矿床地质杂志

矿床地质杂志2020年第4期

• 长江中下游地区成矿作用研究新进展和存在问题的思考

  毛景文,周涛发,谢桂青,袁峰,段超

  长江中下游地区是中国成矿理论的重要发源地之一，迄今已经完成大量研究，取得了一系列重要进展，前人已进行了多次总结。文章在此工作基础上，概括总结了最新的研究进展，并提出尚待解决的一些科学问题：该带成矿过程的深化研究和新测试、新技术的应用，有望破解层状铜金矿成因难题；越来越多单独或者伴生钨矿被发现，成矿显示多样性和多期次的特点。建立了该带矽卡岩型铜金矿+金稀散金属矿床组合新模型，有望推动在斑岩-矽卡岩型铜金矿外围发现贵金属和稀散金属矿床；研究发现该带含膏盐层在矽卡岩铁矿和玢岩铁矿的成矿过程中贡献明显；利用红外和矿物原位测试技术示踪该带深部矿化中心；通过三维找矿预测和成矿过程数值模拟，为隐伏矿找矿突破增添了新路径。最后，文章提出有待进一步研究的5个方面的科学问题，以期推动深化研究和找矿新突破。

• 氧化性富金斑岩-矽卡岩矿床中碲、硒、铊富集机制的研究进展

  谢桂青,李新昊,韩颖霄,朱乔乔,李伟,叶晖,宋世伟

  富金斑岩-矽卡岩矿床目前提供了全球几乎所有的硒、碲及部分铊产量，其中氧化性富金斑岩-矽卡岩矿床可共伴生碲、硒、铊等稀散金属。文章从元素地球化学行为、矿床类型、岩浆作用、赋存状态、稀散金属与铜金关系等方面，总结了氧化性富金斑岩-矽卡岩矿床中有关碲、硒、铊富集机制的研究进展。碲、硒具有亲铁和亲硫的特征，而铊具有亲硫和亲石的双重特征，三者具有不同程度的挥发性。岩浆热液型矿床伴生有碲、硒、铊矿化。基性岩浆的注入和岩浆硫化物熔离可能是氧化性富金斑岩-矽卡岩矿床碲、硒、铊富集的主要岩浆作用。氧化性富金斑岩-矽卡岩矿床中铜和金含量通常呈正相关性，发育有丰富的含碲/硒/铊矿物，但碲、硒、铊与铜、金的关系还不清楚。长江中下游成矿带发育多个氧化性矽卡岩金矿、矽卡岩铜金矿，伴生大规模的碲、硒、铊矿化，且已被综合回收利用，该带是探讨氧化性富金矽卡岩矿床中碲、硒、铊富集机制的理想对象。

• 贵州晴隆丁头山铅锌矿床硒超常富集新发现及其地质意义

  周家喜,安芸林,杨智谋,罗开,孙国涛

  位于扬子板块西南缘的川滇黔接壤区，处于全球特提斯成矿域和环太平洋成矿域交汇部位、峨眉山大火成岩省内，成矿背景极其特殊，形成了独具特色的优势紧缺矿产（铅锌）、战略性关键矿产（稀散元素）为代表的大型-超大型矿床及相关的成矿系统。黔西北地区是川滇黔富稀散元素铅锌特色成矿系统的重要组成部分之一，近年来找矿不断取得重要突破。位于黔西北成矿区南部的丁头山铅锌矿床，是近期找矿突破的一个代表。通过对丁头山矿床闪锌矿LA-ICPMS原位微量元素分析，发现了该矿床Se显著超常富集现象，所测试的90个测点中w（Se）介于19.7×10-6~172×10-6，平均含量81.0×10-6，显著高于Se的地壳丰度（0.05×10-6）和整个扬子板块周缘同类型矿床硫化物的w（Se）（通常<50×10-6），暗示其成矿环境极为特殊，很可能与研究区成矿背景有关。通过相关分析，发现丁头山矿床闪锌矿中Se并非直接替代Zn，而是很可能与Cd、In和Fe一起联合置换Zn，即Fe+Cd+Se+In↔4Zn，是一种新的替代方式。丁头山矿床Se超常富集新发现，对理解稀散元素共生分异与超常富集成矿作用具有重要意义，同时表明丁头山矿区及外围具有良好的Se资源潜力，应加强系统勘查和深入研究工作。

• 磁铁矿-磷灰石型铁矿的实验模拟研究进展与展望

  侯通,潘荣昊,杨宗鹏,秦婧怡

  磁铁矿-磷灰石（IOA）型铁矿，或称基鲁纳型（Kiruna）铁矿，或称陆相火山岩型铁矿，在时空上常常与碱性-钙碱性的（次）火山岩有着紧密联系。该类型矿床在世界范围内广泛产出，发育特征的磁铁矿-磷灰石-阳起石矿物组合，但其成因还存在广泛争议。文章介绍并归纳了成岩成矿实验在IOA型矿床相关的岩浆原生过程方面取得的最新进展，包括液态不混溶作用、岩浆磁铁矿-气泡悬浮模式和阳起石岩浆成因的实验验证，探讨了磁铁矿以及磷灰石通过液态不混溶作用和气泡悬浮完成超常富集形成铁矿浆的可能性。在此基础上，指出了相关实验目前尚存在的问题及未来的研究方向。

• 陕西凤太矿集区铅锌矿床的成矿模型及其找矿意义

  王义天,胡乔青,王瑞廷,高卫宏,陈绍聪,魏然,王长安,汶博,温深文,唐敏杰

  陕西凤太（凤县-太白）矿集区是南秦岭铅锌金多金属成矿带的重要组成部分，区内发育7个大中型铅锌矿床以及许多小型矿床（点）。关于铅锌矿床成因前人提出了多种观点，这些成因认识的根本分歧在于是同生成矿还是后生成矿，是一期成矿还是两期成矿。多年来笔者在凤太矿集区开展了比较全面的研究工作，文章综合这些研究成果，并结合近十年来有关的区域地质、矿产研究和找矿勘查工作等方面的新进展，系统论述了铅锌成矿地质特征、控矿因素、成矿流体和成矿元素来源，厘定成岩成矿时代和成矿动力学背景，建立成矿模型，并提出新的找矿方向。笔者认为凤太矿集区铅锌矿床形成于晚三叠世秦岭造山运动的后碰撞阶段，是区域大规模构造变形变质-岩浆作用-流体活动的产物，是同一期成矿事件中后生成矿流体在不同构造扩容空间充填交代形成不同矿化类型铅锌矿体，共同组成了一个多源流体成矿系统。根据成矿模型，提出了中泥盆世古道岭组灰岩的内部及灰岩与中酸性岩体接触带附近是今后深部找矿勘查的新目标。

• 与花岗岩有关锡矿成岩成矿作用研究若干问题讨论

  袁顺达,赵盼捞,刘敏

  文章基于近年来大量典型锡矿床和成矿区带成岩成矿作用及高温高压实验研究成果，对锡矿成矿年代学、成矿花岗岩类型、物质来源、源区物质的熔融条件及锡在岩浆中的存在形式、熔体-流体相间分配行为及热液流体中的存在形式等方面的研究进展及存在问题进行了系统综述，指出：①锡石原位U-Pb测年已成为直接测定锡成矿年龄的有效手段，近年来发展起来的多种矿石矿物U-Pb测年方法与传统蚀变矿物测年方法的结合，将为研究锡多金属矿床多期次成矿作用叠加、矿集区内不同类型矿床成因联系及区域矿床组合模型的建立提供关键的年代学依据；②锡的富集成矿不仅与花岗质岩浆的高程度的结晶分异密切相关，而且受源区组成及部分熔融条件的制约；③全球锡多金属矿床的不均匀分布、与准铝质花岗岩有关锡矿的富集成矿机制以及各类复杂的锡-钨-铜-钼-铅-锌银多金属矿种组合差异及其金属元素富集机制亟待查明；④已有的关于锡在花岗质熔体、热液流体相中的存在形式及两相间的分配行为的高温高压实验结果受锡与贵金属容器间合金效应的影响，人工合成流体包裹体等新的实验方法的开发及XAS同步辐射和激光拉曼等原位分析技术的应用，将为研究花岗岩浆-热液过程锡的迁移、富集及沉淀成矿机制提供更为直接、可靠的实验依据。

• 膏盐层在Ni-Cu-PGE硫化物矿床成矿中的作用——以俄罗斯诺里尔斯克矿床为例

  李延河,段超,范昌福,胡斌,武晓珮

  与基性-超基性侵入体有关的Ni-Cu-PGE硫化物矿床是镍-铜-铂族元素矿床的最重要类型。传统观点认为，Ni-Cu-PGE硫化物矿床是由成矿岩浆分异演化、熔离形成的，与围岩性质关系不大。实际上，大部分基性-超基性岩浆是硫化物不饱和的，在岩浆自身演化过程中难以聚集大量硫化物而形成有经济价值的大型高品位Ni-Cu-PGE硫化物矿床。因此，壳源硫的加入是基性-超基性岩浆中硫化物浓度达到过饱和，熔离形成Ni-Cu-PGE硫化物矿床的关键。膏盐层是富含石膏等硫酸盐（SO42-）的蒸发沉积建造，除SO42-外，还富含Cl-、CO32-、Na+、K+等盐类物质，在自然界分布广、面积大，是地壳中重要的硫源层和氧化障。但膏盐层在Ni-Cu-PGE硫化物矿床中的作用长期被忽视，制约了Ni-Cu-PGE硫化物矿床成矿找矿理论的发展。文章以世界最大的俄罗斯诺里尔斯克Ni-Cu-PGE硫化物矿床为例，介绍了膏盐层与矿床分布的空间关系、石膏等硫酸盐矿物在矿床和蚀变围岩中的分布、成矿元素和硫同位素组成特征及变化规律，阐明了膏盐层在成矿中的作用和控矿机理。膏盐（SO42-）的加入，可以大幅度提高成矿系统的氧逸度，将成矿岩浆中Fe2+氧化成Fe3+，形成铁氧化物，SO42-自身被还原，向成矿系统提供还原硫S2-，与Cu2+、Ni2+等结合，形成铜镍硫化物等，使基性-超基性成矿岩浆由硫化物不饱和变为过饱和，形成硫化物小液滴，在岩浆房经聚集-熔离-富集，形成岩浆型Ni-Cu-PGE硫化物矿床。除膏盐层外，富含硫化物的地层也是形成Ni-Cu-PGE硫化物矿床的重要硫源层。

• 江西永平Cu-W矿床白钨矿地球化学特征及其对矿床成因的指示

  苏蔷薇,毛景文,宋世伟,王训军

  江西永平Cu-W矿床是钦杭成矿带东部一个大型Cu-W矿床。针对该矿床的成因，一直存在着海底喷流沉积型与矽卡岩型矿床的争论。文章针对该争论，通过对永平Cu-W矿床的白钨矿开展微量元素分析，研究了成矿流体性质、来源和矿床成因。永平Cu-W矿床发育3种类型白钨矿：退化蚀变阶段暗色均质白钨矿Ⅰ-1；亮色均质白钨矿Ⅰ-2；石英-硫化物阶段具有环带结构的白钨矿Ⅱ。白钨矿中Mo含量和Eu异常能够指示成矿流体氧化还原性。白钨矿Ⅰ-1富集Mo元素，并呈负Eu异常，指示氧化性；白钨矿Ⅰ-2和白钨矿Ⅱ中Mo含量减少，并且呈正Eu异常，指示成矿流体的氧逸度降低。永平Cu-W矿床所有白钨矿均呈明显的轻稀土元素富集模式，与典型矽卡岩型白钨矿稀土元素特征相一致，而明显不同于石英脉型矿床白钨矿中稀土元素或重稀土元素富集模式。白钨矿具有高Mo和低Sr元素，与岩浆-热液白钨矿特征一致，而明显不同于变质来源的白钨矿，指示成矿流体来源于岩浆。白钨矿的Y/Ho比值范围为19~43，与似斑状黑云母花岗岩（Y/Ho=25~30）相似，明显不同于石炭系叶家湾组（Y/Ho=34~75），指示成矿流体主要来源于岩浆。白钨矿地球化学特征指示永平Cu-W矿床为矽卡岩型矿床。

• 华南大瑶山地区加里东期钨矿床

  陈懋弘,党院,张志强,陈港,黄智忠,叶有乐

  早期研究认为华南加里东期岩浆岩一般不成矿，但自20世纪80年代以来相继发现了一些矿床的事实打破了此观点，特别是近年来大瑶山地区与加里东期岩浆岩有关的钨多金属矿床的大量发现，进一步表明加里东期岩浆岩也能形成矿集区规模的矿产地。大瑶山地区目前已发现9处加里东期的钨矿床（点），包括社垌和玉坡2个大型矿床，已查明WO3资源量接近20万吨，矿床类型包括矽卡岩型、石英脉型和斑岩型。成矿时间集中在432~466 Ma。成矿元素以W为主，部分矿床Mo、Cu、Bi、Ag、Pb、Zn、Au也达到综合利用价值。矿石矿物以白钨矿为主。除与磁黄铁矿化、绢云母化、绿帘石化和透辉石化的岩浆岩时空密切相关外，斑岩型、石英脉型矿床还与一组近东西向或北西向的陡立小断层和节理带有关；矽卡岩型矿床则与寒武系中的灰岩夹层密切有关，并具有元素分带性。矿床地球化学表明主成矿阶段均一温度集中在225~370℃，盐度w（NaCleq）集中在5%~25%，H-O-S同位素示踪显示成矿流体和成矿物质主要来源于岩浆岩。从早到晚，温度和盐度降低、pH值升高以及流体混合是造成矿石沉淀的主要机制。与成矿有关的花岗闪长岩属于低分异还原性的“I”型花岗岩，单体呈小的岩株和岩枝产出，但常成群成带分布，成岩时间跨度较长（432~479.6 Ma）。大瑶山地区与钨矿有关的岩体缺乏伟晶岩，未发现富铝或富含挥发分矿物，但含角闪石。地球化学判别属于钙碱性到高钾钙碱性系列，弱过铝质花岗岩；具有低分异指数，低Li、B、La/Yb和Rb/Sr，高CaO/（Na2O+K2O）、Mg/（Mg+Fe）和高固结指数、高镁铁质矿物含量和弱的Ba、Sr、P和Ti亏损；稀土元素配分曲线为明显右倾斜，弱的负Eu异常；全岩和锆石的Zr/Hf比值较高，说明与钨成矿有关的岩体为低分异岩体，与传统上认为含钨岩体为高分异花岗岩明显不同。升高的锆石O同位素、弱的负εHf （t）值以及1.5~1.6 Ga的TDM2年龄表明花岗闪长岩来源于中元古代地壳物质的部分熔融，并混有一定量的地幔物质。大瑶山地区强烈的加里东期岩浆活动及成矿作用与“华南裂谷”最终关闭导致的陆内碰撞有关。该区加里东期岩浆活动的强度、范围和成矿作用可与该区燕山期的媲美，具有较大的找矿潜力。大瑶山地区新发现钨矿具有矿集区规模的事实，进一步证实华南加里东期花岗岩也能成大矿，这一结论对深入认识华南地区加里东期构造岩浆演化和成矿作用具有重要的科学意义。

• 戈壁浅覆盖区花岗岩中锂铍伟晶岩的ASTER遥感识别技术——以新疆镜儿泉地区为例

  姚佛军,徐兴旺,杨建民,吴林楠,耿新霞

  锂铍金属是国家战略关键金属资源，花岗岩-伟晶岩型是锂铍矿床的重要类型，是锂铍矿找矿的重要目标体，遥感是寻找与发现花岗岩与伟晶岩的有效方法。但是，对于花岗岩体中的伟晶岩，由于其与花岗岩在光谱信息差异微小而不易识别。为了解决此问题，文章选择东疆戈壁覆盖的镜儿泉花岗岩开展锂铍伟晶岩的遥感识别研究，采用的数据与方法包括：谷歌地球/奥维等遥感图片的分析、WORLDVIEW遥感的增强处理与ASTER遥感的岩性识别与提取，结果显示谷歌地球/奥维遥感图片与WORLDVIEW遥感图片对镜儿泉花岗岩中伟晶岩脉的识别效果不好。为了识别锂铍伟晶岩，文章采用了一种岩性微弱信号增强技术对ASTER遥感数据进行识别，经过处理后的图像可以清楚地识别出伟晶岩脉体、并于野外查证时发现了一处新的锂铍伟晶岩脉体。结果表明利用岩性微弱信号增强技术进行岩性识别是花岗岩中锂铍伟晶岩找矿一种新的有效方法。

• 条带状铁建造：特征、成因及其对地球环境的制约

  杨秀清,毛景文,张作衡,李厚民,李立兴,张旭升

  条带状铁建造（BIF）是由硅质和铁质组成的化学沉积岩，通常具有典型的薄层或薄板状构造。BIF不仅记录了丰富的岩石圈、大气圈、水圈和生物圈状态及演化的信息，而且与其相关的铁矿也是世界上最重要的铁矿资源类型。虽然对BIF的研究已取得了丰富的成果，近年来若干新颖的观点和重要的发现对进一步深入研究BIF成因提供了重要思考途径和研究线索。文章总结了BIF类型、矿物学和地球化学特征，分析了BIF形成条件及大规模缺失机理，阐述了BIF的形成和大气圈两次重大氧化事件（古元古代大氧化事件，2.4~2.1 Ga，新元古代氧化事件，0.8~0.55 Ga?）之间的关系，认为BIF与海底岩浆-热液活动具有密切的成因联系。最后，提出BIF的沉积和消亡与重大地质事件密切相关，这些重大地质事件也相互作用，共同制约着大气海洋环境演化、地球生物学和地球动力学过程。关于BIF精细成矿时代、条带/条纹形成的机制、重大地质事件对BIF形成的制约和BIF微生物成因等方面仍存在较多问题。随着大数据、精细成矿年代学、模拟实验、非传统稳定同位素（Fe、Cr、U、Mo和Cu同位素等）新技术方法的进步，及对现代洋底热液系统的深入认识，将有助于揭开BIF成因的神秘面纱。

• 陕西西沟钼矿床辉钼矿Re-Os年代学和同位素地球化学特征及其地质意义

  杜芷葳,叶会寿,毛景文,孟芳,曹晶,王鹏,魏征,丁建华

  西沟钼矿床是东秦岭黄龙铺地区近些年新发现和勘查的碳酸岩脉型钼矿床。钼矿体主要赋存于新太古界太华群变质岩内的石英方解石碳酸岩脉中，呈脉状、似层状或透镜状产出。辉钼矿主要呈浸染状、薄膜状、团块状分布于石英方解石碳酸岩脉中，成矿有关的围岩蚀变有钾长石化、硅化、黄铁矿化、萤石化、硬石膏化等。为查明西沟钼矿床的成矿时代、成矿物质来源、成矿机制、确定矿床类型，文章开展了辉钼矿Re-Os同位素测年，同位素地球化学分析。6件辉钼矿样品Re-Os同位素测年结果，模式年龄为（222.3±3.4）Ma~（226.6±3.7）Ma；加权平均年龄为（225.1±1.4）Ma；等时线年龄为（224.6±9.1）Ma，表明该矿床形成于晚三叠世。硫化物和硫酸盐的S同位素组成、重晶石和方解石Sr-Nd同位素组成及方解石C-O同位素组成均指示：西沟钼矿的成矿物质可能主要来源于地幔。根据其与华北陆块南缘其他碳酸岩型钼矿床地质特征、成矿时代和成矿物质来源等对比，确定西沟钼矿床属碳酸岩型脉状矿床。成矿作用发生于扬子板块与华北板块碰撞造山的后碰撞伸展环境，由于软流圈物质上涌诱发富集岩石圈地幔发生低程度部分熔融，所形成的碳酸质流体携带钼等成矿物质上升，在NW-NWW向深断裂带沉淀富集成矿。