非金属成矿与勘查开采技术 ——"非金属矿产"专辑特邀主编寄语

历史证明, 矿产资源是人类赖以生存、社会发展的物质基础。没有矿产资源的可持续供应和安全保障, 就没有国民经济与社会的可持续发展。据统计, 世界上95%的能源以及80%的工业原料来自矿物燃料, 而世界矿产年开采量的70%以上为非金属矿。随着社会的发展和科技的进步, 对非金属矿材料的需求将越来越多。为解决中国战略非金属找矿取得更大突破, 近年来在国家科技部(973计划)、国家自然科学基金委(自然科学基金重点)、自然资源部(国家级整装勘查区)、中国地质调查局(地质大调查)、中国科学院及有关省市自然资源部门的项目持续支持下, 国内有关科研院所和高校的地质工作者, 基于详细的野外地质调查和室内分析研究, 获得了大量的地质资料, 取得了一些重要的进展和新认识, 并实现了一些找矿的重大进展等。为迎接党的二十大胜利召开献礼, 将部分研究成果集中发表于《地球学报》非金属矿产专辑。主要内容涉及与非金属有关的矿物学(描述矿物学、理论矿物学、应用矿物学、矿相学及矿物中包裹体等方面的研究成果); 岩石学(区域性的岩浆岩、变质岩、沉积岩的岩类学、实验岩石学方面的基础理论和应用研究成果); 矿床学(非金属矿床); 矿床地球化学(包括流体包裹体、稳定同位素及成矿模拟实验)、与矿床有关的岩石学和矿物学、构造演化与成矿研究等。专辑包括综合篇、非金属矿产资源开发理论与技术篇、清洁能源篇、战略性非金属篇和找矿方法找矿预测篇5个部分, 本文将对收录本专辑的所有文章做简要介绍, 希望该专辑的研究成果能够为非金属矿产理论研究以及实现找矿突破提供参考和有益的帮助。     

江汉盆地潜江凹陷王场地区深层卤水水化学特征及成因研究

沉积盆地油田卤水中蕴藏着锂、铷、铯等战略性关键矿产资源, 其成因研究具有重要意义。本次研究采集了江汉盆地潜江凹陷王场地区地下卤水样品18件, 测试了其化学组成, 分析了卤水的水化学特征、元素相关性和特征系数, 探讨了该地区深层卤水成因。研究区卤水赋存于古近系潜江组砂岩中, 矿化度(TDS)平均值为260.04 g/L, 水化学类型为Cl-Na型, pH值在7.03~8.01之间。与往年相比, 潜江凹陷卤水矿化度呈逐年下降趋势, 可能与油田的开采注水有关。Na、Cl含量与TDS呈现了明显的正相关性, Li、K、B和Br含量随着TDS增加而升高, 而Ca含量随着TDS增加呈下降趋势, 可能揭示了原生沉积卤水蒸发浓缩的过程。高的钠氯系数(1.09~1.21)和氯溴系数(480~1547.60)以及低的钾氯系数(3.75~14.82)表明了来自石盐溶解的贡献, 波动的钙镁系数和脱硫系数反映了不均一的封闭性和变质程度, 从潜一段至潜四段封闭性变好、变质程度变高。研究区地下卤水为陆相盐湖原生蒸发沉积, 有明显石盐淋滤的物源补给, 储集空间整体封闭性较差, 变质程度较低。     

战略新兴矿产调查工程进展与主要成果

随着我国经济社会发展和产业升级,钾盐、稀有金属、稀土金属、稀散金属、萤石、叶蜡石、脉石英、晶质石墨、硼等矿产在新一代信息技术、新能源汽车及高端装备制造等战略性新兴产业发展中发挥着越来越关键的作用,需求量也逐步攀升。 “战略新兴矿产调查工程”(2019—2021)以查明重要矿种的资源潜力、取得找矿突破、助推形成大型资源基地为目标,以矿调为手段,开展全国重点地区大型资源基地和重要矿集区锂、钾、铍、铌钽、萤石、脉石英等矿种成矿规律和找矿方法的创新研究,同时开展矿产资源的综合利用研究,取得了一批重大找矿成果,丰富了成矿理论,创新了找矿方法。概要介绍了该工程在川东北锂钾找矿、川西稀有稀土金属矿产调查、新疆阿尔金稀有金属矿产调查、江西赣南—福建浦城地区萤石、硼资源、东部地区脉石英、叶蜡石特种非金属矿产找矿等方面取得的新进展; 介绍了川东北、川西、阿尔金等主要成矿带稀有稀土矿产、萤石、脉石英等关键矿种成矿规律、勘查技术方法、绿色调查及综合利用等方面取得的成果,对进一步提高我国钾盐、锂矿、萤石、脉石英等战略性矿产资源保障程度和研究程度,促进新兴产业发展和我国战略性矿产后续调查评价具有重要意义。     

碳酸盐岩中方解石胶结物的阴极发光环带与微量元素构成的关系——以塔河油田奥陶系碳酸盐岩为例

对塔河油田奥陶系碳酸盐岩中方解石胶结物的阴极发光性和微量元素构成研究发现,一些与大气水成岩环境有关的方解石胶结物显示出亮、暗相间阴极发光环带,微量元素含量与阴极发光环带之间具有良好的对应关系,亮带具有较高的Mn、Fe含量,暗带则具有较高的Sr、Na含量,显示方解石胶结过程中大气水作用强度的变化。这些碳酸盐矿物的阴极发光环带受元素构成变化控制,并反映成岩流体中元素含量的变化和/或结晶速率的变化,这在一定程度上与大气水环境相对开放的成岩条件有关。相对晚期的环带发光较亮,并具有较高的Mn和较低的Sr、Na含量,显示与加里东—海西期构造运动有关的古岩溶过程中大气水作用逐渐加强的总体成岩趋势。     

鄂尔多斯盆地西北部盒8段流体包裹体特征与油气成藏研究

根据油气包裹体特征及含烃盐水包裹体均一温度,结合埋藏史分析,对盒8段油气藏进行了成藏期次综合研究。盒8段油气藏历经四期油气充注过程:第一期发生在219~209M a(晚三叠世中期);第二期发生在191~183Ma(早侏罗世中期);第三期发生在145~130Ma(早白垩世早中期);第四期发生在122~115Ma(早白垩世晚期)。     

四川盆地东北部地区长兴组碳酸盐岩成岩作用及储层孔隙演化

以四川盆地东北部长兴组碳酸盐岩为研究对象,应用薄片、铸体、阴极发光和X射线衍射等室内分析技术,对其成岩作用、成岩演化序列、储层孔隙演化及其特征进行了详细研究。研究区常见的成岩作用有：压实压溶作用、胶结作用、充填作用、交代作用、白云化作用、重结晶作用、溶蚀作用、破裂作用等成岩作用。其中对储层孔隙发育影响较大的主要是胶结作...     

战略性非金属矿产厘定、关键应用和供需形势研究

战略性矿产是国家资源宏观调控和的监督管理的重点对象, 加强战略性矿产研究、明确自身比较优势和薄弱环节。战略性非金属矿产是指对国家经济发展和国家安全至关重要的非金属矿产。建议将萤石、高纯石英、石墨、硼、金红石、硅藻土、叶蜡石、石榴子石、金刚石、泥炭、重晶石等11种非金属矿产为战略性非金属矿产, 对其重要性及用途、资源供需形势等进行研究, 为国家制定勘查投入规划及制定矿业发展政策提供参考。对于完善全国矿产资源规划中的战略性矿产资源目录、为国家相关产业政策制定提供借鉴参考具有重要意义。     

闽北邵武地区萤石矿综合信息找矿方法研究

福建邵武地区萤石矿属热液充填型, 萤石矿赋存于NE向、近SN向断裂破碎带中。目前萤石矿找矿工作逐渐向隐伏矿和深部矿转移, 本文通过该区张厝萤石矿预测区物化探综合信息方法找矿实例, 探讨隐伏-隐半伏萤石矿物化探综合预测方法组合。结果表明: 区域化探、高精度磁测、视电阻率联合剖面和可控源大地音频电磁测深等物化探技术方法组合对热液充填型萤石矿勘查评价具有较好的效果。     

吉泰盆地石炭系黄龙组黑色碳质泥岩物源、构造背景与古风化作用:来自稳定元素地球化学的证据

吉泰盆地在白垩纪—古近纪时期, 沉积了巨量的富锂钾卤水, 同时富含硼、铷、铯、溴、碘等新兴矿产资源, 综合利用价值高。本文采用X射线荧光光谱(XRF)和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)分析了吉泰盆地石炭系黄龙组黑色碳质泥岩的主、微量和稀土元素地球化学特征。通过对其物源、构造背景及古风化作用的详细分析, 探讨了其对上覆卤水矿层的影响。吉泰盆地M2钻孔底部细碎屑岩具有LREE富集, HREE较平缓的特征, 且均表现明显的Eu负异常, 综合La/Th-Hf和Zr-TiO2图解, 认为其主要来自长英质/基性岩浆岩和古老沉积组分的混合源区, 为卤水形成带来了丰富的深源物质。微量元素和稀土元素的含量和比值(La/Th、Cr/Th、Th/Sc), 反映出被动大陆边缘的构造背景特征。通过计算化学风化指数(CIA、CIW、PIA和ICV)及Al2O3-(CaO+Na2O)-K2O图解, 表明其化学风化程度较高, 有利于元素的迁移和富集, 为卤水矿床的形成提供了丰富的成矿元素。     

江陵凹陷古新世盐湖沉积碳酸盐碳氧同位素组成及其环境意义

江陵凹陷位于江汉裂谷盆地西部, 古新世是该区富钾卤水形成的主要时期, 研究该时期古气候的演化, 对下一步找钾有重要的理论和实际意义。古新统沙市组和新沟嘴组湖相碳酸盐岩分析结果显示, 沙市组沉积碳酸盐岩δ13CPDB值介于–4.8‰ ~ –1.0‰之间, 平均值为–3.4‰; δ18OPDB值介于–5.6‰ ~ –0.6‰之间, 平均值为–3.3‰; 新沟嘴组碳酸盐岩δ13CPDB值介于–10.8‰ ~ –8.8‰之间, 平均值为–9.3‰; δ18OPDB值介于–10.2‰ ~ –6.7‰之间, 平均值为–8.6‰。沙市组碳酸盐岩样品的δ13CPDB和δ18OPDB之间具有良好的正相关性, 表明它们发育在蒸发作用明显的相对封闭的咸水湖泊体系中; 而新沟嘴组δ13CPDB和δ18OPDB之间相关性差, 指示该时期是水体滞留时间较短的开放型湖泊系统。碳氧同位素, Sr/Ba值和Mg/Ca值均说明沙市组沉积时期古盐度和蒸发/降雨大于新沟嘴组沉积时期; 古新世的岩相古地理演化说明了沙市组沉积时期古湖水面小于新沟嘴组沉积时期。江陵凹陷古新统湖泊沉积碳酸盐碳氧同位素组成的变化指示了区域古气候条件由沙市期的干热向新沟嘴期的湿润转变。显示古新统沙市组到新沟嘴组江陵凹陷古气候格局发生了重大变化, 这一变化对于沙市组时期古盐湖演化和成钾十分有利。