矿床地质杂志

矿床地质杂志2024年第2期

• 宁芜矿集区多阶段火山作用岩浆源区的转变:来自侵入岩锆石Hf-O同位素特征的记录

  段超,李延河,毛景文,王丛林,杨秉阳,侯可军,万秋,施珂,蔡杨,王倩,王天顺

  宁芜玢岩型铁矿矿集区是中国东部重要的铁矿矿集区之一。宁芜矿集区在早白垩世135~126 Ma间连续发育了成分和源区相似的4组火山作用旋回，并伴随有两大类侵入岩发育：一类为辉石闪长玢岩-闪长玢岩，与玢岩型铁矿床的形成密切相关，主要发育于大王山火山旋回晚期（约131 Ma）；另一类为花岗岩类侵入岩，形成于铁矿化之后，成岩时代与姑山和娘娘山火山旋回相近（130~126 Ma）。两类侵入岩源区的差异与联系目前尚未揭露。本次研究通过对两类侵入岩锆石年代学、Hf-O同位素特征的研究，区分了不同侵入岩源区差异。结果表明，与成矿母岩同旋回侵入岩锆石的δ18O集中于6.0‰~6.5‰，εHf（t）集中于-6.0~-5.0；成矿后形成的花岗岩类侵入岩锆石的δ18O集中于7.0 ‰至8.0 ‰，εHf（t）分布于-8.7~-1.2。结合前人研究，区内岩浆活动存在有富集地幔、太古代地壳和新元古代地壳3个岩浆源区，4个火山作用旋回的岩浆源区在130 Ma左右发生了改变。130 Ma之前的龙王山和大王山火山旋回的岩浆岩源区主要为受太古代地壳混染的富集地幔，而130 Ma之后的姑山和娘娘山火山作用旋回的岩浆岩源区主要为受新元古代地壳混染的富集地幔。多阶段火山作用中只有大王山旋回的闪长玢岩与玢岩型铁矿的形成有关。相比较其他火山旋回，大王山旋回具有更高的富集地幔组分以及更少的新元古代地壳的混染。因而，岩浆中较高比例的富集地幔含量是控制玢岩型铁矿形成的关键因素之一。

• 江西九岭南缘蚀变花岗岩型锂矿床成矿地质特征及找矿方向

  徐喆,张芳荣,张福神,王光辉,吴俊华,唐维新,楼法生,谢春华,高原,董菁,陈军,况二龙,周宾

  近年来，九岭南缘同安-白水洞地区取得了重大找矿突破，发现了多处大型、超大型蚀变花岗岩型锂矿床，系统梳理该地区锂矿成矿地质特征对于总结区域成矿规律，指导下一步找矿勘查具有重要意义。笔者通过详细的野外地质调查和钻孔编录，并结合前人研究成果，将九岭南缘燕山期花岗岩划分为4个阶段，其岩性从老到新依次为中细-中粗粒斑状二云母二长花岗岩→中细粒含斑（少斑）二云母二长花岗岩→细粒二云母二长花岗岩→中细粒白云母二长花岗岩，各岩性之间呈明显的侵入接触关系。其中晚阶段白云母二长花岗岩与锂矿具有成矿专属性，并常超覆于其他燕山期岩体之上，内部见有早期岩体的捕虏体。以w（Li2O）≥ 0.20%圈定锂矿体，矿体主要分布于白水洞岩体上部的中、强钠长石化白云母二长花岗岩中，同时有少量的伟晶岩和细晶岩矿体，局部花岗岩围岩被矿化，但下部弱钠长石化白云母二长花岗岩及地表局部地段白云母二长花岗岩不含矿。锂主要赋存于锂白云母和锂云母中，脉石矿物主要为钠长石、石英、钾长石、云母等。燕山期花岗岩蚀变普遍且较强烈，蚀变类型主要有钾长石化、钠长石化、白（锂）云母化、云英岩化、黄玉化等。白（锂）云母化表现为围绕原生白云母边缘发育交代的白云母和锂云母，同时与钠长石化紧密伴生。成矿作用主要发生在碱交代阶段，局部叠加云英岩化（酸交代）阶段。上述特征表明九岭南缘蚀变花岗岩型锂矿为热液作用的碱交代阶段富集成矿。结合水系沉积物异常特征，笔者初步总结了该地区锂矿成矿要素，建立了找矿标志，并圈定了陈家里-新庵里、港口-东坑、三角岭-东窝里、张家里-窑场里等地区作为下一步重点找矿靶区，为九岭南缘蚀变花岗岩型锂矿勘查提供参考。

• 西昆仑大红柳滩地区花岗岩类侵位时代与成因

  庹明洁,夏永旗,李诺,加娜提古丽·吾斯曼,于杰,祁冬梅,李婷,邰宗尧

  西昆仑大红柳滩地区花岗岩类分布广泛，与伟晶岩型锂（铍）矿化时空关系密切。为了约束其地质特征、岩石成因以及对伟晶岩型锂（铍）成矿的作用，文章对白龙山闪长岩、俘虏沟闪长岩和大红柳滩二云母花岗岩进行了岩石学、矿物学、地球化学和年代学研究工作。地球化学数据揭示白龙山闪长岩和俘虏沟闪长岩明显富MgO、CaO和TiO2，属于准铝质-弱过铝质、高钾钙碱性岩浆系列，结合已有全岩Sr-Nd、锆石Lu-Hf等同位素数据，白龙山闪长岩和俘虏沟闪长岩涉及新生地壳的贡献，其源区贫黏土，可能以砂屑岩为主。全岩锆饱和温度计约束岩浆温度分别为762~795℃（平均781℃）和769~773℃（平均771℃）。角闪石温压计约束白龙山闪长岩中角闪石结晶温度为718~760℃（平均734℃），压力介于125~208 MPa之间（平均151 MPa）；俘虏沟闪长岩中的角闪石结晶温度为729~776℃（平均741℃），压力介于133~231 MPa之间（平均176 MPa）。白龙山闪长岩和俘虏沟闪长岩锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄分别为（213.67±0.61） Ma （MSWD=1.4，n=39）和（211.73±1.02） Ma （MSWD=1.9，n=14）。大红柳滩二云母花岗岩中发育电气石、白云母和石榴子石等富铝矿物，明显富SiO2和K2O，贫MgO、CaO和TiO2，属于过铝质、高钾钙碱性岩浆系列，由壳源物质重熔而成，源区可能是泥质岩。全岩锆饱和温度计约束其温度为755~773℃（平均764℃）。所含锆石往往发育继承核，其年龄介于207~2490 Ma之间。最年轻的岩浆锆石约束岩浆侵位可能发生在（211.20±1.1） Ma （MSWD=0.34，n=10），这些岩浆锆石随后被热液增生边包裹，U-Pb年龄约束岩浆-热液事件发生在（185.10±0.89） Ma （MSWD=4，n=5），可能记录了后期伟晶岩侵位所诱发的热液活动。大红柳滩地区同时发育I型和S型花岗岩，形成于中温（734~781℃）、中压（151~176 MPa）的条件，岩浆-热液活动持续时间长达~33 Ma，为形成超大型规模矿床提供有利条件。

• 湘南地区东湘桥沉积型锰矿床地球化学特征及成矿机理

  廖凤初,刘湘华,徐军伟,熊伊曲,李斌,赖健清,骆检兰,陈雨林,罗益周,王勇

  湘南地区广泛发育二叠纪海相沉积型锰矿，为揭示其成矿过程及机理，文章以湖南永州东湘桥锰矿床沉积剖面为研究对象，对其开展主、微量元素和碳-氧同位素分析。结果表明，富锰岩层富Cr、Ni、Co等元素的地球化学特征，其Co/Zn、Mn/Fe、Y/Ho比值和多判别图解共同指示该矿床为热液沉积，表明成矿物质Mn主要来源于海底热液。Mo和U元素富集因子（MoEF和UEF）、U/Th和V/（V+Ni）比值等沉积氧化还原指标分析结果表明，高品位锰矿石层产于氧化向缺氧转变的背景下，而低品位含锰岩层则主要产于氧化或强烈缺氧环境下。富锰岩层的δ13CPDB（-0.2‰~1.9‰）和δ18OSOMW（18.1‰~23.1‰）与海相碳酸盐岩相似，表明成矿物质的C和O主要来源于海水。基于上述结果，笔者认为东湘桥锰矿床成矿过程受海水CO23-浓度和沉积氧化还原条件的双重控制，其成矿过程可以概况为2个阶段：①深水盆地的热液Mn在还原条件下以可溶Mn2+向近岸CO23-过饱和的浅水台地迁移；②当沉积环境由氧化向缺氧转变时，锰氧化物在沉积/水界面还原释放Mn2+，显著提高水柱中溶解Mn浓度，促进富锰碳酸盐矿物析出，形成高品位锰矿石。

• 西藏龙玛拉矽卡岩型铅锌多金属矿床金属矿物特征及地质意义

  孙杨,周敖日格勒,谢富伟,王立强,何逸飞,张冠,林文海

  龙玛拉铅锌多金属矿床是冈底斯成矿带东段北缘念青唐古拉矽卡岩型多金属成矿带一个典型的铅锌矿床，矿床以铅锌银矿化为主，伴生铁铜矿化，具有矿化元素丰富，品位高的特点。矿体在纵向上发育明显的矿化分带，从矿体顶部向下依次发育铅锌银矿化、锌铜矿化、铁铜矿化和铁矿化，表现出从矿体顶部到矿体，从低温到高温的元素和矿物组合的分布规律。镜下鉴定及电子探针分析结果表明，矿床主要金属矿物有方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿和磁铁矿，同时存在少量的斜方辉铅铋矿、自然铋等铋矿物以及白铁矿、铜蓝、孔雀石等次生矿物，金属矿物间具有复杂的穿插交代关系，根据详细的野外观察和镜下鉴定厘清了矿物生成顺序。黄铁矿Co/Ni比值集中在1~5之间，显示出岩浆热液成因的特点，其Fe/（S+As）比值和胶状黄铁矿的出现暗示矿床形成于中浅成环境，闪锌矿富Fe、Mn，多为铁闪锌矿，表明其形成于中高温环境，按照Fe元素温度计估算出闪锌矿成矿温度为259~305℃，磁黄铁矿以单斜磁黄铁矿为主，为低温成因，且在浅部围岩和矿体中均大量出现，显示出成矿流体运移至近地表后快速降温，在强还原条件下发生了硫化物沉淀，龙玛拉矿床为远端岩浆热液矽卡岩型矿床。矿床中铋矿物与银具有密切的时空关系，指示铋对银的富集可能具有重要作用，对该带银成矿规律的研究具有一定的指示意义。

• 中国铁矿床伴生关键金属:基本特征、分布规律及资源潜力

  杨志爽,黄小文,孟郁苗,谭侯铭睿,谭茂,高英辉,张鑫

  关键金属对于国家高精尖科技发展具有举足轻重的地位。近年来，随着科技革命推进和新兴产业发展，许多国家对关键金属资源的争夺愈加激烈。中国战略性关键金属与"四稀金属"大致对应，主要以伴生形式赋存于各种类型的矿床中。铁矿是中国分布最广泛、研究最成熟的金属矿产之一，但以往的研究主要注重于铁矿床类型及成因的研究，对其伴生的关键金属研究程度不够。文章通过对大量文献开展深入调研工作，系统地总结了中国铁矿床中关键金属的基本特征和时空分布规律，并初步评价了铁矿床中关键金属的资源潜力。研究结果显示，铁矿作为大宗金属矿产主要伴生REE、Sc、Nb、Ta、PGE、Co、Ni、Ga、Ge、Se、Cd、In、Te、Re等关键金属以及Mn、Ti、V等有色金属；中国伴生关键金属铁矿床主要划分为5个成矿区：扬子地台西缘成矿区、长江中下游成矿区、鲁西成矿区、华北准地台北缘成矿区和白乃庙-东升庙成矿区。对铁矿床中伴生关键金属的赋存状态和超常富集机制的深入研究，将为关键金属资源综合利用和找矿勘查提供参考，并提高中国战略性关键金属资源储备和国际竞争力。

• 基于红外光谱技术的赣南铜岭下铜多金属矿床蚀变及矿化特征研究

  张柯凡,郭娜,李伟,姚艺欣

  江西赣南地区是中国重要的多金属矿集区，成矿潜力大，随着矿产勘查进入深部找矿的新阶段，传统勘查手段难以支撑，亟需新的方法和思路进一步来指导找矿工作。文章以江西赣南地区铜岭下铜多金属矿床为例，采用短波红外+热红外光谱技术，结合矿物学和矿物地球化学手段，厘定了矿区蚀变矿物组合及空间展布特征，分析了光谱特征与矿化品位之间的关系，探讨了铜岭下矿床中典型蚀变矿物的形成与演化过程，构建出铜岭下矿床的光谱勘查模型。研究发现，矿区北部Cu-Mo矿化分布于花岗岩体顶部，以绢云母族矿物为找矿标志；矿区中部Cu-Zn矿化处于花岗岩体侵入的地层接触带，以绿泥石低Pos2250值（< 2243 nm）以及蛇纹石和断裂特征分布为找矿标志；矿区南部W-Sn-Cu矿化与石英细脉相关，总体与蚀变矿物关系不大，主要以岩石裂隙为找矿标志。北部钻孔ZK9-3和ZK9-4伊利石波谱IC值反映出岩体侵入深度大，推测其位置距离热源中心更近；绢云母2200 nm波长变化结果显示：成矿流体可能来源于矿区北部；矿区中部绿泥石以富镁（铁）绿泥石为主，Pos2250值从致矿岩体到接触带附近呈由高变低的趋势。研究区成矿环境复杂，由北向南形成了蚀变花岗岩型（Cu-Mo）-构造控制下的弱矽卡岩型（Cu-Zn）-石英脉型（W-Sn-Cu）的复合成矿体系。

• 西秦岭夏河-合作地区断裂构造分形结构特征及成矿预测

  张元,王红岩,李育,杨剑,胡杨,李永恒,李彩霞,任涛

  西秦岭夏河-合作地区是中国重要的金矿及多金属矿床开发地带，区内断裂构造复杂，构造控矿作用显著。文章利用分形理论方法对夏河-合作地区不同方向断裂构造作定量分析，统计计算断裂构造容量维和信息维，结合矿床空间分布分形特征和矿床Fry分析，探讨研究区构造分形特征及断裂与矿床的空间展布关系。研究结果表明，研究区全部断裂容量维1.2374，北东向断裂容量维0.8229，北西向断裂容量维1.2296，近东西向断裂容量维1.0312，全部断裂容量和北西向断裂容量维处于断裂分形临界值（1.22~1.38）区域，显示研究区断裂构造连通性较好。研究区全部断裂信息维1.1118，北东向断裂信息维1.018，北西向断裂信息维1.2296，近东西向断裂信息维1.0217，北西向断裂信息维处于断裂分形临界值区域，反映北西向对矿床的控制最强。断裂构造分形维数可以表征矿床的沉积部位，以容量维、信息维等值线图以及Fry图划分出3个有利成矿区。

• 白云鄂博主、东矿三个剖面地球化学特征及其研究意义

  李嘉琦,蔡剑辉,李以科,柯昌辉,孔维刚,胡古月

  近年来关于白云鄂博Nb-REE-Fe矿床H8岩体火成水成归属的争论已渐息，而矿床成矿过程以及REE富集机制仍是学术界关注的热点。文章对白云鄂博矿床白云石碳酸岩体、霓长岩化蚀变带、尖山组板岩3个典型剖面开展系统的岩石地球化学工作，发现赋矿碳酸岩、霓长岩、铁矿石微量与稀土元素配分模式具有相似性，靠近H8岩体的尖山组板岩往往有着更高的稀土元素含量，以及与成矿碳酸岩相近的微量元素配分模式。区内各类岩石单元稀土元素分馏明显，全岩LaN/NdN比值的变化规律显示，H8岩体内部比边缘更富La，边缘比岩体内部更富Nd。通过岩（矿）石薄片BSE图像结合矿物电子探针分析显示，H8岩体内的稀土元素矿物（主要是独居石、氟碳铈矿等）可分为2组，一组相对富La，呈半自形-他形，星点状分布；另一组相对富Nd，呈他形细粒，脉状分布。两组矿物中不同元素的富集特征可能代表了结晶过程中流体环境的改变。上述实验结合地质勘查结果表明，白云鄂博矿床初始成矿物质的起源与H8碳酸岩一致，均来源于中元古代碳酸岩岩浆活动，而不同类型的稀土元素矿物对应了白云岩成岩阶段与萤石矿化阶段两个不同的稀土矿化阶段。

• 冀东高家店金矿床成因:来自金及载金黄铁矿化学成分、流体包裹体和氢氧硫同位素的证据

  杨爱雪,吕水,许曼,邢运涛,刘海龙,韦文国,安梦莹

  高家店金矿床位于华北克拉通北缘冀东矿集区中部，为典型的蚀变岩型金矿床，少部分为石英脉型，赋存于高家店岩体的花岗岩和闪长岩内，受断裂构造控制。为了探讨高家店金矿床的成因，文章对其开展了详细的矿床地质特征、金及载金黄铁矿化学成分、流体包裹体和氢氧硫同位素研究。结果表明，高家店金矿床热液成矿期包括4个阶段，其中Ⅱ和Ⅲ阶段为金的主要成矿阶段。黄铁矿是金的主要载体矿物，金矿物为自然金和银金矿，以独立的金矿物的形式赋存于黄铁矿中。主成矿阶段黄铁矿Fe和S含量及Fe/S元素比值揭示金矿床具有岩浆热液型的特征。主成矿阶段流体包裹体类型以富液相的两相H2O溶液包裹体为主，其次为含CO2三相包裹体，属中温、中低盐度流体。不同成矿阶段的流体δ18OH2O值为1.82‰~5.60‰，δD值为-83.3‰~-55.3‰，指示流体主要来自岩浆水，并有少量大气降水混入。主成矿阶段黄铁矿δ34S值为2.40‰~5.61‰，显示地幔硫或岩浆硫特征，揭示成矿物质硫主要来自于深部岩浆。综合研究认为，高家店岩体的多期次岩浆侵入活动为金成矿提供了充足的热源及成矿流体，因而高家店金矿床成因类型为岩浆热液型。

• 云南牟定安益铂钯钛磁铁矿床铂族矿物特征及成因初探

  殷顺媛,张爱萍,黄锦辉,杨兆鑫,马致远,李泽姗,夏自辛,孙涛

  云南牟定安益矿床为一处铂族金属与钛磁铁矿共同产出的大型钛磁铁矿铂族金属矿床。目前对该矿床中铂族元素的赋存状态研究甚少。结合野外宏观地质特征和室内岩矿鉴定，笔者利用TIMA和LA-ICP-MS-Mapping分析方法，对安益矿床中铂族金属矿物学特征进行研究，发现安益矿床中的铂族元素（PGEs）主要以独立矿物的形式存在。铂族矿物（PGMs）多为铂和钯的砷化物、碲化物，如砷铂矿、砷钯矿、黄碲钯矿、碲钯矿等；主要分布于硅酸盐矿物中，其次为硫化物边缘，部分分布于磁铁矿边缘；铂族矿物成因主要有岩浆成因和热液成因2种。岩浆作用形成的铂族矿物分布于硅酸盐矿物中或硫化物边缘，硅酸盐中的铂族矿物是早期PGE与半金属元素形成的纳米团簇颗粒随岩浆演化形成矿物颗粒，被结晶的硅酸盐矿物包裹；分布于硫化物边缘的铂族矿物是残余熔浆结晶的结果。热液作用将PGE以类质同象的形式富集于钛磁铁矿单辉岩的部分矿物中，如热液蚀变较强烈的黄铜矿中含有较高的Rh，这也与铂族矿物集中分布在钛磁铁矿单辉岩中一致。

• 内蒙古边家大院锡多金属矿床成矿岩体岩石地球化学特征及成矿潜力评价

  张雪旎,王佳新,张阳阳,袁顺达

  内蒙古边家大院锡多金属矿床是大兴安岭南段多金属成矿带的代表性矿床之一，其西矿区主要发育斑岩型Sn-Cu-Mo矿体，矿体发育于石英斑岩体内。文章通过对石英斑岩开展全岩地球化学、锆石Hf同位素以及锆石微量元素地球化学分析研究，确定了该含矿岩体岩浆性质、来源及演化历史，探讨了成岩成矿关系，并进一步评估了该岩体成锡、铜矿潜力。研究表明，边家大院石英斑岩为准铝质-弱过铝质，高钾钙碱性花岗岩。稀土元素具有轻稀土元素富集、重稀土元素亏损，Eu负异常明显的特征。微量元素具有富集大离子亲石元素，亏损高场强元素的特征。结合其较低的Zr/Hf和Nb/Ta比值以及较高的Rb/Sr比值判断其经历了高分异结晶演化。根据锆石微量元素地球化学特征，确定边家大院石英斑岩源于还原性（ΔFMQ-0.15）、高温贫水（> 750oC）岩浆。边家大院石英斑岩εHf（t）为-0.86~5.99，TDM2=809~1240 Ma，为中元古代-新元古代年轻地壳部分熔融形成。根据锆石微量元素Ce4+/Ce3+，CeN/CeN*，Ce/Nd和EuN/EuN*指针性比值及岩浆特性判断，该石英斑岩有利于锡金属富集成矿，而成铜钼矿潜力小。

• 贵州瓮福磷矿床大塘矿段稀土元素地球化学特征

  梁坤萍,何明勤,田欢欢

  大塘矿段位于贵州瓮福磷矿白岩矿区，矿体（层）赋存于震旦系陡山沱组（Pt33d），根据成矿的先后时间，该矿段形成了a矿层（下矿层）、b矿层（上矿层）2个矿层，矿层中间为一白云岩G夹层，是典型的海相沉积碳酸盐岩型磷矿床。为深入研究该矿段磷矿床的稀土元素地球化学特征，文章通过野外地质调查、光学显微镜观察、X射线荧光光谱（XRF）与等离子体质谱（ICP-MS）、扫描电镜与能谱（SEM-EDS）等实验方法对其进行了较系统的分析。研究结果表明，a、b矿层磷矿石的δCe、δEu呈负异常，b矿层较a矿层负异常值更明显，且Y/Ho比值由a矿层到b矿层逐渐升高，同时结合Ceanom-Nd关系图，均反映出由a矿层到b矿层的形成环境是由相对还原环境转变为相对氧化环境。b矿层稀土元素PAAS标准化模式曲线较为一致，为中稀土元素略富集的帽状形态，反映磷矿形成过程中明显有生物或有机质参与；b矿层形成过程中经历了较强的水动力搬运，沉积速率较高，沉积时间较短，其ΣREY较a矿层低。大塘矿段a、b两个矿层磷矿石中Y等大部分稀土元素都主要以类质同象形式赋存于胶磷矿中。