矿床地质杂志

矿床地质杂志2021年第4期

• 锂能源金属矿产基地深部探测技术示范项目进展

  王登红,孙艳,周四春,梁婷,付勇,付小方,郝雪峰,三金柱,刘喜方,侯可军,郭唯明,田世洪,李超,孔维刚,马圣钞,郭旭吉

  锂作为21世纪的能源金属，已经并仍将在未来的能源结构中占有重要地位。中国锂资源对外依存度将近75%，采矿深度普遍不超过300 m，深部探矿势在必行。为提高中国锂矿深部探测能力，储备一批深部探测技术方法，2017年国家重点研发计划设立锂能源金属矿产基地深部探测技术示范项目。项目由中国地质科学院矿产资源研究所牵头，共十余家单位、78位项目成员参加。通过产学研紧密结合，在川西甲基卡、新疆卡鲁安及四川黄金口等地区深入开展了典型矿床和深部探测技术组合方法等的研究，对贵州务正道地区铝土矿、中国西南地区广泛分布的绿豆岩中锂的富集机制开展了深入研究，在锂的成矿理论、新类型锂资源找矿探索、深部探测技术方法组合等方面取得了一系列新进展，圈定了一批远景区和靶区，有力保障了国家锂能源资源安全。

• 矿产资源研究所“三稀”矿产研究与找矿实践70年历程——回顾与启示

  杨岳清,王登红,孙艳,赵芝,刘善宝,王成辉,郭维明

  稀有、稀土和稀散元素（三稀）目前已成为世界各国经济发展中的关键矿产。中华人民共和国成立以来，中国地质科学院矿产资源研究所作为中国矿床地质工作者大家庭中的成员，一直致力于三稀资源的研究和探索。一代又一代人，为国家做出了贡献。其中，对世界闻名的新疆可可托海3号脉和内蒙古白云鄂博稀有稀土矿床较早就投入了工作，他们为此付出了毕生精力；在湖南香花岭含铍条纹岩中发现了中国第一个新矿物——香花石；1970年后，在内蒙古巴尔哲、福建南平和四川大水沟稀土、稀有和分散元素等矿床发现后，也开展了深入系统的研究，特别是在中国首次发现风化壳离子吸附型稀土矿床后，对稀土元素赋存状态的确定和分布规律做出了重要贡献。进入21世纪，三稀资源被确定为关键矿产后，矿产资源研究所进一步加强了这方面的工作，不但取得了理论上的创新，而且发现了一批新的三稀矿产地，尤其是在川西甲基卡和可尔因等地投入了大量的地质、地球物理、地球化学、遥感、钻探等工作，其中钻探工作量就达11818.96 m，为把川西花岗伟晶岩型稀有金属矿集区建设成为国家大型锂矿基地作出了新贡献。对于卤水型锂及其他稀有金属矿产资源的调查研究和开发利用也一直是矿产资源研究所的重点，几十年来从未间断，在柴达木盆地西部、四川盆地东北部及江汉盆地等地近年来不断取得新进展。

• 川西扎乌龙花岗伟晶岩型稀有金属矿床铌钽铁矿族矿物特征及其意义

  熊欣,李建康,王登红,李兴杰,王臻,张珈铭,严清高

  铌钽铁矿族矿物（CGM）是重要铌、钽矿石矿物，记录了花岗伟晶岩型稀有金属矿床的岩浆热液演化过程。扎乌龙位于四川省西部石渠县，为大型花岗伟晶岩型稀有金属矿床。文章以扎乌龙14号伟晶岩脉为研究对象，开展了系统的铌钽铁矿族矿物研究工作。14号伟晶岩脉分带良好，从边部到中心可划分为云母石英电气石带（Ⅰ带）、斜长石带（Ⅱ带）、钠长石锂辉石带（Ⅲ带）和石英锂辉石带（Ⅳ带），均发育有铌钽铁矿族矿物。根据矿物内部结构和化学成分，推断14号伟晶岩脉存在2个阶段铌钽矿化：早阶段在各带内均形成铌铁矿-铌锰矿（CGM-1），内部呈现均一结构或振荡环带，指示以铌结晶为主的岩浆阶段；晚阶段在Ⅲ带和Ⅳ带内形成钽铁矿和少量富钽的铌铁矿-铌锰矿（CGM-2），围绕早阶段铌铁矿-铌锰矿再生长或穿切、交代早阶段铌钽矿物，指示以钽结晶为主的岩浆-热液过渡阶段。铌钽铁矿族矿物呈现出2种演化趋势，分别为早阶段铌铁矿-铌锰矿的Mn/（Mn+Fe）比值随着Ta/（Ta+Nb）比值升高而增加，晚阶段富钽矿物Mn/（Mn+Fe）比值随着Ta/（Ta+Nb）比值升高而不变，指示扎乌龙14号伟晶岩脉总体为中等程度分异，早期岩浆阶段各带内连续、晚期岩浆-热液阶段发生跳跃的不连续演化过程，并指示早阶段演化受岩浆结晶分异的控制、晚阶段演化主要受结晶分异、富Li流体环境和其他含Fe-Mn矿物共同控制的地球化学行为。

• 湖南仁里5号伟晶岩脉铌钽矿物特征与岩浆热液成因的探讨

  杨晗,陈振宇,李建康,李鹏,王臻,周芳春

  湖南仁里5号花岗伟晶岩是1条分异程度很高的伟晶岩脉，其岩相带分为2类：外部带（Ⅰ—Ⅱ）和内部带（Ⅲ—Ⅴ）。文章用电子探针定量分析（EPMA）和背散射电子图像（BSE）研究了5号脉中的铌钽矿物。研究揭示：铌铁矿-钽铁矿存在于大部分结构带中，而铌锰矿和细晶石主要局限于Ⅴ带。Ⅰ—Ⅲ带的铌钽铁矿在结构上表现为中心富集Nb元素，边缘富集Ta元素的韵律环带结构，在Ⅳ带出现富钽细脉交代铌铁矿的复杂结构，Ⅴ带的内部结构不明显，Nb、Ta元素在Ⅴ带发生突变：Nb元素含量升高，Ta元素含量降低，表明伟晶岩浆可能在Ⅳ—Ⅴ带发生了转变。从外部带到内部带钠长石增加而微斜长石减少，Ⅲ带F元素含量不断增高，铌钽矿化主要发生在白云母钠长石带（Ⅲ带）和锂云母石英核中（Ⅴ带），表明挥发分（如F）有效促进了稀有金属元素的迁移和富集（Ⅲ带），同时晚期富钠等碱金属的流体促进了仁里铌钽元素的富集（Ⅴ带）。

• 幕阜山东部麦埚铍矿床伟晶岩锆石U-Pb年龄、Hf同位素组成及其地质意义

  姜鹏飞,李鹏,李建康,何雪梅,冷双梁

  幕阜山是中国重要的稀有金属矿集区，区域内多期次岩浆活动形成的复式花岗岩基与稀有金属成矿关系密切。目前，区域内黑云母花岗岩阶段和二云母花岗岩阶段的稀有金属成矿作用已有报道，而岩浆演化晚期白云母花岗岩阶段的相关成矿作用缺乏研究。文章选取了幕阜山东部麦埚铍矿床内由白云母花岗岩分异形成的含绿柱石伟晶岩作为研究对象，对其进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年和Hf同位素组成测试。结果显示，伟晶岩中锆石U-Pb年龄为（124.9±0.34） Ma，表明麦埚地区以铍为主的稀有金属成矿作用发生在早白垩世，同时也代表了幕阜山地区与白云母花岗岩相关的稀有金属成矿作用。此外，麦埚含绿柱石伟晶岩的εHf（t）值为-7.6~-5.2，二阶段模式年龄为1668~1512 Ma，与复式岩体中各阶段花岗质侵入体的εHf（t）和二阶段模式年龄值大致吻合，显示出它们相似的源区特征。综合区域内已有的年代学数据，与稀有金属成矿相关的岩浆活动主要分布在早白垩世，大致可分为3个阶段：黑云母花岗岩阶段（145 Ma）以Be矿化为主，矿化强度较低；二云母花岗岩阶段（140~138 Ma）为区域稀有金属成矿的主阶段，矿化种类包括Be-Nb-Ta-Li-Cs，矿化强度高；白云母花岗岩（125~122 Ma）阶段以BeNb-Ta矿化为主，矿化强度不高。幕阜山岩体是典型的“体中体”模式复式岩基，白云母花岗岩作为晚期分异程度最高的侵入体，却未发生大规模成矿作用，其原因在于受到了岩浆活动规模、岩浆冷却速率和容矿空间等多重因素的制约。

• 河北张三营富铌碱长花岗岩和花岗斑岩锆石U-Pb年代学及其地质意义

  杨瑞,王鹏,孙志辉,胡华斌,魏浩,段站站,李亮

  张三营富铌碱长花岗岩位于华北克拉通北缘中段，文章对该花岗岩和与其伴生的花岗斑岩进行锆石LA-ICP-MS U-Pb定年研究，结果表明富铌碱长花岗岩可能是岩浆多期次聚集作用下形成，结晶年龄约为141 Ma，其晚期分异形成的花岗斑岩均形成于132~124 Ma；张三营富铌碱长花岗岩是早白垩世古太平洋板块俯冲折返作用相关的伸展体制下形成的。研究揭示，除海西期和印支期外，燕山晚期也是华北克拉通北缘铌钽成矿的重要时期，燕山晚期的碱性岩和过铝质花岗岩将成为本区稀有金属找矿的新方向。

• 湖南仁里稀有金属矿床岩相学和矿物学特征及其地质意义——以5号脉ZK708号钻孔为例

  周芳春,李鹏,刘翔,李广,黄志飚,李建康,成永生,苏俊男,张立平,陈虎,黄小强,雒小荣,桂云,文春华

  仁里矿床是中国近年新发现的超大型花岗伟晶岩型稀有金属矿床，文章针对其稀有金属矿化富集规律、成岩成矿演化特征及找矿标志等问题，以5号主矿脉钻孔ZK708全孔岩芯及岩体内、外伟晶岩为研究对象，采用了电子探针、能谱仪分析和全岩地球化学分析等方法，开展了伟晶岩岩相学、矿物学及地球化学等方面的研究工作。研究结果表明：①仁里矿床伟晶岩岩性比较复杂，不同岩性伟晶岩相互穿插，为同期次不同阶段的结果，经历了多阶段的岩浆-热液活动，铌钽等稀有金属矿化与多阶段岩浆-热液活动密切相关，铌钽等稀有金属矿物主要赋存于粗-中粒、粗粒白云母钠长石伟晶岩中，随着伟晶岩粒度的增加，铌钽等稀有金属矿化具有逐渐增加的趋势；②仁里矿床伟晶岩为LCT （Li-Cs-Ta）型伟晶岩，经历了不同阶段的岩浆-热液活动，多阶段的热液活动（尤其是富P、F热液流体）为Li、Nb、Ta等稀有元素的进一步富集提供了热源和物质来源，促使Li、Nb、Ta等稀有元素的进一步释出和富集；不同世代矿物出现在伟晶岩熔体-溶液不同演化阶段。磷灰石和粒状、叶片状钠长石可做为本区铌钽等稀有金属矿产的重要找矿标志。

• 黔西北上二叠统峨眉山玄武岩风化壳中铌富集机制初探

  刘阳,付勇,周祖虎,葛枝华,陈蕤,龙珍,王天顺

  近年越来越多的研究显示，贵州西北一带的峨眉山玄武岩风化壳上存在一套富铌、锆、钛、镓、稀土的多金属矿层，主要与风化壳中的黏土岩有关，不过，其中有关铌的赋存状态和富集机制仍有待研究。文章对黏土岩物质来源做出厘定，认为风化壳黏土岩层主要来源于高钛的峨眉山玄武岩，铌、锆、稀土等元素也继承自玄武岩。铌主要赋存于铁铝质黏土岩中（w（Nb）100×10-6~250×10-6），含矿岩层中上部铌含量高，下部低，具体表现为w （Nb）自下而上，升高—（略微）降低—（再）升高的规律，尤以铁铝质黏土岩中铌含量最高。在峨眉山玄武岩喷发事件中，铌一方面随玄武岩喷出地表，在平缓低洼的盆地地带冷凝，另一方面酸性火山灰进入大气，形成酸雨并随之降落汇聚在先期成岩的低洼地区，形成酸性环境使原岩内的铌被侵蚀残留在原地。随着火山作用停止，酸雨不再产生，沉积环境中的水体因热水循环、海侵海退和大气降水与外界物质交换，酸性逐渐被中和乃至偏碱性，铌随黏土质沉积成岩，最终在玄武岩风化壳内富集。

• 光学遥感在识别花岗伟晶岩型锂矿床中的应用

  姜琪,代晶晶,王登红,田淑芳

  花岗伟晶岩型锂矿是一种重要的锂矿资源，近年来，光学遥感技术在花岗伟晶岩型锂矿找矿应用中效果显著，开启了遥感找锂矿的研究热潮。本文基于对全球及国内花岗伟晶岩型锂矿空间分布特征、成矿地质特征的综合分析，归纳总结了目前伟晶岩型锂矿识别的光学遥感数据源及技术方法： ASTER、Landsat-8等中等分辨率影像具有较高的光谱分辨率，可利用锂矿独特的光谱特征，通过信息增强方法来识别锂矿；而WorldView-2、WorldView-3等高分辨率影像具有较高的空间分辨率，可以通过图像色彩增强方法提取到细小的伟晶岩型锂矿露头。提取技术方法包括RGB组合、波段比值、主成分分析、辐射增强等，RGB组合方法虽然能在锂矿提取中起到一定作用，但主观因素影响较大，且提取出的伟晶岩是否含有锂矿需要进一步研究；主成分变换以及波段比值主要依据锂矿的光谱特征信息，得出的结果具有客观性和科学性，但提取精度还需要提高；辐射增强通过改变影像的像元灰度值来突出花岗伟晶岩型锂矿信息，能够很好的解决花岗伟晶岩型锂矿和围岩光谱信息差异细微的技术瓶颈。最后，本文指出了多源遥感数据协同应用、自动化及智能化算法的引入等将是开展花岗伟晶岩型锂矿遥感找矿的发展趋势。

• 江西盘古山钨矿床的碲化物特征及富集成因

  吴家旭,方贵聪,杨明,童启荃,叶武,陆显盛

  江西盘古山钨矿是一个钨、铋、碲均可综合利用的大型矿床，有关其碲化物的特征及成矿流体的物理化学条件研究尚属空白。文章在整理和总结前人研究成果的基础上，对矿床中碲化物开展了详细的矿相学鉴定、电子探针和流体包裹体测温。结果显示，盘古山钨矿床的碲化物主要有硫碲铋矿A、硫碲铋矿B、应硫碲铋矿、巴硫碲铋矿、硫楚碲铋矿及辉碲铋矿。矿床碲化物由浅至深有依次出现硫碲铋矿A、巴硫碲铋矿、硫碲铋矿B、应硫碲铋矿、硫楚碲铋矿、辉碲铋矿的趋势，矿物逐渐富Te元素而贫Bi、S元素。流体包裹体测温显示碲化物最小捕获温度为152~395℃，碲逸度为－11.0

• 江南造山带中段幕阜山地区稀有金属成矿规律及其在找矿中的应用

  李鹏,张立平,李建康,黄志飚,周芳春,姜鹏飞

  幕阜山稀有金属矿集区位于江南造山带中段，是中国典型的具良好成矿潜力的大型复式岩基，近年来在其周边发现了仁里等超大型高品位矿床。全岩地球化学及同位素特征研究显示，幕阜山岩基是由深部同源岩浆支撑的跨地壳岩浆系统，经岩浆多次脉动上涌而形成的“体中体”模式复式岩基。文章通过梳理幕阜山岩浆时-空-物质演化特征，认为岩基总体呈现出由东北向西南侵入时代由老至新（154~138 Ma），岩浆演化程度逐渐升高（黑云母花岗岩K/Rb比值为388~133，二云母花岗岩K/Rb比值由190~160），稀有金属成矿组合由单一至多样（Be矿化至Be+Nb+Ta+Li综合矿化），成矿强度逐渐变大的趋势，暗示岩基西南缘成矿条件最优。幕阜山西南缘仁里矿床地质特征及矿物地球化学研究表明，成矿相关岩体位于矿床东北部，由东北至西南伟晶岩类型由低到高呈现出清晰的水平分带，矿床西侧和西南侧具有较大找矿潜力。根据以上区域稀有金属的成矿规律，笔者团队在幕阜山西南缘黄柏山地区发现1处稀有金属伟晶岩密集区，并结合区域地质条件开展了“高覆盖区化探低值异常解译”的勘探，于伟晶岩密集区外围的植被高度覆盖区取得了进一步的找矿成果，为成矿理论指导资源精细勘查提供了参考。

• 扎乌龙锂矿床地质地球物理综合研究

  杨荣,郝雪峰,彭宇,范俊波,潘蒙,唐屹,熊昌利,付小方,王登红,刘善宝

  随着锂在当前社会经济发展中的作用越来越重要，国家对锂矿的勘查和开发也逐渐加重。笔者所在团队近年来一直在四川甲基卡锂矿区从事锂矿勘查，并取得了重大的找矿突破。由于石渠扎乌龙锂矿区地质、成矿条件与甲基卡相仿，重磁成果显示具有巨大的找矿潜力。笔者团队将甲基卡综合物探找矿经验运用到石渠扎乌龙锂矿区，针对No.14号脉先后开展了地质、物探综合调查。初步探明了No.14号脉东西延伸及主体深部分布特征，利用电法剖面成果对其潜在资源量进行了初步估算，估算结果显示No.14号脉具有成为超大型锂矿床的潜力。

• 湖南水口山典型矿床稀散元素分布特征及其找矿意义

  欧阳志强,练翠侠,宛克勇,史国伟,陈平波,罗华彪,李庆生,曹幼元,王金艳

  文章以水口山矿田内的3个典型铅锌多金属矿床——康家湾铅锌金银矿床、老鸦巢铅锌金矿床和鸭公塘铅锌铁铜矿床的矿石为研究对象，通过野外地质调查、室内显微鉴定、电子探针分析和LA-ICPMS微量元素分析测试，研究了本区稀散元素的赋存状态、分布规律以及与主成矿元素（Pb、Zn、S、Fe）的关系等，总结出稀散元素在本区的富集规律。研究表明：本区矿石中闪锌矿、黄铁矿、黄铜矿、方铅矿主要富集Cd、In、Te 3种稀散元素。康家湾铅锌金银矿床In/Zn比值为0.86，老鸦巢铅锌金矿床In/Zn比值为5.10，而鸭公塘铅锌铁铜矿床In/Zn比值为611.20，且w（In）为33.83×10-6~365.62×10-6，因此，康家湾铅锌金银矿床和老鸦巢铅锌金矿床矿石中的In是以类质同象赋存于闪锌矿和黄铜矿的晶格中，而鸭公塘铅锌铁铜矿床矿石中的In可能以硫铟铜矿的形式赋存。水口山矿田的Te主要有2种赋存形式：一种以类质同象形式赋存于硫化物（黄铁矿）中；另一种以矿石中形成其独立矿物辉碲铋矿（分子式为Bi2TeS2）和碲银矿（分子式为Ag2Te）存在。

• 贵州新民铝土矿矿床Li的地球化学特征与富集机制探究

  龙珍,付勇,何伟,唐波,龙克树,刘阳,王天顺

  新民铝土矿床位于黔北务川-正安-道真地区（简称务正道地区）大塘向斜东翼，铝土矿（岩）型Li资源丰富。含矿岩系大竹园组（P1d）不同岩性的w（Li）有差别：土状-半土状铝土矿平均w（Li）为16.34×10-6，致密块状铝土矿平均w（Li）是803.84×10-6，铝土岩平均w（Li）是1436.22×10-6，黏土岩的平均w（Li）是786.62×10-6，梁山组泥岩的平均w（Li）是51.82×10-6，韩家店群泥岩（页岩）的平均w（Li）是48.52×10-6，黄龙组灰岩的平均w（Li）是11.99×10-6。由此可知，研究区铝土矿（岩）型Li资源主要富集在含矿岩系中上部的致密块状铝土矿、铝土岩和黏土岩中，顶板、底板以及土状-半土状铝土矿w（Li）较低。Li主要赋存于高岭石中，伊利石（水云母）和残存的三水铝石、勃姆石也可富集少量Li，当样品中赋锂矿物（高岭石、伊利石（水云母）、三水铝石和勃姆石）都存在时，高w（Li），主量元素w（Al3O2）、w（SiO2）、w（MgO）、w（K2O）、w（TiO2）和w（TFe2O3）与w（Li）的相关性也证实了上述结果。研究区的地球化学比值CIA、w（Sr）/w（Cu）、w（CaO）/w（MgO）、w（Sr）/w（Ba）、w（V）/w（V+Ni）和w（La）/w（Y）综合显示，炎热潮湿的古气候下，有机质腐烂形成酸性环境，半封闭海湾环境下，黏土化阶段中等强烈的化学风化程度和适宜的风化暴露剥蚀时间利于铝硅酸盐矿物和硅酸盐矿物化学键断裂，富集Al3+形成高岭石；风化程度过于强烈和长时间的风化剥蚀，继续脱Si富Al形成以硬水铝石为主的铝土矿；弱酸性-弱碱性以及氧化-还原过渡条件下，使得高岭石能最大程度的吸附Li元素。