矿床地质杂志

矿床地质杂志2020年第1期

• 辽吉古元古代活动带的双成矿带地质特征

  沈保丰,张阔,毕君辉

  辽吉活动带是华北陆块最具代表性的古元古代造山/活动带，不仅发育巨量的古元古代陆壳沉积物质和岩浆活动，而且经历了十分复杂的构造演化过程，以及多期岩浆-变质事件的叠加改造。辽吉活动带的形成和构造演化时期，也是该区的一次重要成矿期，以矿种多、规模大、层状或层控为主而发育大型-超大型矿床为特点，其中菱镁矿、滑石、硼、铅锌、钴、金和铀等矿产具有重要的经济价值。辽吉活动带由出露厚度达万米的古元古代辽河群、集安群、老岭群和不同阶段、不同类型的岩浆岩所组成。其主体发育两套变质岩石：一套为变质碎屑岩-碳酸盐岩组合，以变质相相对较低为特征，出露地层为北辽河群和老岭群，形成于靠近龙岗陆块的被动大陆边缘浅海盆地环境；另一套是由变质火山-沉积岩系和辽吉花岗岩共同组成的地质构造单元，变质相相对较高，地层分布在南辽河群和集安群，形成于远离大陆边缘俯冲体系下的弧岩浆构造环境。此外，形成于与被动大陆边缘构造环境相关的成矿带内分布着菱镁矿床、滑石矿床、铜钴矿床和铀矿床等，形成于活动大陆边缘弧岩浆构造坏境内的成矿带主要分布硼、铅锌和金等矿床。研究表明，海城菱镁矿、后仙峪硼矿、翁泉沟硼矿、范家堡子滑石矿、大横路铜钴矿和猫岭金矿等矿床均具有大型-超大型规模，其中海城菱镁矿矿床储量达8.84亿吨，为世界之最的超大型矿床，翁泉沟硼矿床的B2O3储量高达2185万吨，为超大型矿床，占全国总储量的28.6%。辽吉古元古代活动带发育在太古宙克拉通基底之上，经历了有限的拉伸裂陷、岩浆侵位、（火山）沉积、碰撞拼贴、变质改造、隆升拆离和消亡等发展演化阶段，时限为2.2~1.8 Ga。辽吉活动带的成矿构造-岩浆演化可以划分为4个阶段：① 2.2~2.0 Ga岩浆作用和成矿阶段；② 2.0~1.9 Ga沉积作用和成矿阶段；③ 1.90 Ga大规模变质-变形和成矿阶段（碰撞造山期）；④ 1.89~1.82Ga碰撞后岩浆作用阶段。综上，辽吉活动带的形成与演化经历了从活动陆缘转变为被动陆缘最终碰撞造山的地壳演化和成矿作用过程，其中成矿作用是由两类不同成矿构造环境所控制。同时，本区又经历了中生代构造-岩浆成矿作用的叠加，使区内成矿作用更具复杂性、多样性和多期性。这种在同一个成矿区内，由双成矿带控制的成矿在国内外很少见。因此，该区是形成多种矿产大规模成矿十分有利的地区及找矿远景地区。

• 斑岩型矿床容矿裂隙成因的几种概念模型及其意义

  赵茂春,余先川,张翼飞,王亚伟,何云,苏泰民,姚金昌,唐琼,刘仕军,赵思传,李石磊

  斑岩型矿床对成矿的围岩没有选择性，但斑岩型矿床的网状裂隙系统控制了矿体的分布、矿石的品位和组构变化、矿化蚀变等特征，因此对容矿裂隙的形成机制、控制因素、裂隙分布规律等开展研究有着重要意义。文章探讨了斑岩在侵位、冷却、结晶演化过程中，在岩体及其围岩中形成网状裂隙系统的相关机制及其制约因素，将斑岩型矿床容矿裂隙的成因归纳为岩浆结晶冷缩、侵入挤压、水岩分离和区域应力叠加等4种主要成因类型，并构建了它们的概念模型。这些裂隙成因概念模型较好地反映了不同成因的裂隙系统与斑岩侵入体的空间依存关系、裂隙的分布特征及裂隙率的变化规律，以及它们之间的差异；较好地解释了斑岩型矿床的成矿作用特点及其共性特征。在分析典型斑岩型矿床容矿裂隙成因的基础上，提出了将概念模型应用于斑岩型矿床勘查找矿的思路。

• 西秦岭地区脉岩成因与金成矿关系——来自李坝金矿年代学、地球化学及Nd-Hf-S同位素的约束

  柯昌辉,王晓霞,杨阳,田永飞,李金宝,聂政融,吕星球,王顺安,龚明权

  甘肃李坝金矿位于西秦岭北成矿亚带礼岷金矿带东部，矿区内脉岩主要包括斜闪煌斑岩、云斜煌斑岩、闪长（玢）岩、细晶闪长岩、石英闪长岩、花岗（斑）岩、花岗细晶岩等。根据各脉岩与金矿的产出关系可划分为成矿前脉岩、成矿期脉岩和成矿后脉岩3类。不同种类、不同期次脉岩的成因及其对金成矿作用的制约存在不同认识。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示，李坝金矿区花岗斑岩脉的年龄为（210±1）Ma（MSWD=0.15），与中川岩体同属晚三叠世构造岩浆活动的产物。成矿期花岗（斑）岩脉富碱、高钾，属于过铝质、高钾钙碱性系列，与成矿密切相关的煌斑岩脉同属高钾钙碱性系列。Nd-Hf同位素结果显示，李坝金矿区花岗斑岩脉的143Nd/144Nd比值为0.512 084±0.000 007，147Sm/143Nd比值为0.0903，εNd（t）为-7.98，Nd同位素亏损地幔模式年龄TDM2为1.64 Ga；锆石εHf（t）=-6.30~+1.47，TDMC为1.65~1.15 Ga，显示花岗斑岩脉的源区以古老的壳源物质为主，并有年轻物质的加入。硫同位素和矿床地球化学结果显示，黄铁矿的δ34S值变化于4.3‰~11.6‰，平均值为8.45‰，表明其成矿硫源具有深源特点，金矿成矿物质来源于与脉岩有关的深部岩浆。综上，笔者认为矿区内脉岩与金矿化具有深部同源性，成矿同期的煌斑岩可能为金矿化提供部分成矿物质或成矿流体。

• 新疆阿尔泰巴特巴克布拉克铁矿床硫同位素和稀土元素地球化学特征及其意义

  杨俊杰,张志欣,杨富全,柴凤梅

  新疆阿尔泰巴特巴克布拉克铁矿床赋存于上志留统—下泥盆统康布铁堡组变质火山-沉积岩的矽卡岩中，矿体形态复杂，呈似层状、透镜状及不规则状分布。围岩斜长角闪岩、变粒岩和浅粒岩稀土元素配分模式为轻稀土元素相对富集的右倾型，与矿区英云闪长岩稀土元素配分模式相似；矿石和矽卡岩稀土元素配分模式多表现为重稀土元素相对富集的左倾型，综合了围岩和英云闪长岩二者的特征，表明它们之间有明显的成因联系。结合硫同位素特征（1.4‰~4.8‰）表明，成矿物质来源于基性火山岩（围岩）。矽卡岩为花岗质岩浆期后热液交代火山岩的产物，铁矿化是矽卡岩退化蚀变的产物，矿床形成于弱还原-氧化环境。

• 西藏列廷冈-勒青拉铅锌铁铜钼矿床硫化物Re-Os和Rb-Sr年龄及其地质意义

  马旺,刘英超,杨竹森,李振清,赵晓燕,岳龙龙,唐波浪

  列廷冈-勒青拉矿床位于西藏冈底斯北缘多金属成矿带东侧，是该成矿带内一个独特的同时发育Pb、Zn、Fe、Cu、Mo五种元素矿化的典型矽卡岩型矿床。矿区的成矿作用均与东南侧的居布扎日复式岩体密切相关，目前已发现了位于岩体与碳酸盐岩地层接触带部位的Fe-Cu-（Mo）矿化和远离岩体外接触带部位的Pb-Zn-（Cu）矿化。因此，铅锌与铁铜钼矿体之间成矿关系的精确厘定，是明确这种具有不同来源属性的多金属共生矿床的成矿物质来源和成矿机制等科学问题的前提。文章通过辉钼矿Re-Os同位素和闪锌矿Rb-Sr同位素测年工作，从时间上对Fe-Cu-（Mo）矿体和Pb-Zn-（Cu）矿体的成矿时代进行限定。结果表明，与黄铜矿共生的辉钼矿Re-Os同位素等时线年龄值为（59.4±4.5）Ma，闪锌矿Rb-Sr同位素等时线年龄为（58±2）Ma。空间上，近岩体部位Fe-Cu-（Mo）矿化和远端矽卡岩部位Pb-Zn-（Cu）矿化发育相似的钙质系列矽卡岩矿物。因此，从时间和空间上均表明Pb-Zn-（Cu）矿化与Fe-Cu-（Mo）矿化为同一成矿系统。5件辉钼矿样品中w（Re）为1.5121×10-5~7.4442×10-5，7件闪锌矿样品中初始87Sr/86Sr比值为0.71446~0.71471，指示Fe-Cu矿化成矿物质具有壳幔混合的特征，而Pb-Zn-（Cu）矿化的成矿物质则偏重于地壳来源的特征。对矿区内黄铁矿和闪锌矿成分分析结果显示：黄铁矿Co/Ni比值均大于1，闪锌矿Zn/Cd比值平均为292.11。结合前人资料分析可知，近岩体Fe-Cu-（Mo）矿化是在高温、高氧逸度的碱性环境下形成，远端外接触带Pb-Zn-（Cu）矿化是在中高温、还原碱性的环境下形成。列廷冈-勒青拉矿床形成于印-亚大陆碰撞的主碰撞阶段，该时期新特提斯洋板片的回卷可能是矿床形成的深部动力学机制。

• 云南墨江金厂矿床金镍赋存状态及成因关系探讨

  周凯,张洪瑞,柴鹏,张慧超,程先锋,杨澍

  墨江金厂金镍矿床位于哀牢山造山带中段，九甲—安定大断裂上盘，是西南三江成矿带内一个独特的金镍矿床。本文在详细野外地质调查基础上，通过显微镜下观察、扫描电镜和能谱分析，结合矿石微量元素分析，对矿石中金、镍赋存状态及成因关系进行了研究。结果显示，金赋存形式主要有可见金和不可见金。可见金又可分为粒间金和包体金；不可见金是以Au+赋存于硫锑铜银矿、黄铁矿中。镍赋存状态有两种：一是以独立矿物，如辉砷镍矿、锑硫镍矿等存在；二是以离子态赋存于黄铁矿、硫锑铜银矿中。矿石结构构造、矿物共生组合及微量元素含量等显示，金和镍为同期热液成矿，金来自岩浆热液系统远端的低温热液，镍是含金低温热液流经超基性岩体时萃取而来。成矿过程可分为早期富硅质热液和晚期富钙质热液两个阶段，成矿是在幕式构造活动下多期流体运移和沉淀的结果。

• 四川甲基卡锂矿田伟晶岩脉的地球物理探测效果——以新三号脉（X03）为例

  杨荣,郝雪峰,王登红,范俊波,代鸿章

  四川甲基卡矿田是中国乃至世界上锂辉石资源量最集中的地区之一，近年来发现的新三号脉（X03）的氧化锂资源量达88.55万吨，是亚洲第一大锂辉石单脉。文章在多年实践工作的基础上，总结了新三号脉（X03）的重力、磁法、电法综合物探特征，发现新三号脉（X03）具有以下综合地球物理特征：①重力成果显示其位于布格重力梯度带、剩余重力低异常区域；②磁法成果显示其位于地磁化极梯度带、磁源重力低异常区域；③电法方面，大功率激电中梯成果显示其位于视电阻率南北向高异常分布区域；测深成果显示其位于浅部视电阻率高异常中，深部分布有规模和强度更大的视电阻率高异常。这些地球物理特征与脉体的规模、埋藏深度、延伸长度等地质特征相一致。同时，野外地质特征发现已知含矿脉体主要呈南北向分布，因此，可将南北向分布的视电阻率高异常区作为下一步勘探的重点。

• 大洋多金属结核中铁锰质矿物拉曼光谱特征初探

  赖佩欣,任江波,邓剑锋

  拉曼光谱是一种快速无损的分析手段，它既可观察样品的显微结构构造，也可分析样品的成分和结构。为了丰富多金属结核的岩石矿物学特征，文章对西太平洋某海山区的多金属结核样品进行了X射线粉末衍射分析和拉曼光谱分析。X射线分析结果显示该区域样品主要含有水羟锰矿、钡镁锰矿、斜长石、钙十字沸石和石英，显微构造主要有纹层状构造、柱状构造、树枝状构造、充填构造等。通过分析对比潮湿样品和烘干样品铁锰质矿物的拉曼特征谱峰，得出结核中水羟锰矿的特征谱峰位于490 cm-1、570 cm-1和626 cm-1附近，钡镁锰矿的特征谱峰则位于640 cm-1附近，与陆地上对应矿物的特征拉曼谱峰不同。结核中的钡镁锰矿结构不稳定，经过风干或者抛磨后部分产生相变，不同显微结构中，相变情况不同。经与RRUFF数据库比对，识别出钙十字沸石、斜长石等自形晶，多分布于结核最内层，往结核外层总体减少。矿物微晶多见铁锰质矿物微晶和钙十字沸石微晶，铁锰质矿物绕其向外生长。

• 北祁连山西段寒山金矿床成矿时代探讨

  刘永彪,余君鹏,孔维琼,樊新祥,赵吉昌,李省晔,王鹏

  寒山金矿床位于北祁连造山带西段与阿尔金断裂的交汇部位，是奥陶系阴沟群火山-沉积岩系中断裂破碎蚀变带控制的金矿床。前人对寒山金矿床的地质特征、成矿时代、矿床地球化学及成因等进行了研究和探讨，取得了不少研究成果，结合前人研究，本次工作获得黄铁绢英岩型金矿石中绢云母Ar-Ar坪年龄为（302.5±1.8）Ma，获得矿区南部闪长岩体锆石U-Pb年龄为（390.4±9.5）Ma，并对成矿时代和岩体与成矿关系进行了探讨，认为主成矿阶段为华力西期，进一步确定矿区闪长岩体与金成矿有关。成矿作用与EW向次级小构造关系密切。

• 甘肃阳山金矿整装勘查区成矿与找矿关键科学问题

  葛良胜,杨贵才,赵由之,袁士松,王治华,胡晓隆,赵利利,闫加盼

  以阳山金矿为核心的甘肃阳山整装勘查区是中国107片整装勘查区之一。勘查区位于中央复合造山带中段西秦岭南缘，该区构造-岩浆演化复杂，成矿地质条件优越。区内以阳山、新关、关牛湾、塘坝等为主的金矿床，经过近20年的地质勘查和科研工作，取得了重要进展，目前勘查区正处于找矿勘查实现更大突破的关键时期。文章在系统梳理前期勘查和研究成果基础上，并经野外详细调查和分析，提出制约整装勘查区找矿突破的关键科学问题：基过于勘查区所处的大地构造环境和复杂造山过程，需从全新角度认识勘查区成矿地质环境和成矿作用的演化；基于野外勘查新发现的地质事实，进一步查明区内多期构造-岩浆活动与成矿的时空、成因联系和耦合关系，厘定多期成矿作用叠加改造及其对成矿产物的影响；从整装勘查区乃至区域成矿带巨量金聚集的角度，深化巨量成矿物质来源研究；全面分析阳山整装勘查区内典型金矿床特点，并通过与国内外典型矿床的对比研究，确立区内金矿床的成因类型和勘查类型；以区内复杂构造演化为脉络及其对成矿的控制研究，提炼主要控矿因素和找矿勘查标志；面向找矿突破的总体目标，全面总结勘查区、矿田和矿床等不同层次的成矿规律，系统全面评价勘查区资源潜力和找矿勘查方向。

• 巴音戈壁盆地塔木素铀矿床地质特征及铀成矿模式研究

  刘波,时志强,彭云彪,李鹏,王强,张鹏飞,王浩锋

  巴音戈壁盆地为中国北方重要的能源盆地。笔者通过对盆地内塔木素铀矿床地质特征研究，发现矿床产于因格井凹陷巴音戈壁期微斜坡，晚白垩世和古近纪剥蚀窗口的发育，为成矿流体向盆地内运移提供了有利条件；矿床的主要目的层为下白垩统巴音戈壁组上段二岩段，为扇三角洲-湖泊沉积，扇三角洲砂体发育。巴音戈壁组上段二岩段与巴音戈壁组上段一岩段、三岩段构成有利的“泥-砂-泥”地层结构，有利于含铀含氧水向盆地内运移和层间氧化作用的发生。矿床内氧化带可划分为完全氧化带、氧化还原过渡带和还原带，矿体主要位于氧化还原过渡带中，受氧化带前锋线和氧化还原过渡带控制。矿床内参与铀成矿作用的还原介质主要为内部还原介质和外部还原介质。内部还原介质为目的层本身的有机质、黄铁矿等；外部还原介质为巴音戈壁组上段一岩段、三岩段暗色泥岩中发育的有机质、深部油（气）等。盆地内铀矿化与盆地的构造热事件密切相关，铀成矿作用表现为3期，第一期早白垩世中-晚期（（109.7±1.5）Ma~（115.5±1.5）Ma），第二期为晚白垩世晚期—古近纪（（45.4±0.6）Ma~（70.9±1.0）Ma）、第三期为新近纪（（12.3±0.2）Ma~（2.5±0）Ma）。塔木素铀矿床矿体主要为砂岩型、砂泥混合型、后生泥岩型和同沉积泥岩型，矿体受层间氧化带和沉积相变控制明显。通过矿床构造、目的层沉积体系、氧化带、有机质和铀矿化等特征的研究，建立了矿床铀成矿模式和矿体成因模型，为后期铀成矿作用标志的研究奠定了基础。

• 鄂尔多斯盆地纳岭沟铀矿床板状矿体形成机制：来自含矿层黏土矿物研究的制约

  丁波,刘红旭,张宾,易超,王贵,李平

  纳岭沟铀矿床是近年来在鄂尔多斯盆地北部发现的一个大型铀矿床。与典型层间氧化带砂岩型铀矿不同，纳岭沟铀矿床具有矿体呈板状、似层状产出与铀矿物以铀石为主等特点。文章通过扫描电镜与X衍射等方法对含矿层不同地球化学分带砂岩黏土矿物组合类型、相对含量的变化开展了系统的研究，为该区铀成矿模式与板状矿体的形成机制提供依据。研究结果表明，含矿层砂岩中黏土矿物以呈蜂窝状、片絮状产出的蒙脱石为主，其次为呈片状、书页状及蠕虫状产出的高岭石与呈叶片状、花朵状集合体产出的绿泥石，局部可见伊利石与蒙脱石向绿泥石转化而成的绿蒙混层；从二次还原绿色带→矿带与原生带，呈现蒙脱石、绿泥石明显减少，高岭石含量与w（TOC）、CH4明显增加的趋势，说明二次还原绿色带与矿带之间存在Eh-pH突变界面；含矿层经历了弱碱性大气降水（含铀含氧）、酸性流体（有机酸与煤成气）、中-低温碱性热液油气与富Na+、Ca2+的弱碱性流体（盆地卤水）的共同作用，其中弱碱性大气降水与中-低温碱性热液混合而成的碱性-氧化成矿热液与下伏延安组煤系地层演化产生的酸性-还原流体（有机酸与煤成气）在相互接触面上因Eh-pH突变而造成铀石的沉淀，并在Eh-pH突变界面上形成板状矿体。