广西大厂锡矿铟的地球化学特征及成因机制初探

广西大厂锡矿位于江南古陆西南缘,桂西北海西-印支期被动陆缘裂谷盆地北部的断裂凹陷盆地中,是中国重要的、以锡为主的有色金属矿床。它主要由长坡-铜坑和高峰矿床、拉么矿床、大福楼矿床和亢马矿床等组成,其铟资源量约6 000 t。文章在对长坡-铜坑矿床、高峰矿床以及拉么矿床不同类型围岩（包括花岗岩质岩石）、矿石以及不同矿床类型中矿石矿物（硫化物和氧化物）中的In、Cu、Cd、Sn、Fe、Zn等微量元素分析的基础上,结合不同类型矿床、不同矿物组合中硫化物的微量元素电子探针测试以及硫同位素分析结果,初步认为大厂锡矿岩浆源区是富铟的,在正常的沉积岩中不存在铟的初始富集;In主要赋存于闪锌矿中,与层状和块状的矿体关系密切。在成矿作用过程中,In的分布和富集对矿物组合和矿石类型具有明显的选择性。大厂铟矿的形成是富铟的岩浆源区重融产生含铟岩浆,在岩浆侵位冷却过程中,由岩浆结晶所产生的流体携带In、Cu、Fe、Zn、Sn等成矿元素从岩浆中出溶,形成含In的成矿流体。水-岩反应以及在大气降水来源流体的参与下,导致In、Cu、Fe、Zn、Sn等从成矿流体中沉淀、富集成矿。     

我国稀散金属元素铟在铅锌矿山中的分布规律与金属资源量初步估算

针对铅锌矿床MVT型(密西西比河谷型)、SEDEX型(喷流沉积型)及岩浆热液型(指与岩浆岩及火山作用有关热液矿床,包括诸如斑岩型、矽卡岩型、热液交代型矿床和陆相火山岩型矿床等)三种主要成因类型,开展稀散元素铟(In)在不同成因类型铅锌矿床中富集情况的数据资料收集统计、野外地质调查和室内研究工作,初步总结稀散金属铟(In)在铅锌矿床中的分布规律,并对赋存于我国铅锌矿山中的铟金属总量进行了估算。研究表明:铟的富集成矿具有矿床类型的专属性,主要在锡-铅锌硫化物矿床中富集,锡含量较低的各成因类型铅锌矿石中铟含量普遍不高;而含锡富铟的多金属硫化物矿床中,闪锌矿中In值远高于其他硫化物,是铟主要的寄主矿物。组合分析法计算出分布于我国铅锌矿山中的铟金属蕴藏量,表内保有储量级别为9832t,查明资源储量级别为26 115t。     

中国伴生铟（镉镓锗）矿床的时空分布、成因类型及成矿机制：总结与展望

铟(In)是21世纪重要的紧缺战略性矿产,对国家稳定、发展和提升国际竞争力具有重要意义。中国拥有全球最丰富的铟资源,但尚未发现铟的独立矿床,目前已知的57个伴生铟矿床兼有镉(Cd)、镓(Ga)、锗(Ge)的资源潜力。本文在详细梳理所有伴生铟矿床的区域分布、成因类型、形成时代、赋存矿物、独立矿物和富集规律的基础上,总结了铟成矿作用的研究现状和发展方向。统计发现:我国伴生铟矿床高度集中于中亚造山带东段和华南地区;可划分为7种成因类型,包括矽卡岩型、岩浆-热液型、海相火山岩型、陆相火山岩型、叠加(复合/改造)型、斑岩型和受变质型;7类矿床中,铟无一例外主要赋存于闪锌矿中,作为副产品被回收;85%的伴生铟矿床形成于中生代,古近纪和中生代之前的矿床数量较少。目前全球已发现了19种铟独立矿物,我国报道了其中的5种。硫铟铜矿(CuI nS2)是我国最常见的铟独立矿物,其余的铟独立矿物如自然铟,羟铟矿等仅出现在特定的伴生铟矿床中。目前研究多关注扬子地台西南缘的矽卡岩型伴生铟矿床,而对散布于全国各地其他6类伴生铟矿床的研究尚处于起步阶段。这在很大程度上限制了对铟富集机制的认识,更不利于摸清国内铟资源家底...     

广西大厂锡多金属矿田西矿带稀散元素铟的富集规律研究——来自矿石组构和闪锌矿地球化学的证据

广西大厂锡多金属矿田是世界最主要的铟产地之一,对其的富集机制还有很大争议。文章以大厂矿田西矿带高峰矿床和铜坑矿床中的闪锌矿为研究对象,在野外和室内矿相显微观察的基础上,应用高精度电子探针与等离子体质谱分析手段,研究稀散元素铟的空间分布规律、赋存状态及与主成矿元素的关系,揭示其在闪锌矿中的富集规律。实验结果表明,铜坑矿床中闪锌矿内稀散元素铟的含量随深度增加而减少,而高峰矿床中铟含量却保持稳定;铟主要以类质同象形式赋存,与铜以双替代锌的形式进入闪锌矿晶格中,也不排除铟以微细包体形式赋存的可能。结合前人研究,推断燕山晚期复式岩体岩浆演化末期花岗斑岩侵位冷却过程中,岩浆结晶产生的富铟、铜等流体对早期生成的闪锌矿进行交代并富集。这一研究结果为寻找稀散元素铟指示了方向。     

分散元素铟富集的矿床类型和矿物专属性

文章研究了我国一些铁锰矿床、铜矿床及铅锌硫化物矿床矿石及矿物中铟的含量变化特点 ,发现In在不同类型的铅、锌、铜、铁、锰等矿床中并不大量富集 ,在这些矿床中矿石平均wIn大都低于 10× 10 -6;在锡石硫化物矿床和富含锡的铅锌多金属矿床中 ,矿石中wIn平均可达 80× 10 -6以上 ,这类矿床中铟的工业储量可达数百吨甚至数千吨 ,80 %以上的铟都富集在闪锌矿中。研究结果表明 ,铟的富集成矿具有矿床类型和矿物专属性 ,这种专属性对铟资源的寻找与利用具有重要意义     

花岗岩中铟与锡铜铅锌的关系及其富集成矿意义

全球已知的富铟矿床多与锡石硫化物矿床或富含锡的硫化物矿床有关,这些矿床的形成均与酸性岩浆作用有关。尽管铟的富集参考机理已经积累了较多研究成果,但关于锡在铟的富集成矿过程中起了什么作用?花岗岩浆演化过程中铟与锡等成矿元素的关系如何?等等,这些科学问题依然有待深入的研究。本文对滇东南薄竹山花岗岩和其中的"包体"、都龙矿区南温河花岗岩及矽卡岩矿物、广西昆仑关花岗岩、湖南柿竹园和骑田岭花岗岩中In与Sn、Cu、Pb、Zn的关系进行了初步研究,结果表明,花岗岩浆从结晶成岩→分异出成矿流体→遭受变质与蚀变→与围岩发生接触交代的全过程,In与Sn始终保持同步变化的正相关关系,而In与Cu、Pb、Zn之间不存在相关关系。此外,花岗岩中云母类矿物是In和Sn的主要载体矿物,且其中In与Sn也同样具有很好的正相关性。上述研究结果表明从岩浆结晶成岩到富集成矿过程中,铟与锡是共同迁移的。本文认为在锡存在的情况下,铟更容易超常富集,这可能就是富铟矿化多与锡矿化伴生的重要原因之一。     

铅锌矿伴生的稀散元素研究进展

稀散元素是高新技术领域不可替代的原材料,被发达国家和经济体列为关键性矿产资源之一.它们很少形成独立矿床,通常作为伴生组分赋存于金属硫化物矿床、铝土矿以及含煤地层之中.铅锌矿床或富锡铅锌矿床中的闪锌矿是稀散元素Ga、Ge、Cd和In的主要载体.这些元素主要以类质同象形式置换闪锌矿晶格中的Fe,且多数情况下,它们在闪锌矿颗粒中的分布极不均匀.已有研究表明,Ga、Ge和Cd在不同类型铅锌矿中的含量差异明显,在相同类型矿床中的含量也有明显差异,甚至在同一矿床的不同部位亦有差异.Cd、Ga、Ge倾向于富集在低温热液成因的铅锌矿床中,而In通常富集于岩浆热液型或VMS型富锡铅锌矿床中.为了深入理解稀散元素的富集成矿作用,以下科学问题亟待进一步关注:1)Ga、Ge、Cd的富集与铅锌矿类型之间的关系,包括在不同类型和相同类型铅锌矿床之间的差异富集;2)控制Ga、Ge、Cd、In在闪锌矿颗粒尺度及矿体尺度中富集和亏损的机制;3)Sn在In的迁移和富集沉淀过程中的作用;4)闪锌矿的"铟窗"效应是否具有普适性;5)Ga、Ge、Cd、In在不同地质热液体系中的迁移形式.     

关键矿产资源铟:主要成矿类型及关键科学问题

关键矿产资源(Critical Minerals)是国家经济繁荣、国防安全和技术飞跃的重要保障,是支撑我国战略性新兴产业(例如:洁净能源产业、光伏太阳能产业、新一代信息技术产业、航空航天装备等)快速稳定发展的重要金属原材料。世界主要经济发达体(如:美国、日本、欧盟、澳大利亚等)均开展了关键矿产资源的评价,制定了相应的关键矿产资源发展战略,其评价方式也由一维向多维发展,并且把环境因素和资源的循环回收利用列入关键的评价指标。铟作为关键矿产资源之一,是太阳能光伏产业和ITO靶材主要的金属材料。它一般易于在岩浆结晶的晚期富集,但近年来发现它在一些镁铁质岩石中也有高度富集的现象,显示出铟地球化学性质的两面性,因此,全面评价不同地质体中铟的富集规律是解决未来铟资源安全稳定供给的主要途径。预料未来若干年SEDEX和VMS矿床有可能成为铟资源的主要来源,火山岩中的铟异常富集也应当引起足够的重视。铟的主要载体矿物是硫化物。在不同类型的矿床中,铟的富集对矿物有选择性。铟的选择性超常富集(如铟窗、铟爆)机制将是未来一段时间铟成矿作用研究中的重要领域,而铟的原位定量分析技术的突破是解决这一关键科学问题的关键。     

关于铬铁矿成因类型的探讨

矿床成因类型的划分和矿床的富集作用有关系。岩浆矿床中的矿石矿物作为火成岩的副成分,可以在火成岩结晶作用的任一时期结晶出来,但其富集作用的过程则比较复杂。岩浆当结晶作用开始以前,在液体状态     

富铟及贫铟矿床成矿流体中铟与锡铅锌的关系研究

富铟矿床几乎是锡石-硫化物矿床或富含Sn(Sn以硫盐类矿物存在或赋存于方铅矿等硫化物中)的CuP-b-Zn矿床。Sn的存在与否在某种程度上意味着In的富集与否。以富铟与贫铟矿床主成矿期石英中的流体包裹体为研究对象,分析了成矿流体中In、Sn、Pb和Zn的含量,结果显示,两类矿床成矿流体中Pb和Zn的含量处于同一水平,而富铟矿床成矿流体中In和Sn的含量远远高于贫铟矿床,二者相差1～2个数量级。这一方面说明富铟的成矿流体是形成富铟矿床的物质基础,另一方面说明Sn在In的迁移富集过程中起着重要作用。     

Migration-circulation processes and enrichment-mineralization mechanism of lithium-beryllium elements in the continental crust.SCIEI北大核心CSCD

锂铍金属是世界关键金属资源,矿床类型多样,成矿作用发生在大陆地壳。但大陆地壳中锂铍元素的迁移-循环规律及不同锂铍矿床间的成因联系尚不清楚。本文系统地总结与梳理了大陆地壳结构与物质循环特征和不同类型锂铍金属矿床间的成因联系,提出大陆地壳锂铍循环-成矿系统的概念与模型,并将大陆地壳锂铍的迁移与循环划分为四个过程:变质过程、深熔过程、花岗岩浆过程、花岗质岩浆岩风化、淋滤与蚀变的浅-表生过程。沉积岩中锂铍元素在变质过程中可富集到一些变质矿物中,一些富锂铍黏土矿物也在变质过程转变成新的富锂铍变质矿物(如绿泥石、云母与堇青石);地壳深熔过程使得锂铍元素从变质矿物中释放出来并聚集在花岗岩浆中,麻粒岩相深熔(如黑云母脱水熔融与堇青石分解熔融)可能是锂铍大规模成矿的主要熔融方式;绝大多数锂铍矿床与花岗岩浆及其岩浆岩有关,是花岗岩浆与花岗质岩浆岩在不同演化阶段与不同方式富集成矿的结果;浅-表生过程对锂铍花岗岩-伟晶岩和流纹岩与流纹质凝灰岩的物理化学改造,可形成盐湖卤水型锂矿床、黏土型锂矿床以及各种次生锂铍矿床。变质过程中锂铍的迁移与富集机制,大型-超大型花岗岩-伟晶岩型锂铍矿床形成条件与关键控制因素等问题,是亟待研究与思考的科学问题。     

火山-侵入杂岩带的成岩-成矿专属性

成岩成矿关系问题,特别是成矿作用与岩浆活动的专属性问题,一直是矿床学研究中的重要课题。粤东地区热液脉状锡、钨（多金属）矿床产于中生代花岗质火山岩、次火山岩和侵入岩组成的火山侵入杂岩带中,成岩年龄与成矿年龄一致,但矿床地质、矿床矿物流体包裹体和同位素地球化学没有相对标准来区分这些来源于岩浆作用不同阶段、不同产出状态岩浆岩的成矿物质特征,使得人们对于区内矿床成因的认识不一。文中运用稀土元素地球化学方法,着重探讨和对比了矿床矿石、蚀变岩石及与成矿有关的岩浆岩的稀土元素特征和配分型式,并进一步根据在不同压力条件下Ｃｌ－在熔体和热液间的分配系数实验数据和不同压力条件下热液与相应熔体平衡时的稀土元素分配系数实验结果,分别计算了厚婆坳锡矿床和莲花山钨矿床与矿区有关岩浆岩熔体平衡的热液中的稀土元素浓度并制出配分型式,再与矿床矿石及矿石矿物稀土元素配分型式比较,从而确定成矿与侵入阶段的花岗岩岩浆活动关系密切。区内矿床为岩浆热液矿床。研究结果表明,稀土元素作为热液流体来源的示踪剂能有效地确定火山侵入杂岩带的成岩成矿专属性。     

New data on distribution of indium in ore deposits of Central Kazakhstan

Iron, tin, tungsten, copper, and polymetallic deposits are examined and the paper investigates the mineral distribution of indium in mineral deposits in central Kazakhstan. Indium is a relatively rare element; of the 18 formations examined only five revealed high concentrations of indium. Economic accumulations were discovered only in Early and Late Variscan skarnitic formations with lead-zinc, copper, and bismuth mineralizations. Among the hypogene minerals, indium was found in sulfides, and silicates. Among supergene minerals indium was found only in oxides, carbonates, and silicates. Sphalerites are the principal collector of indium. No connection between the enrichment in indium and the typomorphic peculiarities of different varieties of sphalerites could be established. In mineral deposits with higher indium concentration, a paragenetic connection of this element with tin is noticeable. Regular enrichment of sphalerites in indium would admit as most probable an isomorphous replacement of zinc and bivalent iron by indium. — A.W. Bellais     

Resource Evaluation and Some Genetic Aspects of Indium in the Japanese Ore Deposits

Abstract. There have been two primary sources for industrial indium; one from massive sulfides, while the other is dissemination-veins and skarns, related to felsic igneous rocks. The latter group of the In-bearing deposits is abundant in the Japanese Islands. Indium occurs as In-minerals such as sakuraiite, roquesite, laforetite and many unidentified minerals, but the majority is contained as an impurity in sphalerite, and tin and copper sulfides. Average grades of the ores from which indium has been extracted vary from a few ppm (e.g., Kosaka mine) to more than 300 ppm (Toyoha mine). The amount of indium in all the major basemetal deposits is estimated by analyzing representative samples. The main indium deposits are subvolcanic and tin-poly-metallic vein types. The largest one is Toyoha mine (4,700 tons hi) and the Ashio mine (ca. 1,200 tons In) was found to be the second largest. Many small occurrences, were recognized in the Miocene magnetite-series belt, besides the classic occurrences in the ilmenite-series granitic terrains of SW Japan, including the Ikuno and Akenobe tin(-tungsten) polymetallic veins, located in the northern margin of the late Cretaceous Sanyo ilmenite-series province. Magnetite-series magmas with deep source are necessary to concentrate sulfur in the magma chamber but sedimentary source rocks and their reducing agents are needed to collect and to precipitate indium. The Japanese islands are essentially accretionary terrains intruded by various deep oxidized magmas; thus forming magnetite/ilmenite-series paired belts, which are sometimes mixed. This unique geologic setting may be the most fundamental reason why indium is rich in vein-type deposits of the Japanese Island arcs.     

滇东南喷流沉积块状硫化物特征与矿床成因

滇东南一些著名的大型－超大型锡多金属矿床,如个旧锡矿和都龙锡矿,白牛厂大型银,锡多金属矿床下部均有燕山期花岗岩发育,因此,个旧和都龙锡多金属矿床大多数人认为是岩浆热液矿床。笔者对上述三个矿床的矿石矿物组构、成分以及它们的共生组合关系进行了系统研究,发现了大量海底喷流沉积结构构造,值得一提的是在岩体接触带附近的块状硫化物矿体中发现了缅状结构和丝状客形虫等证据,而这些矿体曾被认为是典型的岩浆热液成因,     

南岭地区钨锡花岗岩的成矿矿物学：概念与实例

南岭地区的钨锡成矿作用与花岗岩岩浆活动有十分密切的关系。花岗岩的物源与成矿元素的初始富集、花岗岩的分异程度和花岗岩中流体性质与活动性集中体现了花岗岩对成矿的控制能力,即花岗岩的成矿能力。初步建立了南岭地区钨锡花岗岩的成矿矿物学研究体系。黑云母、榍石、锆石、锡石、金红石、黑钨矿、白钨矿和钨铁铌矿等是讨论的重点矿物,它们可用于判别花岗岩的成矿能力。首先以矿物晶体化学为基础,介绍了上述矿物在钨锡花岗岩中的岩相学特征、内部构造和矿物化学及其变化,并分别论证了花岗岩原始含矿性、花岗岩结晶演化和花岗岩中成矿元素活动性的矿物学标志;其次,系统对比了南岭地区三类钨锡花岗岩（准铝质含锡花岗岩、过铝质含锡花岗岩和过铝质含钨花岗岩）的成矿矿物学特征。以湖南骑田岭花岗岩复式岩体为实例,进行了芙蓉- 菜岭含锡花岗岩和新田岭含钨花岗岩的成矿矿物学对比研究。前者以黑云母、榍石为典型含锡矿物,它们在流体富集阶段,经热液蚀变作用,导致锡的淋滤和结晶富集作用;后者则以出现岩浆白钨矿和黑钨矿为特征。提出的钨锡花岗岩成矿矿物学研究体系有助于深化矿床学研究和矿床勘探工作,并将在今后工作中进一步完善。     

大兴安岭南段锡的成矿作用：以黄岗-甘珠尔庙地区为例

大兴安岭南段是我国重要的锡多金属成矿集中区,为促进区域锡多金属找矿突破,以在黄岗-甘珠尔庙地区多年的野外调查研究工作为基础,运用年代学测试、化学分析及地质模型等方法,分析了区域锡的成矿作用。认为二叠统基底地层及锡林郭勒杂岩是成矿物质的初始来源,经历的变质过程具有进一步富集的作用,大部分锡矿均遭受了多期次的火山-岩浆活动,最终决定锡多金属成矿的是燕山期酸性岩浆-热液成矿作用。同时成矿作用还受到控岩控矿构造、围岩性质、氧化-还原条件、开放-封闭环境的制约,认为在氧化性花岗岩浆侵入钙质地层条件下成矿作用以铁锡为主;还原性岩浆在侵入具开放性特征的围岩时,成矿作用以花岗岩外带围岩中的热液型脉状锡矿为主,而在侵入具封闭性特征的围岩时,成矿作用以花岗岩内带岩浆凸起部位的花岗岩型锡矿为主。因此,建议将主攻矿种由铅锌调整为锡银,部署重砂及化探方法圈定异常,针对硫化矿体部署电法,针对隐伏岩体部署磁法与重力,还可部署烃、汞、氧气测量等非常规化探方法预测隐伏岩体。     

Tin-carrier minerals in metaluminous granites of the western Nanling Range (southern China): Constraints on processes of tin mineralization in oxidized granites

Huashan, Guposhan and Qitianling are three similar and representative metaluminous A-type tin granites in the western Nanling Range, China. They all have a high oxidization state with magnetite as the dominant Fe–Ti oxide. This study presents an understanding of systematic mineralogy of Sn-bearing minerals (biotite, titanite, magnetite and cassiterite) in the three granites. Biotite has an annite composition and both electron-microprobe and LA-ICP-MS analyses indicate trace amounts of tin in biotite (approximately 100–20 ppm). Chloritization of biotite is accompanied by formation of Sn-rich rutile and cassiterite. Titanite has a long history of crystallization from the early-magmatic stage through the late-magmatic stage to the hydrothermal stage. Owing to its solid-solution relationship with malayaite (CaSnSiO₅), titanite always contains tin to various extents. Early-magmatic titanite contains about 0.5 wt.% SnO₂, while the late-magmatic titanite is markedly enriched in tin (on average 14.8 and 3.4 SnO₂ in titanite from the Qitianling and Huashan granites, respectively). Magnetite grains typically display a trellis structure with ilmenite lamellae, where microinclusions of cassiterite (<1 μm in size) are present. This is likely consistent with features of the “oxy-exsolution” process of Sn-bearing titanomagnetite precursor. Cassiterite may be observed as late-magmatic phase, but most commonly appears as an alteration product of other primary minerals. All tin-bearing minerals in the three granites record a complete process of tin mineralization in granite. The features of tin in primary biotite, titanite and magnetite reflect an initial enrichment during the early stage of magmatic crystallization of the Huashan, Guposhan and Qitianling granites. Association of interstitial Sn-titanite and cassiterite suggests further tin enrichment related to fractional crystallization of granitic magmas. Fluids and alteration of primary minerals play an important role in the leaching, concentration and transportation of Sn during hydrothermal processes, which favors vein-type Sn mineralization.     

Magmatic‐Hydrothermal Mineralization Sequence in Xinlu Ore Field,Guangxi, South China: Constraints from Zircon U‐Pb,Molybdenite Re‐Os,and Muscovite Ar‐Ar Dating

The Xinlu Sn‐polymetallic ore field is located in the western Nanling Polymetallic Belt in northeastern Guangxi, South China, where a number of typical skarn‐, hydrothermal vein‐type tin deposits have developed. There are two types of Sn deposits: skarn‐type and sulfide‐quartz vein‐type. The tin mineralizations mainly occur on the south side of the Guposhan granitic complex pluton and within its outer contact zone. To constrain the Sn mineralization age and further understand its genetic links to the Guposhan granitic complex, a series of geochronological works has been conducted at the Liuheao deposit of the ore field using high‐precision zircon SHRIMP U‐Pb, molybdenite Re‐Os, and muscovite Ar‐Ar dating methods. The results show that the biotite‐monzogranite, which is part of the Xinlu intrusive unit of the Guposhan complex pluton, has a SHRIMP U‐Pb zircon age of 161.0 ± 1.5 Ma. The skarn‐type ore has a ⁴⁰Ar‐³⁹Ar muscovite plateau age of 160 ± 2 Ma (same as its isochron age), and the sulfide‐quartz vein‐type ore yields an Re‐Os molybdenite isochron age of 154.4 ± 3.5 Ma. The magmatic‐hydrothermal geochronological sequence demonstrated that the hydrothermal mineralization took place immediately following the emplacement of the monzogranite, with the skarn metasomatic mineralization stage predating the sulfide mineralization stage. Geochronologically, we have compared this ore field with 26 typical Sn deposits distributed along the Nanling Polymetallic Belt, leading to the suggestion of the magmatic‐metallogenic processes in the Xinlu ore field (ca. 161–154 Ma) as a component of the Early Yanshanian large‐scale Sn‐polymetallic mineralization event (peaked at 160–150 Ma) in the Nanling Range of South China. Petrogenesis of Sn‐producing granite and Sn‐polymetallic mineralization were probably caused by crust–mantle interaction as a result of significant lithospheric extension and thinning in South China in the Late Jurassic.     

郴县铜金岭含锡石铁帽研究

含锡石铁帽系铜金岭原生含锡多金属矿床经次生氧化、分解作用后,机械地堆积于表生带和其附近洼地的微喀斯特化灰岩的次生氧化富集带的产物。锡石主要来源于云母-萤石交代岩脉带的锡矿体(化)。是湘南寻找和预测高-中温岩浆热液型锡多金属矿床的重要地质标志