胶东金矿床中关键金属超常富集特征与机理初探

胶东是全球唯一已知发育于前寒武纪变质地体内的晚中生代巨型金矿省,也是当今世界仅有的探明金资源储量超过5000吨的三个金矿省之一,被视为检验巨型金矿床成矿新理论和新模型的关键地区。胶东金矿床长期的开发和研究主要聚焦于金,对其共/伴生关键金属尚缺乏关注;但广泛发育含关键元素Te、Re、W、Zr、Cr、La、Ce、Sb、Bi和As的独立矿物。通过对胶东典型金矿床内关键元素赋存状态的分析,发现它们主要以微米矿物集合体、纳米颗粒或类质同象固溶体的形式出现,且空间分布极不均匀。通过对12个典型金矿床内关键元素的含量分布和富集特征的初步研究表明,相对于华北克拉通的地壳元素丰度,本次分析的Cr、Co、Cd、Rb、Nb、Ta、Hf、W、Sn、Sb、Bi、As和除Ho之外的其它15种REE均发生了不同程度富集。其中,Sb超常富集与Au共生形成浅成造山型金锑矿床,暗示该区可能成为重要锑资源接替区; Cd、Co、Nb、Rb、As和Bi超常富集达到伴生组分综合评价品位,显示出良好的资源潜力,尤其是Cd已具备综合利用的资源条件; Cr、Se、Te、Re、W和LREE超常富集接近伴生组分综合评价品位或已发现超常富集的载体矿物,可作为未来潜在的接替资源;而Ta、Hf、Sn和HREE远低于伴生组分综合评价品位,且载体矿物过于稀少和细小或尚未被发现,发生超常富集的可能性相对较低。虽然目前对胶东金矿床中关键元素赋存状态和分布规律的研究极其薄弱,对其超常富集机理的研究尚属空白;但胶东金成矿系统的勘查和研究积累厚实、资料丰富,且其内蕴藏的矿石量巨大、已有矿业基础设施和选矿设备完善、选矿工艺先进。深入研究胶东金矿床中关键元素源-运-聚超常富集机理,可为丰富"非常规类型关键元素成矿系统"理论体系和胶东及类似金矿床中关键元素的综合利用提供理论基础。     

胶东型金矿成因模型

巨型金成矿省成因是国际前沿科学问题,巨量金来源与成矿驱动机制是矿床成因研究的关键难题.胶东成矿省不足1万km²内已探明黄金资源储量～5500吨,成矿强度世界罕见,已有成矿理论难以完整解释.胶东金矿床形成于大陆内部多重构造复合域,金成矿发生于古元古代基底岩石区域变质作用约19亿年之后以及三叠纪大陆碰撞作用约1亿年之后的早白垩世120Ma左右的构造体制转换过程中.胶东金矿床和造山型、侵入岩型金矿床成矿构造环境和赋矿围岩存在差异,成矿机制也显著不同.矿床和基性岩具有紧密的时空与成因关系,胶东成矿流体起源于富集地幔,成矿期基性脉岩具低ε_Hf(t)值(-29.9～-9.1)和锇含量(0.002～0.16ppb)、重氧同位素(δ¹⁸O达8.23‰)和高初始锇同位素比值(¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os:0.1352～0.8858),证实其岩石圈地幔具有被大量古老地壳物质交代的特征,并且胶东西部岩石圈地幔富集程度总体高于东部,这可能是西部资源量占比远超东部的重要原因.胶东基性脉岩显示较轻的Mg同位素特...     

金属矿产资源的深部找矿、勘探与成矿的深层动力过程

世界上任何一个国家或地区,在科学与技术的进步,社会与经济的发展进程中,无一例外的必须以大量的,各种类型的金属矿产资源为后盾.当今我国正处在快速工业化和经济腾飞的前夜,国内矿产资源供给不足,且紧缺,故对外的依存度日益增大.为此,在多元化共享世界资源的同时,必须以本土资源为本,并迅速建立起安全、可靠与稳定供给的重要金属矿产战略后备基地.本文基于金属矿产资源形成和聚集的深部介质和构造环境,深层过程和动力学响应的新认识,并分析和讨论了国内、外已发现的深部金属矿床实例.据此提出:必须迅速强化进行地壳内部第二深度空间(500～2000 m)高精度地球物理找矿、勘探和深入研究深部物质与能量的交换与矿产资源形成的深层动力过程.     

成矿过程水岩反应研究态势

水岩反应是矿床学的重要研究内容,亦是地球科学领域的前沿问题。复杂性理论、渗流力学等的引入和测试技术的提高,促使水岩反应研究向系统化和定量化的方向发展,并取得了诸多相关进展。通过水岩反应中元素迁移过程和机制的探索,可以进行流体示踪及推测相关水岩反应过程;定量计算、物理实验和数值模拟是水岩反应研究的主要手段;对复杂的水岩反应体系,应综合运用各种方法,以更加真实地重塑水岩反应的过程。     

云南大坪超大型金多金属矿床地质地球化学特征

大坪金矿床是哀牢山金矿带上的超大型金多金属共生矿床.矿体为赋存于闪长岩体内部近平行的多金属硫化物-石英薄脉.矿床地质、流体包襄体地球化学和同位素地球化学研究表明:成矿作用与中、新生代的区域构造-岩浆活动密切相关,至少可分为燕山期石英-黄铁矿和喜山早期石英-方铅矿两期;早期形成金矿化,晚期形成铅和银矿化并伴生金矿化;二者叠加于同一容矿空间,形成多期叠加的复式铅、锌、银、金共生矿床.成矿物质与成矿流体的来源一致,各成矿期流体均是以深源流体为主的壳-幔混合流体,但具有不同的地球化学特征,是相对独立的成矿流体体系.矿床成因属中-高温热液硫化物-石英脉型.     

构造-流体-成矿系统及其动力学

初步尝试进行构造流体成矿系统及其动力学探索性研究 ,确立构造流体成矿系统及其动力的理论格架与方法体系 ,并将之应用于成矿学理论研究与找矿实践 ,是一种崭新的科学探索 ,具有重要的理论与实践意义 :(1)初步探索提出构造流体成矿系统及其动力学理论格架与方法体系 ,突出构造和流体在成矿中的关键作用 ,强调多种组成和多重作用过程耦合和套合的整体性及综合效应。提出将构造流体成矿系统及其动力学作为一个整体 ,从流体与岩石构造环境相互作用及构造流体演化的角度探讨成矿系统的形成过程和动力学特征 ,实现研究的系统性、完整性和定量化 …     

三维构造应力场分析在胶东招远-平度断裂带中段深部金矿探查中的应用

在建立合理地质模型、力学模型和数学模型的基础上,采用SuperSAP有限元数值模拟方法对胶东招远-平度断裂带中段金矿聚集区成矿期应变能和流体运移势的分布进行了计算,发现应变能的高值区和流体运移势的低值区是成矿的有利构造部位,这些信息对该区寻找深部蚀变岩型金矿体具有重要的指导意义。      

大陆冲磁效应对成矿作用的控制

物体受到冲击或两种地质体界面发生快速磨擦引发地磁异常或岩石剩磁的变化称之为冲磁。本文以陨石成矿和走滑构造控矿为例,通过瞬间附加磁力的产生和能量守恒的原理探求大陆冲磁效应对成矿作用的控制。1)根据陨石的平衡和运动规律,运用冲磁强度值可初步估算矿体的总量;通过冲磁的矢量,可确定陨石成因的矿体侧伏产状。2)大陆冲磁和矿物成份两者相互印证可共同确定成矿时代。3)大陆冲磁的连续介质力学和总量守恒(陨石体的质量、动量和能量与矿体的质量、动量和能量守恒)对成矿元素富集的控制,巨大的冲磁强度值与高温岩浆矿床Fe、Co和N i等铁磁性元素富集相对应。4)大陆冲磁引发多元流体对组合元素富集的控制,冲磁在陨石体内形成高温成矿元素组合,在围岩内则形成低温成矿元素组合。5)大陆冲磁时的剪切效应对成矿元素富集的控制。与冲磁垂直的方向有利于成矿元素的富集;冲磁—应变速率—元素自身磁化率值的共同效应控制多种元素呈侧向分带展布。冲磁效应对成矿作用的控制将拓宽和加大大陆动力学与成矿作用间的研究内容和深度。     

硫镍钴矿———一种新发现的载金矿物

金厂铜金矿床是中国东北部一超大型斑岩型铜金矿床,J-0号矿体为矿床内一典型的斑岩型铜金矿体。J-0号矿体有3种载金矿物:硫镍钴矿、黄铁矿和黄铜矿。硫镍钴矿主要元素为Ni、Co、S,Ni含量19.005%~28.14%,Co含量26.877%~34.971%,S含量40.242%~44.076%,矿物的Ni/Co原子摩尔比为0.55~1.03,与其理论值Ni/Co≈1相近;矿物的(Ni,Co)/S原子摩尔比为0.68~0.74,与其理论值(Ni,Co)/S=0.75相吻合,其晶体化学分子式与(Ni,Co)3S4相符。硫镍钴矿中的自然金的成色较高,在830~955之间。硫镍钴矿作为载金矿物,在金厂矿区和国内金矿床是首次发现,在世界范围内金矿床中也十分罕见,到目前为止还未发现相关报道。其在金厂矿区的发现填补了硫镍钴矿作为载金矿物领域的空白,为研究与完善金的成矿理论提供了关键证据,因此,这一发现存在重大的现实意义与地质意义。     

滇西地区深部构造特征及其对成岩-成矿的控制作用

滇西地区地处扬子板块与印度板块之间特殊地带,是西南三江复合造山带的重要组成部分。地球物理资料揭示该区深构造特征复杂:地壳呈相对稳定的三层结构,其内部存在不规则低速透镜体;莫霍面自北而南呈近东西向阶梯式逐渐抬升,形态上隆坳相间;壳-幔界面存在明显的壳-幔过渡带,软流层地幔具有多层次隆起现象。深浅部构造呈现明显的立交桥式多层架结构。深部构造与区域成岩成矿关系密切:空间上,岩体与成矿的集中区分布体现出受由幔坡带所推断的深大断构造所控制,并与壳内低速体和壳-幔混合带存在垂向上的对应关系。岩浆岩岩石组合、岩石学和地球化学特征反映岩浆形成于壳-幔混合带物质的部分熔融,而地幔流体上涌是激发壳-幔混合带发生部分熔融的重要因素。研究认为,滇西地区燕山晚期-喜马拉雅期所处的特殊构造部位及经历的区域构造动力体制时空转换是形成深部特殊地质结构的动力学条件,并是激发强烈壳-幔相互作用的重要前提。在壳幔相互作用过程中,大量地幔流体携带成矿物质经由深大断裂上升至壳-幔混合带,激发其部分熔融,形成原始岩浆;随岩浆上升和分异演化,在构造有利部位成岩成矿,由此形成区域成岩成矿的一体化特点。而软流层幔的多期次脉动式上涌则是导致成矿多期性的内在因素。