关键金属铍的成矿机制与找矿前景

铍是战略性新兴产业和国防军工行业不可替代的一种关键金属,其赋存形式、成矿机制以及资源分布是关键金属矿产研究的重要内容。地球化学性质上,铍在大部分造岩矿物晶体结构中表现为不相容,倾向在岩浆演化晚期甚至热液阶段富集结晶。然而,铍又是一种典型的双性元素,在酸性和碱性环境中均可得到富集沉淀,因而铍矿主要赋存于花岗质岩石和碱性岩及其相关岩石中,与岩浆-热液过程相关的铍矿床主要包括"火山岩型"铍矿、高分异花岗岩-伟晶岩型铍矿、云英岩-石英岩型铍矿、碱性岩型铍矿、矽卡岩型铍矿、碳酸岩型铍矿等铍矿床。酸性和碱性岩浆的结晶分异、岩浆-热液过程以及挥发组分含量等制约Be的富集、迁移、结晶与成矿过程。同时,铍常与其它稀有稀土金属元素协同成矿,形成共/伴生矿床,在矿产开采过程中,应注意分选工艺、提纯过程等研究。我国铍资源有望在花岗岩型、伟晶岩型以及"火山岩型"铍矿获得突破,东南沿海火山岩地区、大兴安岭火山岩地区、藏南地区、新疆中西部地区等区域可成为铍资源的重要靶区。     

南岭成矿带中亚带发现花岗伟晶岩型铍矿

铍矿是中国重要的战略性新兴产业矿产资源,其中以花岗伟晶岩型最为重要.南岭是中国重要的稀有金属、钨、锡多金属成矿带,以往发现的铍矿主要以矽卡岩型、云英岩型为主,花岗伟晶岩型铍矿较少.通过详细的野外和室内岩矿鉴定工作,笔者在南岭成矿带中亚带花岗伟晶岩中发现了粗晶状绿柱石,并确定其具有一定的规模,弥补了南岭地区铍矿类型单一的...     

郴县柿竹园大理岩型锡、铍矿带中的硬羟钙铍石矿物学特征及矿带矿物学

柿竹园多金属矿床大埋岩型锡铍矿带的矿物种类繁多,已经见到的有63种,萁中的硬羟钙铍石是国内外均属罕见的铍矿物。本文着重介绍硬羟钙铍石及矿带矿物学特征,并对矿石形成条件进行初步探讨。     

铍矿分布特点、主要类型与勘查开发现状

【研究目的】铍作为最轻的碱土金属,由于其特殊的密度、刚度与熔点等物理化学特性,使其成为具有优异功能和结构的材料,对其开展成因机制和勘探开发研究,具有重要的科学价值和经济价值。【研究方法】本文系统梳理和总结国内外典型铍矿床的特征、成因及勘探工艺,采用相似类比等方法,从时间和空间尺度总结成矿规律,提出铍矿的勘查、开发和利用建议。【研究结果】铍矿床可分为内生型和外生型。外生型铍矿床可分为与风化作用或变质作用有关的矿床类型;内生型矿床根据岩浆系统的碱铝属性,可分为过铝性、偏铝性、过碱性成矿系统,根据流体演化阶段,可分为岩浆型、伟晶岩型、岩浆热液型。【结论】从成矿时代来看,无论过铝性、偏铝性还是过碱性系统的铍成矿作用均集中于中生代,燕山期更是铍矿的主要成矿期;从成矿构造背景角度,岩浆型铍矿常产于后碰撞环境,岩浆热液型铍矿则产于大陆边缘,而伟晶岩型铍矿基本产于造山带。铍是新兴材料之一,在未来节能减排、碳中和计划中将发挥重要作用,应加强铍矿综合利用和回收技术的研发。     

福建霞浦大湾钼铍矿区碱长花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb测年研究

福建霞浦大湾钼铍矿床产于火山岩区,但成矿作用可能与岩浆活动和裂隙构造关系密切。为查清矿区隐伏的钠长石化碱长花岗岩与钼铍矿成矿作用之间的关系,本文运用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱法(LA-ICP-MS)对碱长花岗岩进行锆石U-Pb测年研究,获得年龄结果为93. 0±0. 6 Ma,与矿区的辉钼矿成矿年龄(92. 2±1. 3 Ma)一致,表明碱长花岗岩与钼铍矿成矿作用时空上具有密切的成因联系,岩浆活动可能为矿区钼铍矿的形成提供了成矿物质和成矿流体。结合区域上的成岩成矿年代学数据,本研究认为福建省燕山期岩浆活动时代与钼铍矿成矿时代都具有从西向东逐渐变新的时空分布规律,钼铍矿的成矿地质构造背景为燕山期华南岩石圈伸展环境。     

西藏喜马拉雅带稀有金属矿勘查与研究进展

长期以来,西藏喜马拉雅带以发育较多金、金锑及铅锌多金属矿为显著特色,而稀有金属矿未曾列入主流找矿方向。近年来,该带由于铍、锂等稀有金属矿的重要找矿新发现而备受广大学者关注,其相应的成矿作用研究亦有较大进展。本文在喜马拉雅带已有地质找矿成果及科学研究资料的基础上,对该带新发现的稀有金属矿勘查与研究进展进行了总结。本文提出：喜马拉雅带主要发育有伟晶岩型锂-铍矿、锡石-硫化物型锡-铍矿、矽卡岩型铍-锡-钨矿、矽卡岩型铍-铌-钽矿、钠长石花岗岩型铍-铌-钽矿、热液脉型萤石-铍矿6种稀有金属矿化类型,其中伟晶岩型锂-铍矿及锡石-硫化物型锡-铍矿最具经济意义上的找矿价值。这些稀有金属成矿作用均与中新世淡色花岗岩浆活动密切相关,属于岩浆高度结晶分异的产物,是印度-亚洲大陆碰撞造山成矿作用中的新成员,并构成了喜马拉雅带与淡色花岗岩相关的稀有金属矿成矿系列。为指导找矿勘查,今后喜马拉雅稀有金属成矿作用研究应加强如下几方面：(1)高分异淡色花岗岩-伟晶岩岩相分带与相应的稀有金属分带;(2)锂-铍-铌-钽-钨-锡共生分离机制;(3)喜马拉雅式稀有金属矿成矿模式与勘查模型;(4)稀有金属与铅锌-金锑成矿作用的关系。喜马拉雅带新发现的稀有金属成矿作用大部分靠近我国边境地区,通过进一步的勘查评价工作有望形成西藏地区具有战略意义的稀有金属成矿带。     

摩天岭地块东部锂铍矿成矿条件及找矿前景探讨

摩天岭地块位于松潘-甘孜造山带,东西向断裂、褶皱及岩浆热穹隆发育。印支期花岗岩浆活动强烈,分布17个岩体,具有Be、Cs、Ba等异常,为锂铍矿的成矿母岩。岩体外接触带蚀变分带较为明显,在内接触带和外接触带的十字石带中产出花岗伟晶岩型锂铍矿和电气石石英脉型锂铍矿,成矿条件较好。区域印支期花岗岩成矿母岩广布,白钨矿重砂异常及Sn-Li-Be-Cs水系异常发育,已发现并圈定了锂铍矿体,具有较好的找矿前景,在四川开辟了锂铍矿新的找矿区域。     

阿尔金中段吐格曼地区花岗伟晶岩型稀有金属成矿特征与找矿预测

新疆若羌县阿尔金中段吐格曼地区是花岗伟晶岩型稀有金属成矿的有利地区,目前已发现吐格曼铍锂矿、吐格曼北锂铍矿和瓦石峡南锂铍矿,其中发育于吐格曼层状花岗岩中心的吐格曼铍锂矿和北部接触带的吐格曼北锂铍矿已达中型规模。本文总结了吐格曼地区稀有金属花岗伟晶岩的类型,报导了吐格曼铍锂矿和吐格曼北锂铍矿伟晶岩的特征与形成时代。并基于ASTER遥感岩体与伟晶岩光谱信息提取成果揭示花岗岩与花岗伟晶岩的分布,指出托巴片麻状二长花岗岩中段花岗伟晶岩区以及阿亚格黑云斜长花岗岩南接触带花岗伟晶岩群是稀有金属找矿靶区,指出吐格曼铍锂矿花岗伟晶岩形成于中奥陶世晚期(460Ma)南阿尔金洋闭合后阿中地块与柴达木地块碰撞过程的后碰撞阶段。     

证据权法在成矿预测中的应用——以湖北通城地区铍矿的成矿预测为例

应用证据权法和MORPAS GIS技术开展了通城地区铍矿的成矿预测研究。在总结通城地区区域地质背景和预测准则的基础上,通过建立通城地区地质、矿产、物探、化探、遥感等基础空间数据库,综合分析多源数据,运用MORPAS矿产资源评价系统提取与铍矿相关的信息,采用证据权法对铍矿有关的证据图层进行系统的分析和处理,编制成矿后验概率等时线图,最后根据高值区圈定了找矿远景区。此次预测工作共选出15个证据因子层,对该地区以铍矿为主的稀有金属矿床进行了定量预测,最终圈定了两个远景区。该两处远景区与己知铍矿点具有相似的成矿条件,应在今后的勘探工作中引到足够的重视。     

中国铍矿成矿规律

中国是世界铍资源大国,本次工作统计到中国铍资源产地241处。铍矿床可分为内生型和外生型。根据岩浆系统的碱铝属性,内生铍矿床可分属于过铝性、偏铝性、过碱性成矿系统;根据流体演化阶段,再分为岩浆型、伟晶岩型、岩浆热液型等3个类型;然后根据赋矿环境进一步分为伟晶岩型、花岗岩型、石英脉型、矽卡岩型、云英岩型等多个矿化形式。过铝性系统的矿石矿物主要为绿柱石;偏铝性系统的矿石矿物主要为硅铍石、羟硅铍石、日光榴石等;碱性系统的矿石矿物主要为硅铍钠石、斜方板晶石、硅钡铍矿、硅铍石、羟硅铍石、硅铍钇矿等。不同赋矿环境产生不同类型的铍矿床,对应不同的矿物组合、矿化分带、矿石结构。统计结果表明,中国铍矿床主要产于过铝性的成矿系统,偏铝性、碱性成矿系统的铍矿床较少。多数铍矿床形成于中生代,主要产于新疆阿尔泰、川西、南岭等成矿带。碱性成矿系统的铍矿床多分布在板块边缘的深断裂或裂谷,过铝性成矿系统的铍矿床主要形成于褶皱造山带,具有一定的定向分布特征。过铝性-偏铝性成矿系统的铍成矿作用可用表示不同岩浆演化阶段和成矿环境的成矿模型描述。笔者建议:在阿尔泰和川西成矿带,重点考虑花岗伟晶岩型锂铍铌钽资源的综合找矿工作;在华南地区,注意与钨锡共(伴)生的铍资源的综合利用;着重在地质找矿和科研工作程度较低的地区,包括在东南沿海、大兴安岭地区寻找火山岩型和岩浆热液型铍矿床;加大西部铍资源空白区的找矿工作。     

榆神矿区最上可采煤层赋存规律及开采危害程度

为研究榆神矿区最上可采煤层赋存及开采对萨拉乌苏组含水层危害程度,依次分析了榆神矿区最上可采煤层赋存特征、最上可采煤层与上覆主要含（隔）水层空间分布规律及组合类型,基于基载比和采高的最上可采煤层覆岩导水裂隙带发育规律、煤层开采对萨拉乌苏组含水层危害程度,将榆神矿区开采受危害程度分为4类：自然保水区、保水采煤区（影响大区和影响小区）、采煤失水区及采煤无水区。结果表明：受构造及剥蚀作用影响,榆神矿区最上可采煤层及上覆基岩呈差异剥蚀,煤露头线从SE向NW呈阶梯状分布,最上可采煤层上覆基岩由NW到SE方向逐渐变薄。榆神矿区西部（三、四期）最上可采煤层开采后对萨拉乌苏组含水层危害程度小或没影响;榆神矿区东部（一、二期）最上可采煤层开采后对萨拉乌苏组含水层危害程度大。     

Water inrush and environmental impact of shallow seam mining

Shallow seam mining is very common in China for enhancing coal recovery. However, this may cause a series of severe problems in environment and mining safety in some cases, because the alluvium aquifers are directly above the shallow coal seams. Some typical water and sand inrush incidents resulting from shallow mining in China are analyzed. Based on in-situ observation, the mining-induced strata failures are investigated. The height of the fractured zone decreases as the size of the outcrop pillar or mining depth decreases. The spatial distributions of the failure zones in the shallow mining have specific features compared to the deep mining. These provide an advantageous condition for the shallow mining under alluvial aquifers. Optimal designs for outcrop pillar sizes are also given in different hydrogeological conditions for environment friendly and production-safe mining at shallow depths. According to in-situ mining experiments in several coalfields, technical measures for shallow mining are presented. These primarily include the lift mining for thick seams and reduction of the thickness of extraction in the first lift, short-wall mining, and detection of faults and other potential hazards prior to mining.     

油页岩技术可采系数研究与应用

油页岩技术可采系数是将油页岩资源转化为油页岩技术可采资源的关键参数。由于我国油页岩井下开采少,且规模小,无经验借鉴。油页岩开采技术与煤炭开采技术相类似,通过分析油页岩技术可采系数的影响因素,参照煤炭规范中所规定的煤炭地下及露天开采回采率标准,建立了不同条件（开采方式、厚度、倾角和地质类型）、不同资源类型的油页岩技术可采系数的取值标准。油页岩技术可采系数影响因素确定为开采方式（露天开采和地下开采）、厚度（薄层、中厚层和厚层）、倾角（缓倾斜、倾斜和急倾斜）和地质类型（简单、中等和复杂）;不同资源类型（13种）确定技术可采系数时,选取了不同的可信度系数（1.0~0.5）。油页岩露天开采技术可采系数确定为95.0%～42.5%,地下开采油页岩技术可采系数确定为75%～22.5%。并以吉林省汪清罗子沟盆地油页岩资源评价为例进行了具体应用。     

棘爪机构伸缩式钻孔水力开采装置的设计与试验

钻孔水力采矿由于安全系数高、工程效益和生态环境保护好等优点在国外一直被研究和使用。我国相关的科研院所也正在开展研究。本文在分析研究国外钻孔水力开采装置的基础上,研制了具有自主知识产权的棘爪机构伸缩式钻孔水力开采装置。该装置利用机械式伸缩水枪的方式扩大水力开采矿层的范围,创新性地采用棘爪机构固定水枪的伸出角度,从而提高单孔开采量,降低开采成本。初步野外实验结果表明,该装置结构设计合理、工作可靠性高,可有效进行开采,达到了预期的目标。     

孤岛工作面底板破坏深度微震测试与模拟分析

针对孤岛工作面煤层开采底板损伤问题,以河北葛泉煤矿11913孤岛工作面为研究对象,采用微震方法分析其底板破坏深度;并通过数值模拟对首采、跳采及孤岛3种工作面回采过程中围岩采动应力与底板破坏的规律进行了对比分析。微震测试结果显示11913工作面回采过程中微震事件主要发生在下巷,识别出工作面最大破坏深度20~25 m;基于COMSOL的11912首采、11914跳采及11913孤岛3个工作面数值模拟结果显示,11912首采与11914跳采条件下煤柱地应力集中状态变化不大,最大破坏深度小于11.56 m,仅发育至工作面底板的注浆改造层内部;而11913孤岛回采条件下,受到重复采动影响,工作面两侧煤柱应力集中状态骤增,最大破坏深度剧增至23 m,已发育至煤层底板的本溪组灰岩含水层。研究结果对于华北型煤田下组煤层开采底板破坏规律分析与不同类型工作面回采条件下底板水害防治有一定的参考价值。     

高水位异常区综采工作面综合防治水技术

高水位水文异常区综采工作面开采时受水害威胁较大,为了保证安全开采,必须采取有效的综合防治水措施。通过在东欢坨井田2286工作面回采前对该类工作面进行综合防治水技术研究,利用施工专用泄水巷道、直流电法勘探、打钻探放以及回采期间应用针对性的防治水技术,确保了这种特殊条件下大水工作面的安全回采。实践证明,该系列综合防治水技术对其他类似水文地质条件下综采工作面的安全开采具有一定的借鉴意义。     

七五井田内房裂现象分析

为查明七五井田范围内村庄房裂现象与井下采煤的关系,应用开采沉陷计算法确定开采影响范围。在与邻近矿区进行地质条件、开采方法综合比较、分析的基础上,确定了合理的计算参数;并将所求得的开采影响边界与其它方法所确定的开采影响边界相互校核,得到了最终开采影响边界。结果证明,房裂与井下开采无关。其主要原因是区域地质构造活动、工程地质条件及房屋建筑质量不佳。     

煤炭国家规划矿区管理及与煤炭矿区辨析

针对煤炭国家规划矿区与煤炭矿区易混淆不清问题,基于相关标准和通知,详细解读了煤炭国家规划矿区和煤炭矿区的定义,梳理了第一、二批煤炭国家规划矿区和《全国矿产资源规划（2016-2020年）》划定的煤炭国家规划矿区基本情况,并从划定目的、划定依据和形成时段等方面详细阐述了二者的区别。指明煤炭国家规划矿区划定主管部门是自然资源部,划定主要目的是控制矿权设置,规范矿业权管理;煤炭矿区划定主管部门是国家发展改革委,划定目的主要是为生产开发做准备。在未来煤炭国家规划矿区管理工作中,建议加强煤炭规划矿区基本理论、划定标准及规划矿区内矿产资源与环境影响等方面的研究。     

构造环境对煤矿区地表环境灾害的控制作用

在不同构造环境下,同样强度的地下采矿活动在地表所造成的环境灾害现象是有明显差异的。在不同构造条件的煤矿区,地质环境的抗扰动能力不同,因而对地下开采的承载能力也就不同。抗扰动能力强的煤矿区可以承受较大的开采强度,而抗扰动能力差的煤矿区,同样强度的地下开采,就会导致严重的地表损害甚至环境灾害。从这个意义上说,与地下采矿有关的煤矿区地表环境灾害,源于采动,但其形式与发展受控于构造环境。     

论保水采煤技术体系

保水采煤研究是我国西北部生态脆弱矿区水资源保护与煤炭高质量开发的理论基础和依据。针对西北部生态脆弱矿区高强度开采对含水层及生态系统的影响和损害问题,阐述了保水采煤的发展历程和科学内涵,保水采煤研究经历了萌芽期、形成期、发展期和成熟期4个阶段,目前已经形成较为完善的技术体系,主要表现在保水采煤理念被广泛接受,保水采煤技术广泛推广应用,保水采煤的效果监测体系已经建成,保水采煤的标准规范体系初步形成。研究认为保水采煤的核心目标是保护具有供水或生态意义的目标含水层结构基本稳定。通过研究分析采煤对含水层扰动评价技术、保水采煤地质条件分区技术和导水裂隙带发育高度预测技术等8项综合保水采煤技术的技术原理、适用条件及工程应用效果,构建了保水采煤的技术体系研究基本框架,为我国西部大型煤炭基地绿色开采、科学开采提供理论与技术支撑。