矿床地质杂志

矿床地质杂志2023年第4期

• 新疆大红柳滩稀有金属矿田花岗岩与伟晶岩成因关系探讨

  何蕾,高景刚,王登红,梁婷,凤永刚,黄凡,谭细娟,岑炬标

  西昆仑大红柳滩稀有金属矿田出露大面积的复式花岗岩体和数千条花岗伟晶岩脉,含锂和富锂伟晶岩脉分布在巴颜喀拉山群、石英闪长岩、黑云母二长花岗岩的内部以及二云母二长花岗岩和石榴子石电气石二云母二长花岗岩的边缘或者外围,围绕复式岩体存在明显的矿物组合分带特征。富锂伟晶岩与二云母二长花岗岩、石榴子石电气石二云母二长花岗岩的空间关系更加密切。野外地质特征和精确的年代学数据显示:复式岩体主要由先后侵入的片麻状石英闪长岩、黑云母二长花岗岩和二云母二长花岗岩组成,锆石U-Pb年龄分别为214.7~213.7 Ma,214~213 Ma和209.6~208.8 Ma;花岗伟晶岩的锡石、锆石、独居石、铌钽矿物U-Pb年龄分别为223~207.4 Ma,显示花岗伟晶岩与复式岩体具有密切的时空关系。石英闪长岩、黑云母二长花岗岩和二云母二长花岗岩具有不同的岩石地球化学、εHf(t)值、εNd(t)值和δ7Li同位素特征,显示三者来源于不同的岩浆源区。二云母二长花岗和石榴子石电气石二云母二长花岗岩具有相似的εHf(t)值(-9.49~-4.47)和εNd(t)值(-8.64~-7.81),表明其源于下地壳物质的部分熔融;Nb/Ta比值分别为20.87~23.62和4.41~22.90,反映岩浆演化过程存在流体作用;较低的CaO/Na2O(平均值0.34)、Rb/Sr(平均值2.04)和Rb/Ba(平均值0.86)指示来源于贫黏土的变质页岩;与90号脉富锂伟晶岩,509道班西(白龙山)贫锂伟晶岩具有一致的δ7Li值,指示来源于相同的源区;近矿围岩较高的δ7Li值,可能是锂同位素扩散导致。509道班西(白龙山)富锂伟晶岩的δ7Li值明显低于区内花岗岩、贫锂伟晶岩和90号脉富锂伟晶岩,可能与岩浆演化过程中熔体-流体分离、侵入后的冷却速率、扩散驱动等因素有关,岩浆演化晚期熔体-流体分离过程中P、F等挥发分元素对90号富锂伟晶岩脉的形成起关键作用。

• 辽宁青城子地区印支期岩浆作用与找矿预测

  李德东,王玉往,杨云鹏,邱金柱,解洪晶,张志超

  大量研究表明辽宁青城子地区主要成矿作用与印支期岩浆活动有密切关系,为了进一步研究印支期岩浆活动与成矿关系,文章在详细野外工作的基础上,对印支期侵入岩体进行了岩石地球化学测试分析。结果表明,青城子地区印支期花岗岩的w(SiO2)介于61.67%~77.69%,w(K2O)介于3.96%~6.67%,w(Na2O)为0.04%~4.42%,里特曼指数为0.57~5.19,多数小于3.3,主要为高钾钙碱性和钾玄岩系列;在以w(SiO2)为横坐标、其他氧化物为纵坐标的哈克图解中,除了w(Na2O)、w(K2O)与w(SiO2)的线性关系不明显外,其他氧化物均与w(SiO2)呈线性关系,说明它们具有明显的岩浆演化关系;微量元素均富集大离子亲石元素,亏损高场强元素,原始地幔标准化配分曲线呈右倾模式,稀土元素球粒陨石标准化配分模式呈轻稀土元素富集、重稀土元素亏损的右倾模式;构造判别图指示了青城子地区印支期岩浆活动产于同碰撞大地构造环境;根据地球化学特征及各岩体之间的演化关系,判别它们侵位的先后顺序为双顶沟岩体主体相→花岗斑岩脉→双顶沟岩体中心相。文章通过蚀变花岗斑岩与未蚀变花岗斑岩成分对比分析,认为花岗斑岩可作为铅锌、金-银矿床的找矿标志。经统计,大量钻孔中花岗斑岩脉的数量分布密度在水平面投影上与矿床分布具有高度吻合性,文章预测桃源东北部花岗斑岩分布区具有较大的成矿潜力。

• 中国磁性铁矿石全铁品位和磁性铁品位关系及其意义

  李厚民,戢兴忠,毕珉烽,李立兴,李小赛,倪善芹

  中国铁矿以可磁选的低品位磁性铁矿石为主,但是圈定铁矿体多以全铁品位为依据。文章整理了矿产资源储量数据库中磁性铁矿石的全铁品位及其对应磁性铁品位数据,筛选出493组数据,建立了沉积变质型、岩浆型、火山岩型、矽卡岩-热液型铁矿床磁性铁矿石的全铁(TFe)品位与磁性铁(mFe)品位关系式,全部493组数据为mFe(%)=0.9077TFe(%)-3.1442,沉积变质型铁矿为mFe(%)=0.8605TFe(%)-1.8275,火山岩型铁矿为mFe(%)=0.6669TFe(%)+2.6842,矽卡岩-热液型铁矿为mFe(%)=0.9320TFe(%)-3.2442,岩浆型铁矿为mFe(%)=0.8799TFe(%)-3.0174。假定铁矿石的全铁品位为20%和25%时,根据这些关系式估算的磁性铁品位与地质行业规范的边界品位(w(TFe) ≥ 20%,w(mFe) ≥ 15%)和最低工业品位(w(TFe) ≥ 25%,w(mFe) ≥ 20%)十分一致。磁性铁品位的估算,对评价铁矿资源的可利用性、进行国际对比和研究保障程度具有重要参考价值。

• 川北米仓山南缘典型石墨矿床地球化学特征与成因

  段威,唐文春,刘治成,熊观,黄健,刘晓华,陈翔,黄建国

  文章对比分析了米仓山南缘旺苍-南江石墨矿带东、西2段主要石墨矿床地质及地球化学特征。矿带东段石墨矿体形态以不规则囊状为主,矿石类型以角砾状石墨大理岩型为主,矿体原岩为含有机质碳酸盐岩;矿石的V/Cr、V/(V+Ni)、U/Th平均值分别为0.75、0.42、0.94,稀土元素总量(∑REE)平均84.4 μg/g,δEu平均0.65,矿体原岩沉积于贫氧环境。西段石墨矿体以似层状为主,层控特征明显,矿石类型为石墨片岩型,具钒矿化,原岩以含碳质黏土质、泥砂质碎屑岩为主;矿石的V/Cr、V/(V+Ni)、U/Th平均值分别为3.90、0.79、1.93,稀土元素总量(REE)平均124 μg/g,δEu平均0.59,矿体原岩沉积于贫氧-缺氧环境。石墨矿δ13C值为-16.0‰~-23.0‰,平均-19.1‰,与有机质相近,显著低于大理岩围岩,表明石墨矿碳质来源以有机碳为主。米仓山南缘石墨矿床成因为沉积-变质型,石墨含矿层位经历了晋宁期-澄江期区域变质及热接触变质等多期变质成矿作用,最终形成晶质石墨矿床,其成矿与罗迪尼亚超大陆汇聚-裂解引发的区域变质-岩浆活动有关。

• 新疆阿尔泰天德Ⅱ号铁矿床矿物学特征及其指示意义

  杨国威,杨秀清,吴佳林,张旭升,韩敏强,王志华

  铁建造(IFs)主要形成于前寒武纪,其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,而且也是世界上最重要的铁矿资源类型。最新研究发现,中国新疆阿尔泰地区产出有早古生代IFs,文章以天德Ⅱ号铁矿为典型矿床开展了深入的矿物学研究。天德Ⅱ号铁矿呈层状、似层状赋存于变质火山-沉积岩系中,IFs主要组成矿物为磁铁矿和石英,角闪石和石榴子石次之。此外,可见少量斜长石、黑云母、钛铁矿以及金红石等矿物。片岩中矿物组合与IF类似,但磁铁矿含量较低,而硅酸盐矿物含量较高。IFs和片岩中磁铁矿均较为纯净;角闪石属于镁角闪石-镁钙闪石,斜长石主要为中长石;黑云母为镁黑云母;ⅠFs中石榴子石主要属于铁铝榴石-锰铝榴石系列,与前寒武纪IFs矿物组合一致,这些矿物均为变质成因。据此,笔者推测天德Ⅱ号铁矿原始沉积物为无定形二氧化硅、碎屑物质、碳酸盐以及Fe(Ⅲ)-氢氧化物,其经历了角闪岩相变质作用,根据Grt-Bt地质温度计计算其变质温度为592~617℃,依据Hbl-Pl-Qtz地质压力计获得压力为3.06~3.23 kbar。结合前人研究,笔者认为天德Ⅱ号铁矿可能与前寒武纪阿尔戈马型IFs类似,早古生代IFs的出现为该时期出现缺氧、富铁的海洋环境提供了直接证据。

• 西秦岭八卦庙金矿床原位S-Pb同位素组成对成矿物质来源和成矿过程的指示意义

  徐一帆,贺文彬,安芳,蔡光耀

  八卦庙金矿床位于西秦岭造山带凤太多金属矿田北部,已探明金储量约106 t(平均金品位1.56 g/t),属于特大型金矿。金矿体受脆韧性剪切带控制,总体走向NWW,倾向北,赋矿地层为上泥盆统星红铺组下段。文章在成矿期次研究基础上,采用硫化物原位S-Pb同位素分析方法,对八卦庙金矿成矿过程和成矿物质来源进行了约束。基于详细的野外观察和矿相学研究,矿区识别出了2个金成矿期:顺层磁黄铁矿-石英成矿期和NE向黄铁矿-石英成矿期。顺层磁黄铁矿-石英成矿期可划分为自形黄铁矿-石英(Ⅰ)、磁黄铁矿-自然金-铁白云石(Ⅱ)、白云母-绿泥石-绿帘石-石英(Ⅲ)3个阶段;NE向黄铁矿-石英成矿期由自形磁黄铁矿-黄铁矿-粗粒石英(Ⅳ)、他形黄铁矿-细粒石英(Ⅴ)、他形磁黄铁矿-自然金-铁白云石(Ⅵ)和石英-黑云母(Ⅶ)4个阶段构成。顺层磁黄铁矿-石英成矿期硫化物的δ34S值集中在1.60‰~5.89‰和14.07‰~16.87‰两个区间;NE向黄铁矿-石英成矿期硫化物的δ34S值也集中在2.77‰~5.52‰和9.11‰~15.9‰两个区间,通过与围岩和区内岩浆岩对比,笔者认为2个成矿期成矿热液中硫的来源和演化具有相似之处,初始流体中的硫既有围岩硫的贡献,也有岩浆硫的加入,随着成矿作用和水-岩相互作用的进行,成矿流体中围岩硫的比例逐渐升高。顺层成矿期硫化物具有混合铅的铅同位素特征(206Pb/204Pb=18.041~18.436,207Pb/204Pb=15.364~15.724,208Pb/204Pb=38.138~38.754),指示区内中酸性岩浆和赋矿地层来源铅的混合。NE向成矿期硫化物的铅同位素(206Pb/204Pb=18.393~18.400,207Pb/204Pb=15.639~15.687,208Pb/204Pb=38.648~38.917)略低于围岩硫化物,指示成矿流体中的铅主要来源于地层,但有少量岩浆铅的混入。

• 安徽宣城矿集区长山铅锌多金属矿床成矿流体特征及成因

  王静,张达玉,黄家龙,孟翔,张飞,侯舒雅,易洪,WHITENoelClarence

  长山铅锌多金属矿床位于长江中下游成矿带宣城矿集区东北部,文章在对该矿床开展详细的地质调查和岩相学研究基础上,对代表性矿化蚀变矿物(石英、方解石)开展了流体包裹体测温、激光拉曼光谱和氢、氧、碳稳定同位素分析。长山铅锌多金属矿床矿化蚀变组合从早到晚可以分为矽卡岩-氧化物阶段、早硫化物阶段和晚硫化物阶段。矿物流体包裹体温度和盐度测算显示,长山矿床的成矿流体温度和盐度从矽卡岩-氧化物阶段(315~382℃,w(NaCl)eq为14.04%~16.24%)→早硫化物阶段(220~347℃,w(NaCl)eq为4.49%~15.86%)→晚硫化物阶段(163~306℃,w(NaCl)eq为1.40%~11.10%)逐渐降低。石英和闪锌矿中包裹体的δD和δ18O值分别为-89.5‰~-67.8‰和-3.2‰~7.62‰,方解石中δ13C和δ18O值分别是-6.8‰~-1‰和10.6‰~17.1‰,同位素特征指示长山矿床的成矿流体为岩浆水与海相碳酸盐中富含有机质流体混合,从早硫化物阶段到晚硫化物阶段,成矿流体中岩浆水比例逐渐降低。长山铅锌多金属矿床矿石矿物的沉淀分别受降温和沸腾作用(早硫化物阶段)、降温和外来流体混合作用(晚硫化物阶段)的制约。区域对比显示,宣城矿集区具有矽卡岩型铅锌多金属矿床的找矿潜力。

• 柴达木盆地别勒滩杂卤石矿床特征及其沉积环境研究

  韩光,潘彤,马宗德,刘久波,陈安东,胡燕,赵玉翔,李海明,童永军

  别勒滩是青海察尔汗盐湖固体钾矿的主要分布区段,也是企业固转液开采和生产钾盐的主要矿区,该区段分布着大面积的杂卤石矿(K2Ca2Mg[SO4]4 2H2O)。文章利用2022年察尔汗盐湖储量核查项目获得的岩芯样品和钻孔资料,通过系统的分析测试,开展别勒滩杂卤石成矿特征及沉积环境研究。文章首次查明别勒滩区段杂卤石矿床分布面积超过150 km2,平均厚度0.8 m,w(K2SO4)平均大于5%,计算获得K2SO4资源量2089.79×104 t。研究认为,别勒滩杂卤石形成于钾石盐、光卤石析出阶段的高浓缩盐湖相沉积环境,周期性淡化带入的大量Ca2+和SO2-4与卤水中含量较高的K+、Mg2+离子反应形成了杂卤石矿层。别勒滩杂卤石矿层具有较好渗透性和给水能力,适合选用固液转化的方式进行开采。但考虑到杂卤石溶解效率远低于钾石盐和光卤石,因此短期内杂卤石开发价值有限。

• 滇西南翁孔坝铜多金属矿床绿泥石特征及其地质意义

  曾淑明,张艳,韩润生,刘飞,王明志,吴子卓,田映天

  翁孔坝铜多金属矿床位于云县-景洪火山弧带北段,是该带典型的铜多金属矿床之一,具有良好的成矿条件和找矿潜力。绿泥石化是该矿床最重要的蚀变类型之一。文章在详细的野外工作基础上,通过对该矿床岩(矿)石样品的岩相学研究,利用电子探针和扫描电镜分析绿泥石的化学成分和形态特征,进而揭示绿泥石的形成环境,探讨绿泥石化与多金属矿化之间的关系。结果显示,该矿床中绿泥石主要有3种类型:包括沿裂隙和孔洞中充填的Chl-Ⅰ类绿泥石、铁镁质矿物蚀变形成且与斑铜矿-辉铜矿矿脉共生的Chl-Ⅱ1-2类绿泥石以及与方铅矿一起充填杏仁体的Chl-Ⅱ3类绿泥石。从Chl-Ⅰ类绿泥石→Chl-Ⅱ1-2类绿泥石→Chl-Ⅱ3类绿泥石,其氧逸度和硫逸度呈现出逐渐降低的演化规律,温度为188~297℃,反映出它们形成于中等硫逸度、低氧逸度、中低温的热液环境。该矿床绿泥石属于密绿泥石和铁斜绿泥石,其主要阳离子与Mg之间具有较强的相关性,为多期热液蚀变的产物,物质来源于矿区发育的一套中-基性火山岩,其形成机制为溶蚀-结晶和溶蚀-迁移-沉淀。绿泥石化的形成促进了铜、铅锌的活化和迁移,为热液中矿质沉淀提供了所需的氧化还原环境,可以作为矿床的找矿标志。

• 内蒙古苏莫查干敖包萤石矿区遥感蚀变信息提取及其找矿指示意义

  吴畅宇,代晶晶,陈伟,江彪,王登红,王成良,王文君,孙洪章,王强,陈玮,蒲秀浪,马文文

  利用遥感技术可以经济、有效地获取地质找矿信息。基于多光谱遥感数据的蚀变信息提取已在地质填图和找矿工作中广泛应用,近几年,中国高分五号(GF-5)高光谱数据以其较高的光谱分辨率为地表蚀变矿物的精细化识别提供了基础数据。文章结合Landsat-8 OLI多光谱和GF-5高光谱数据,对内蒙古苏莫查干敖包萤石矿及周边开展蚀变信息提取,分析有利成矿区域,并进行野外验证,进一步发掘外围矿产资源潜力并探究遥感地质勘查的可信度。笔者基于Landsat-8多光谱数据,利用主成分分析方法提取了铁染、羟基类蚀变,并对其异常等级进行了划分;基于GF-5高光谱数据运用最小噪声分离(MNF)算法、纯净像元指数(PPI)算法、混合调制匹配滤波(MTMF)填图方法,在研究区内提取出白云母、绿泥石、高岭石、磁赤铁矿和褐铁矿5种矿物。将两者蚀变信息提取结果叠加,笔者发现苏莫查干敖包萤石矿区及外围存在热液蚀变特征,具备金属成矿潜力,野外验证发现研究区除萤石外,还伴生有铅锌多金属矿。因此,笔者认为多光谱和高光谱遥感数据结合的蚀变信息提取在地质矿产资源勘查领域具有一定应用潜力。