格陵兰岛伊犁马萨克碱性杂岩原生矿石矿物研究进展

格陵兰伊犁马萨克杂岩是世界最大的碱性杂岩之一,以盛产稀有矿物而闻名,已发现的矿物超过230种。斯坦硅石和异性石由于富含稀土、铀,是杂岩体中重要的矿石矿物。斯坦硅石主要分布于杂岩体钠铁闪石异霞正长岩内,异性石主要分布于条纹霞石正长岩中。文章基于前人研究,从岩体产出环境、岩石组成、勘探历史、矿石矿物类型及蚀变特征等方面进行了系统总结。     

新疆且干布拉克超大型蛭石矿床的成因与成矿模式

新疆尉犁县且干布拉克超基性杂岩体位于塔里木北缘隆起带库鲁克塔格前寒武纪地块中西段,兴地塔格断裂带附近。该蛭石矿床是继南非Palabora、美国Libby和俄罗斯Kovdorsk蛭石矿之后的第4个超大型蛭石矿床。根据野外地质观察和室内薄片鉴定结果,结合该区已有的岩石地球化学和矿床学资料,并通过与国外同类型矿床进行详细对比,从含矿杂岩体的岩石组合、矿体发育特征和矿物共生组合等不同层面探讨了该杂岩体的演化过程和矿床成因,并建立了相关成岩成矿模型。结果表明,且干布拉克杂岩体是裂谷背景下,富集岩石圈地幔低程度部分熔融岩浆经岩浆分异和不混熔作用并以橄榄岩-黑云母透辉岩-碳酸岩等岩相依次侵入的产物,蛭石矿床中的金云母是岩浆晚期高温富碱质热液交代超基性岩的产物,云母类矿物在剥蚀到近地表后,在大气降水作用下发生表生风化最终形成蛭石矿床。矿床的形成过程复杂,经历了从地幔交代、超大陆裂解、岩浆分异、热液蚀变到表生风化作用等五大地质过程。这一模式的建立将为进一步寻找和深入研究该类矿床提供理论依据和实践指导。     

奥林匹克坝铜-铀-金-银-稀土矿床最新研究

奥林匹克坝铜-铀-金-银-稀土矿床是世界著名的氧化铁型铜金(IOCG)矿床,赋矿岩体为奥林匹克坝角砾杂岩体(ODBC),主要产出在被斯图尔特覆盖的伯戈因岩基中。角砾杂岩体的矿石类型主要分为赤铁矿角砾岩、异化角砾岩和花岗角砾岩,并携带丰富的铜、铀、金、银、稀土等元素。该矿的地球化学、流体包裹体和稳定同位素特征显示成矿物质来自壳源。其勘查史表明,该矿是在理论指导下,采用地球物理、地球化学方法,并通过钻探最终才被成功地发现。     

青藏高原东部碳酸岩-正长岩杂岩体型REE矿床成矿模式——以大陆槽REE矿床为例

冕宁-德昌稀土(REE)矿带位于青藏高原东部,受川西一系列走滑断裂控制,大陆槽矿床是矿带中唯一位于南部的大型REE矿床。在前人研究基础上,结合近年来对整个稀土矿带地质填图和室内研究,重点对大陆槽矿床的成矿特征、赋矿围岩及其蚀变、矿石类型、成矿流体来源和流体包裹体演化等方面与同一矿带内的其它矿床进行了详细对比,进一步总结了碳酸岩型(含碳酸岩-正长岩杂岩体)REE矿床的成矿过程。大陆槽矿床的No.1号和No.3号矿体均位于碳酸岩-正长岩杂岩体内,分别由不同隐爆角砾岩筒所控制。以往研究认为两个矿体的碳酸岩-正长岩杂岩体侵位的年龄都在12Ma左右,本次研究发现在26.49±0.63Ma已经存在碳酸岩-正长岩杂岩体岩浆活动。大陆槽REE矿床受隐爆角砾岩构造活动和风化作用的影响,矿石类型以角砾岩型和风化型为主,脉石矿物和矿石矿物在手标本尺度和镜下很难辨认。通过野外观察、镜下矿物共生组合、包裹体显微测温等研究发现,大陆槽矿化过程和牦牛坪矿床相似,只是矿化规模较小,矿化阶段分为岩浆岩阶段-伟晶岩阶段(600℃)-高温热液阶段(450~350℃)-低温热液阶段(350℃),氟碳铈矿形成于热液阶段的晚期。根据伟晶岩阶段至热液阶段氟碳铈矿中流体包裹体的特征,发现多期次隐爆角砾活动导致大气降水和碳酸岩中脱出的CO_2的加入,使得成矿流体的密度(0.732~0.631g/cm~3)、压力(2436~101bar)逐渐降低,直至成矿。此外,岩相学观察和拉曼测试分析也表明包裹体从熔融包裹体过渡到含重晶石、萤石、天青石子晶的富CO_2包裹体、气液两相包裹体,显示了成矿流体由岩浆至热液的转化过程。大陆槽矿床中的包裹体阴离子以SO_4~(2-)为主,气体以CO_2为主,成矿流体中阳离子主要为K~+、Na~+、Ca~(2+)、Sr~(2+)、Ba~(2+)和稀土元素阳离子,表明流体属于SO_4~(2-)-CO_2-H_2O体系,与矿带中其它矿床的成矿流体体系一致。成矿流体的主要成分是岩浆水、大气水和碳酸岩脱碳作用形成的CO_2,后者导致热液方解石和氟碳铈矿的O同位素(氟碳铈矿和方解石:δ~(18)O=5.8‰~12.5‰)值升高。已有研究显示矿带中不同矿床的脉石矿物如重晶石、天青石的Sr-Nd-Pb同位素与碳酸岩-正长岩杂岩体的相关数值基本一致,表明这些脉石矿物来源于碳酸岩-正长岩杂岩体。多期次隐爆角砾岩化作用及大陆槽断裂相关的构造活动促进了成矿流体的循环,直接或间接导致了大陆槽隐爆角砾岩型和风化型矿石的形成。尽管在大陆槽和牦牛坪矿床可以识别出表生氧化阶段,但这一过程并不伴随稀土矿化,热液阶段才是稀土沉淀的主要阶段。研究还强调了碳酸岩发育的大陆槽No.3矿体和里庄矿床主要出现的霓长岩化与矿化无关,而牦牛坪矿床地表并无霓长岩化蚀变。在以往和本次研究的基础上,建立了川西碳酸岩-正长岩型稀土矿床的成矿模式。     

山东郗山-龙宝山地区与碱性岩有关的稀土矿床地质特征及成因

郗山和龙宝山稀土矿具有相似的成矿地质背景、控矿岩体特征及矿床地质特征。燕山早期碱性侵入岩与稀土矿关系密切,稀土矿体主要赋存于杂岩体内及其附近围岩中;稀土元素和同位素研究表明,含矿质的富碱岩浆可能属壳幔混源型,碱性岩浆及成矿物质最初可能都来源于上地幔同一部位,而在岩浆上侵过程中同化混染了地壳物质。郗山稀土矿为单一富轻稀土矿床,矿脉类型以含稀土石英重晶石碳酸盐脉为主,含稀土矿物以氟碳铈矿和氟碳钙铈矿为主,碳酸铈钠矿和菱钙锶铈矿属国内首次发现。龙宝山稀土矿为稀土、金共生矿,矿脉类型主要为石英脉和硅化角砾岩;含稀土矿物主要有氟碳铈矿、氟碳铈镧矿、氟碳钙铈矿;金矿物有自然金、银金矿等。成矿时代稍晚于岩浆岩形成时代,属中生代燕山晚期;矿床成因类型为碱性岩浆期后中-低温热液稀土矿床。     

外生稀土矿床的分布、类型和成因概述

稀土是当今危机资源,勘探和研究稀土矿床是世界热点。外生矿床是重要的稀土来源之一。本文综述了残-坡积、(河流)冲积和海滨砂矿,碳酸盐岩风化壳型,花岗岩风化壳型等稀土矿床地质特征和成因认识。风化壳型稀土矿床是由富稀土的原岩经过地表机械和化学风化作用形成,母岩稀土的最初富集是形成风化壳型稀土矿床的前提,风化壳继承了母岩的稀土特征。目前世界对重稀土的需求最为突出,中国南岭花岗岩风化壳型重稀土矿床为世界之最。风化是后期稀土提炼富集过程,成矿关键在于花岗岩岩浆阶段重稀土矿物的形成。然而,何种因素形成南岭地区具有稀土成矿潜力的花岗岩,富稀土花岗岩表现出的轻重稀土分异是由于源区性质的差异还是源于岩浆演化过程中的分异作用,以及重稀土矿物的形成机制仍有待于研究。     

桐柏-大别山南缘志留纪黄羊山碱性杂岩的暗色矿物

黄羊山碱性杂岩体位于桐柏-大别山南缘,其SHRIMP U-Pb年龄为(439±6) Ma.该杂岩体由石英正长岩和碱性花岗岩组成,其中以石英正长岩为主体,从中心到边缘粒度变化由粗到细.利用电子探针对该杂岩体中的特征暗色矿物的分析结果表明,角闪石和辉石的成分变化较小,角闪石显示出从铁钠透闪石到钠铁闪石的成分演化趋势,辉石主要为霓石,另外岩体中大量出现三斜闪石.根据矿物间的相互接触关系、环带结构、矿物组合的相平衡关系等识别了原生的岩浆矿物组合和次生的岩浆期-岩浆期后矿物组合,建立了矿物结晶顺序,重建了过碱性岩浆或流体的成分、温度、氧逸度的演化历史.从矿物组合的相平衡关系角度表明,黄羊山碱性杂岩体为大陆裂谷环境的产物.     

矿物表征自动定量分析系统(AMICS)技术在稀土稀有矿物鉴定中的应用

云南武定迤纳厂铁-铜-稀土矿床是我国扬子地块西南缘具有代表性的元古代铁-铜-稀土矿床之一,矿床中除Fe、Cu外,还伴生REEs、Nb、Co、Mo、Au、U等元素。由于矿石矿物组成复杂,并且稀土、稀有矿物结晶粒度细小、嵌布特征复杂,使用传统的测试技术很难准确地识别鉴定,因此该矿床中稀土、稀有(铌)矿物的赋存状态研究一直较为薄弱。本文应用目前国际上矿物与地质行业先进的矿物自动分析系统——矿物表征自动定量分析系统(AMICS),结合扫描电镜-能谱仪(SEM-EDS)显微结构原位分析技术,实现了常规岩矿鉴定手段难以完成的矿物定量识别和鉴定,准确地测定了武定迤纳厂铁-铜-稀土矿床脉状矿石中矿物种类及其含量,在脉状矿石发现了含量可观的氟碳钙铈矿(0.82%)和少量的含铌金红石(0.02%)等稀土稀有矿物。研究表明,除了铁氧化物成矿阶段,在铜硫化物成矿阶段也伴随有稀土成矿作用,因此可将主矿化期划分为铁氧化物-稀土矿化阶段(Ⅱ-1)和铜硫化物(-金)-稀土矿化阶段(Ⅱ-2)。研究成果为矿石中稀土、稀有金属等战略矿产资源的综合利用及矿床的进一步研究提供了可靠的数据,同时建立了一套先进、实用的岩石矿物鉴定技术,可望在地质、勘探、资源的有效利用等领域得到更广泛应用。     

牦牛坪喜马拉雅期稀土矿床的厘定及其意义

自1986年川少地矿局109队在攀西地区发现,冕宁牦牛坪稀土矿床后,经数年的地质勘查和研究,已证实该矿床为一大型稀土矿床,从而填补了四川省乃至西南地区稀土资源的空白。特别有意义的是:我们根据含矿霓石碱性花岗岩及其派生的碱性脉岩、碳酸岩脉和稀土矿脉组成的碱性杂岩体,与区内广泛出露的燕山期(110—132Ma)冕西钾长花岗岩在产出特征、     

四川西南牦牛坪碱性伟晶岩-火成碳酸盐岩杂岩体的发现

四川西南牦牛坪碱性伟晶岩-火成碳酸盐岩杂岩体位于攀西裂谷北段次级的哈哈深断裂中段,根据该杂岩体产出的地质背景、产状、岩石及矿物、矿产的共生组合、围岩蚀变类型等具典型的岩浆成因特征,初步提出该杂岩体属岩浆成因的观点。该杂岩体在攀西裂谷北段系首次发现,而且在岩体内发育有明显的多金属、稀土属铀、钍矿化,因此,它具有重要的理论研究和找矿意义。     

河北小营盘与东坪金矿地质地球化学 特征对比及矿床成因探讨

小营盘金矿与东坪金矿皆是全国知名的大型放。中盘金太矿产于太古宇叠干群变质岩中,东坪金矿产于海西期碱性杂岩体中,矿床地质特征、同位素地球化学和包裹体地球化学研究显示,这２个矿床在矿物组合、成矿阶段、等方面具有许多相似之处。尽管二者赋矿围岩及成矿时代不同,但它们均属与碱性杂岩体有关的中温热液型金矿。     

风城碱性杂岩与有关含金刚石岩类对比的意义

迄今为止,对金刚石矿床的研究已取得了新的进展,国内外学音认为:“金伯利岩不是金刚石矿床的唯一母岩”,并且在碱性杂岩体中发现了许多具有工业价值的金刚石矿床。 通过对比辽宁凤城碱性杂岩与有关含金刚石矿床母岩(主要是钾镁煌斑岩)及其共生岩类的构造背景、岩石类型组合、矿物成分组合及岩石的主元素、微量元素和稀土元素特征,发现本区碱性杂岩体岩石与西澳钾镁煌斑岩很相似,尤其是与西澳白榴石钾镁煌斑岩最为接近,而在岩石类型和矿物组合特点上,又与美国阿肯色碱性岩区金刚石矿床母岩及其共生岩类组合颇为相似,这为我们进一步找寻金刚石矿床提供某些有益的信息。     

四川德昌大陆槽稀土矿床地质特征

为查明德昌大陆槽稀土矿床的成矿地质特征和稀土元素的赋存状态,通过对大量岩石、矿石光(薄)片的观察鉴定以及对矿体形态、矿石的物质组分、结构构造的研究,表明该矿床受喜马拉雅期富稀土碱性杂岩的构造控制,成矿地质特征与牦牛坪矿床极为相似。大陆槽稀土矿床为攀西稀土成矿带上最年轻的稀土矿床,矿床类型新,稀土品位高,主要稀土矿物氟碳铈矿粒度较粗,可选冶。     

广西云开地区风化壳离子吸附型稀土矿矿床特征及成矿模式

广西云开地区位于武夷一云开岩盆系武夷岩浆弧广宁深成岩带、华夏古陆与南华活动带的交切部位,其花岗岩侵入岩体风化壳内常富集离子型稀土矿,特别是中性、基性、超基性杂岩体风化壳内找矿前景较好。文章从区域地质、物化探特征和矿床形成条件等方面分析了风化壳离子吸附型稀土矿矿床特征,同时列举了云开地区典型的风化壳离子吸附型稀土矿床。     

CuNi-VTiFe复合型矿化镁铁-超镁铁杂岩体岩相学及岩石地球化学特征:以新疆北部为例

铜镍硫化物矿床和钒钛磁铁矿矿床是镁铁-超镁铁杂岩重要的矿床类型,但二者共生的情况在国内还不多见。新疆北部这类铜镍-钒钛铁复合型矿化岩体较为发育,目前已发现有香山、牛毛泉、土墩南和哈拉达拉等4个岩体属于此类。它们的成岩时代多集中在早二叠世,出露面积在2.8～22km~2,介于通道型铜镍矿化小岩体和大型层状岩体之间,韵律构造发育;岩石组合为超基性-基性-中性岩类,以出现浅色的闪长岩或淡色辉长岩为特点,岩石中金属矿物氧化物(钛铁矿、磁铁矿)和硫化物(黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿,有时有镍黄铁矿)共存和共生;含矿岩石组合和岩石化学特征与典型铜镍硫化物矿床和钒钛磁铁矿矿床相比,具有重叠和过渡特征;稀土和微量元素特征反映出杂岩体不同岩石类型可能具有相同或相似岩浆来源,是经过强烈分异和演化的产物。新疆北部这类复合型矿化,与北疆地区典型铜镍矿床和典型钒钛磁铁矿矿床,共同构成了新疆北部后碰撞幔源岩浆矿床成矿谱系。     

寄主岩浆硫化物和氧化物矿床的镁铁质-超镁铁质岩体对比分析与成矿过程评述

镁铁质-超镁铁质岩体是世界上岩浆硫化物(Ni-Cu-PGE)和氧化物(Fe-Ti-V-P)矿床的主要载体.全球主要岩浆硫化物和氧化物矿床均可以产于大火成岩省、克拉通区的裂谷带或伸展环境、褶皱带内的后碰撞伸展环境.寄主岩浆硫化物矿床的岩体规模相差甚大(从6×104km2到＜0.1km2),既有超镁铁质岩石组合也有镁铁质岩石组合,但其原生岩浆主要为拉斑玄武质岩浆.含镍铜的铂族元素矿床主要赋存于规模很大的层状岩体中,而镍铜硫化物矿床主要赋存于小岩体中.寄主钒钛磁铁矿或磁铁矿矿床的岩体主要是以辉长岩为主的层状杂岩体.寄主钛铁矿-磷灰石矿床的岩体均为层状的斜长岩-纹长二长岩-紫苏花岗岩岩体.尽管其岩石组合相差很大,但其原生岩浆均属拉斑玄武质.寄主硫化物矿床的岩体相对富Si、Mg、Cr、Ni,而寄主氧化物矿床的岩体相对富Fe-Ti-P-V,造岩矿物晶体化学也反映了这种差异.对全球主要含矿岩体的对比分析表明,导致这种反差的主要控制因素应该是岩浆生成时的压力状态,源区性质和熔融程度的差异可能只在局部范围内起作用.对岩浆硫化物矿床成矿过程的认识集中体现在金川模式和岩浆通道模式上,对岩浆氧化物矿床成矿过程的认识体现在氧化物和磷灰石是堆晶相还是从不混溶的矿浆中结晶的.对比分析表明,成矿过程具有多样性,试图用一种模式概括所有同类矿床成矿过程的想法未必可取.毫无疑问,适宜的氧化还原环境是形成岩浆矿床的必要务件,伴随岩浆演化及成矿过程的氧速度变化及其诱因问题尚待进一步探索.     

白云鄂博碳酸岩型REE-Nb-Fe矿床——一个罕见的中元古代破火山机构成岩成矿实例

白云鄂博碳酸岩型REE-Nb-Fe矿床是世界上最大的稀土矿床。稀土矿石产于整个白云石碳酸岩体和部分脉状碳酸岩中。对比世界上20余个火成碳酸岩地区的特征后发现,白云鄂博地区完全具备国外火成碳酸岩区的地质特征。在岩石、矿石组合上,本区也发育一套碳酸岩+超基性岩+碱性基性岩(含基性熔岩)+碱性岩+稀土矿石+铁矿石组合;在矿物组合上,以白云石为主,方解石次之,伴生一套碱性闪石、长石、霓石、磷灰石、萤石、磁铁矿、稀土矿物组合;在全岩化学成分、微量元素、稀土元素和Sr、Nd、Pb、C、O同位素上,这些岩石具有一定的亲缘关系,有着共同的来源;在岩体的形态与岩石组构上,它们以岩席、岩筒和脉岩的形式出现,并发育有强烈的熔离作用与流动构造;在区域构造上,发育隐伏穹窿构造、岩筒构造和巨型断裂汇聚构造。综合分析上述特征表明:白云鄂博地区具有中元古代破火山机构的痕迹,赋矿白云石碳酸岩体则是顺层侵入的火成碳酸岩体,东矿、主矿可能是一个火山颈构造控矿,而赋矿白云石碳酸岩体西南侧的苏木图矿床则是隐伏岩筒构造控矿。     

离子吸附型稀土矿床形成的矿物表/界面反应机制

华南离子吸附型稀土矿床提供了全球超过90%的重稀土,是我国优势的战略性关键金属矿产资源。掌握这类矿床的成矿机制和禀赋特征,可为增加稀土资源储量和高效利用稀土资源提供理论支撑。离子吸附型稀土矿床主要发育在富稀土花岗岩、浅变质岩及火山岩的风化壳中。基岩中的(含)稀土矿物是风化壳中离子态稀土的主要来源,其矿物组合很大程度上决定了稀土矿床的禀赋和分异特征。在物理-化学风化和微生物作用下,造岩矿物、含稀土矿物和稀土独立矿物逐渐溶解,使稀土元素活化和再富集。一方面,母岩风化形成的黏土矿物和铁锰氧化物具有较大的比表面积和一定的表面电荷密度,是稀土离子的主要载体;另一方面,稀土离子通过离子交换、表面吸附与络合、共沉淀,以及形成次生稀土矿物等途径富集在次生矿物表面,其富集-分异特征和赋存状态受矿物类型、pH、微生物活动等因素所控制。利用高分辨透射电镜结合选区电子衍射和电子能量损失谱,以及同步辐射X射线吸收精细结构谱,有望在原子级尺度查明稀土的微观赋存状态。未来研究需更多关注基岩中(含)稀土矿物组合及其演化路径的制约因素、微生物风化对离子吸附型稀土矿床成矿作用的约束,以及稀土元素的微观赋存状态等问题。     

稀土元素矿床

为了能对稀土矿床作一个较全面和系统的介绍,从成因类型将稀土矿床划分为:与花岗岩有关的稀土矿床;与碱性超基性杂岩有关的稀土矿床;与霞石正长岩有关的稀土矿床;与碱性花岗岩和正长岩有关的稀土矿床;与沉积变质作用有关的稀土矿床;外生稀土矿床(表1)。从世界上看,美国加利福尼亚州芒廷帕斯与正长岩、黑云母花岗岩、富辉石正长岩有关的碳酸岩体和岩脉是氟碳铈矿最重要的资源,是世界稀土主要供应地,占总生产能力的50％     

津巴布韦哈特利(Hartley)铂矿床地质特征及成因

文章对产于津巴布韦大岩墙内的哈特利(Hartley)铂矿床的地质特征和成因进行研究。津巴布韦大岩墙于新太古代侵入,在津巴布韦克拉通内形成南北段次级岩浆房格局。哈特利铂矿的铂族元素主要分布在杂岩体的中下部,与硫化物密切相关,主要含矿矿物为铋、碲矿物。在岩浆侵位的过程中发生结晶分异,形成了铂族元素和硫化物的垂向分带。哈特利矿床与中国金川等铂族元素矿床相比,其成岩成矿时代早,矿床特征、成矿元素组合方面均有明显不同。