南海边缘海多金属结核与大洋多金属结核对比

本文通过系统对比分析前人研究成果,研究了南海边缘海多金属结核的成矿特征,结果表明：南海边缘海结核的矿物组成与大洋结核相似,均主要由锰相矿物和铁相矿物组成,其中锰相矿物主要为水羟锰矿和钡镁锰矿,铁相矿物主要以无定型铁氧化/氢氧化物形式存在,另外南海边缘海结核中含有大量硅酸盐矿物,表明在南海结核成矿过程中受到大量的陆源碎屑矿物混杂;相对于大洋主要经济成矿区的多金属结核,南海边缘海多金属结核中主要的经济元素如Mn、Cu、Co、Ni和Zn质量分数较低,而亲陆源性元素如Fe、Ti、P、Nb、Pb、Rb、Sc、Ta、Sr、Th和REY（REE和Y）等质量分数较高;南海边缘海多金属结核的元素地球化学特征和REE配分模式显示其为水成成因,并呈现更低的Mn/Fe值;同时南海边缘海结核也具有较快的平均生长速率及较高的δCe正异常,表明其生长在更为氧化的海水环境。虽然较快的沉积物沉积速率和动荡的海水环境影响了南海边缘海结核的成矿,但大量陆源物质进入海洋也为南海边缘海结核提供了丰富的成矿物质来源,便于南海边缘海结核的快速生长成矿。南海边缘海结核富集有Fe、Ti、Pb、Rb、Th和REY等金属元素,同样可以作为极具潜力的海洋矿产资源。南海边缘海多金属结核具有其独特的地球化学特征,与大洋多金属结核存在着明显差异。     

东太平洋海盆内多金属结核中的铁矿物

东太平洋海盆内多金属结核中的铁矿物萧绪琦郭立鹤（中国地质科学院矿床地质研究所，北京１０００３７）１前言早在五十年代人们就已注意到，大洋多金属结核含铁量较高，由于结核中矿物颗粒细小，结晶程度低，使得铁矿物的确定很困难，通常称之为铁的氧化物和氢氧化物。在...     

Relationship between Microbial Activity and the Formation of Polymetallic Concretions in the Central Pacific Ocean

Using the concept of the interactive water rock- microbe system of ocean floor, the microbialmineralization of ocean-floor polymetallic concretions in the central Pacific Ocean has been studied for the firsttime. Through the correlation and study of the microbial activity and formation mechanism of polymetallicconcretions, the microbial and chemical processes for. transforming mineralizing materials and the observationand determination of the concentration of mineralizing material in the system and the variation ofenvironmental parameters, this paper reveals the reaction rate and evolutionary direction of mineralizing com-ponents caused by microbial activity, expounds the microbial mineralization mechanism and formation modelof polymetallic concretions from the angle of microbial geochemical action, and suggests a threefold division ofthe microbial mineralization stages     

云南个旧锡多金属矿床锡石矿物化学特征及其成因意义

云南个旧锡多金属矿床处于滇东南锡矿带的西端,是全球最大的锡多金属矿床之一。锡石作为个旧锡矿床中最主要的矿石矿物,其矿物化学特征对矿床成因具有重要的指示意义。本文运用扫描电镜、电子探针等手段对个旧锡多金属矿床中6种不同类型矿石中的锡石进行了详细的内部结构和矿物化学特征研究,并对其可能的成因进行了探讨。扫描电镜研究结果发现,除层间氧化矿型锡石较破碎外,其余类型锡石内部均发育有明显的环带结构。电子探针分析结果显示：各类型矿石中锡石的SnO₂质量分数变化范围为97.700%~101.728%;Ta₂O₅、FeO、ZrO₂、HfO₂平均质量分数较高,指示锡石形成于高温热液环境;（Fe+Mn）/（Nb+Ta）显示个旧锡矿区各类型矿石中的锡石具有热液锡石的特征,且各类型锡石中Nb₂O₅和MnO的质量分数极低,说明成矿热液可能来自于高度分异的花岗质岩浆,而Nb、Ta质量分数说明成矿作用发生于酸性-弱酸性环境中;In₂O₃质量分数显示了成矿温度及压力从块状硫化物型矿石、矽卡岩型矿石、电气石细脉带型矿石、含锡白云岩型矿石到层间氧化矿型矿石有逐渐降低的趋势;云英岩型矿石中锡石的In₂O₃质量分数较高还需进一步论证。锡石形成过程中岩浆热液物理化学条件的变化导致其内部环带结构的形成,电子探针数据显示锡石的环带结构中化学成分呈"锯齿状"变化,显示成矿作用发生于动荡的环境中,说明锡石沉淀具有多期多阶段的特征。     

浙西北银山银多金属矿床地质特征及成因

浙西北银山银多金属矿赋存于震旦纪蓝田组之中;矿体呈层状、似层状产出,受褶皱和断层控制明显,在褶皱的转折段和倒转翼矿明显加厚。Fe/Ti-Al/(Al+Fe+Mn)、Co/Ni比值都显示银山银多金属矿具有热水沉积特征,结合野外矿脉穿插关系和矿石的结构构造特征,可将成矿期划分为:热水沉积期和后期低温热液改造期两个成矿期;成矿流体整体属于低盐度流体,显示出从低盐度往高盐度演化的趋势。本文研究初步认为,银山银多金属矿属于浅成低温热液矿床,前寒武纪热水沉积阶段是金属元素的富集沉积阶段,但并未形成有经济价值的矿体,后来的构造运动和岩体侵入使其富集成矿。     

湖南锡田钨锡多金属矿床流体包裹体显微测温和LA-ICP-MS原位分析对成矿流体演化的制约

为了解锡田钨锡多金属矿床的成矿流体演化过程和成矿元素迁移机制,深入揭示成矿机制,指导该地区的下一步找矿勘探工作,对黑钨矿、锡石及透明矿物的流体包裹体进行了岩相学观察、红外显微测温及LA-ICP-MS原位分析.显示锡田钨锡多金属矿床绿柱石、黑钨矿中发育流体-熔体包裹体,均一温度最高可达760℃.早成矿阶段流体均一温度为360~500℃,盐度主要为28.4%~41.5% NaCl_eqv,主成矿阶段均一温度为280~450℃,盐度主要为3.0%~20.0% NaCl_eqv.,晚成矿阶段均一温度为120~280℃,盐度为0.4%~6.6% NaCl_eqv..LA-ICP-MS分析表明,超临界流体开始出溶时,W、Cu、Mo等元素优先富集于富挥发分气相中,Pb、Zn、Sn、Fe、Mn等元素则更倾向富集于高盐度卤水相中.锡田钨锡多金属矿床成矿流体来源于燕山期浅源花岗岩,钨锡成矿作用始于岩浆-热液过渡阶段,成矿流体具有高温、高盐度和富CO₂等特征.成矿流体来自岩浆流体的出溶,演化过程中经历了两次不混溶作用,不混溶相分离过程中,成矿元素选择性迁移,在各相中进行不均匀分配.流体不混溶、水岩反应、流体混合和流体冷却作用是导致该矿床钨锡矿物沉淀的原因.      

滇西兰坪盆地多金属矿床碳、氧、氢同位素组成及其地质意义

兰坪盆地多金属矿床碳、氧和氢同位素组成特征表明,成矿流体中的CO2源自海相碳酸盐岩(或蚀变海相碳酸盐岩)的热解作用和沉积有机物的氧化作用或脱羧基作用;成矿流体为古大气降水在一定地质条件下与盆地和基底岩石发生水-岩作用而形成的盆地热卤水,其中金顶铅锌矿床的成矿流体尚有变质水的混入.这表明盆地内多金属矿床的成矿物质应源自地壳(基底和盆地地层),喜马拉雅期盆地周缘碱性岩浆活动对盆地内多金属矿床的成矿作用贡献是间接的,沉积有机物直接参与了成矿作用.     

世界海底多金属结核调查与研究进展

随着全球经济的发展,世界各国都面临着严峻的资源危机,而开发利用深海固体矿产资源已成为许多国家的重要选择。人们越来越意识到,海洋已经成为实现新世纪人类社会经济可持续发展的重要空间。随着中国大洋调查的进展,有必要系统梳理世界国际海域深海多金属结核资源调查历程、研究现状及进展。深海多金属结核资源作为可能是海底分布最广、储量最大的金属资源,历来得到国际和国内学者的广泛关注。近几十年的调查和估算表明,全球海洋中大约覆盖了54×106km2的多金属结核,有商业开采潜力的资源量达75×109t。但是很多海域涉及到具体区域性的资源调查工作还有待开展,同时在新的理论认识如热液成因和生物化学作用在多金属结核形成过程中的影响以及如何使金属提取过程更加绿色环保和科学高效等学科已经逐渐成为各国学者关注的新方向。中国应该合理有效开展具有针对性的多金属结核调查,争取使中国在深海海域矿产资源的调查和开发工作中走在国际前列。     

东太平洋CCFZ区多金属结核元素富集机制:来自结核剖面原位微区分析

多金属结核微层原位微区分析能够更好地揭示结核生长过程中元素的赋存和迁移过程,为认识多金属结核元素富集机制和成因提供新的证据.通过使用电子探针(EPMA)和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)等手段对采集自东太平洋克拉里昂?克利珀顿断裂区(CCFZ区)的多金属结核进行了分析研究.研究结果表明,结核矿物主要为...     

东昆仑祁漫塔格成矿带矿床类型、时空分布及多金属成矿作用

基于笔者近几年对东昆仑祁漫塔格地区的野外调查和室内岩矿测试分析研究,综合论述了祁漫塔格成矿带的成矿地质背景、多金属矿床的主要类型、基本特征、时空分布和成矿作用特点。该区金属成矿元素组合复杂,矿床类型多样,矿种以F e、Cu、Pb、Zn、M o、W、Sn、A u为主,矿床类型主要有矽卡岩型、斑岩型、沉积-改造型和高温热液型等。探讨了祁漫塔格地区多金属矿床的成岩成矿时代、成矿物质和成矿流体来源,以及成矿地球动力学背景。提出中—晚三叠世和早古生代晚期是本区重要的成矿时期;形成于中—晚三叠世的斑岩型和矽卡岩型矿床金属成矿物质主要来源于岩浆和含碳酸盐岩地层,成矿流体主要来源于岩浆水,两者系同一构造岩浆活动在不同阶段、不同深度和不同部位发生成矿作用的产物。     

南海东部次海盆海山链多金属结核(壳)地球化学特征及成因

为了进一步解释南海不同区域内多金属结核（壳）的地球化学特征与成因,对东部次海盆黄岩?珍贝海山链上新获取的多金属结核（壳）样品进行了X光衍射、X荧光光谱测试、SEM-EDS分析和X Series2 ICP-MS测试,详细分析了样品的矿物组成、地球化学成分特征. 结果表明,矿物组成为水羟锰矿、石英、斜长石等;主要造岩元素中Si、Al含量较高,与陆缘碎屑物影响较大有关;富含Mn、Fe、Co、Ti、Ni、Pb、Sr等多种金属元素,相比南海其他区域,具有中等的Fe、Mn含量特征,地化元素特征与南海西北陆坡发现的铁锰结核（壳）相似;稀土元素具有总量高（平均2 070.01×10-6）的特点,高于南海北部其他样品,与西太平洋结壳稀土含量接近（接近工业品位）,指示了重要的稀土资源前景. 结核Be同位素结果指示该区铁锰结核生长时代为1.17~8.51 Ma,形成于晚中新世大量火山喷发之后,因此水成作用是南海东部次海盆海山链结核（壳）的主要控制作用,而陆源物质的输入、火山作用和高压富氢离子海水的浸取作用都为结核（壳）的形成提供了有利的沉积环境.      

云南都龙超大型锡锌多金属矿床中闪锌矿微量及稀土元素地球化学特征

云南马关都龙锡锌多金属矿床位于滇东南老君山锡锌钨多金属成矿区南部,是我国三大锡石硫化物矿床之一,目前对其矿床成因认识存在较大分歧。本文采用ICP-MS对都龙矿床中闪锌矿微量元素及稀土元素组成进行分析,以探讨该矿床成矿作用,为甄别已有成因观点提供证据。结果表明,矿床中闪锌矿以富集Fe、Mn、In、Co、Sn和贫Cd、Ga、Ge、Ni等元素为特征,成矿温度属于中—高温,其微量元素组成与白牛厂矿床(与燕山晚期花岗岩有关的矽卡岩型矿床)中的闪锌矿非常相似,和远源矽卡岩型铅锌矿床(核桃坪和芦子园)中闪锌矿存在一定差异,明显有别于喷流沉积型铅锌矿床(云南澜沧老厂和广东大宝山)中闪锌矿。此外,该矿床闪锌矿稀土配分模式多为轻稀土元素富集中等的向右倾斜曲线,以LREE/HREE值高、Eu负异常明显和Ce异常不明显为特征,与矿区燕山晚期隐伏花岗岩稀土元素特征基本一致,成矿物质来源以矿区燕山晚期隐伏花岗岩为主。结合近期矿山开采和地质勘探所揭露的矿化和矽卡岩蚀变的垂向分带等矿床地质特征,认为云南马关都龙锡锌多金属矿床属于与燕山晚期花岗岩有关的矽卡岩型多金属矿床,其中层状矽卡岩的形成应为成矿流体顺层交代的结果,矿化类型和围岩蚀变的分带与隐伏岩体的距离有关。     

太平洋中国开辟区锰结核生物成因研究

本文对叠层石（微小叠层石与奇异叠层石）及其建造者（中华微放线菌与太平洋螺球孢菌）在结核中显示的规律性特征,叠层石纹层与超微生物生长,主要锰矿物及Fe、Mn元素与叠层石类型之间关系以及超微生物直接成矿等作了深入研究。结果表明：锰结核中叠层石柱体一般都显示出纹层、纹层组与纹层带3个级别的生长韵律,明层菌丝体密集,暗层菌丝体稀疏;两种叠层石类型与超微生物化石种存在着良好的对应关系;主要锰矿物含量变化与叠层石类型密切相关;叠层石柱体内Fe、Mn元素分布比柱间空隙具有明显的规律性,而全球性大气化程度比生殖菌丝强;超微生物的生化作用与沉积粘附作用直接造成了结核中Fe、Mn元素的富集,而全球性大气修与洋底微环境的周期性变化,影响了微生物生长的兴衰,导致了明暗相间纹层的交替出现。我们认为,叠层石纹层显示的韵律性特征,是胶体化学作用与沉积作用难以形成的,只有微生物群体的世代繁衍,才能构筑成几乎固定不变的叠层石柱体形态。上述研究成果,进一步确立了大洋锰结核的生物成因观点。     

海洋底部水岩系统现代环境和成矿作用

本文以南海和东太平洋海盆为例,在阐述地质环境背景基础上,揭示了海洋底部水岩系统的环境因子分布特征和存在的地球化学垒,指出了成矿金属组分存在的形式和沉析矿物的类型以及提出了多金属结核的成矿作用等新认识。     

江西相山铀矿田深部多金属矿化中黄铁矿微量元素地球化学特征

在对相山铀矿田的深部勘查过程中陆续发现了一批铅、锌、银、铜多金属矿化,利用ICP-MS方法对多金属矿化中的重要金属矿物黄铁矿进行了微量元素分析。结果表明,黄铁矿中富集Co、Ni、Cu、Zn、Cd、Sb、Tl、Pb、Bi等微量元素。对比黄铁矿与矿区出露的主要岩浆岩和基底变质岩的LREE/HREE、(La/Yb)N、Y/Ho、Zr/Hf和Nb/Ta特征参数,结果表明多金属成矿流体在上升运移过程中受到变质基底的强烈混染。LREE富集,Hf/Sm、Nb/La和Th/La值小于1的特征表明多金属矿化成矿流体并非为富F流体,与铀成矿流体具有较大差异。微量元素Co含量与Co/Ni特征值显示矿化形成于中低温环境,成矿物质主要来自于基底变质岩。     

太平洋调查区多金属结核的地球化学特征和成因

东太结核主要为半埋藏和埋藏型,发育于以黏土和硅质组分为主的沉积环境。东太结核的锰相矿物主要有水羟锰矿和钡镁锰矿,具有较高的REY、Cu、Ni含量和Mn/Fe比值,显示遭受间隙水的影响,落入水成成因和成岩成因两个区间范围。西太结核主体暴露在海水中,周围沉积物主要由深海黏土组成。西太结核的锰相矿物几乎只有水羟锰矿,具有较高的REY、Co含量和低Mn/Fe比值,属于典型的水成成因型。两个区域的多金属结核的稀土北美页岩标准化模式均显示Ce正异常、Y负异常和无或弱Eu异常,与海水稀土特征构成良好的耦合关系,是多金属结核对海水稀土选择性富集的结果。西太结核相对东太结核具有更高的Ce含量和δCe,Co、Ti与Ce具有良好的正相关关系。研究认为海水中溶解氧并不一定是控制结核Ce正异常程度的关键因素,Co、Ti等元素及其相关组分能够引起Ce与其他稀土元素的强烈分馏,也可能是影响多金属结核Ce正异常程度的控制因素。研究区多金属结核和富钴结壳表层样的ε_Nd范围为-6.6~-2.5,是全球最富放射性成因Nd的海洋铁锰壳层。结合稀土模式以及Eu异常特征,本研究认为多金属结核的稀土主要来自ε_Nd相对较高的周围陆壳,可以通过河流或者大气沉降等方式输送到大洋,而研究区广泛分布的海山玄武岩释放的放射性成因Nd同位素对海水的影响微弱。     

鄂西地区铅锌地球化学异常分布特征及找矿意义

地球化学元素的分布特征反映了元素矿化富集及空间变化的规律。通过对鄂西地区水系沉积物地球化学测量数据的统计分析,圈定了铅锌地球化学异常,并应用因子分析方法确定了主要成矿元素的共生组合及元素组合异常,为鄂西地区铅锌多金属矿勘查提供了有用的找矿信息。Pb、Zn两元素异常主要分布在青峰断裂带附近、神农架地区、黄陵背斜周缘、鹤峰地区和恩施地区南部。Pb、Zn、Cu、Mn四种元素关系密切,反映了该区矿化以铅锌多金属元素矿化富集为主的特征。青峰断裂带附近、神农架地区和恩施南部地区三个区域铅锌多金属元素异常强度大,可以作为鄂西地区铅锌多金属矿下一步找矿勘查重点区。     

内蒙古得尔布干成矿带铅锌银矿两期叠加成矿的矿物学证据--以乌尔根矿为例

内蒙古额尔古纳市乌尔根铅锌银矿是得尔布干成矿带上具有代表性的浅成中低温热液型铅锌银矿之一。显微镜下观察、电子探针分析结果等矿物学证据证明,该矿床存在2期成矿作用。其中早期火山热液形成的金属硫化物普遍受应力作用的改造,并广泛被晚期形成的矿物交代,典型矿物是不含乳滴状黄铜矿的闪锌矿,具有高含量Fe、Mn和低含量Cu的特征;晚期次火山(隐爆角砾岩)热液形成的金属硫化物占大多数,常交代早期形成的矿物并与其交生在一起,典型矿物是含固溶体乳滴黄铜矿的闪锌矿,并且具有中等含量Fe、Mn和高含量Cu的特征。在次火山热液期的晚阶段残余热液还形成了较为纯净的呈棕黄色-无色透明的纯净闪锌矿,具有高含量Zn,低含量Fe、Mn、Cu的特征。结合前人测定的研究区火山岩和矿石矿物定年结果以及火山岩主量元素组成数据,推测早期火山热液成矿与中基性塔木兰沟组火山岩关系密切,而晚期次火山(隐爆角砾岩)热液属于满克头鄂博组的(中)酸性岩浆热液的产物。隐爆角砾岩热液富含Cu元素且为成矿提供了主要物质来源,是研究区寻找除铅锌之外其他矿种的重要线索。     

贵州下寒武统黑色岩系多金属矿层成矿物质来源的铅同位素示踪

为探讨贵州黑色岩系多金属矿层的成因和成矿物质来源,文章对镇远江所出露的黑色岩系多金属层铅同位素进行了测试。结果表明,黑色岩系多金属矿石铅来源于壳源混合铅,且具有富铀铅贫钍铅的特点,下寒武统牛蹄塘组的下伏灯影组富铀铅而贫钍铅的化学沉积物可能提供了较多的成矿物质。成矿物质主要来源于地壳,具有地幔铅混染的特点,是岩浆作用,化学沉积作用,海底热水作用共同参与的结果。黑色岩系多金属矿层的形成是多种成矿作用过程叠加的结果,具有多来源,多期次的成矿特点。     

南海西北陆缘多金属结核地球化学特征及成因

对取自南海西北陆缘海域的大型多金属结核进行了电子探针、X射线粉晶衍射(XRD)、等离子质谱仪(ICP-MS) 和等离子光谱仪(ICP-AES) 等方面的分析.结核核心部位的主要矿物组成为石英、伊利石、钠长石和绿泥石, 壳层的主要矿物为δMnO₂等.铁、锰组分呈现Fe含量高、Mn含量低和Mn/Fe低的特征.Si含量高, Cu、Co、Ni含量低; 稀土元素(REE) 含量高, 平均为1472.30×10-6, 轻稀土与重稀土的比值(LREE/HREE) 达19.54, 并且存在较强的Ce正异常.元素含量的变化显示: 从结核内壳层到外壳层, Fe、Mn、Cu、Co等元素含量呈不规律变化, 具有典型的边缘海特征, 该特征反映结核在形成过程中受到边缘海沉积环境波动变化的影响, 陆源物质供应量的增加对Fe、REE、Si等元素的富集起到了促进作用, 而对Mn、Ca等元素的富集则产生明显的稀释作用.多金属结核Mn/Fe比及Mn-Fe- (Cu+Ni) ×10三组分图解显示, 南海北部陆缘多金属结核为水成成因, 该成因与结核所赋存的边缘海环境密切相关, 反映了结核成长发育的过程中, 南海典型的边缘海沉积条件和多变的古海洋环境因素对其产生了重要影响.