矿床地质杂志

矿床地质杂志2021年第2期

• 磷灰石在矿床学研究中的应用

  邢凯,舒启海

  磷灰石是一种常见的岩浆岩副矿物和热液矿物，不易受风化和氧化等表生作用影响，能较好记录和保存岩浆和热液活动的原始信息，因而是研究岩浆和/或热液过程的一种常见示踪矿物。在矿床学领域，磷灰石常被用来为探究多种科学问题。文章回顾了近年来磷灰石在矿床学研究中的主要应用方向，总结了磷灰石在实际研究中的争议问题，并较系统地阐释了磷灰石的地球化学特征对矿床成因、热液矿床成矿流体来源与演化、指导矿床勘探以及甄别矿床类型等方面的具体指示意义。通过文章的综述，希望能够为深化磷灰石矿物学和地球化学研究、加强磷灰石助力找矿工作、广泛开展与磷灰石有关的地质问题的探讨等提供较全面的基础性认识。

• 岩浆-热液系统中铟的成矿作用

  陈程,赵太平

  铟作为支撑新兴高科技产业发展的关键金属，主要应用于电子工业、半导体、焊料合金及航空航天等领域，对国家安全和经济发展至关重要。当前铟的重要来源是与花岗质岩浆有关的锡多金属矿床，其中铟的富集程度远超其他类型矿床。文章在简要概括铟矿床类型的基础上，探讨了铟在岩浆-热液系统各演化阶段的富集过程以及锡、铟同步富集的原因。在岩浆演化过程中，如果有黑云母、角闪石等铟的主要载体矿物发生分离结晶，铟的成矿潜力便会被大大削弱。当铟进入成矿流体后，铟的氯化物、氟化物和氢氧化物对铟的搬运有重要作用，流体的温度、pH值以及金属配体的种类和浓度是控制铟迁移和沉淀的重要因素。而当铟从流体中沉淀时，因四次配位的In3+与贱金属硫化物（闪锌矿、黄铜矿、黝铜矿等矿物）中四次配位的金属离子更相似，造成大量的铟以类质同象替换的方式进入硫化物而与锡发生分离；沉淀后的含铟矿物在后期地质过程中可能经历铟的重新活化、迁移和扩散等过程，导致铟再次富集。铟的富集过程与锡有关，这可能是由于铟和锡具有相似的地球化学性质，二者在表生环境中活动性弱，会滞留在经历化学风化的富黏土的沉积岩中，这样的沉积岩经变质作用会形成大量的云母类矿物，而黑云母作为铟和锡的共同载体，其在高温条件下发生分解可能是导致铟和锡在矿床中同步富集的根本原因。此外，新近在一些贫锡岩浆热液矿床中发现铟也能够超常富集，其机理尚不清楚。加强表生环境中锡与铟预富集过程的研究以及贫锡矿床中铟富集机制的研究，对查明铟-锡共生、分离机制和完善铟成矿理论至关重要。

• 小兴安岭西北部永新金矿床成矿流体来源与矿床成因：流体包裹体和H-O-S-Pb同位素证据

  赵忠海,陈俊,乔锴,崔晓梦,孙景贵,李成禄,杨逾

  永新金矿是近年在小兴安岭西北部嫩江-黑河构造混杂岩带新发现的大型金矿床，由于研究程度较低，该矿床的成因仍然存在较大争议。为了准确限定永新矿床的成因类型，文章开展了野外地质调查和室内镜下观察。结果显示，永新金矿床矿石矿物主要包括自然金、黄铁矿、闪锌矿、方铅矿和少量黄铜矿等，其中，自然金主要以裂隙金和包裹金形式赋存在黄铁矿中。围岩蚀变类型主要包括钾长石化、硅化，绢云母化，高岭石化、碳酸盐化、绿泥石化和局部冰长石化，其中硅化与金矿化关系最为密切。对永新金矿床开展了流体包裹体分析和稳定同位素（S、Pb、H和O）测试，结果表明，永新金矿床流体包裹体以气液两相为主，从成矿早期到晚期各阶段平均成矿温度由305℃→237℃→202℃→162℃，逐渐降低；盐度w（NaCleq）由7.5%→3.4%→2.9%→1.7%，逐渐减低；流体密度由0.78→0.84→0.89→0.92 g/cm3，微弱增高，但整体均较低。成矿流体为典型中低温、低盐度和低密度流体，成矿深度小于1.1 km，形成于浅成环境。包裹体激光拉曼光谱分析结果显示，流体气相成分以H2O为主，见少量CO2，基本不含有CH4和H2。H-O同位素显示，成矿流体主要来自大气降水，并与围岩发生了明显的水-岩反应；S-Pb同位素显示成矿物质与赋矿火山-次火山岩关系密切，具有成因联系。在上述研究的基础上，结合区域典型矿床对比分析，确定了永新金矿床为典型的低硫化型浅成低温热液矿床，与同一地区的众多早白垩世浅成低温热液金矿床可能共同形成于区域性伸展构造背景下。

• 内蒙古迪彦钦阿木斑岩钼矿床绿泥石和绿帘石矿物化学特征及其成矿指示意义

  王帏,冷成彪,张兴春,田振东

  迪彦钦阿木矿床位于大兴安岭中段二连浩特-东乌旗多金属成矿带，是区内新近发现的一个超大型斑岩钼矿床。为了厘清蚀变矿物的成分对找矿的指示意义，文章运用电子探针和LA-ICP-MS对迪彦钦阿木矿床青磐岩化带绿帘石亚带的绿泥石和绿帘石的主微量元素成分进行了分析。电子探针数据表明，这些绿泥石属于铁斜绿泥石（辉绿泥石）。绿泥石四面体位置置换为AlⅣ对Si的替换，八面体位置置换以Fe-Mg相互置换为主；主量元素除Fe、Mg呈现此消彼长的变化外，其他元素含量变化不大。矿区绿帘石属于普通绿帘石亚族，由热液交代角闪石和斜长石等矿物形成，可分为脉状和浸染状绿帘石，其主量元素含量差别不大。LA-ICP-MS分析结果显示，靠近矿体中心的绿泥石具有较高的近端指示元素（Sc、Ti、V、Cr、Mn、Co、Cu、Ga、Sn、Ba）含量以及较高的Ti/Sr、Ti/Pb、V/Ni比值，而离矿体中心较远的绿泥石具有较高的远端指示元素（Li、Na、K、Ni、Sr）含量。绿帘石中成矿金属含量比较低，离矿体中心较远的绿帘石相对富集As、Sb、Pb等元素。此外，绿帘石中w（Cr）、w（Ti）和w（V）以及Ti/Sr和V/Ni的比值随矿体品位的升高而降低。研究表明，迪彦钦阿木矿床绿泥石中w（Ti）、w（V）和w（Ga）及Ti/Sr、Ti/Pb和V/Ni比值，以及绿帘石中w（As）、w（Sb）和w（Pb）具有指示矿化中心的作用，而绿帘石中w（Cr）、w（Ti）和w（V）以及Ti/Sr和V/Ni值可以作为寻找斑岩矿床富矿体的指标。迪彦钦阿木矿床中绿泥石和绿帘石的元素变化主要受流体成分、温度、硫逸度、矿物共生组合等因素影响。文章获得的认识或可应用于其他类似斑岩钼矿床（点）的找矿勘探中。

• 新疆白杨河铀铍矿床成矿流体深部来源的锂同位素证据

  朱艺婷,李晓峰,王果,杨文龙

  新疆白杨河铀铍矿床是亚洲最大的铀铍矿床，矿化主要产在晚石炭世花岗斑岩与泥盆系晶屑凝灰岩的接触带以及花岗斑岩体内部。已有研究表明该矿床是多期次热液流体叠加的结果，但是关于成矿流体的来源及其成因还不清楚。文章在详细野外地质观察基础上，对白杨河矿床中矿化的和未矿化的花岗斑岩、晶屑凝灰岩进行了锂同位素及其成矿元素组成分析。结果显示，矿化的花岗斑岩和晶屑凝灰岩均富Li、U、Be、B、F等元素；未矿化的花岗斑岩与矿化的花岗斑岩δ7Li同位素组成相差不大（1.57‰~5.79‰），而未矿化的晶屑凝灰岩δ7Li同位素（22.77‰~23.96‰）与矿化晶屑凝灰岩δ7Li同位素（-6.89‰~-3.92‰）组成差异明显，显示贫7Li流体叠加。作者认为白杨河铀铍矿床的成矿流体是富含Be、U和B的流体，与花岗斑岩矿化有关的成矿流体来自岩浆分异作用，而与晶屑凝灰岩矿化有关的成矿流体可能来自深部岩浆房岩浆的分异作用。

• 中国斑岩铜（钼）矿床中辉钼矿Re含量变化及控制因素

  孙鹏程,李超,周利敏,屈文俊,孙豪,李欣尉,赵鸿,杜安道

  铼作为战略性关键金属之一，越来越受到人们的关注。Re主要以类质同象的形式赋存在辉钼矿中，然而，不同成因、不同类型矿床的辉钼矿中Re含量差异较大。在钨、锡矿床中Re含量较低，在斑岩型铜（钼）矿床中Re含量较高，后者是全球Re资源的主要载体。前人对于辉钼矿中Re元素的研究主要基于Re-Os同位素年代学，而对于不同区域、不同时代、不同类型斑岩型铜矿床中辉钼矿Re含量的变化规律及其控制因素的研究较少。文章通过汇总前人发表的斑岩型铜（钼）矿床的Re-Os同位素数据，从含矿斑岩的Sr、Nd、Hf等数据与辉钼矿中平均Re含量的关系等角度，探讨了其变化规律及控制因素。结果表明：中国斑岩型铜（钼）中Re含量随着成矿物质从地幔到地壳，依次减少；成矿流体的氧逸度、辉钼矿的产状、与其伴生的硫化物种类及不同的成矿阶段等因素共同控制了辉钼矿中Re的含量。

• 赣北石门寺钨多金属矿床成矿流体演化过程：白钨矿微区成分限定

  陈长发,高剑峰,张清清,闵康

  大湖塘钨矿地处江南造山带中段，为一大型钨-钼-铜多金属矿田，由4个矿床组成，其中石门寺矿床规模最大。文章利用LA-ICP-MS对石门寺矿床石英脉型钨矿中的白钨矿进行单矿物原位微区分析，以揭示成矿流体演化过程。研究表明，石英脉中的白钨矿可划分为2期，其中，早期白钨矿与黑钨矿、黑云母及石英共生，而晚期白钨矿在石英大脉中仅与石英共生。前者表现为右倾型稀土元素配分模式，而后者则显示平坦型稀土元素配分模式，两者均具Eu正异常。此外，早期白钨矿较晚期白钨矿具有较高的ΣREE、Mo、Sn、Nb、Ta、Y含量，但Sr含量较低。早期白钨矿表现出LREE富集型和较高的ΣREE、Nb、Ta含量，说明成矿流体来源于岩浆热液，从早期到晚期成矿流体中Eu由Eu2+为主转变为Eu3+为主，表明流体演化过程中氧逸度升高，暗示成矿晚期有氧化性大气降水加入。早期高LREE、Sn、Nb、Ta含量的白钨矿的沉淀以及辉钼矿结晶显著改变成矿流体的组成，导致晚期白钨矿具平坦型REE配分模式和低Mo、Sn、Nb、Ta的特征。此外，在流体演化过程中，新元古代花岗闪长岩中斜长石因为蚀变分解持续为成矿热液提供Eu和Sr，造成白钨矿Eu正异常和晚期白钨矿中Sr含量的升高。

• 西藏布东拉金矿床浅成低温热液成矿作用：来自流体包裹体和H-O同位素的证据

  刘洪,李光明,李文昌,张景华,李佑国,张智林,黄瀚霄,欧阳渊,张腾蛟

  西藏自治区仲巴县布东拉金矿床位于中拉萨地块西段，矿体受北西向的断裂构造控制，呈脉状、透镜状产出。矿石产出类型主要为石英脉型与蚀变岩型，主要矿石矿物为自然金。矿化蚀变过程经历了3个阶段，包括石英-自然金-黄铁矿阶段（S1）、石英-自然金-多金属硫化物阶段（S2）和石英-碳酸盐矿物阶段（S3）。文章在野外地质调查的基础上，对不同成矿阶段的石英脉进行了流体包裹体岩相学观测、包裹体显微测温、包裹体显微激光拉曼分析、群包裹体成分分析和群包裹体H-O同位素测试。结果表明，S1阶段流体均一温度为330~350℃，盐度w（NaCleq）为9.0%~11.0%，密度0.82~0.86 g/cm3，压力为（100~140）×105 Pa，深度为1.0~1.4 km；S2阶段流体均一温度为300~309℃，盐度w（NaCleq）为7.0%~9.0%，密度为0.80~0.85 g/cm3，压力为（70~120）×105 Pa，深度为0.7~1.2 km；S3阶段流体均一温度为210~230℃，盐度w（NaCleq）集中为2.0%~3.0%，密度为0.84~0.90 g/cm3，压力为（50~80）×105 Pa，深度为0.5~0.8 km。包裹体成分分析表明，布东拉金矿床的流体包裹体气相成分以H2O为主，含有少量CO2、SO2、N2和CH4；液相中阴阳离子主要为Ca2+、Na+、C1-和SO4-2。各热液脉体石英中流体包裹体的δDH2O值为-101.3‰~-90.7‰，δ18OH2O值为-0.75‰~5.06‰，表明成矿流体主要来源于地下水及少量岩浆水。研究表明，含金成矿流体沿着断裂从深部封闭体系运移到浅部的开放体系时，迅速突破临界状态，减压沸腾导致金属物质的沉淀，形成各种类型的矿脉及矿化。布东拉金矿床的成矿流体为中低温、低盐度、中低密度、含少量CO2、SO2、N2、CH4的NaCl-CaSO4-H2O体系的浅成地下热水，表明其可能属于浅成低温热液型金矿床。

• 伊朗浅成低温热液矿床时空分布规律与矿床类型

  萧珂,孙祥,郜周全

  特提斯成矿域是地球上三大成矿域之一，矿产资源丰富。文章综述了特提斯域内伊朗高原浅成低温热液矿床的地质特征，讨论了成矿事件的时空分布规律以及主要矿床类型。研究表明，伊朗浅成低温热液矿床大部分位于乌兹密尔-杜克塔尔岩浆弧和阿尔博兹岩浆弧。其中，前者主要产出高硫型Cu-Au±Ag矿床和低硫型Au±Ag±Cu矿床，分布较为稀疏，成矿与始新世和中新世热液活动有关，部分高硫型矿化可能与临近的斑岩型铜矿化构成一套斑岩铜成矿系统；后者主要发育高硫型Cu-Au±Ag矿床、低硫型Au±Ag±Cu矿床、中硫型Pb-Zn±Cu±Au±Ag矿床，它们集中分布在西部的Tarom-Hashtjin带和东部Torud-Chah Shirin带，成矿主要发生在始新世，矿体均赋存在火山岩中且明显受断裂控制，但在矿石矿物和脉石矿物的种类、组构特征以及蚀变类型等方面存在差异，金属沉淀均与降温、沸腾和流体混合等密切相关。

• 矿物自动定量分析系统的基本原理及其在岩矿研究中的应用——以捷克泰思肯公司TIMA为例

  陈倩,宋文磊,杨金昆,胡轶,黄军,张涛,郑国顺

  近年来，矿物自动定量分析系统已广泛应用于地质、石油、矿业、冶金、考古和环境等领域，而中国对该系统在岩矿科研领域的应用则刚刚起步。文章以捷克泰思肯电镜公司（TESCAN）的全自动矿物分析系统TIMA（TESCAN Integrated Mineral Analyzer）为例，简述了该系统的基本原理、硬件和软件组成。TIMA是基于扫描电镜和能谱分析的岩石矿物全自动化定量分析系统，能同时进行极高分辨率的背散射与X射线能谱快速成像，且配备专业的矿物处理软件辅助分析结果并生成报告。该系统在岩矿研究方面主要有以下方面的功能和应用：①获取岩矿样品的整体形态和矿物及元素的种类、含量及分布；②查明矿物的结构构造、共生、连生和包裹关系特征；③提供特定矿物和亮相搜索模块，可以快速准确寻找细小目标矿物和金、银和铂等贵金属以及稀有、稀土金属。TIMA系统将分析测试和数据处理分开，可满足不同用户需求，对矿物成分和结构的定量解析达到微米的尺度，相对于传统光学显微镜和扫描电镜在地学微区信息提取方面具有不可代替的优势。文章以榴辉岩、蚀变蛇纹岩和花岗岩-伟晶岩的全岩矿物组成和成分，古沉积物反映沉积环境的演化，稀土矿石的元素赋存状态和矿物共生组合关系，金、银和锆石等特定矿物的寻找，变形和出溶结构，锆石和石英的阴极发光联用以及优化选矿工艺流程等具体实例展示了TIMA在岩矿研究中的应用。

• 江南钨矿带高家塝钨多金属矿床矿化分带特征及其指示意义

  任康达,张达玉,叶龙翔,孟翔,易洪,黄家龙,万书文,周涛发

  高家塝钨多金属矿床位于江南钨矿带北部。钨矿化发育在花岗闪长斑岩与黄柏岭组接触的矽卡岩及其两侧。从岩体向外将矿石划分为：花岗闪长斑岩中细脉浸染状白钨矿矿石（类型Ⅰ）、矽卡岩中浸染状白钨矿矿石（类型Ⅱ）、角岩中脉状白钨矿矿石（类型Ⅲ）3类。高家塝矿床不同类型矿石的白钨矿和磁黄铁矿电子探针（EPMA）分析结果显示，白钨矿w（Mo）从类型Ⅱ（w（Mo）=1.34%~1.40%）→类型Ⅲ（w（Mo）=0.01%~0.17%）→类型Ⅰ（w（Mo） < 0.01%）降低。从类型Ⅰ→类型Ⅱ→类型Ⅲ，磁黄铁矿中Cu、Fe元素含量降低；Zn、Co、Ni含量增高。高家塝钨矿床形成白钨矿的成矿流体从类型Ⅱ→类型Ⅲ→类型Ⅰ，氧逸度降低；形成磁黄铁矿的早期石英-硫化物阶段，类型Ⅱ的成矿流体降温速率缓慢，类型Ⅰ和Ⅲ的成矿流体发生快速冷凝作用。区域对比研究显示，高家塝矿床为贫钼白钨矿矿床，形成于还原环境。

• ASTER数据在遥感蚀变填图中的应用研究——以内蒙古花敖包特银铅锌多金属矿床为例

  李霖龙,李士辉,宋立,豆海波,刘杰,唐甘宇,赖勇

  花敖包特是位于内蒙古西乌珠穆沁旗的一个大型脉状银铅锌多金属矿床，其矿区的蚀变矿物主要是黏土矿物、绿泥石和方解石，此外还可见孔雀石、萤石和赤铁矿等局部蚀变矿化。结合花敖包特矿床的地质特征，本研究利用高级星载热辐射和反射探测器（ASTER）获取的遥感数据进行蚀变矿物填图。利用ASTER可见光-近红外波段和短波红外波段，对校正后遥感数据采用波段比值分析、波段组合分析和主成分分析来提取黏土矿物、绿泥石和方解石化蚀变。利用ASTER热红外波段，根据相关数值关系，对校正后遥感数据计算二氧化硅含量、QI值以及CI值来分析地质体二氧化硅含量变化规律和碳酸盐化蚀变。结合野外勘查结果发现，主成分分析、波段组合分析能够初步划分矿区绿泥石化、碳酸盐化和黏土化蚀变带以及硅化带，其中主成分分析方法取得的效果较好，显示矿区北部以绿泥石化带为主，南部以碳酸盐化和黏土化混合带为主，而热红外波段数值分析方法在矿田尺度下对矿区附近的硅化带和碳酸盐化蚀变也具有一定的识别能力。

• 南岭成矿带中亚带发现花岗伟晶岩型铍矿

  王成辉,王登红,秦锦华,李建康,刘善宝,陈振宇

  铍矿是中国重要的战略性新兴产业矿产资源，其中以花岗伟晶岩型最为重要。南岭是中国重要的稀有金属、钨、锡多金属成矿带，以往发现的铍矿主要以矽卡岩型、云英岩型为主，花岗伟晶岩型铍矿较少。通过详细的野外和室内岩矿鉴定工作，笔者在南岭成矿带中亚带花岗伟晶岩中发现了粗晶状绿柱石，并确定其具有一定的规模，弥补了南岭地区铍矿类型单一的问题，为调查研究华南铍矿提供了新的线索。