矿产资源的最适耗竭分析

矿产资源的持续利用是可持续发展战略的重要组成部分。单纯的消耗资源和追求经济数量增长的发展模式,正严重威胁着资源的持续利用。因此,以较低的资源代价和社会代价,取得较高的经济发展水平是最适耗竭所要解决的问题。为此,本文提出了矿产资源最适耗竭发展模式。     

东昆仑石头坑德镁铁-超镁铁质岩体矿物学特征及成矿指示

石头坑德镁铁-超镁铁质岩体位于东昆仑造山带东段五龙沟地区,邻近昆中大断裂,主要岩性为辉石岩、橄辉岩、橄榄岩、辉长岩等,铜镍矿体主要赋存于Ⅰ号岩体的辉石岩、橄辉岩和橄榄岩中。岩石地球化学特征表明,其镁铁比值(m/f)变化范围在2.77~6.01之间,属铁质系列的镁铁-超镁铁岩,有利于成铜镍矿。稀土总量总体较低,轻稀土元素之间分馏强,重稀土元素之间分馏弱。岩石总体富集LILE(Rb、Ba、Th、U),贫HFSE(Nb、Ta、Zr、Y),具有明显的Rb、U正异常及Nb、Ta的负异常。超镁铁岩类橄榄石中的Ni普遍亏损,指示深部存在硫化物的熔离作用,在橄榄石结晶之前,大量的Ni进入到硫化物中,极有利于形成富矿岩浆或矿浆。可见,伴随同化混染作用的发生,岩浆中S达到过饱和,进而硫化物发生不混溶作用,富含硫化物的岩浆运移至东昆仑造山带邻近昆中断裂构造薄弱的部位成岩成矿。铜镍矿体多赋存在含橄榄石的超镁铁质岩体内,指示石头坑德岩体深部存在高度富集铜镍的部位,是下一步的找矿方向。     

南祁连化隆地区镁铁-超镁铁质侵入岩地质、地球化学特征与铜镍成矿

南祁连化隆地区的镁铁-超镁铁质侵入岩带是青海省重要的含镍矿岩带,铁质系列良好的岩相分异及较高的Ni、Cu、Co元素含量表现出了很好的成矿条件与找矿潜力。通过对区内裕龙沟、亚曲、阿什贡及下什堂等岩体地质特征、岩石地球化学特征及区域对比分析研究,表明稀土元素的球粒陨石和微量元素的原始地幔蛛网图表现出轻稀土元素相对富集的右倾模式,并且富集大离子亲石元素(Sr、Rb、Ba)、相对亏损高场强元素(Nb、Ta、Hf、Zr)。γOs值表现为大的正值且变化范围较大(+80~+1183),连同普遍存在的Nb、Ta亏损,进一步说明可能也与地壳同化混染密切相关。这些表明带内岩体的母岩浆来自一个曾被交代富集的地幔源区,其εNd(t)=-7.74~+8.36,这些共同表明其岩浆源区应该位于软流圈地幔,并混有一部分被俯冲板片交代的地幔楔物质。而这种交代富集事件可能与祁连、柴北缘在早古生代期间大规模的板片俯冲有关。化隆群富硅地层为硫化物的不混溶创造了同化混染的条件,并最终导致富硅物质的加入,致使岩浆中硫化物的不混溶作用发生,从而可形成不同品位不同类型的岩浆铜镍硫化物矿床。     

东昆仑夏日哈木岩浆铜镍硫化物矿床成矿时代的厘定及其找矿意义

青海省夏日哈木岩浆硫化物矿床是近两年于东昆仑造山带新发现的超大型镍矿床,其赋矿岩性与形成时的地球动力学机制和构造环境认识是制约找矿更大突破的关键控制因素。本文拟通过成岩成矿时代的确定来探讨其形成时的构造背景,进而指出东昆仑地区该类矿床的找矿意义和潜力。野外钻孔岩心详细编录,发现岩浆硫化物绝大多数都富集于橄榄岩相、辉石岩相等的超镁铁质岩类,与矿化较弱的辉长岩非同期的产物。对采集到的矿体顶底板无矿化的橄辉岩钻孔岩心样品挑选锆石进行U-Pb年代学测定,获得了(412.9±1.8)Ma(MSWD=1.2)和(410.9±1.6)Ma(MSWD=3.1)的谐和年龄。同样方法获得的辉长岩的年龄则老20 Ma,进一步说明含矿超镁铁质岩与无矿辉长岩非同期产物。系统的橄榄石成分及Fo值研究,初步揭示了岛弧岩浆特点的信息。综合区域内榴辉岩的厘定及年龄测试,初步认为夏日哈木超大型岩浆铜镍硫化物矿床岩浆源区表现了东昆仑弧的特点,随着部分熔融发生的岩浆上涌,深部和浅部均产生了硫化物的不混溶作用,分异的岩浆于柴达木克拉通南缘东昆仑造山带碰撞后的构造薄弱部位成岩成矿,地壳浅部围岩S的混入对镍矿体的形成具有重要贡献。这一认识对于东昆仑其他镁铁-超镁铁质侵入岩体的含矿性评价和拓展区域找矿潜力具有重要的找矿指示意义和研究价值。     

西南三江兰坪盆地大规模成矿的流体动力学过程——流体包裹体和盆地流体模拟证据

中国西南部云南兰坪盆地因金顶Zn-Pn矿床和新发现的白秧坪超大型Cu-Co-Ag矿床而驰名。金顶矿床以白垩系和第三系陆相碎屑岩为主岩,拥有2亿吨矿石,平均品位Zn6.08%、Pb1.29%(1500万吨金属),是目前中国最大的Zn-Pb矿床,也是世界上形成时代最新且唯一产于陆相沉积岩容矿的超大型Zn-Pb矿床。不同于世界上人们公认的沉积岩容矿基本类型,即SST、MVT和Sedex型,金顶矿床也许代表了Zn-Pb矿床的一个新类型。通常认为兰坪盆地大规模成矿流体起源于盆地卤水,流体流动以重力驱动为主,压力体系接近静水压力。但基于矿田内水压破裂观察、流体包裹体研究和盆地流体动力学模拟,我们认为深部超压流体的注入对整个成矿系统起着重要作用。闪锌矿及相关脉石矿物(石英、天青石、方解石、石膏)中流体包裹体观测的均一温度主体在110～150℃,盐度(质量分数)在1.6%～18.0%NaCl;在时间上,大规模成矿主要阶段伴随着流体温度的不断升高和盐度的逐渐降低;在空间上,金顶矿区空间上从东到西,成矿流体温度明显降低,盐度系统性升高。富CO2流体包裹体揭示成矿流体曾高达(513～1364)×105Pa,大大高于静水压力。数值模拟表明,盆地沉积和压实产生的流体超压可以忽略,区域构造推覆也不足以产生如此高的流体压力。我们认为成矿流体超压很可能是幔源流体注入引起的;幔源含矿的相对高温低盐度流体沿导矿构造注入金顶穹隆构造-岩性圈闭并与其中富H2S的相对低温高盐度卤水混合是兰坪盆地大规模成矿的关键动力学过程。这个特殊的流体动力学过程和成矿系统,使兰坪盆地的成矿有别于世界其他沉积盆地已知的成矿作用。     

东昆仑冰沟南铜镍矿锆石SHRIMP U Pb年龄及构造意义

冰沟南镁铁—超镁铁质岩体位于东昆仑造山带西段祁漫塔格岩浆岩带内,邻近昆北断裂,主要由橄榄辉石岩、辉长岩、闪长岩及辉长辉绿岩脉构成,铜镍矿体仅赋存于橄榄辉石岩中。岩体地质特征、岩石地球化学特征及矿体地质特征表明,成矿岩体为铁质系列的基性-超基性岩,岩性为含长橄榄辉石岩。锆石SHRIMP U-Pb同位素测年获得含长橄榄辉石岩年龄为377.8±3.4Ma,为晚古生代岩浆作用的产物,这也是东昆仑造山带目前发现时代较新的岩浆铜镍矿床。岩石Sr-Nd同位素特征表明,(~(87)Sr/~(86)Sr)_i值在0.7057~0.7105之间,变化范围相对较宽,ε_(Nd)(t)值变化在2.35~3.81之间,均为正值。推测矿床形成过程为幔源岩浆上涌过程中,由于地壳物质的加入,伴随着同化混染作用的发生,岩浆中S达到饱和,进而硫化物发生不混溶作用,富含硫化物的岩浆运移至东昆仑造山带邻近昆北断裂构造薄弱的部位成岩成矿。冰沟南铜镍矿床可能是形成于造山后伸展背景,与夏日哈木超大型铜镍硫化物矿床形成时的构造背景不同,本次研究对东昆仑造山带同类矿床的勘查评价工作具有一定指导意义。     

东昆仑卡而却卡铜钼铁多金属矿床成矿年代学:辉钼矿Re-Os和金云母Ar-Ar同位素定年约束

卡而却卡矿床位于东昆仑祁漫塔格地区,达大型规模,属矽卡岩型矿床,伴有斑岩型和热液型矿化。区内铜钼铁多金属成矿与似斑状二长花岗岩、花岗闪长岩密切相关。B区矽卡岩铜钼矿石由钙铁榴石、符山石、透辉石、方柱石、透闪石、辉钼矿、黄铜矿等组成,辉钼矿Re-Os加权平均年龄为246.1±1.2 Ma(MSWD=0.92),等时线年龄为245.5±1.6 Ma(MSWD=1.2);B区深部矽卡岩型铁矿石中磁铁矿与透闪石、金云母等共生,金云母Ar-Ar坪年龄为233.9±1.4 Ma(MSWD=1.68),反等时线年龄为234.3±1.5 Ma(MSWD=1.58),成矿时代为中-晚三叠世。卡而却卡矿床辉钼矿的Re含量为(1.342±0.014)×10~(-6)~(23.86±0.29)×10~(-6),表明成矿物质为壳幔混合来源。综合区域地质资料,卡而却卡矿床形成于中-晚三叠世碰撞-后碰撞转换阶段,与中-晚三叠世壳幔岩浆混合作用密切相关,壳幔相互作用可能为区域大规模金属成矿提供成矿物质。     

新疆东天山玉海斑岩铜矿锆石SHRIMP U-Pb年龄及构造意义

新疆东天山玉海铜矿是2011年新疆有色地质勘查局704队新发现的铜矿床,现已达到中-大型矿床规模。成矿岩体地质特征、岩石地球化学特征、矿体地质特征及蚀变分带表明,玉海铜矿具有斑岩型铜矿特征,其赋矿岩体为一套形成于洋陆俯冲环境的富钠的闪长岩-花岗闪长岩。含矿岩石锆石SHRIMP U-Pb年龄为(422.3±4.0)Ma,这也是在东天山觉罗塔格成矿带首次发现的早古生代斑岩铜矿。结合区域构造演化特点和康古尔塔格构造带中的古洋壳残片证据,认为其符合北天山洋自奥陶纪至早石炭世一直俯冲消减的说法,对早古生代东天山的构造演化给出更进一步的数据支持。对于相同类型矿床的发现与勘查具有较好的启示作用。