中国煤系中关键金属资源:富集类型与分布

煤是特殊的沉积有机矿产,资源量巨大.以有机质为主要物质组成的特征决定了煤的吸附障和还原障性能,因而可以在特定地质条件下富集多种关键金属,能够形成大型、超大型甚至异常超大型规模的矿床,即"煤型关键金属矿床"这种新的矿床类型.煤型关键金属矿产已成为矿产资源勘探的新领域、新蹊径和重要方向.本文选择性地总结了煤型锗矿床、煤型镓铝矿床、煤型稀土矿床,以及煤型铌-锆-稀土-镓矿床的分布特征与成矿机制,并简要介绍了中国煤中铍、钪、锂、镁、钒和铼的富集与分布.不同煤型关键金属矿床具有特定的成矿地质环境,研究这些矿床的分布、富集成因以及金属赋存机制,有助于金属矿床的预测、勘探和开发.此外,这些矿床还是研究有机质和无机质相互作用的难得案例,能够帮助解决区域地质演化等重大科学问题,对发展和完善已有的关键金属成矿理论、保障关键金属安全供给、发展循环经济、减轻环境污染都具有重要意义.     

长江中下游成矿带关键金属矿产研究现状与进展

关键金属已成为全球争夺的战略性关键矿产资源,其矿化特点和成矿规律等研究受到高度关注.长江中下游是我国重要的铁铜金多金属成矿带,产出多个大中型斑岩-矽卡岩铜金铁矿床和玢岩型铁矿床.矿床中除了主要成矿元素铜、金、铁和硫富集成矿,关键金属资源种类很多,目前可利用的主要有镉、钴、硒、碲和铼等,它们是我国战略亟需,且有待重点研究和突破的关键金属资源.近年来长江经济带内大型矿业公司对伴生关键金属的综合利用日益重视,矿床中关键金属的开发利用亟待理论和技术支撑,因此开展成矿带内关键金属矿产综合研究具有重要的理论价值和经济意义.在系统收集成矿带矿床中关键金属已有研究成果和资料的基础上,对成矿带内矿床中关键金属富集特征进行了调查评价,绘制了长江中下游成矿带含共伴生关键金属元素矿床分布图,初步总结了矿床主矿种和伴生关键金属元素的对应关系.通过对成矿带内斑岩-矽卡岩型铜铁金矿床中镉、钴、硒、碲和铼等关键金属元素矿产的赋存状态及富集特征进行总结,明确了上述关键金属元素的主要寄主矿物和其中含量特征.在综合分析成矿带关键金属已有研究成果的基础上,提出了成矿带斑岩-矽卡岩型矿床中关键金属下一步重点关注和研究的主要科学...     

中国煤中金属元素成矿区带

从煤中提取锗、镓等金属已经取得实质性进展,煤逐渐成为多种战略性金属矿产的主要来源,但对煤中金属元素矿产资源尚缺乏系统的矿床学理论支撑.本文在以往煤中金属元素矿产资源研究成果的基础上,结合野外实地调查,总结了煤中锗、镓、锂、稀土资源矿化特征,并以丰富的煤中金属高异常点、区域构造背景及演化、地层沉积环境特征、煤层煤质特征等为依据,将全国煤中锗、镓等金属元素矿产资源划分为7个成矿区带,进而讨论了各成矿区带地质特征,为煤中金属元素矿产资源研究提供地质理论依据.     

中国沉积岩容矿铅锌矿床中的关键金属

沉积岩容矿铅锌矿床主要包括碎屑岩赋矿(clastic-dominated, CD)矿床和密西西比河谷型(Mississippi-Valley type, MVT)矿床两种,它是世界上Cd、Ga、Ge等关键金属的重要来源,并具有In、Co、Tl的资源潜力.中国沉积岩容矿铅锌矿床主要分布在5个成矿区/带,提供了全国54%的铅锌用量,但其伴生关键金属的资源潜力和成矿机制尚不清楚.本文在综述沉积岩容矿铅锌矿床中伴生的主要关键金属和中国沉积岩容矿铅锌矿床的基础上,详细总结了中国沉积岩容矿铅锌矿床中关键金属的分布特征和富集机制.各类关键金属元素在中国沉积岩容矿铅锌矿床中分布不均,相对地壳丰度, Cd、Ge、In最为富集, Tl、Co有一定富集, Ga的富集程度较低;从矿床类型上来看, Cd、Ga、Ge、Tl在中国MVT矿床中相对富集, In、Co在CD矿床中相对富集;从区域分布上来看,不同元素的富集区带差异很大,除Cd在5个成矿区/带都有较好富集外,其他金属在三江带、扬子地台、厂坝成矿带出现不同程度富集.总结发现,沉积岩容矿铅锌矿床对所富集关键金属的种类具选择性,而关键金属在该类矿床中的富集程度也...     

中国内生稀土矿床类型、成矿规律与资源展望

稀土是我国为数不多的优势战略矿产资源.我国内生稀土矿床与碳酸岩-碱性岩浆演化及氧化性热液活动密切相关,以碳酸岩型、碱性岩-碱性花岗岩型和热液型最为典型,主要包括内蒙古白云鄂博、四川牦牛坪、山东微山、湖北庙垭、内蒙古巴尔哲和云南迤纳厂等矿床.碳酸岩型稀土矿床成矿碳酸岩经历了强烈的分异演化和岩浆热液的交代/叠加作用,常富集轻稀土,伴生有Nb、Th、Sc等资源.碱性岩-碱性花岗岩型稀土矿床多与高分异碱性岩或碱性花岗岩密切相关,且普遍经历强烈的岩浆期后热液交代作用,富集中-重稀土,常伴生有Zr、Nb、Ta等高场强元素矿化.热液型稀土矿床矿体在空间上没有密切共生的岩浆岩体,但其形成往往和隐伏的岩浆岩关系密切,多期次的热液叠加往往导致稀土不断活化-再富集,也可伴随Au、U、Co等元素的矿化.我国稀土成矿主要发生在中元古代和中、新生代,通常受控于克拉通边缘大陆裂谷或陆内伸展构造环境.今后需摸清我国稀土资源家底,评价与寻找富集中-重稀土资源的内生稀土矿床,加强稀土矿床伴生资源的综合利用.     

我国铂族元素、钴和铬主要矿床类型的分布特征及成矿机制

我国赋含铂族元素(platinum-group elements, PGE)、钴(Co)和铬(Cr)资源的主要矿床类型普遍与镁铁-超镁铁质岩有关,岩浆铜镍硫化物矿床提供了几乎全部的PGE储量和约一半的Co储量,蛇绿岩中的豆荚状铬铁矿矿床是Cr的主要来源.我国一直未发现与层状岩体有关的大型铂族元素和层状铬铁矿矿床,也缺乏全球Co储量占比很高的沉积层控型铜钴矿和红土型镍钴矿,唯一的大型铬铁矿矿床赋存在西藏罗布莎蛇绿岩中.本文介绍了我国目前已发现的PGE、Co和Cr主要矿床类型及其分布,并总结了近年来一些典型矿床在成矿元素赋存状态和富集机制方面的研究进展.在此基础上,从微-纳米尺度下PGE的赋存状态研究、镁铁-超镁铁质岩及相关矿床中Co的迁移富集机制、赋存状态及资源潜力、以及蛇绿岩豆荚状铬铁矿矿床中Cr迁移-富集机制的精细刻画等三方面提出了今后值得深入探索的问题.     

内蒙古准格尔超大型镓矿床的发现

运用仪器中子活化分析、电离耦合等离子体质谱、X射线荧光光谱、带能谱仪的扫描电子显微镜等方法对内蒙古准格尔煤田主采6号煤层的矿物学和地球化学进行了研究. 结果表明, 镓在全层煤样中的含量均值为44.8 μg·g^-1; 镓在主采分层(亦是镓富集的分层)中的含量为30.1~76.0 μg·g^-1, 均值为51.9 μg·g^-1, 远超出煤中镓的工业品位(30 μg·g^-1), 这些分层的厚度占整个煤层厚度的81.9%. 煤的高温 (550℃)灰化产物中镓亦显著富集, 主采分层灰化产物中镓的含量为62.2~178 μg·g^-1, 均值为89.2 μg·g^-1. 煤中超常富集的勃姆石是镓的主要载体, 镓在勃姆石中的含量均值为0.09%, 勃姆石在全层煤样中的含量为6.1%, 在主采分层中的含量均值为7.5%. 勃姆石是泥炭聚积期间盆地北部隆起的本溪组风化壳铝土矿的三水铝石胶体溶液被短距离带入泥炭沼泽中, 在泥炭聚积阶段和成岩作用早期经压实脱水凝聚而形成. 初步估算表明, 该镓矿床镓的保有储量为6.3×10⁴ t, 预测储量为8.57×10⁵ t, 为超大型镓矿床. 准格尔煤田所处的特殊的古地理位置和煤中镓的特殊地质载体, 决定了该矿床是目前为止世界上独特的镓矿床类型. 与镓共伴生的稀土元素在主采分层及其灰化产物中的含量均值分别为255和830.36 μg·g^-1. 由于勃姆石的主要组成为Al, 因此铝和稀土元素亦是可资利用资源.     

中国铌钽锆铪资源

铌、钽、锆、铪是重要的关键金属,铌与钽、锆与铪具有相似的地球化学性质.我国铌钽矿床与铝质花岗岩(过铝和准铝)、花岗伟晶岩、碱性-过碱性花岗岩和碳酸岩有关,在空间上主要分布于环太平洋构造域、特提斯构造域、古亚洲洋构造域以及扬子板块和华北克拉通边缘,成矿作用主要发生于5个地质时期:中-新元古代、古生代、早中生代、晚中生代和新生代.据对我国近50个已查明储量的铌钽矿床(点)统计,我国铌资源储量(以Nb₂O₅计)约为267万t(不包括白云鄂博Fe-Nb-REE矿床的铌储量),钽资源储量(以Ta₂O₅计)约为17万t,但对外依存度均接近或超过90%.由于锆铪与铌钽具有相似的地球化学性质,我国主要的内生锆铪矿床在空间上常与铌钽矿床共伴生,时间上主要成矿于晚古生代和中生代,与碱性-过碱性花岗岩、花岗伟晶岩和铝质花岗岩有关.但我国可供开采的锆铪资源主要来源于第四纪外生矿床,包括滨海沉积型、河流冲积型和风化壳与残坡积型三类;锆储量(以ZrO₂计)约50万t.鉴于我国铌钽锆铪资源禀赋,一方面需要加...     

中国沉积岩容矿铅锌矿床中的关键金属

沉积岩容矿铅锌矿床主要包括碎屑岩赋矿(clastic-dominated,CD)矿床和密西西比河谷型(Mississippi-Valley type,MVT)矿床两种,它是世界上Cd、Ga、Ge等关键金属的重要来源,并具有In、Co、Tl的资源潜力.中国沉积岩容矿铅锌矿床主要分布在5个成矿区/带,提供了全国54％的铅锌...     

碳酸盐黏土型锂资源的发现及意义

黏土型锂资源具有矿床规模大、分布稳定、开发利用成本低的特点,成为近年来全球寻找新类型锂资源的一个重要方向.已报道的黏土型锂矿床成因上均与火山物质联系密切,本研究提出了成因机制与碳酸盐岩风化-沉积有关"碳酸盐黏土型锂矿床"的成矿新类型.主要地质地球化学特征可归纳为:(1)成矿物质来自基底的不纯碳酸盐岩;(2)主要以吸附方式存在于蒙脱石相中;(3)沉积环境对锂的富集具有重要的控制作用,还原、低能、滞留、局限的古地理环境有利于Li富集;(4)除Li外,还可能有Ga和REE的富集.根据这一新的成矿模型,通过科研示范性勘查,在滇中地区获得34×10⁴t氧化锂资源量,达到超大型规模,验证了"碳酸盐黏土型锂矿床"这一新类型资源的成矿潜力.由于我国具有这一有利成矿条件的地区众多,可以预期,碳酸盐黏土型锂资源将有望成为我国新的重要的锂资源来源.     

风化壳型稀土和钪矿床成矿过程的研究进展和展望

稀土和钪是世界各国竞相争夺的战略矿产资源.世界上90%以上的重稀土来自中国南方及邻区的风化壳型稀土矿床,而全球各地也有越来越多风化壳型钪矿床被发现,提供了潜在可用的钪资源.因此,风化壳型矿床的特点和成矿过程亟需更多的研究以助于圈定有利的地质地貌环境,开展稀土和钪的勘查找矿工作.前人研究表明,风化壳型稀土和钪矿床分别主要源于长英质岩浆岩和基性-超基性岩的风化,矿体成分对母岩有很强的继承性,暗示成矿母岩在成岩过程中已经发生稀土和钪的预富集作用.风化过程中,稀土和钪分别主要吸附在黏土矿物和铁氢氧化物中.这些元素的活化-迁移与地下水的活动和它们在次生矿物中的吸附和解吸密切相关,并最终导致这些元素富集成矿.表生地质过程对风化壳型矿床的成矿和保存有重要的制约,强弱侵蚀间歇交替对厚大矿体的发展有利,而风化作用与剥蚀作用之间存在的某种平衡亦可能对这类矿床的形成有重要影响.未来仍需更多研究关注成矿母岩中元素的预富集机制、矿体形成及保存有利的表生条件、元素赋存状态等问题.此外,可见-近红外光谱技术在找矿上的应用也是未来有关研究的一个重要方向.     

富钴斑岩型金铜矿床地质特征及存在问题:以黑龙江金厂矿床为例

钴是我国战略性关键金属,对外依存度达95%.我国众多斑岩-矽卡岩型系统中伴生钴,且是我国钴资源的一个重要来源.目前认为,斑岩-矽卡岩型系统成矿物质和成矿流体均主要来自深部岩浆房,指示斑岩型矿床可能同样存在富钴的潜力.然而,目前国内外尚无典型斑岩型富钴矿床的明确报道,严重制约了我们对岩浆热液型富钴矿床,尤其是斑岩型矿床中的钴富集机理研究.黑龙江金厂大型金铜矿床,矿石类型分为角砾岩型、裂控型和细脉浸染型,为斑岩型金铜矿床.多种年代学方法揭示,金铜矿化发生于早白垩世,形成于(古)太平洋板块俯冲背景.初步研究发现,金厂矿床角砾岩筒中存在明显的钴富集,大量矿石样品中钴含量达到了0.06%以上,达到并超过了钴矿工业品位,发育钴的独立矿物(如硫镍钴矿和辉砷钴矿),同时黄铁矿也含有较高的钴含量(0.04%～0.2%),因而金厂是典型富钴斑岩型金铜矿床,证实俯冲期斑岩型矿床中存在钴矿化和富集的潜力.后续研究应尽快厘清金厂斑岩型富钴矿床中钴的赋存状态和分布特征,明确幔源岩浆对矿床中金铜钴等金属元素的富集具有贡献,揭示钴在中高温岩浆热液流体中的迁移行为,探讨钴沉淀的主控因素.据此提出,应重视我国斑岩型矿床中...     

富含钴矿床研究进展与问题分析

钴是各主要工业国家政府定义的重要战略金属.全球钴矿可分为大陆钴矿和现代海底钴矿两大类.大陆钴矿主要为沉积岩赋矿层控型、风化型和岩浆铜镍硫化物伴生矿,其余类型也有独立/共/伴生钴矿产出.在海底富钴的铁锰结壳和结核中虽有大量资源却无法开采.不同构造背景和岩浆含水量下钴的配分系数较稳定,其在岩浆铜镍硫化物矿床形成过程中更容易进入橄榄石中.在热液环境下,钴的溶解度与流体温度和盐度密切相关,流体冷却和流体稀释过程均能造成钴金属沉淀.研究发现富钴矿床成因争论表现同生成因与后期叠加之争.除了少数脉状、黑色页岩型、密西西比河谷型和铁氧化物铜金矿床,钴富集过程均与基性-超基性岩有关.岩浆演化、后期热液过程和风化作用均有利于富集钴元素.而钴的超常富集则往往与多期次成矿作用相关.在今后研究工作中,应尽快研究我国各类钴矿其形成在造山带和克拉通演化中所代表的地球动力学意义,确定我国各类型矿床中钴富集的关键控制因素,厘定钴在高-中-低温热液环境的迁移机制,关注地球系统各圈层间的相互作用与钴矿的形成关系,重视现代海底铁-锰-钴结核分布控制因素研究.     

中国铌钽矿成矿规律

铌、钽是世界新兴产业发展的关键性金属资源.世界上的铌钽资源主要为内生来源,可分为过铝质岩浆系统的花岗伟晶岩型和花岗岩型铌钽矿床、碱性岩-碳酸岩岩浆系统的碳酸岩及其风化壳型和碱性岩型铌钽资源.我国的铌钽资源主要为花岗岩型、花岗伟晶岩型、碱性岩型和碳酸岩型,但资源品位较低,碳酸岩型铌钽资源较少,尚未发现碳酸岩风化壳型资源.我国过铝性岩浆系统的铌钽矿床主要分布在阿尔泰、松潘-甘孜、江南古陆、南岭和滇西-藏南等铌钽成矿带,成矿作用集中在加里东期、印支期和燕山期,并有少量发生在喜山期;碱性系统的铌钽成矿带主要为塔里木-华北北缘、秦岭和扬子西缘成矿带,成矿主要发生在海西-印支期,并有元古宙的成矿作用,两种类型成矿系统的时空分离交替成矿的特征主要归因于二者具有不同的成矿构造背景.前者主要发生在具有巨厚复理石沉积建造的造山带,造山过程中发生铌钽成矿作用;后者主要发生在深大断裂带或裂谷区,成矿物质具有深部来源特征.在今后的找矿工作中,我国应该在松潘-甘孜、阿尔泰、江南古陆、藏南等巨厚复理石沉积建造区,加大寻找高品位花岗伟晶岩型铌钽资源的力度;在塔里木-华北陆块北缘和秦岭等深大断裂发育区,寻找碳酸岩型铌资源;重视南岭、滇西和秦岭地区钨锡矿床中共(伴)生的铌钽资源,加强综合利用研究.     

从超大型矿床研究对中国矿产资源的思考

分析了中国矿产资源面临的巨大需求压力,提出超大型矿床的开发具有巨大的经济和社会效益,是缓解矿产资源紧缺压力的关键性出路之一和实现资源－环境一体化的最佳途径,从而为实现可持续发展提供重要支撑。中国在超大型矿床的分类,矿床类型的选择性和局限性,时空分布特点等方面研究已取得重要成果。目前,应以成矿动力学－地球各圈层相互作用为超大型矿床基础研究的核心内容;同时,必须枝立新的资源观,建立资源－环境一体化的资     

三元系Tl—Hg—S和赝二元系Tl2S—HgS 200℃相图

铊是典型的低温成矿金属元素。在成矿地球化学过程中,它与贵金属Au,Ag以及Hg,As,Sb元素和有机质有着密切的联系,尤其在低温热液浸染型金矿中(如美国卡林金矿、麦克劳林金矿,以及我国西南滇、黔、桂及其邻省地区产出的金矿)普遍含有较高的Tl,Hg,As,Sb等元素的富集异常。电子探针分析表明,黔西南单矿物辰矿中铊含量可达质量分数为0.617(6170×10~(-6)),局部地段见有铊汞硫盐矿物及与汞矿共生的富铊矿体产出。研究表明Tl,Hg,As,Sb等元素的共存特征及其相应的矿物组合是寻找勘探浸染型贵金属矿床的最佳指示标志。因此加强Hg,Tl,As,Sb体系的矿物学和地球化学行为的基础研究,具有十分重要的现实意义。     

某些元素对流行性感冒病毒的抑制作用 Ⅲ

在以前的报告里,曾經試驗了硼、鋁、硫、鎂、銅、鋅、镓、锗、砷、硒、銀、镉、铟、錫、銻、碲、铼、金、汞、铊、鉛、鉍等元素对流感病毒的抑制作用。其中,銅、铊、鉛对流感病毒有显著的抑制作用。以下报告的是其他元素的試驗結果。在第一个試驗里,鼠90只随机分成9組,每組10只,使感染甲型流感病毒PR_8。病毒是分別和碳、矽、鉀、鈷、铷、镧、鎢、钍等元素混合在一起的,     

黔西南两种成因类型的卡林型金矿床

在研究黔西南烂泥沟和戈塘两个典型的卡林型金矿床有机地球化学特征的基础上 ,通过地质背景、火成岩、古油藏、岩相古地理和矿床地质特征等方面的比较 ,认为黔西南卡林型金 (汞锑铊 )矿床有两种成因类型 :烂泥沟型和戈塘型 .烂泥沟型金矿床包括烂泥沟、板其、丫他 ,主要分布在矿区东南部的浊积岩区 ,与古油藏有成因联系 ;戈塘型金矿床包括戈塘、紫木凼、大厂和栏木厂 ,主要分布在矿区的西北部峨嵋山玄武岩区 ,矿床的形成与煤系有机质的还原作用有关 .     

江南世界级钨矿带:地质特征、成矿规律和矿床模型

江南钨矿带是过去10年以来确定的一个世界级钨矿带,探明资源量达606万t,而且具有很好的进一步找矿潜力.通过对该钨矿带的时空分布规律研究,确立了位于扬子地块东南缘江南古陆及东延地区的江南钨矿带与其北邻的长江中下游斑岩-矽卡岩型铜-金-钼-铁成矿带在空间上平行分布,具有相同的成矿时间段,即150～135和130～125 Ma两期成矿.这些矿床的基本特点是围绕花岗岩体内外接触带发育,其外围或者上部发育有脉状铅锌或者铜铅锌矿.在矿带除了东坪石英脉型钨矿外,其余均是斑岩和矽卡岩型矿床,尤其是朱溪矽卡岩型钨矿探明资源量344万t,为全球最大钨矿,而大湖塘超大型、东源和阳储岭大型斑岩钨矿的探明改变了世界钨矿类型的格局,即斑岩型、矽卡岩型和石英脉型成为全球三大钨矿类型.按照与成矿有关花岗岩类的性质,可以分为与高分异还原性S型黑云母二长花岗岩有关和与氧化性I型花岗闪长岩有关的钨矿床,前者往往形成超大型矿床.研究提出该钨矿带两期钨矿分别是古太平洋板块俯冲和后俯冲过程的产物,并给出成矿动力学模型.研究认为地壳泥质岩石重熔形成的花岗岩浆上侵定位,部分岩浆源区含基性-超基性岩夹层抑或在形成过程有地幔物质加入,...     

武定迤纳厂Fe-Cu-REE矿床Sm-Nd同位素年代学及其地质意义

通过典型矿床-武定迤纳厂Fe-Cu-REE矿床中矿石及萤石稀土元素特征和Sm-Nd同位素体系的研究, 对昆阳群稀土富集及矿化时代进行了限定. 研究表明, 成矿期呈浸染状紫红色萤石中稀土总量 高, 强烈富集轻稀土, 正Eu异常; 成矿期后脉状浅绿色萤石中稀土总量低, 相对富集重稀土. 成矿期萤石Sm-Nd同位素等时线年龄为1539±40 Ma, ε_Nd(t)=-4.6; 矿石Sm-Nd同位素等时线年龄为1617±100 Ma, ε_Nd(t)值为-3.2. 表明矿床形成于中元古代早期, 成矿物质来源于富集地幔, 矿床成因为火山喷流-同生沉积. 在对比研究的基础上, 提出中元古代稀土大规模爆发成矿可能与当时大陆边缘裂谷环境产出的富碱非造山型岩浆有密切的关系.