战略性关键矿产勘查现状与对策：以青海省为例

关键矿产是指当前和未来相当长时间内现代社会可持续发展所必需、但在稳定供给方面存在高风险的战略性资源,主要包括稀土、稀有、稀散金属等“三稀矿产”,铬、锰、钛、钴、镍、钒等其他战略性金属矿产,以及晶质石墨、萤石、滑石、硼等战略性非金属矿产.青海省的关键矿产种类丰富,矿床成因类型多样,资源潜力大.未来要聚焦关键金属元素超常富集基础地质理论研究和找矿勘查实践,加强青海省关键矿产成矿条件、成矿规律、关键金属元素的地球化学行为和元素超常富集机制等方面的研究,查明关键金属元素赋存状态,提高关键矿产资源利用率,减少环境污染,提升矿产资源勘查开发利用水平.立足国际国内关键矿产资源形势,以青海省为例提出了全面提升对战略性矿产的管理、勘查、开发和综合利用水平及保障矿产资源安全的思考和建议.     

小秦岭文峪金矿床流体包裹体研究及矿床成因

文峪金矿位于小秦岭矿田南部,其产出受脆-韧性剪切带控制,赋矿围岩为太华群变质杂岩.根据脉体穿切关系和矿物交代关系,可以将文峪金矿流体成矿过程分为早、中、晚三个阶段,其热液石英中发育CO2-H2O型、纯CO2型和H2O溶液型三种类型流体包裹体.平阶段石英中原生包裹体主要是CO2-H2O型和纯CO2型,其成分为CO2+H2O±N2±CH4,均一温度集中在290～330℃,盐度为1.02％～9.59％ NaCleqv;中阶段为主成矿阶段,该阶段石英中包含了所有3种类型的包裹体,其中以CO2-H2O型包裹体为主,获得CO2-H2O和水溶液包裹体均一温度集中在250～290℃,盐度为0.02％～12.81％NaCleqv;晚阶段石英仅发育水溶液型包裹体,具有较低的均一温度(114～239℃)和盐度(4.18％～8.95％ NaCleqv).根据CO2-H2O型包裹体计算早、中阶段压力分别为130 ～ 178MPa和85 ～ 150MPa,对应的成矿深度分别为4.7～6.5km和3.1～5.5km.总体而言,文峪金矿的初始流体具有中高温、富CO2、低盐度的变质流体特征,晚成矿阶段流体演化为低温、低盐度水溶液流体,流体的不混溶导致了主成矿期矿质的大量沉淀,文峪金矿为中浅成的造山型矿床.     

江西九瑞矿集区东雷湾矿区中酸性侵入岩及其铁镁质包体的成因:锆石U-Pb年代学、地球化学与Sr-Nd-Pb-Hf同位素制约

九瑞矿集区成矿与燕山期中酸性侵入岩体关系密切,但对该区东雷湾矿床的地质地球化学研究还相对较少.对东雷湾矿区中酸性侵入岩(花岗闪长斑岩、石英闪长玢岩)及其铁镁质包体进行了系统的锆石U-Pb年代学、矿物化学、岩石地球化学和Sr-Nd-Pb-Hf同位素研究,探讨其岩石成因.锆石LA-ICP-MS U-Pb定年表明:东雷湾中酸性侵入岩的成岩年龄为144.3~148.7 Ma,铁镁质包体的年龄为146.4~147.1 Ma,与寄主侵入岩花岗闪长斑岩的年龄一致.东雷湾侵入岩属准铝质范围,岩石的Mg#较高(42.5~68.0,平均56.0),并具有较高的相容元素含量,富集轻稀土,Eu异常不明显,富集大离子亲石元素,亏损高场强元素.暗色铁镁质包体呈细粒结构,常见针状磷灰石和钾长石斑晶.东雷湾样品的Sr-Nd同位素组成变化范围较小,初始87Sr/86Sr比值位于0.706 4 ~ 0.707 9,ε_Nd(t)值变化于-5.80~-3.31,t_2DM(Nd)为1.2~1.4 Ga,锆石ε_Hf(t)值为-15.9~-3.6.样品的206Pb/204Pb(t)、207Pb/204Pb(t)、208Pb/204Pb(t)值分别变化于17.333 3~18.260 0、15.513 5~15.621 0、37.404 1~38.395 4之间.详尽的元素和同位素地球化学特征表明,东雷湾铁镁质包体是由拆沉的加厚下地壳发生部分熔融,并在其上升过程中与地幔物质发生相互作用,进而与花岗质岩浆混合过冷结晶形成的.该区侵入岩的形成很可能是因为加厚下地壳拆沉入软流圈地幔后发生部分熔融,熔体与地幔橄榄岩相互作用后在上侵的过程分别形成了铁镁质岩石和花岗质岩石.      

天然气水合物区多相流体运移模型：以南海神狐海域为例

天然气水合物是重要的海洋油气资源,近年来利用孔隙水地球化学手段结合流体反应运移模型对水合物进行勘探已 成为研究热点。文章针对南海神狐海域钻探GMGS-1航次的数据资料,用孔隙水溴碘摩尔数比值拟合全新世流体运移速率, 构建了二期次非稳态水合物多相流体运移模型,并以SH7站位作为应用,发现自更新世以来研究区水合物成藏系统处于衰 退状态。通过模型参数敏感性分析,了解到影响模型输出的参数权重从高到低依次是沉积物孔隙度、有机质含量和沉积埋 藏速率。进一步数值分析表明,在水合物成藏系统中,有机质含量与水合物饱和度满足线性相关,其他主要参数与饱和度 的关系并非单调函数,且主导水合物稳定区内的甲烷物源是深部外源流体所携带的甲烷。多相流体运移模型对水合物资源 勘查具有一定的理论意义。     

多孔介质中天然气水合物稳定性的实验研究进展

勘探表明天然气水合物多产出于细碎屑沉积物中,其分布和赋存形式受温度、压力、水化学条件等多种物理化学因素的影响。前人的实验研究表明不同孔径尺度中的甲烷水合物稳定性有别于块状、层状水合物,同时孔隙表面的润湿性也是影响因素之一。在综合分析前人研究成果的基础上,系统阐述了孔隙的孔径、孔隙内表面润湿性对所含天然气水合物稳定性的影响规律,总结了可能的内在机理;并指出了当前应当尽快建立包括空间效应、温度、压力和组分等因素的综合天然气水合物相图,查明含天然气水合物沉积物的孔隙结构和表界面特征,建立天然气水合物的稳定性模型,将有助于精确预测天然气水合物的分布和规模,对于水合物开发和甲烷存储技术的研发也有着重要的意义。     

海洋天然气水合物成藏系统研究进展

在系统总结海洋天然气水合物形成的物质来源及成因机理、物理化学响应、形成环境及成藏模式、分布规律和资源评价进展的基础上,提出了我国开展天然气水合物成藏机理研究的方向和科学问题。2007年4—6月通过钻探获得了测井、原位测量、沉积物岩心及其顶空气、孔隙水、微生物、水合物等样品和资料。南海北部陆坡神狐海域是研究天然气水合物成藏机理和分布规律的理想区域。采用重点分析天然气水合物成藏的物质基础、形成环境、成藏过程、响应机理和成藏系统等研究思路,针对天然气水合物成藏系统中气—水—沉积物—水合物体系的相互作用机理、天然气水合物成藏过程中的物理化学响应机理、天然气水合物成藏要素的耦合控矿机理等3个关键科学问题,开展天然气水合物成藏物源、地质与温压场等成藏条件、成藏演化热动力学机理、成藏响应机理和天然气水合物成藏系统等5个方面研究。     

江西永平铜矿区花岗岩热液蚀变与岩石成因:矿物化学、元素地球化学和Sr-Nd-Hf同位素制约

永平铜矿床是位于华南钱塘江-信江断裂坳陷带中的一个大型铜矿床.矿区内出露的岩浆岩主要有似斑状黑云母花岗岩体和少量石英斑岩脉,黑云母花岗岩岩体内及接触带发育斑岩型和矽卡岩型铜钼钨多金属矿化.对岩体中黑云母的电子探针成分分析表明,似斑状黑云母花岗岩中黑云母具有富镁贫铁高钛的特点,Fe/(Fe Mg)为0.21～0.33,TiO2含量为2.12%～4.28%;而石英斑岩脉中黑云母更加富镁贫铁,Fe/(Fe MS)为0.10～0.15,TiO2含量为2.43%～3.86%.黑云母的化学组成表明花岗质岩浆形成时的氧逸度很高,与长江中下游地区其他含铜花岗质岩体相吻合.永平花岗岩体遭受了较强的热液蚀变作用,部分黑云母蚀变为绿泥石.石英斑岩中绿泥石具有富铁贫镁低钛的特征(Fe/(Fe Mg)=0.72～0.76;TiO2=0.02%～0.06%),其形成温度为139～224℃.而似斑状黑云母花岗岩中绿泥石相对贫铁富镁高钛(Fe/(Fe Mg)=0.36～0.44;TiO2=0.05%～0.36%),形成温度稍高,为229～346℃,与该矿床流体包裹体研究获得的成矿温度(220～400℃)基本吻合.Sr-Nd-Hf同位素综合研究表明,永平似斑状黑云母花岗岩具有变化较大且相对较高的εHf(t)值(-0.1～-10.3)和εNd(t)值(-5.83～-7.95),反映岩石具有明显的壳幔混合成因特征.而石英斑岩的εHf(t)值(-8.4～-12.5)和εNd(t)值(-9.93～-10.2)均稍低于似斑状黑云母花岗岩,反映其形成过程中幔源物质贡献相对较小.永平岩体的地壳端元很可能就是该区中元古代基底地层重熔的产物.     

中太平洋铁锰结壳铅同位素研究

已有研究表明大洋中溶解的铅(Pb)来源于陆源物质，但是，对Pb进入大洋的途径争议很大。为此分析了取自中太平洋两块铁锰结壳样品的Pb同位素组成，获得了整个新生代的中太平洋Pb同位素演化历史。结果表明这两块结壳的Pb同位素随时间的演化曲线与中北太平洋沉积物岩心LL44-GPC3中风成碎屑的Pb同位素演化曲线相似。证实该区深水中的天然溶解铅主要来自风成粉尘，并且50Ma之前中太平洋中溶解Pb同位素组成主要取决于源自美洲的风成粉尘的输入，40Ma之后主要取决于源自亚洲的风成粉尘的输入。     

探索墨西哥湾深水沉积的超高压和流体流动过程与机理--IODP308航次钻探成果

墨西哥湾深水区发育有典型的浊流沉积，长期以来就以独特的被动边缘浊积类型闻名于世。由密西西比河带来的大量碎屑物在河口外形成巨厚泥砂层，快速沉积造成上陆坡特别不稳定，所以塌坡或崩塌事件经常发生，引起迭繁的浊流活动。松散的浅水碎屑物往往随浊流被搬运到陆坡或更深的深水区，造成大规模的再沉积。塌坡事件及其引发的浊流活动存在较大的随机性及其对沉积物造成的分选性，直接控制了墨西哥湾深水区沉积物中的流体流动以至油气生成，使其成为目前世界上富含油气的三大海区之一。但沉积砂层所伴生的超高压常常造成“井喷”，使油气探采难度加大，成本增高，连年来使有关石油公司损失惨重，也给科学界提出了急需解决的科学问题。为什么墨西哥湾深水区超高压现象这么普通？超高压区的流体流动规律有什么特征？它受什么机理控制？浊流沉积跟气候变化有联系吗？是否受冰期／间冰期旋回的影响？