作用关系密切的岩浆岩为研究对象,进行锆石LA-MC-ICP-MS U-Pb年代学研究,获得赋矿辉长闪长玢岩成岩年龄为131.7±0.7Ma,后期穿切矿体的花岗闪长斑岩成岩年龄为126.1±0.5Ma。凹山铁矿床成矿年龄在131.7~126.1Ma之间,属于早白垩纪。成矿作用伴随盆地早期岩浆作用而形成,受区域岩石圈伸展和减薄作用的制约。

盐湖卤水锂资源及其开发进展

随着全球资源与环境问题的日益突出,锂资源的开发和利用受到人们的高度关注。由于盐湖卤水中含有丰富的锂资源,所以对其锂资源的开发利用具有重要意义。本文在全球盐湖卤水锂资源的分布及其水化学分类特征论述的基础上,对目前盐湖卤水锂资源的提取工艺进行了比较分类,对卤水锂资源的开发进展情况进行了综述。指出我国盐湖卤水锂资源的开发利用要充分考虑湖区环境,"因地制宜,就地取材",依托当地自然资源;在锂资源开发的同时对盐湖卤水中的其它资源进行"综合利用";加速研究开发高附加值锂盐产品,对锂资源进行"深度开发";根据我国矿产资源的国情和世界开发的发展形势,制定我国锂资源开发的长远战略规划。

藏南特提斯喜马拉雅带晚二叠纪基性岩浆作用及其构造地质意义

野外地质调查和SHRIMP锆石U-Pb地质年代学研究在藏南雅拉香波地区厘定了一规模较大,形成于273.0±2.2Ma的辉绿岩体。该辉绿岩体侵入到由页岩和细砂岩组成的特提斯沉积岩中,表明这些沉积岩形成时间早于晚二叠纪,而不是晚三叠纪地层。该岩体具有以下地球化学特征:(1)富集LREE,亏损HREE;(2)高场强元素含量较高;(3)较高的Sr(87Sr/86Sr(t)=0.7063～0.7078)和Nd(εNd(t)=-1.1～-2.4)同位素组成,与西部同时代溢流玄武岩相当;及(4)较高的εHf(t)(+2.5～+3.9)。本研究及已有数据表明:沿新特提斯带发育一系列晚二叠纪基性岩浆岩,是冈瓦纳大陆北缘裂解和新特提斯洋初始张开时深部岩浆作用的产物。

东天山红云滩铁矿稳定同位素地质特征及其对成矿作用过程的指示

东天山觉罗塔格红云滩铁矿大多被认为是海相火山岩型铁矿,该类矿床的成矿机理通常被描述为早期形成的矿源层被后期热液交代改造富集。本文通过对红云滩铁矿稳定同位素特征的研究发现,该矿床其实为特定火山岩层经过前期广泛碱交代,然后叠加矽卡岩化而形成的热液交代矿床。成矿过程先后分为五个阶段:火山岩矿源层形成、碱交代、矽卡岩蚀变、磁铁矿生成和石英-硫化物沉淀。在红云滩铁矿成矿过程中,成矿流体是不断的演化的:在最初红云滩岩体石英形成阶段,可能就有少量大气降水的参与使其石英的氢同位素亏损2H;在大量矿石矿物磁铁矿形成阶段,可能有较多大气降水的流体加入使磁铁矿亏损18O;在成矿后期大量石英和硫化物形成阶段,有大量大气降水加入,此时成矿流体则不但继承了先前岩浆热液低σD值的特征,也继承了磁铁矿形成期流体σ18O值稍低的特征,不同于岩浆水也区别于变质水。

哈勒盖图地区白音高老组流纹岩岩石地球化学特征及其地质意义

在样品采集和分析基础上,探讨内蒙古西乌旗哈勒盖图地区早白垩世白音高老组流纹岩的岩石地球化学特征及其地质意义.主量元素分析结果显示其具有高硅、富碱、高铝、低MgO、CaO、TiO2、MnO的特征,稀土元素与微量元素地球化学特征显示其类似于A型花岗岩特征;低Ti/Y、Nb/Y与Ti/Zr比值、高Rb/Nb与Rb/Y比值以及Sr、Eu强烈亏损,表明其为上地壳物质部分熔融成因,形成于早白垩世非造山板内伸展环境.研究结论揭示了该时期大兴安岭地区构造-岩浆的重要作用,对该地区今后的找矿工作具有重要的指导意义.

西藏多格错仁南岸钙华地球化学特征与钾盐地质意义

西藏多格错仁南岸地区发育有一系列正在沉积的钙华丘和盐泉,泉水具有较高的含钾异常,属于含钾溶滤卤水,因此确定泉水中的矿物质来源成为找钾的关键问题,研究钙华的地球化学特征和成因机制则有助于解决这一问题。区内钙华有原地钙华和碎屑钙华两种类型,且明显富集K、Fe等元素,具有明显的轻稀土富集特征。不同泉眼周围的钙华样品的稀土分配模式基本相同,表明区内钙华的钙物质具有同一来源层位。经过将钙华与区内主要地层的稀土元素特征进行比对,发现这些钙华和索瓦组具有明显的亲缘关系,针对两者的相关性分析也再次表明钙华和索瓦组的亲缘特征。在此基础上,结合区内古地理和古气候资料,认为索瓦组具有较好的找钾潜力。此外,盐泉和钙华的碳、氢、氧同位素数据说明,盐泉的水物质属于大气降水,形成钙华的CO2则具有深部来源特征,研究区的钙华属热成因钙华。

河南付店矿集区斑岩钼矿和脉状铅锌矿地质特征与成矿时代

近些年来,在河南省外方山付店矿集区找矿勘查中取得了重大进展,发现了东沟、竹园沟等大中型斑岩钼矿,资源/储量达70万t以上;以及西灶沟、老代丈沟、三元沟、王坪西沟等脉状铅锌矿床,资源/储量达30万吨以上,显示了巨大的找矿前景。本文系统总结了斑岩钼矿床、脉状铅锌矿床地质特征。

认识祖国宝藏 探索地球奥秘——关于推广中小学矿产资源与地球知识科普教育基地的建议

建立中小学科普教育基地开展科普实践活动，是培养青少年学习兴趣，普及科学知识。提升科技能力，全面实施素质教育的重要环节。长期以来，科技馆、高校、科研机构、企业等在促进青少年科普教育工作中取得了显著的成效，对促进科学技术的普及和人才培养起到了积极作用。随着我国创新型国家建设和对创新型人才培养的要求，青少年的科学素养、科学精神、科技能力的培养日益重要。

柴达木盆地西部油泉子凹地晶间卤水层水文地质及水化学特征

油泉子凹地位于柴达木盆地西部,凹地中蒸发岩的晶间孔隙发育,包含了大量的高浓度卤水,KCl品位高,富水性中等,水化学类型有氯化物型、硫酸镁亚型、硫酸钠亚型。研究表明,周边山区岩石中钾、硼、锂、钠、镁等元素物理风化后经流水搬运,形成了研究区丰富的钾盐矿物质;相关元素比值反映了矿区卤水陆相来源、溶滤水的成因特点。研究显示,研究区内地下水的密度、矿化度均有由西向东逐渐变淡的趋势;水文地质条件表明,季节性洪水、大汽降水是卤水重要的补给源。研究区地势低洼,地下水的排泄方式主要为蒸发排泄,形成了具有典型内陆蒸发型的水文地球化学特征,因此富集了大量高矿化度、且含多种金属离子的咸卤水。

熔片制样-X射线荧光光谱法测定铜精矿中7种组分

铜精矿中硫化物重金属含量较高,样品需要充分氧化后才可熔片,否则熔融过程严重腐蚀铂-金坩埚。一般方法采用硝酸盐作为氧化剂,单一的硝酸盐难以完全氧化铜精矿样品,并且氧化反应剧烈容易发生样品喷溅。采用四硼酸锂-偏硼酸锂混合熔剂(m∶m=67∶33),样品和熔剂质量比为1∶35,通过考察氧化剂过氧化钡-硝酸钠-碳酸钠的氧化效果,以及脱模剂的用量和加入方式、预氧化和熔融条件等,样品在高温炉中预氧化后转移至熔样机熔融,可制成合格的玻璃样片。选用合适的铜精矿国家一级标准物质,以标准物质相互混合或向标准物质中添入纯氧化铜的方式扩大校准曲线含量范围,以熔片法制样,建立了波长色散X射线荧光光谱法测定铜精矿中的铜、硫、全铁、氧化钙、氧化镁、二氧化硅、三氧化二铝等7种组分含量的方法。各组分检出限在0.054%~0.22%,校准曲线相关系数(r)均在0.9998以上,选用的3个铜精矿矿石国家一级标准物质按建立的方法进行处理后,测定结果均在认定值的误差范围内,各组分测试结果的相对标准偏差(RSD,n=12)在0.28%~4.1%;选取3个铜精矿实际样品做方法比对实验,测定值与标准分析方法的测定值无明显差异。

扬子克拉通周边及其隆起边缘的铅锌矿床

扬子准地台为大型克拉通碳酸盐发育的地区,从震旦系到中三叠统为典型盖层沉积,其中许多地层中不乏碳酸盐沉积。新中国建国以来,在其周边及其隆起边缘的碳酸盐地层中,陆续发现了许多层控铅锌矿床。近几年来,随着地质大调查的开展,又发现一批很有希望的铅锌矿化集中区。笔者总结了这些铅锌矿床的地质特征,并将这些矿床与国外的MVT矿床进行对比,探讨它们的矿质来源、成矿溶液、成矿机制和成矿控制因素等。

长江中下游成矿带铜陵矿集区铜多金属矿床模型

通过对长江中下游成矿带的系统考察和对前人资料的阅读和研究,聚焦铜陵矿集区,初步提出了一个可以涵盖不同类型矿床的矿床模型。该模型表达为:在早白垩世高钾钙碱性花岗岩侵位过程中,通过岩浆的分馏演化,在岩体隆起部位及其内外接触带形成斑岩-矽卡岩型矿床,由于广泛发育石炭纪至三叠纪碳酸盐岩,钙质和镁质矽卡岩型矿床是最主要的矿床类型。作为斑岩-矽卡岩型矿床系统的一部分,在斑岩-矽卡岩铜金钼矿床外围分布有矽卡岩铜金矿床、脉状金矿床以及脉状铅锌银矿床。长江中下游地区在三叠纪曾作为大别—苏鲁造山带的前陆盆地,在后碰撞时期出现了大量滑覆构造和扩容空间,它们在不整合界面处十分发育。因此,在成矿过程中不仅形成了像新桥那样的厚大矿体,而且在位于不整合界面附近的矽卡岩往往退化蚀变成为具有典型层纹状和曲卷状构造的退化蚀变岩和矿石,甚至沿一些层位交代形成了层控矽卡岩型或Manto型矿体。此外,还提出了运用该模型开展勘查评价的建议。

基于重磁多尺度边缘检测的长江中下游成矿带构造格架研究

采用重磁多尺度边缘检测方法,对长江中下游成矿带区域重力和航磁数据进行了边缘检测,结合大地电磁剖面和地质资料,建立了长江中下游地区构造格架。根据重磁多尺度边缘检测结果,重新厘定了断裂系统的展布位置,确定了宁芜、庐枞等火山岩盆地的准确边界,划分了板块、火山岩盆地等横向结构的边界。认为长江深断裂沿安庆—铜陵北—芜湖—马鞍山—南京一线连续分布,在南京附近走向转换为近东西向,到镇江后一直往东延续至南通,进一步向东延续进入东海;长江南侧未见与郯庐断裂带连接的密度或磁性线状边界,认为郯庐断裂带穿过长江的可能性较小。在此基础上,分析了长江中下游成矿带主要矿集区与构造格架的关系,认为长江深断裂是地幔上涌引起的裂谷型断裂,来自下地壳或地幔的深部矿源物质通过深断裂向上运移,在合适的位置形成目前所见的金属矿集区。大别-舟山断裂将长江深断裂在铜陵一带错断,形成深大断裂的交汇,对铜陵、庐枞、宁芜矿集区的形成有重要贡献。

华南地区中生代主要金属矿床模型

本文在总结华南地区中生代主要金属矿床出现的三个阶段,即晚三叠世(230～210Ma)、晚侏罗世(170～150Ma)和早—中白垩世(134～80Ma,集中在110～80Ma)的基础上,通过成矿环境和成矿年龄的分析研究,基于前人的工作基础,对不同阶段典型的矿床组合建立或补充完善了4个矿床模型。包括170～160Ma中侏罗世斑岩—矽卡岩型铜矿模型,160～150Ma晚侏罗世与花岗岩有关的钨锡矿床模型,白垩纪浅成低温热液型铜金银矿床模型及白垩纪锡钨多金属矿床模型。上述矿床模型的建立将有助于在华南地区和类似的地质环境中开展找矿评价和勘查。

第四纪盐湖沉积与古气候

笔者通过国内第四纪盐湖沉积的长期实地考察以及盐湖长期科学观察站的实验研究，并结合国内外大量盐湖沉积实验研究资料，以比较盐湖沉积学的理论和方法，将盐湖沉积划分为冷相、暖相和广温相，揭示现代全球盐湖水化学类型分带与气候分区的一致性；指出我国第四纪存在6次干旱（成盐）扩张期；识别出中国第四纪干旱中心19个明显的强冷偏湿-冷干事件及8个明显的暖偏湿-暖干事件，并推算其古气温变化范围。

青藏高原第四纪泛湖期与古气候

对青藏高原不同位置的17个湖区进行地质调查,并结合卫星照片和地形图解译的基础上,笔者对高原泛湖区形成时间、范围和古气候进行了深入的研究。青藏高原第四纪最晚的两次高湖面(溢流面)时间约为40～30/35ka和65～53ka;在该时段高原为巨大的相互连通泛湖系所覆盖,总面积约达360000km2,湖水总体积约达53×108km3,分别较现代湖泊的总面积和总体积大38倍和659倍。在该泛湖期之前晚更新世还有3次高湖面:132～112ka、110～95ka和约91～72/83～75ka。说明青藏高原晚第四纪气候变化具有不稳定性和快速变化的特点。约40～30ka高湖面还出现在青藏高原以北腾格里沙漠,说明该时期存在特强的南亚夏季风;岁差周期20ka的太阳高辐射变化对位于地球低纬地带、高海拔地区的青藏高原有着特殊的重要性。在30ka前后,伴随青藏高原的快速抬升和古气候变冷,青藏高原周缘泛湖突然外泄,在短时间内巨量冰冷湖水倾泄入印度洋和西太平洋。该泛湖倾泄事件已造成高原周缘江、湖等环境变化。

柴达木盆地南缘晚奥陶世万宝沟花岗岩：锆石SHRIMP U-Pb年龄、Hf同位素和元素地球化学

柴达木盆地南缘万宝沟花岗岩体主要由似斑状黑云母石英二长岩、环斑结构黑云母二长花岗岩和中粒黑云母二长花岗岩组成,岩体中发育岩浆暗色包体。环斑结构黑云母二长花岗的锆石SHRIMP U-Pb定年为441±5Ma,表明其形成于晚奥陶世。该花岗岩的SiO2含量变化较大(62.20%～75.32%),高钾(3.58%～5.15%)和碱(K2O+Na2O>7%),A/CNK为0.98～1.09,属弱过铝质高钾钙碱性系列;K2O/Na2O(>1)、FeOT/MgO(3.4～6.5)和Ga/Al(2.3～3.1)比值较高,亏损不相容元素Ba、Sr、Nb、P和Ti,相对富集Ta、Hf和Zr,具有A-型花岗岩的特征。黑云母二长花岗岩的εHf(t)=-1.1～10.5,tDM2=744～1490Ma,变化范围较大,表明其物质来源具有多源性,但以壳源为主。较高的εHf(t)(达10)值和较年轻的tDM2(仅为744Ma)暗示,源区中有年轻组分的参与。结合区域地质特征分析,认为该花岗岩形成于后造山的拉张环境。万宝沟花岗岩在结构和地球化学特征上与典型环斑花岗岩有相似之处也有差异,与秦岭中生代环斑结构花岗岩基本相似,表明中央造山带存在古生代和中生代两期环斑结构花岗岩。这将对中央造山带构造演化的进一步研究具有重要的科学意义。