钪矿床主要类型与成矿机制

全球范围内钪(Sc)金属资源丰富,主要集中于俄罗斯、中国、乌克兰、美国、菲律宾、澳大利亚等国家,但易选取、高品位的钪矿床非常稀缺。钪金属资源属于中国优势关键矿产资源,其储量占全球的33%,且中国供给全球90%的钪金属。钪元素因其独特的地球化学性质导致其形成的独立矿床较为稀少,主要以伴生矿产的形式产出。依据钪矿床成因类型,可以分为2大类:第一大类为与内生成矿作用相关的钪矿床,包括:Ⅰ.花岗伟晶岩型钪矿床;Ⅱ.碱性-超基性岩型磷、稀土(Sc)矿床;Ⅲ.基性-超基性岩型钒、钛、铁(Sc)矿床;Ⅳ.第二大类为与外生成矿作用相关的钪矿床,包括:Ⅳ.沉积型钪矿床;Ⅴ.风化淋滤型钪矿床。其中,在与内生成矿作用相关的碱性-超基性岩型磷、稀土(Sc)矿床和基性-超基性岩型钒、钛、铁(Sc)矿床中,钪金属主要作为副产品被回收利用,是全球钪金属的主要来源;而与外生成矿作用相关的沉积型钪矿床和风化淋滤型钪矿床开采成本较低,其中钪以离子态形式赋存、易选取、回收率高,因此,欧洲、澳大利亚、美国等钪资源研究团队认为该类型钪矿床有望改变全球钪资源的分布格局。对于钪载体矿物的研究表明,独立钪矿物主要发育于花岗伟晶岩和碳酸岩中,部分发育于热液石英脉或表生风化环境中。除独立钪矿物以外,钪主要赋存于铁镁质矿物:如辉石;富高场强元素(HFSE)矿物:如斜锆石;表生风化矿物:如针铁矿、黏土类矿物;稀土矿物:如磷钇矿等。其中,热液或岩浆成因的辉石是最重要的载体矿物之一。关于钪赋存状态的研究表明,与内生成矿作用相关的钪矿床中,除独立矿物相以外,钪主要以类质同象的形式赋存于矿物晶格中;而在与外生成矿作用相关的钪矿床中,钪主要以类质同象和离子吸附2种形式赋存。对于钪矿床成矿机制的研究表明,硅酸盐岩浆体系中钪的富集与铁镁质造岩矿物密切相关,推测岩浆的结晶分异过程可能不利于钪的富集;相比而言,热液过程对于钪的再次迁移和富集更为关键。     

云南牟定二台坡岩体中钪的发现及其意义

二台坡岩体赋存低品位小型铁矿床,然其伴生稀贵金属元素钪已达特大型矿床工业指标。钪主要赋存于磁铁辉石岩相及含杆辉岩相中,载体矿物是钛磁铁矿、钛普通辉石及钛铁矿。钪是岩浆早期结晶分异、熔离的产物。元谋牟定地区是找矿远景区。     

某斑岩型铜矿中Sc的赋存状态及对选矿工艺的影响

利用矿相显微镜、扫描电子显微镜、X射线能谱探针和化学分析等手段对某斑岩型铜矿的工艺矿物学特征进行了研究,重点分析了Sc的赋存状态,讨论了影响Cu、Fe和Sc回收的矿物学因素。结果表明铜品位0.35%,Sc为28.2 g/t,达到了综合评价的品位,Sc主要以类质同象形式分散分布于矿石中,辉石是Sc的主要载体矿物(相对配分率66.67%),应该作为选矿富集Sc的对象。矿物鉴定结果表明铜矿物总量为0.52%,钛磁铁矿8.23%,辉石44.17%,斜长石42.62%,矿石中未发现Sc的独立矿物。粒度统计结果显示,矿石具有典型的辉绿结构,嵌布紧密,粒度微细,难以解离。建议利用铜硫化物的可浮性,通过浮选作业回收Cu,再利用磁铁矿、辉石以及斜长石之间的磁性差异来使三者进行分离。辉石的分离回收过程就是Sc的一个物理富集过程。综合考虑,提出"浮选选铜-弱磁选铁-强磁选钪"的原则流程。     

稀散元素Sc的矿床类型及找矿前景

Sc是一种典型的稀散元素,常类质同象进入镁铁质矿物中。自然界中罕见钪的富集体。Sc主要是从铝土矿、钛铁矿、磷块岩、黑钨矿、锡石等矿石中作为伴生元素加以回收。近几年,随着对复杂硅酸盐矿物Sc浸出试验的研究,Sc元素也可从富Sc的基性-超基性岩体(Sc2O350×10-6)中提取。主要富Sc矿物有单斜辉石、角闪石。云南二台坡岩体源区可能具有富Sc的特性,在岩浆结晶早期大量进入镁铁质硅酸盐矿物,形成钪的独立矿床(Sc2O3=66.08×10-6)。这类矿床在国内外还属首例,其发现扩大了独立钪矿床类型,对寻找新型钪矿具有重要的指导意义。     

峨眉大火成岩省攀西钒钛磁铁矿矿集区钴、镓、钪资源及综合利用潜力

峨眉大火成岩省内带攀西地区的攀枝花、红格、白马、太和等矿床的钒钛磁铁矿矿石量约100亿t,V₂O₅储量1580万t、TiO₂储量8.7亿t,此外还蕴含着丰富的Co、Ga、Sc、Cr等十多种稀有金属。尽管自20世纪八九十年代V和Ti逐渐得到了利用,但是Co、Ga、Sc、Cr等元素尚未得到综合利用,这些矿床的尾矿中还有巨量的各种金属元素。本文对近年来获得的磁铁矿、钛铁矿、单斜辉石电子探针和激光等离子质谱原位分析数据进行了系统分析,发现Ga和Cr主要赋存在磁铁矿中,Co主要赋存在硫化物和磁铁矿中,Sc主要赋存在单斜辉石和钛铁矿中;而且不同岩体中的磁铁矿、钛铁矿和单斜辉石中各种元素的含量存在差异。这些分析为矿石、尾矿甚至某些岩石中这些元素的综合利用提供了重要信息。     

陕西华阳川铀多金属矿床铀赋存状态研究

华阳川矿床位于秦岭造山带与华北陆块交接部位的小秦岭。岩矿石光薄片鉴定和电子探针分析表明,华阳川矿床矿石矿物主要有铌钛铀矿、方铅矿、黄铁矿、磁铁矿、晶质铀矿、长白矿,其次为独居石、褐帘石、磁铁矿、菱锶矿、含锶重晶石、钡天青石、锆石、黄铁矿等可综合利用矿物。脉石矿物主要有斜长石、石英、钠长石、角闪石、黑云母、方解石等。铀矿物主要为铌钛铀矿,铀88.93%赋存于铌钛铀矿中,5.72%赋存于晶质铀矿中,其余以类质同象或吸附的形式赋存于长白矿、独居石、褐帘石、磷灰石、榍石矿物中。铌钛铀矿主要呈自形—半自形粒状结构,细粒铌钛铀矿为他形粒状结构。铌钛铀矿的粒度主要集中在0.04~0.12 mm粒级范围,占总量的55.43%。     

福建马坑铁（钼）矿床矽卡岩矿物学特征及分带研究

马坑大型铁(钼)矿赋存于莒舟-大洋花岗岩体外接触带黄龙组(C2h)灰岩和林地组(C1l)碎屑岩层间构造破碎带中,铁矿与矽卡岩密切共生,但矿床成因尚存在争议。本文就马坑铁矿矽卡岩进行了矿物学特征研究。电子探针分析结果表明:该矿矽卡岩矿物组合主要为辉石、石榴子石和钙蔷薇辉石,退化蚀变岩矿物组合为角闪石、绿帘石、绿泥石、石英等。单斜辉石以透辉石和钙铁辉石为主,仅存在少量锰钙辉石;似辉石为钙蔷薇辉石和蔷薇辉石;石榴子石端元成分以钙铁榴石为主,钙铝榴石少量;角闪石属于钙角闪石,矿物学特征表明它们形成于相对较氧化的条件下。马坑铁矿的矽卡岩是由热流体沿灰岩与碎屑岩之间层间构造破碎带交代形成的,铁矿石大部分产于矽卡岩内,磁铁矿多稍晚于矽卡岩,不仅广泛交代矽卡岩,而且还直接交代灰岩、砂岩等围岩,呈交代结构;主矿体下盘常出现厚层石英岩,碎屑岩也出现了明显的交代,矽卡岩分带现象普遍,与典型矽卡岩矿床特征一致。结合矿床地质特征,马坑铁矿矿床类型应为层控矽卡岩型矿床。     

新疆富蕴县蒙库铁矿床矿床地质及地球化学特征

蒙库铁矿床是一个以下泥盆统斜长角闪变粒岩（原岩为火山岩）为围岩的大型磁铁矿矿床。电子探针分析结果表明，矽卡岩矿物中单斜辉石以透辉石为主，仅存在少量普通辉石；石榴子石端员组分以钙铁榴石为主，伴以少量钙铝榴石和锰铝榴石；角闪石属于单斜角闪石中的阳起石。硫同位素统计结果揭示了硫的上地幔与地壳硫混源的本质，氧同位素结果证实了蒙库铁矿床的流体为中－高温流体体系。     

云南牟定安益铂钯钛磁铁矿床铂族矿物特征及成因初探

云南牟定安益矿床为一处铂族金属与钛磁铁矿共同产出的大型钛磁铁矿铂族金属矿床。目前对该矿床中铂族元素的赋存状态研究甚少。结合野外宏观地质特征和室内岩矿鉴定,笔者利用TIMA和LA-ICP-MS-Mapping分析方法,对安益矿床中铂族金属矿物学特征进行研究,发现安益矿床中的铂族元素（PGEs）主要以独立矿物的形式存在。铂族矿物（PGMs）多为铂和钯的砷化物、碲化物,如砷铂矿、砷钯矿、黄碲钯矿、碲钯矿等;主要分布于硅酸盐矿物中,其次为硫化物边缘,部分分布于磁铁矿边缘;铂族矿物成因主要有岩浆成因和热液成因2种。岩浆作用形成的铂族矿物分布于硅酸盐矿物中或硫化物边缘,硅酸盐中的铂族矿物是早期PGE与半金属元素形成的纳米团簇颗粒随岩浆演化形成矿物颗粒,被结晶的硅酸盐矿物包裹;分布于硫化物边缘的铂族矿物是残余熔浆结晶的结果。热液作用将PGE以类质同象的形式富集于钛磁铁矿单辉岩的部分矿物中,如热液蚀变较强烈的黄铜矿中含有较高的Rh,这也与铂族矿物集中分布在钛磁铁矿单辉岩中一致。     

新疆西天山查岗诺尔铁矿床矿物学特征及其地质意义

查岗诺尔大型磁铁矿床位于西天山阿吾拉勒东段,矿体赋存于下石炭统大哈拉军山组安山质火山碎屑岩或凝灰岩中,主要呈层状、似层状、透镜状,受NW、NWW、NE断裂及环形断裂构造控制。矿区发育石榴石、透辉石、方柱石、阳起石、钾长石、绿帘石、绿泥石、方解石等蚀变矿物,矿石矿物主要为磁铁矿和赤铁矿,伴生的金属矿物以黄铁矿和黄铜矿为主。电子探针分析结果表明,石榴石和辉石分别为钙铁榴石-钙铝榴石系列和透辉石-钙铁辉石系列,其化学组成可表示为Adr37.97~97.89Grs0.19~57.21(Alm+Sps)0.84~4.38和Di28.68~87.46Hd10.46~70.13Jo0.24~5.53,与典型的矽卡岩型铁矿中石榴石和辉石的端员组分相似。在磁铁矿和赤铁矿的Ca+Al+Mn-Ti+V图解中,多数样品落入矽卡岩型铁矿的区域;在磁铁矿的TiO2-Al2O3-MgO图解中,多数样品落入或趋近于沉积变质-接触交代磁铁矿区域。结合矿床地质特征和矿物学研究,认为该矿床的形成与矽卡岩化紧密相关,矽卡岩化对铁成矿有重要的贡献。     

陕西柞木沟铁矿矿物学、成矿年代学特征及对矿床成因的指示意义

柞木沟铁矿床为北大巴山地区的钛磁铁矿矿床。矿区赋矿岩体为辉绿岩,主要矿物组成为单斜辉石、长石、角闪石、黑云母、钛磁铁矿和钛铁矿等。文中利用电子探针对柞木沟矿床内部典型矿石矿物组成研究发现,单斜辉石主要为普通辉石,角闪石为镁绿钙闪石和阳起石,黑云母主要为铁质黑云母,少量为镁质黑云母。柞木沟铁矿床赋矿辉绿岩母岩浆具有高碱(K2O+Na2O含量3.56％～4.79％)、高钛(TiO2含量3.50％～5.58％)特征,指示其为碱性系列岩浆。单斜辉石平衡温度为1 138～1 167 ℃,铁钛氧化物形成温度为781～808 ℃,氧逸度(lgf(O2))为-14.15～-14.36,黑云母结晶温度分为600～650 ℃和～700 ℃两个区间,氧逸度介于NNO与MH之间。矿石内部锆石SHRIMP U Pb测年结果为(437.9±3.7) Ma,与区域不含矿岩体年龄一致,说明二者为同期岩浆作用产物。矿体赋存于岩体中、矿体与含矿辉绿岩围岩呈渐变过渡关系、磁铁矿的岩浆成因、磁铁矿的矿物化学特征及氧同位素组成特征共同指示柞木沟矿床为典型岩浆矿床。北大巴山地区早古生代晚期的拉张作用,导致深部的岩浆上升并在浅部快速就位,早期结晶出少量铁钛氧化物;随着温度降低,辉石、长石、角闪石等铁镁硅酸盐矿物开始结晶,进而包含早期结晶的铁钛氧化物。岩浆的氧逸度逐渐升高以及后期富铁质流体的注入导致铁钛氧化物大量结晶,最终完成该区的成矿作用。     

陕西凤县九子沟岩体稀土钪赋存状态及成因浅析

九子沟岩体为基性超基性杂岩体,主要由磷灰石黑云母透辉石岩、正长岩及橄榄岩组成。稀土钪赋存于磷灰石黑云母透辉石中,岩体内部载体矿物为褐帘石及磷灰石。通过深部勘查发现,稀土钪矿在岩体内部是以独立矿物和类质同象的形式存在,在岩体风化壳中稀土钪以独立矿物、类质同象及离子状态的形式存在。矿石中稀土主要为轻稀土La、Ce、Pr、Nd、Sm及重稀土Gd、Y。稀土平均品位为0.07%,Sc平均品位为40×10~(-6)。九子沟稀土钪矿成因类型为超基性岩型稀土钪矿,为幔源结晶型。形成时期为加里东期。研究稀土钪的赋存状态及成矿规律对本区稀土钪的地质找矿和选矿具有指导意义。     

攀西地区钒钛磁铁矿矿床的成因类型

含矿岩体受南北向深断裂控制,为辉长岩和辉长岩-辉石岩-橄辉岩两种类型。岩体韵律结构发育,由下而上基性程度不断降低。由于岩浆脉动侵入,韵律结构具多旋回性。钒钛磁铁矿矿层赋存于岩体中下部或韵律旋回底部,自下而上依次发育嵌晶结构、镶嵌结构和海绵陨铁结构。岩体的 Fe_2O_3/FeO 比值很高。根据地质构造背景和氧逸度估算,岩体在熔融状态时处于氧分压较高的环境之中。熔融实验表明铁钛氧化物熔点高,结晶早。但是在相当大的温度范围,铁钛氧化物与造岩矿物同时结晶。矿床中单斜辉石与钛磁铁矿中的 Sc,单斜辉石与钛铁矿中的 MnO有良好的协变关系。攀西地区钒钛磁铁矿矿床不是岩浆晚期矿床,而是岩浆早期矿床。     

钒钛磁铁矿电炉渣工艺矿物学研究

以攀枝花钒钛磁铁矿电炉渣为研究对象,通过化学分析、X射线衍射及电子探针-能谱等手段对电炉渣的化学组成、矿物组成、矿物嵌布特征、元素分布情况进行了较为系统的研究,结果表明:电炉渣中有94.74％的钛赋存于黑钛石中,镁和铝主要以镁铝尖晶石形式存在,钙和硅主要存在透辉石中,而铁元素在各矿物中分布较为分散.有用矿物黑钛石主要与...     

电子探针技术探究钪在白云鄂博矿床不同矿物中的赋存特征

随着对钪资源需求的不断增加,世界各国近年陆续开展钪成矿机理研究及找矿工作,核心内容之一是厘清钪的赋存特征.据前人研究,各类钪矿床中钪主要以类质同象、离子吸附形式存在,目前发现的含钪矿物种类已逾800种.对于白云鄂博矿床,钪资源储量较大,无独立钪矿物产出,钪以类质同象形式进入其他矿物,分布分散、含量低.囿于测试技术及取样...     

河南舞阳“铁山庙式”铁矿成因:矿物学特征的指示

<正>河南舞阳"铁山庙式"铁矿,作为舞阳铁矿的一部分,位于华北克拉通南缘,赋存于新太古界太华杂岩铁山庙组中。前人对于舞阳"铁山庙式"铁矿矿床成因研究主要集中在20世纪80年代,俞受鋆等(1981)较全面地对比分析了许昌、鲁山、舞阳和霍邱铁矿床的矿床地质特征、矿石类型、磁铁矿单矿物的主要化学成分及铁矿石全矿化学成分等特征,认为区域上分布的这些铁矿床     

中国铝土岩系中伴生钪资源富集规律及富集机制初探

钪(Sc)作为新世纪的重要资源,广泛分布于自然界中,但其分布极为稀散,钪的独立矿物稀少,独立矿床几乎没有。铝土岩系中的钪资源储量巨大,本文统计了中国各铝土矿成矿带Sc数据,在对比山西(断隆)成铝区、华北陆块南缘成铝区、渝南—黔北成铝带、黔中成铝区和滇东南—桂西成铝区的数据基础上,发现滇东南—桂西成铝区的Sc含量最高,含钪铝土岩系形成时代主要为石炭纪和二叠纪。通过对比分析A/S与钪的关系,在A/S小于2.5,钪的含量总体较高,且与A/S正相关,大于2.5后,与A/S负相关。从而得出在铝土岩系中,Sc分布在顶层的黏土岩、中部的铁质铝土矿以及底部的铁质黏土岩、铁质岩,尤其是在含铁铝土岩系中高度富集。通过对比分析铝土岩系各元素含量,发现钪与铁、铌、钒、铬元素成正相关,综合铝土岩系中其他元素的矿物表现形式,推测钪在铝土岩系中的赋存形式可能为:类质同象、离子吸附、和超显微非结构混入物。本文初步探讨总结钪在铝土岩系中可能的赋存形式、时空分布规律及钪的迁移转化机制,为铝土矿中伴生钪资源的综合利用开发提供理论支撑。     

中国铝土岩系中伴生钪资源富集规律及富集机制初探

钪(Sc)作为新世纪的重要资源,广泛分布于自然界中,但其分布极为稀散,钪的独立矿物稀少,独立矿床几乎没有。铝土岩系中的钪资源储量巨大,本文统计了中国各铝土矿成矿带Sc数据,在对比山西(断隆)成铝区、华北陆块南缘成铝区、渝南—黔北成铝带、黔中成铝区和滇东南—桂西成铝区的数据基础上,发现滇东南—桂西成铝区的Sc含量最高,含钪铝土岩系形成时代主要为石炭纪和二叠纪。通过对比分析A/S与钪的关系,在A/S小于2.5,钪的含量总体较高,且与A/S正相关,大于2.5后,与A/S负相关。从而得出在铝土岩系中,Sc分布在顶层的黏土岩、中部的铁质铝土矿以及底部的铁质黏土岩、铁质岩,尤其是在含铁铝土岩系中高度富集。通过对比分析铝土岩系各元素含量,发现钪与铁、铌、钒、铬元素成正相关,综合铝土岩系中其他元素的矿物表现形式,推测钪在铝土岩系中的赋存形式可能为：类质同象、离子吸附、和超显微非结构混入物。本文初步探讨总结钪在铝土岩系中可能的赋存形式、时空分布规律及钪的迁移转化机制,为铝土矿中伴生钪资源的综合利用开发提供理论支撑。     

藏北可可西里中新世钾质火山岩矿物化学及温压计算

对藏北可可西里中新世钾质火山岩的主要斑晶矿物化学成份进行了电子探针分析,结果表明,火山岩中的辉石为普通辉石、紫苏辉石和古铜辉石,角闪石为钙质角闪石,云母为钛铁黑云母和富铁黑云母,长石为中长石、更长石、钠透长石和透长石,不透明矿物主要为钛铁矿和磁铁矿,可见钛铁矿?磁铁矿固溶体。根据火山岩中单斜辉石?熔体温压计估算的辉石斑晶的形成温度和压力分别为1 065～1 100 ℃和5.3～9.1 kbar。二辉石地质温度计结果表明,辉石的共结温度为976～1 020 ℃。而钛铁矿?磁铁矿固溶体平衡计算结果表明,钛?磁铁矿的平衡温度为841～974 ℃,logfO2为－13.71～－10.87。研究结果显示,可可西里火山岩岩浆房的埋深深度小于30 km,中?酸性系列火山岩是岩浆房在相对低压条件下的中上部地壳部位,经分离结晶后形成。     

新疆蒙库铁矿床矽卡岩矿物学特征及其意义

蒙库铁矿床是一个以下泥盆统斜长角闪变粒岩(原岩为火山岩)为围岩的大型矽卡岩型矿床,矽卡岩矿物组合为辉石、石榴子石和方柱石,退化蚀变岩的组成矿物为角闪石、绿帘石、绿泥石、磷灰石等。电子探针分析结果表明,矽卡岩矿物中单斜辉石以透辉石为主,仅存在少量普通辉石;石榴子石端员组分以钙铁榴石为主,伴以少量钙铝榴石和锰铝榴石;角闪石属于单斜角闪石中的阳起石。蒙库铁矿床的矽卡岩与正常的矽卡岩矿床形成方式不同,不是中酸性岩浆与碳酸盐地层接触交代的产物,而是由热流体沿裂隙交代火山变质岩形成的。