矿床地质杂志

矿床地质杂志2024年第1期

• 还原性矽卡岩型金矿床基本特征、研究现状及在中国前景

  刘军,王晓彤,何军成,李铁刚

  还原性矽卡岩型金矿以独立金矿形式赋存于钙质沉积岩中，以金品位高（5~15 g/t）著称。目前，该类型金矿的总体研究程度较低，在成矿背景、还原性岩浆源区及成因、金高效富集机制等方面仍缺乏理解。笔者对该类型金矿的地质特征、时空分布规律、成矿机理、找矿标识等方面进行了系统梳理，探讨了该类金矿的研究难点及其在中国的成矿潜力和找矿前景。还原性矽卡岩型金矿具有以下特征：① 独特的Au-Bi-Te-As±Co元素组合，缺乏Cu等贱金属；② 矽卡岩以钙铁辉石为主，其次为石榴子石？③ 成矿岩体属于还原性钛铁矿系列，包括辉长闪长岩、闪长岩和花岗闪长岩等；④ 代表性低硫逸度的金属矿物，包括斜方砷铁矿、黑铋金矿、贫S的Te-Bi矿物。关键问题或薄弱环节主要有：① 还原性岩浆存在温度、盐度、氧逸度、硫逸度、含水量、还原性组分类型及含量等多种属性，这些属性对还原性矽卡岩型金矿的形成有哪些影响？② Au可能以氯络合物、硫络合物、Bi-Te熔体、纳米絮状物等多种方式运移，还原性岩浆流体中Au的高效迁移及富集方式有哪些；③ 还原性成矿岩浆的氧化-还原性质有争议，部分学者认为岩浆始终为还原性，另一些学者认为母岩浆为氧化性，后期混入还原性物质；④ 存在深部W-Mo矿化、浅部Au-Sb-Bi矿化的金属元素分带现象，这种分带规律受哪些因素控制？总之，还原性矽卡岩型金矿在中国有着良好的成矿潜力和找矿前景，其中中国东部W/Sn成矿区（带）和Au成矿区（带）的叠加区域、西部还原性岩体分布区是该类金矿的有利勘探区。

• 新疆巴楚小海子岩体铁钛成矿特征及资源利用前景

  李立兴,陈懋弘,李厚民,杨成栋,杨富全,陈港,任程昊,唐文浩,安鹏,刘东辉

  新疆巴楚小海子是近年来在塔里木大火成岩省探获的一个低品位-大吨位岩浆型钒钛磁铁矿床，其成岩成矿机制以及资源利用前景尚不清楚。文章针对小海子岩体2种含矿岩相橄榄辉长岩和橄榄辉石岩开展了地质地球化学研究。橄榄辉长岩相和橄榄辉石岩相虽然在空间上关系不明，但岩相学观察表明它们矿物组成的差异与矿物堆晶作用有关，且二者具有相似的稀土元素球粒陨石标准化和微量元素原始地幔标准化配分曲线，说明是同源岩浆演化的产物，橄榄石较低的Fo值（67.9~72.5）指示幔源母岩浆在深部岩浆房中发生了分异。小海子岩体和与相距约45 km的瓦吉里塔格相比，岩石组成和地球化学组成相似，表明为同源岩浆成因，但后者矿物组成变化范围更大，指示瓦吉里塔格岩体在形成过程中经历了更高程度的分离结晶作用，这可能是造成瓦吉里塔格岩体比小海子岩体的w（TiO2）更高的原因。小海子岩体虽然w（TiO2）较低（3%~4%），但铁钛氧化物固溶体分离结构不发育，且矿物颗粒粗大，使得铁和钛选矿解离比中国其他地区的钒钛磁铁矿更为容易，因此钛资源利用前景巨大，笔者建议出台地方性的勘查技术规范，为这类铁钛资源的开发利用提供技术标准。

• 云南哀牢山金矿带镇沅超大型造山型金矿床碳质物特征及其成矿意义

  武中洋,孙晓明,丁正鹏,高显青

  哀牢山金矿带位于三江特提斯造山带的东南部，发育有一系列大型-超大型造山型金矿床，并广泛发育碳质物，但碳质物在金矿成矿过程中的作用还尚不明确。为了确定碳质物在金矿化过程中所扮演的角色，本研究以哀牢山金矿带镇沅超大型造山型金矿发现的不同种类的碳质物和共生黄铁矿为研究对象，对其进行了岩相学、拉曼光谱、傅里叶红外光谱、碳同位素和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱（LA-ICP-MS）分析，研究结果表明镇沅金矿中有3类碳质物：CM1、CM2和CM3。CM1呈深灰色不规则形态，拉曼光谱分析显示CM1具有低强度、宽的D1带和高强度、窄的G峰，D2峰较明显，计算显示其形成温度为172~200℃，低于成矿温度（250~330℃）。此外，傅里叶红外分析结果表明CM1石墨化程度低，含较少的CH键和C=O键，表明其未经历热液蚀变。碳同位素分析显示CM1样品的δ13C值为-26.46‰~-26.89‰。与CM1空间上共生的黄铁矿（Py1）呈草莓状分布于碳质板岩中，LA-ICP-MS结果表明Py1的Co、Ni、Zn、Mo、Te元素含量高；CM2呈灰色细长沥青状，拉曼光谱分析显示CM2的D1峰和G峰较CM1更为尖锐，面积近似，且D2峰的光谱分峰程度很低，计算显示其形成温度为358~463℃，高于成矿温度。傅里叶红外分析结果显示，CM2石墨化程度高，在2925 cm-1和1705 cm-1处有明显的谱峰，含有较多的CH2+CH3、C=O和C=C键。CM3呈灰色细小颗粒状，拉曼光谱分析显示CM3的光谱特征与CM1的相似，但CM3的D2峰具有独立的峰段，计算显示其形成温度为258~322℃，与成矿温度一致。碳同位素分析显示CM3的δ13C值为-9.09‰~-14.12‰。与CM3空间上共生的黄铁矿（Py2）呈自形分布于含金石英脉中，LA-ICP-MS结果表明Py2的As、Au元素含量高。综合以上结果，笔者认为CM1来源于有机质，形成于碳质板岩的早期成岩阶段，属于变质成因，与其共生的Py1形成于成岩期，属于沉积成因的黄铁矿。CM2的形成温度高于成矿温度，也为变质成因。CM3源于成矿流体，形成于围岩中的含铁矿物和成矿流体发生反应，属于热液成因，而Py2与CM3从流体中同时沉淀。其中CM1和CM3在金矿化过程中起到重要的作用。CM1作为还原剂能够有效和成矿流体中金的硫氢络合物发生水岩反应促使金的沉淀，而CM3在硫化过程中和Py2共同沉淀导致成矿流体中H2S的大量消耗，进一步破坏了金的硫氢络合物稳定性，导致金沉淀和再富集。

• 罗布泊盐湖区固体钾盐沉积特征、分布及成因探讨

  尹慧晶,张华,刘成林,颜辉,焦鹏程,马宝成,袁苗,赵亮亮

  文章对罗布泊盐湖区杂卤石、光卤石、钾盐镁矾等不同类型固体钾盐矿物特征、分布及成因进行了分析总结。杂卤石主要产于罗北凹地内部沉降区，以交代成因类型为主，代表了以硫酸盐型卤水为主体的罗布泊盐湖残余卤水钾镁富集到一定程度与石膏、钙芒硝发生水-盐反应的产物。光卤石沉积主要产于断陷带（近）地表，为深部氯化物型卤水经断裂向上运移至地表、与浅部卤水掺杂经蒸发浓缩而成。钾盐镁矾主要产于南小团地区，其形成可能与凹陷基底反转、罗北凹地高浓度卤水回灌有关。罗布泊盐湖区不同类型的固体钾盐沉积是构造-物源-气候3种成钾要素在特定时间窗下耦合的产物：在干旱气候条件下，构造活动一方面导致盆地地貌分异形成更加封闭的成钾次级凹地，为钾盐沉积提供可容纳空间；另一方面活化断裂为深部流体补给盐湖提供通道，为钾盐沉积提供不同类型的物质来源，改变盐湖卤水化学组成最终形成不同类型钾盐矿物。

• 热液体系溶解度实验和热力学计算方法在成矿过程模拟中的应用

  杨颖,王佳新,张雪旎,袁顺达

  热液流体对金属元素的迁移、富集及沉淀成矿起着关键作用，定量刻画金属元素在热液成矿过程中的运移是矿床学研究的重点和难点。以热力学理论为基础，通过开展溶解度实验，揭示金属元素在热液流体中的地球化学行为，是研究金属元素迁移、富集沉淀机制行之有效的重要手段。其中，基于钛合金反应釜开展不同物理化学条件下金属元素在热液流体中的溶解度实验，结合相关的热力学模拟，能够精确测定金属元素在热液流体中的溶解度、络合物配位数、气液两相中的分配系数及相关热力学参数，为定量模拟热液成矿过程提供重要的实验依据。文章归纳了近年来针对热液体系的实验矿床学方法，分析了各类实验方法与分析手段的优点与不足。重点介绍钛合金反应釜溶解度实验和热力学模拟计算方法，并结合该方法模拟钪矿床成矿的水岩反应过程，说明该方法在成矿过程模拟中的应用，最后阐述了其存在的问题，并对该领域未来的研究趋势提出了展望，以期推动该方法在战略性关键金属超常富集机制研究中的应用。

• 熔体包裹体分析技术进展

  蔡佳祺,冯珮玲,周伶俐,陈伟军,张亚辉,史艳茹,王永彬

  熔体包裹体是岩浆岩中矿物生长或结晶过程中捕获的少量硅酸盐熔体，成为地球深部过程的重要见证者。因此，有效识别其记录的岩浆演化信息显得十分重要。文章在前人对熔体包裹体研究的基础上，系统梳理其研究方法，总结了5步研究过程：① 利用偏光显微镜，开展详细的岩相学观察以识别具有代表性的熔体包裹体类型；② 为加热实验和成分分析制备样品；③ 利用高温热台，对熔体包裹体进行加热实验使其内部均一化，并测得捕获温度；④ 通过电子探针、二次离子探针、LA-ICP-MS、显微激光拉曼等技术对熔体包裹体中的主、微量元素、同位素以及挥发分组成进行分析测试；⑤ 熔体包裹体数据分析，与全岩成分和相关实验得出的流体成分进行对比。虽然熔体包裹体的研究经历了近百年的发展，但有效还原其代表的初始岩浆信息，仍然是当前研究的难点和热点。尤其是地球系统科学发展引发宜居地球深部过程的探讨，使得开展熔体包裹体分析新方法的探讨成为重中之重。

• 瑶岗仙花岗质岩浆演化与两类钨矿化成因关系研究：黑云母和石榴子石矿物化学证据

  郭聪,赵正,刘战庆,吴小辉,刘洋

  瑶岗仙钨矿是南岭地区唯一一个石英脉型黑钨矿和矽卡岩型白钨矿均达大型规模的超大型矿床。两类钨矿体均产出于瑶岗仙复式花岗岩体的内外接触带，复式花岗岩体主要由中粒黑云母花岗岩和细粒二云母花岗岩组成，但多阶段岩浆演化与两类钨矿化关系问题一直存在较大争议。文章以瑶岗仙矿区中粒黑云母二长花岗岩与细粒二云母二长花岗岩中的黑云母和石榴子石为切入点，对比研究两阶段花岗质岩浆氧逸度、挥发分、结晶分异程度，探讨了岩浆演化对钨矿化成因的制约。结果显示，细粒二云母二长花岗岩相较于中粒黑云母二长花岗岩中黑云母拥有更低的XMg值、更靠近Fe2+端员、更低的Ⅳ（F）和更高的log（fHF/fHCl）fluid值，指示其形成于还原性岩浆环境，且F含量更高，而后者更偏向氧化性，F含量偏低。两类花岗岩中的石榴子石均为岩浆成因的锰铝榴石，从中粒黑云母花岗岩至细粒二云母花岗岩，随着石榴子石中MnO含量的递增，CaO、FeO、MgO含量逐渐降低，Mn/（Mn+Fe）比值、Sc、Zn、Y、HREE含量随MgO降低而逐渐升高，表明细粒二云母二长花岗岩较中粒黑云母二长花岗岩演化程度更高，更有利于W的富集。石英脉型黑钨矿和矽卡岩型白钨矿成矿岩浆均具有低氧逸度和高F含量的特征，与细粒二云母二长花岗岩成岩环境一致。基于上述研究，结合矿区地球物理、地球化学、钻探信息，笔者建立了瑶岗仙矿床深部勘查模型，圈定了大根垄深部石英脉型黑钨矿找矿靶区、杨梅岭深部云英岩型找矿靶区、和尚滩南东侧矽卡岩型白钨矿找矿靶区。

• 湖南界牌岭大型锡-萤石矿床勘查模型与深部找矿预测

  侯占德,赵正,许以明,何以勤,磨现程,郭聪

  湖南界牌岭锡多金属矿床位于南岭成矿带中段，是近年来新发现的以锡和萤石为主，伴生锂、铍、铌、钽、锌等重要资源的大型矿床。该矿床矿化元素多且规模大、矿化分带性强、成矿时代也较新（~90 Ma），使其在湘南钨多金属矿集区内独具特色。文章在详细的矿床地质工作基础上，对界牌岭不同矿化段的萤石和锡石进行了矿物学研究和微区原位微量元素对比分析。研究结果显示，萤石由深到浅表现为明显的正Ce异常向负Ce异常、负Eu异常向正Eu异常转变，指示成矿流体向上运移过程中氧逸度逐渐升高。浅部矿体与深部花岗斑岩中萤石的稀土元素配分特征一致，指示两者均为深部富F花岗质岩浆的产物。相较于南岭地区云英岩型和石英脉型锡矿，界牌岭锡石中Nb-Ta含量偏低，但高于矽卡岩型锡矿，具有富Fe、贫W的特征，较低的Zr/Hf值（平均为2.76）。对比研究认为，界牌岭锡矿体仍处于该岩浆热液系统中-远端，推测其深部至隐伏岩体仍具较大找矿空间。结合前人研究，文章综合构建了界牌岭锡萤石矿床成矿模式，并提出了相应的勘查标识，圈定了界牌岭深部近花岗岩体矽卡岩型-云英岩型-石英细脉型锡（钨）铌钽矿、北北东向主断裂北段深部锡多金属矿、斑岩体内及深部接触带锡锂铌钽矿3个方向的找矿预测靶区。

• 江西会昌锡坑迳斑岩型锡矿床成矿系统发育特征与找矿模型

  邓迪,赵正,刘善宝,李超,李陈浩

  锡坑迳矿田位于南岭成矿带东段与武夷山成矿带交会部位，以早白垩世连续的岩浆喷发-侵入活动与多类型锡多金属成矿作用为特色。矿田内围绕似斑状花岗岩和花岗斑岩发育了岩背斑岩型、淘锡坝和矿背隐爆层间裂隙带型、苦竹岽和凤凰岽云英岩-破碎带蚀变岩型等大中型锡矿床。这些矿床的矿化-蚀变特征可与玻利维亚锡矿带、银岩、维拉斯托和洋滨等国内外斑岩型锡矿床类比，又独具特色，是研究斑岩型锡成矿系统发育特征与找矿模型的理想区域。文章在详细的野外地质调查基础上，系统总结了锡坑迳矿田内各类锡多金属矿化组合特征和蚀变结构，并对岩背矿床和淘锡坝矿床锡石开展了电子探针和LA-ICP-MS原位微区分析。研究结果显示，所有锡石样品均具有La、Pr、Gd和Tb的正异常、Ce与Eu的负异常、明显的Zr/Hf分馏和不规则的稀土元素配分模式，指示成矿热液早期阶段及锡石沉淀阶段经历了流体不相容。岩背锡石较淘锡坝锡石具有高的Ti/Zr和Ti/Sc比值，指示其更为靠近矿化中心。笔者研究认为，锡坑迳斑岩型锡成矿系统矿化类型包括细脉状、浸染状和细网脉状，围岩蚀变由早到晚、由成矿中心向外依次发育黄玉石英带、绿泥石-黄玉石英岩化带、绿泥石-绢云母化带和黏土化-碳酸盐化带。与斑岩型铜钼成矿系统相比，其成矿岩浆岩不仅有花岗斑岩，还有似斑状黑云母花岗岩，矿体在斑岩、花岗岩及上覆火山岩中均有赋存。相较于玻利维亚斑岩型锡成矿带发育的大面积石英-电气石化，锡坑迳斑岩成矿系统更富F，蚀变矿物中出现了大量黄玉、萤石和白云母等。对比国内外典型锡矿床的矿化-蚀变结构和锡石矿物学特征，文章建立了锡坑迳式斑岩型锡成矿系统的找矿模型。

• 湘南柿竹园矿田云英岩型钨多金属成矿规律及成矿预测

  侯宇辰,刘建平,AHMAD Osama,王浩,李岩林,王周元,吴佳锟,田旭峰,文一卓

  湘南柿竹园矽卡岩型-云英岩型钨多金属矿田是中国最重要的钨多金属矿产资源基地之一。前人对该矿田的矽卡岩型成矿开展了系统的研究，而对矿田内云英岩型钨矿化研究薄弱，制约了矿田内成矿理论的认识和矿产勘查部署。通过野外调查，文章系统总结了矿田内云英岩型矿化样式、空间分布、矿化特征和控矿因素。研究显示柿竹园矿田内云英岩型矿体包含4种矿化样式：第一期斑状黑云母花岗岩中云英岩型矿体、石英斑岩中云英岩型矿体、第二期黑云母花岗岩中云英岩型矿体和矽卡岩-网脉状云英岩复合型矿体。这4种样式的云英岩型钨多金属矿体是柿竹园矿田内不同阶段的花岗岩成矿的产物。白钨矿化学成分显示矽卡岩型矿化的白钨矿低Mo，而云英岩型矿化白钨矿富Mo，指示云英岩矿化较矽卡岩矿化具有更氧化的环境。柿竹园矿田矿化格局显示云英岩型矿化受矿田和矿床尺度的花岗岩体侵位前锋控制，矿田尺度表现为岩体由北东深部向南西浅部侵位，千里山岩体南部为岩体侵位的前锋，岩体南部发育较大规模的云英岩矿体；矿床尺度上，云英岩体的定位受控于花岗岩岩突的控制。此外，矿田菱形格状构造对岩突产出位置具有重要的控制作用，也具有重要勘查指示意义。结合矿田控矿构造格局、不同期次岩浆岩对云英岩的控制及地球化学异常特征，笔者提出了大吉岭、柿竹园深部和柴山深部3处云英岩型钨多金属矿找矿预测靶区。

• 粤东金坑锡铜多金属矿燕山期岩浆热液叠加成矿

  孙海瑞,吕志成,李永胜,韩志锐,于晓飞,杜轶伦

  金坑锡铜多金属矿位于广东莲花山断裂带北东段，是近些年来在粤东地区新发现的典型锡铜多金属矿，关于该矿床的成因类型和成矿机制一直存在较大争议。矿区勘查工作在马山矿段首次发现伴有明显铜矿化的热液隐爆角砾岩，对于揭示矿床成因具有重要意义。LA-ICP-MS锆石U-Pb年代分析结果显示，花岗质角砾成岩年龄约为150 Ma，εHf（t）值为-8.20~-4.55，二阶段Hf模式年龄值为1.73~1.49 Ga，指示岩浆主要来自于中元古代地壳物质，并有地幔物质加入。硫化物原位硫同位素分析结果显示，不同阶段硫化物硫同位素组成具有明显差别。第一阶段（Py-Ⅰ）和第二阶段（Py-Ⅱ）黄铁矿存在显著的硫同位素变化，前者为-0.65‰~1.11‰（n=5），后者为1.30‰~1.93‰（n=5），与Py-Ⅱ共生黄铜矿同位素值为1.42‰~1.87‰（n=16）。第三阶段硫化物中黄铜矿δ34S值为3.69‰~4.32‰（n=4），其中隐爆角砾岩胶结物中黄铜矿（Ccp-Ⅲa）δ34S为3.69‰~3.74‰，略低于第三阶段石英-绿泥石脉中黄铜矿（Ccp-Ⅲb）δ34S值（4.29‰~4.32‰）。第四阶段黄铁矿（Py-Ⅳ）δ34S值为-4.87‰（n=1），黄铜矿（Ccp-Ⅳ）δ34S值为-3.07‰（n=1）。基于成岩成矿年代及硫化物原位硫同位素分析，文章认为金坑锡铜多金属矿床可能存在两期岩浆热液活动的叠加，其中~150 Ma壳幔混合来源花岗质岩浆活动可能是触发矿区铜矿化的重要岩浆事件，早于后期锡矿的形成（~144 Ma），这一发现有望为莲花山断裂带锡铜多金属矿指引新的方向。

• 赣西北狮子岭花岗岩型锂矿床成因：来自岩石地球化学和锆石U-Pb年代学的约束

  刘金宇,王成辉,刘善宝,秦锦华,陈振宇,刘泽,赵晨辉

  赣西北矿集区是中国重要的花岗岩型锂矿资源基地，以发育多期次多阶段岩浆作用和大规模锂等稀有金属矿床著称。区内花岗质岩浆与稀有金属成矿关系密切，为进一步研究该地区花岗质岩浆演化特征及其与稀有金属成矿的联系，确定相关花岗岩成岩时代及成因类型，查明稀有金属成矿机制，笔者选择九岭地区狮子岭花岗岩作为研究对象，对其开展了岩相学、锆石U-Pb年代学及岩石地球化学分析。结果显示，狮子岭花岗岩属高钾钙碱性系列，具有高Si，富P，贫Ca、Mg、Fe，富集U、Hf等高场强元素，亏损Ba、Sr等大离子亲石元素，稀土元素总量较低（ΣREE=2.12×10-6~146.24×10-6），轻稀土元素相对富集（LREE/HREE=3.5~16.53），弱Eu负异常（δEu=0.23~0.59）的特征。整体上具有S型花岗岩的地球化学特征。锆石U-Pb定年显示，黑云母二长花岗岩成岩年龄为（141.02±0.59）Ma，锂（白）云母碱长花岗岩成岩年龄为（113.96±0.72）Ma。锂（白）云母碱长花岗岩成岩过程中形成磷锂铝石及锂云母等含锂矿物，其成岩年龄可视为锂等稀有金属成矿年龄。该区稀有金属矿化受燕山晚期岩浆结晶分异作用及后期热液交代作用共同影响，岩浆结晶分异作用是Li、Nb、Ta成矿的决定性因素，后期热液交代作用为Li等成矿元素的二次富集提供条件。