我国铅锌矿床伴生稀散元素分布与赋存状态研究综述

铅锌矿床中常具有较高品位的各种稀散元素,如镉(Cd)、镓(Ga)、锗(Ge)、铟(In)、铊(Tl)、硒(Se)、碲(Te)等,是近代发展尖端科技产业所急需的矿产资源之一。前人在对铅锌矿山中伴生有益分散元素的规模查定、分布规律及存在形式等研究方面,已积累了一定程度的资料和经验。为了更有效率地开展我国铅锌矿山中稀散金属资源的评价工作,有必要对这些基础和现状     

稀散金属超常富集的主要科学问题

稀散金属对国民经济、国家安全和科技革新具有重要的意义,特别是对高、精、尖科技和未来能源的发展具有举足轻重的地位。稀散金属的储量相对稀少且地域分布高度不均,供需矛盾日益突出,存在较高供应风险;另一方面,其"稀"、"伴"、"细"的特点决定了对其地球化学性质和行为认识的薄弱,元素超常富集机理的问题仍存在较大争议。近20年以来关于稀散金属的研究主要集中在矿床类型和成矿专属性、资源储量评估、超常富集机制等方面,突破了"稀散金属不能形成独立矿床"的认识,初步建立了稀散金属成矿理论体系。稀散元素的超常富集往往需要十分苛刻的条件和特殊的地球化学过程:铼的超常富集受制于地幔熔融过程和洋壳沉积物的再循环,以及岩浆氧逸度、去气过程;铟与锡的关系紧密,岩浆中镁铁质矿物结晶过程及挥发组分控制成矿热液中铟的金属量;碱性岩的幔源性、高氧逸度、高挥发性促进碲的迁移和富集,铁锰结壳中δ-Mn O2或Fe OOH可以吸附大量的碲;镉的超常富集行为主要与锌相关,不同类型铅锌矿床中镉的富集程度具有明显的差别;锗在铅锌矿床中主要以类质同象替代锌进入闪锌矿中,煤层中倾向于和有机质结合形成锗的络合物及有机化合物。基于已有认识,今后应当重点加强元素地球化学行为对稀散金属富集控制的研究,壳幔相互作用、热液过程、表生风化沉积以及多期多阶段地质事件耦合机制的研究,以及非常规类型稀散金属矿床的成矿潜力研究。本专辑报道了近年来这些方面的最新研究进展,包括13篇文章,主要涉及岩浆热液型矿床、低温热液型铅锌矿床、表生风化-沉积过程中稀散金属的富集成矿,以及稀散金属矿床的探测技术与预测方法研究等。     

长江中下游成矿带含稀散金属矿床特征初探

稀散金属是关键金属的重要部分,其矿化特点和成矿规律等方面受到矿床学界高度关注。文章总结了全球稀散金属矿化类型和分布规律,除了镓、镉和铊矿床外,其他锗、硒、铟、碲和铼5种稀散金属普遍伴生于斑岩-矽卡岩铜矿系统。笔者初步地绘制了全球斑岩型和矽卡岩型稀散金属的分布图、长江中下游成矿带含稀散金属矿床的分布图,指出长江中下游成矿带有2种不同类型含稀散金属矿床:一类呈伴生产于斑岩-矽卡岩铜铁金和铅锌矿床,以多种稀散金属为特征;另一类呈独立稀散金属矿床;以前者为主。文章以长江中下游矿成矿带鄂东南丰山矿田为例,介绍碲和铊的赋存状态,初步地建立了矽卡岩铜金碲矿床+远接触带低温金铊碲矿床组合模型。最后提出矽卡岩型稀散金属矿床重点关注的科学问题,建议加强氧化型含金矽卡岩矿床伴生的稀散金属矿床的成矿机制研究。     

四川“三稀”矿产资源的成矿特征及找矿勘查方向

新兴关键矿产——三稀（稀有、稀土、稀散）金属是支撑国家“十四五、十五五”节能环保、新一代信息技术、生物、高端装备制造、新材料、新能源以及新能源汽车7大战略性新兴产业发展的关键矿产资源。四川省三稀金属矿产资源非常丰富。但以往对三稀资源重视不够,资源家底不清,相关成矿作用的研究较为粗浅。笔者在总结三稀资源分布特点、分析研究成矿地质背景、典型矿床以及元素富集规律的基础上,估算了17种三稀金属的资源量,预测了资源潜力,提出四川进一步找矿勘查方向。     

国家重点研发计划项目《稀散矿产资源基地深部探测技术示范》正式启动实施

<正>稀散金属(包括镉、镓、铟、铊、锗、硒、碲、铼)是现代工业、国防和尖端科技领域不可缺少的支撑材料,对国民经济、国家安全和科技发展具有"四两拨千斤"的重要战略意义,因而被很多西方发达国家视为21世纪的战略物资加以保护和储备。因此,如何加快稀散矿产资源找矿突破、增强稀散金属作为"战略性"矿产资源的保障能力,已成为国际关注的焦点。然而,一方面"稀散金属难于富集成矿"的内在特征决定了它们具     

江西城门山铜矿床伴生稀散金属矿化特征及其地质意义北大核心CSCD

江西城门山铜矿床通过开展深边部找矿勘查,发现其探明的伴生稀散金属资源量达到大型甚至超大型规模,其中碲、铊、镉、硒等稀散金属已综合回收利用,但研究程度还很低。本文收集整理城门山矿床的编录及化验资料,总结该矿床稀散金属的矿化特征和空间分布规律,并探讨稀散金属富集机理和控制因素。结果表明,城门山矿床的稀散元素多倾向于富集在似层状硫化物型矿石中,赋存状态以独立稀散金属矿物和赋存于黄铁矿、黄铜矿和闪锌矿等硫化物晶格为主,具有随金属硫化物总量变化而变化的空间分带特征。矿石中的w(Cd)与w(Zn)具明显的正相关性(R^(2)=0.65),其他稀散元素的含量与Cu多呈弱正相关性。本文提出碲与铊与似层状硫化物矿石密切相关,镉的超常富集主要与锌的成矿作用有关,它们在热液流体萃取、运移、沉淀过程中元素分离相对较少,岩浆结晶分异导致热液流体中铟含量降低,铼主要赋存在辉钼矿中,与幔源物质参与密切相关。同时,还建立了城门山含稀散金属铜矿床的成矿模式。     

广西武宣盘龙铅锌矿喷流沉积成矿作用:稀土元素和硫同位素证据

盘龙铅锌矿是桂中地区典型的大型铅锌矿床.文章系统地总结了该矿床的地质特征,初步提出了矿床的成因类型.研究结果表明:盘龙铅锌矿位于大瑶山西侧铅锌多金属成矿带南段,矿体顺层发育于下泥盆统上伦组白云岩中.矿床中发育层状、条纹-条带状构造、同沉积角砾岩和层间揉皱等,沉积特征明显,矿化与白云岩化、重晶石化及硅质岩关系比较密切.稀...     

黑色岩系型战略性关键矿产资源研究进展及主要科学问题

本文对近年来黑色岩系型战略性关键矿产的分布规律和超常富集机制等方面的研究进展进行了归纳总结,并对战略性关键矿产资源研究进行了展望。黑色岩系分为黑色页岩、煤系地层和富碳质磷块岩等沉积地层,其中黑色页岩中发生超常富集的关键金属有Se、Te、Re、Cd、Tl等稀散金属,以及PGE、Co等稀贵金属;煤系中可见Ga和Ge的超常富集（形成独立的Ga、Ge矿床）,同时也可见稀土金属、稀贵金属的富集;磷块岩中常显著富集稀土,尤其是中重稀土。黑色岩系中的关键金属主要源自大陆风化、海水、热液以及生物摄取。在风化沉积作用中,硫化-还原水体环境形成的泵吸效应,有机质的还原作用,富有机质沉积体系中有机质、铁锰氧化物、磷灰石、黏土矿物等的络合和吸附是关键金属发生富集的主要机制。黑色岩系可为热液叠加过程提供成矿金属,调节热液体系的氧逸度和硫逸度,促进超大型战略性关键矿产的形成。此外,黑色岩系富集的金属在地球层圈物质循环中的聚散行为还可对其他相关成矿系统产生影响。黑色岩系中战略性关键金属的超常富集与大陆边缘、裂谷等环境下缺氧-硫化的沉积事件相关。大气氧含量的变化、超大陆的聚合和裂解、洋流环流模式的改变、冰期以及大规模...     

中国三稀矿产资源战略调查研究进展综述

三稀资源是稀土、稀有和稀散资源的统称。"三稀矿产资源战略调查研究"项目启动以来,研究了全球三稀资源的分布、产出特征及其开发现状、选冶技术与市场供需状况;发现中国重稀土资源消耗过快,关键性稀散金属的利用水平有待提高,部分稀有金属亟待发现新的矿产地;同时,中国三稀资源利用的质量不高,高附加值产品少,采选回收率低;现场实地调研也表明中国离子吸附型稀土矿区还存在证外采矿和环境污染问题。在地质理论研究方面,通过成矿规律研究发现离子吸附型稀土矿的母岩体可以扩展到燕山晚期花岗岩以外的地区,内生稀有稀土资源的形成具有时空分离的趋势。在技术方面,项目组把高分辨率遥感技术应用到三稀资源的监管工作,并全面更新了三稀元素的分析测试技术,取得了显著成效。此外,所提出的分单矿种评价、管理稀土资源、修改三稀资源勘查规范、设立复合型三稀资源矿种以及水化学技术调查监测三稀矿山的生产状况和环境污染等建议和新思路,都具有现实意义。在找矿部署方面,项目组根据三稀资源的综合特点,认为应建立稀有资源的整装勘查区、稀土资源的规划区、稀散资源的综合利用示范区,甘肃、四川、福建等地已取得初步找矿进展。     

福建省龙岩中甲铁矿矿床特征及分散元素铟镉的富集规律

福建龙岩中甲含锡多金属硫化物磁铁矿矿床中有2种分散元素In、Cd具有工业价值.本文利用常规的显微镜观察、化学分析手段,对该矿床矿石中分散元素铟、镉的含量及富集规律进行了分析研究,结果表明矿床锌(铅)矿化系列铁矿矿石中分散元素铟、镉含量在多金属硫化物型矿石中均超过其作为伴生有用组分的最低工业品位数倍,含量较高.分散元素地球化学特征指示矿床为火山沉积-热液叠加改造成因.该矿床位于南岭多金属成矿带与中国东部环西太平洋大陆边缘多金属成矿带复合部位之闽西-梅州Pb-Zn-Cu-Fe矿多金属成矿带,因此对矿床特征及其中伴(共)生的分散元素富集规律研究具有重要的理论和现实意义.     

塔西乌拉根铅锌矿床硫同位素地球化学特征

乌拉根铅锌矿带位于塔里木盆地以西喀什凹陷北部的乌恰凹陷中,该矿床δ34S值-25.9‰~27.5‰,显示出较宽泛的分布范围,本文通过对乌拉根铅锌矿床S同位素的研究,分析了成矿物质来源和矿床形成过程。该矿区硫同位素具有混合BSR作用形成的生物硫和海相沉积的膏岩矿物硫的特征,塔里木盆地西缘的新生界沉积盆地内大量发育的天青石、石膏、重晶石等硫酸盐矿物,为乌拉根铅锌矿床的铅锌矿化提供了充足的硫源。在其成矿作用过程中,盆地流体中的金属物质与来自于膏盐层溶解并进过生物还原作用形成的还原性硫结合导致硫化物的沉淀成矿。乌拉根铅锌矿床属砂砾岩型铅锌矿床。     

序

<正>以新材料、新能源为代表的当代新兴工业快速发展,带动了相关金属材料的需求增长,引发了金属原材料的供求矛盾和紧张形势。国际上把现今社会必需,但安全供应存在风险的一类金属统称为关键金属,主要包括稀有、稀土、稀散及稀贵金属。它们成为后工业化时代的必需元素,国际需求剧增,但是关键金属资源全球地质分布不均,资源安全问题引发全球关注,     

甘肃花牛山铅锌矿床闪锌矿LA-ICP-MS微量元素组成及其地质意义

天山—北山铅锌成矿带位于中亚造山带、塔里木板块和华北板块的交汇地带,是我国西北地区重要的金属资源产地之一。花牛山铅锌矿是天山—北山地区具典型成因意义的铅锌矿床,矿床成因机制一直存在争议。本文通过LA-ICP-MS对其闪锌矿微量组成进行分析,结果表明：该矿床闪锌矿形成于中—高温环境,以富集Fe、Mn、In、Cd、Cu等元素,贫Ga、Ge、Ni等元素为特征,其中Fe、Mn、In、Cd、Cu以类质同象的形式赋存于闪锌矿中,Ag、Pb以显微包裹体的形式赋存于闪锌矿中;其微量元素组成与岩浆热液为主导的矿床（都龙、黄岗梁、孟恩陶勒盖、赤土店）类似,除此之外,闪锌矿Tl元素质量分数以及Cd/Fe和Cd/Mn值均显示岩浆热液属性,在微量元素判别图中样品也落入岩浆热液区域。野外调研发现,矿体底部未见角砾状和网脉状矿体,矿体均发育在岩性界面及层间破碎带中。结合矿床地质特征、闪锌矿微量元素地球化学特征,认为花牛山铅锌矿床成因类型属于中高温岩浆热液型。     

桂东侏罗煤系伴生矿产成矿规律分析及找矿方向

广西的铝矿、锡矿、锰矿、稀土等矿产资源居全国前茅。广西位于钦杭成矿带尾端、南岭成矿带西端,具有非常有利的成矿条件。构造活动造就了很多的向斜盆地与背斜天穹等富矿地段。近几年随着地质找矿工作的深入,很多以前工作中忽略伴生的"三稀"矿种的稀有、稀散等矿种陆续被发现,局部富集地带已达评价利用要求。桂东北的秀林向斜盆地的侏罗煤系就是一个富含煤系伴生矿种的富矿层位,侏罗系在构造的活动作用下富含多种伴生的稀有、稀散等金属矿产,其伴生矿产局部富集达可综合利用的价值。本文对侏罗煤系的伴生矿产的成矿规律分析,为稀有、稀散等伴生金属矿的找矿方向提供参考。     

西成铅锌矿田有机地球化学特征及成矿作用

通过对西成铅锌矿田地层和矿石中有机碳含量的系统分析及有机质抽提物的气相色谱和色质谱联机分析,研究了有机碳含量与矿床的空间变化特征、生物标志化合物种类与特征及有机质在矿床形成过程中的作用。认为有机质在铅锌成矿过程中的主要作用可能为以下４ 个方面：（１）形成矿源层;（２）控制氧化还原条件;（３）通过吸附成矿元素或金属硫化物或形成有机—金属络合物（或螯合物）,对成矿元素进行活化迁移;（４）有机质作为还原剂,还原硫酸盐形成金属硫化物沉淀,并提供部分硫。     

扬子板块西缘稀散金属超常富集的地球化学背景

稀散矿产资源作为"三稀"矿产(稀散、稀有、稀土)的重要组成部分,对国民经济、国家安全和科技发展具有"四两拨千斤"的重要战略意义,是新一代信息技术、新能源生物、高端装备制造、新材料、新能源汽车等重点培育发展战略性新兴产业的功能材料和结构材料,也是现代工业、国防和尖端科技领域不可缺少的支撑材料。相对其它大宗金属,稀散金属往往分散难以成矿,需在特殊的地球化学背景下,经过更复杂地质过程才能富集成矿。初步研究表明,扬子板块西缘铟、锗、镓等稀散金属均发生了超常富集,构成了全球罕见的稀散金属聚集区,是研究稀散金属矿床的天然实验室和理想基地,扬子板块西缘具有什么样的特殊地球化学背景才能导致众多稀散矿床聚集。为了解决这一科学问题,本文以扬子西缘为研究区,实测了扬子西缘典型代表区(贵州)的元古界-中生界剖面,系统地对不同时代的地层样品进行了测试。结果表明,元古界地层的Ga、Ge、Se、Cd、In、Te、Re、Tl均值分别为9. 71×10~(-6)、0. 30×10~(-6)、1. 71×10~(-6)、0. 48×10~(-6)、0. 07×10~(-6)、0. 10×10~(-6)、0. 015×10~(-6)、0. 29×10~(-6);古生界地层的Ga、Ge、Se、Cd、In、Te、Re、Tl均值分别为14. 70×10~(-6)、0. 35×10~(-6)、2. 36×10~(-6)、0. 23×10~(-6)、0. 06×10~(-6)、0. 08×10~(-6)、0. 014×10~(-6)、0. 69×10~(-6);中生界地层的Ga、Ge、Se、Cd、In、Te、Re、Tl均值分别为9. 06×10~(-6)、0. 22×10~(-6)、2. 48×10~(-6)、0. 07×10~(-6)、0. 04×10~(-6)、0. 07×10~(-6)、0. 003×10~(-6)、0. 11×10~(-6)。结合稀散元素矿床分布特征,发现扬子板块西缘基底地层(除Ge),稀散元素背景总体不高,早寒武世是重要的稀散元素富集阶段,可能与这一时期发育的黑色岩系成矿系统有关,广泛分布的峨眉山玄武岩层一般有较高的稀散元素背景,可能是重要的矿源,Se或Cd或Ga的赋矿层位与高地球化学背景层位对应关系较好,其它元素虽然对应关系不明显,但赋矿层位下部一般为高背景层,反映了成矿物质浅源或就近的特点。本文只是报道了扬子板块西缘的绝大部分不同时代地层的地球化学背景值,初步探讨了稀散元素地球化学背景与稀散矿床的耦合关系。随着稀散矿床的研究不断深入,更多的地质信息和成矿规律会逐渐被揭示,本研究可为后续以上工作的开展奠定背景基础。     

腾冲大硐厂铅锌矿床伴生元素赋存状态及地球化学

本文阐述了大硐厂铅锌矿床 Sn、Ag、Bi、Cd、Ga、In、Tl、Se、Te 的赋存状态。研究表明,矿床中的 Sn 以矿物相形式存在;Bi 以类质同象代替 Pb 进入方铅矿中,不含方铅矿时形成 Bi 的独立矿物;分散元素 Cd、Ga、In、Tl 主要赋存于铁闪锌矿中;Se、Te 主要赋存于方铅矿中,不含方铅矿时形成 Te 的独立矿物;Ge 则分散于造岩矿物中。划分了两个成矿阶段,指出了元素地球化学演化的规律性。     

地气测量的原理及其在地质勘查中的应用

本文介绍了金属气体和金属微粒的形成、地气流的垂向搬运以及内生金属矿床周围地气分散晕的广泛存在,同时还介绍了地气测量在找隐伏矿和勘查运积物覆盖下的岩石类型的应用前景。     

云南乐红铅锌矿床成矿时代与成矿物质来源:Rb-Sr和S同位素制约

川滇黔交界地区是我国重要的铅锌矿产地,云南省鲁甸县乐红铅锌矿床是区内近年来探获的又一大型MVT型铅锌矿床。本文通过乐红铅锌矿床闪锌矿Rb-Sr测年获得等时线年龄为200.9±8.3 Ma,显示成矿作用发生于印支晚期。闪锌矿初始锶同位素比值特征指示了成矿金属物质为壳源,主要来自于基底地层和沉积盖层。矿床金属硫化物硫同位素特征表明乐红铅锌矿床硫源为海水硫酸盐,还原硫可能是海水硫酸盐经过热化学还原作用(TSR)而来。结合矿床地质特征与区内铅锌矿成矿地质背景,认为乐红铅锌矿床可能是在印支晚期华南板块与印支板块拼合造山作用下,引起成矿流体运移,进而在容矿构造内沉淀成矿的结果。     

金属成矿各论(二)

本文从分散元素讨论金属成矿问题,这必然涉及到与它们共存金属的成矿体系。因而提出金属元素的产生和资源类型之间的关系问题,供今后研究。一、一般情况分散元素是一个经验名词,是指常存在于另一种主金属矿物中的元素,它们虽在一定条件下也可以形成独立矿物,但是它们很少形成自己的独立矿石。因此,找分散元素的富集点常是在金属矿石里下工夫。