离子型稀土矿矿山地质环境监测与治理对策探讨

离子型稀土矿的原地浸矿工艺具有开采成本低,资源利用率高,生态影响小的特点,但如果开采控制不当也可能造成地下水污染、山体滑坡等生态环境破坏问题。本文分析了产生离子型稀土矿矿山地质环境问题的原因,有针对性的提出了离子型稀土矿矿山地质环境监测与治理的措施和建议。     

美国福特-诺克斯金矿床产出环境、地质特征和形成作用

美国阿拉斯加州中东部福特—诺克斯(Fort Knox)金矿床是北极圈周缘规模最大的超大型金矿床之一。对该矿床的形成背景、矿体特征、形成模式的研究表明,该矿床主要产于前寒武纪—早古生代绿片岩与白垩纪—古近纪花岗质侵入岩接触带上,受构造-岩浆活动控制明显,地表出露面积为1100×600m2,并向深部逐渐变小。与其他与侵入岩有关的金矿床不同的是,该矿床热液蚀变作用强烈,与金矿化具密切空间分布关系的热液蚀变主要为钾长石化、钠长石化、绢云母化和青磐岩化。同位素年代学证据表明,其成矿时代为晚白垩世—古近纪(92.5±0.2Ma),是多期次岩浆作用的产物。依据同位素特征、成矿流体、围岩蚀变等特征可以判定,成矿物质主要来源于花岗质熔浆,成矿作用与氧化型中酸性侵入体侵入作用及其相关流体活动有关,属于典型的与侵入岩有关的金矿床。     

瑞典艾蒂克铜-金矿床地质特征及成因

艾蒂克铜-金矿床位于瑞典北部的耶利瓦拉市,为欧洲年产量最大的露采铜-金矿床。铜-金矿体与中元古代斑状石英二长闪长岩体具有密切的时空分布关系。铜-金矿化主要在古元古代瑞(典)芬(兰)火山沉积岩系和侵入岩脉(墙或株)内呈脉状、网脉状及细脉浸染状产出,并构成似层状、透镜状、囊状矿体。初步研究表明,斑状石英二长闪长岩位于矿体下盘,为复式次火山岩侵入体,与铜-金-银(钼)矿化具有密切的时空联系,是区域上火山岛弧环境下产出的哈帕兰达侵入-火山岩套的一部分,具有典型斑岩型矿床的特征。此外,流体包裹体和矿床年代学研究表明,艾蒂克铜-金-银(钼)矿床是高盐度流体演化的产物,经历了多次铜-金-钼-磁铁矿等多金属矿化的叠加,矿化阶段跨越近160Ma,具有典型的IOCG型矿床特征。艾蒂克铜-金-银(钼)矿床兼具斑岩型和IOCG型铜-金矿床的部分特征,其成因类型尚待进一步讨论。     

江西武山矽卡岩型铜矿床成矿流体演化及其成矿意义

江西武山铜矿床是长江中下游多金属成矿带内重要的矽卡岩型矿床之一。文章对该矿床中的流体包裹体进行了详细研究,重点分析了成矿流体的演化过程及其成矿意义。根据野外地质产状和室内岩相学特征,将武山矽卡岩型铜矿床热液成矿过程分为气成-高温热液期和热液期,前者包括矽卡岩阶段和磁铁矿阶段,后者包括石英-硫化物阶段和碳酸盐阶段。其中,石英-硫化物阶段是该铜矿形成的主要阶段,可进一步细分为辉钼矿-石英和黄铁矿-黄铜矿-石英2个阶段。岩相学观察显示,包裹体类型有Ⅰ型含子矿物包裹体(L+V+S)、Ⅱ型气液两相包裹体(L+Ⅴ)和Ⅲ型气相包裹体(Ⅴ)。气成-高温热液期的石榴子石中流体包裹体数量不多,但Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型包裹体都有;而热液期的石英与方解石中流体包裹体数量众多,以Ⅱ型包裹体为主。从早期矽卡岩阶段至碳酸盐阶段,成矿热液经历了从高温(378~518℃)、高盐度[ω(NaCl_(eq))介于17.3%~45.1%)向低温(113~250℃)、低盐度[ω(NaCl_(eq))介于3.4%~11.9%]的持续演化。热液演化过程中发生了流体沸腾作用和岩浆热液与大气降水的混合作用。其中,矽卡岩阶段的水-岩作用、沸腾作用与矽卡岩的形成密切相关,而成矿阶段的沸腾作用与混合作用可能是铜矿床形成的重要机制。H、O同位素研究表明,各成矿阶段的成矿流体以岩浆水为主,但随着成矿作用的进行,大气降水在成矿流体中的体积质量逐渐增大。     

铜陵桂花冲花岗闪长斑岩地球化学特征、锆石U-Pb年龄及其地质意义

针对对铜陵桂花冲花岗闪长斑岩进行岩石学、岩石地球化学及锆石U-Pb同位素年代学研究,结果表明该花岗闪长斑岩高硅富碱(w(SiO2)平均为63.60%,w(Na2O+K2O)平均为7.09%,K2O/Na2O为0.51~0.68),属高钾钙碱性系列岩石。岩石稀土总量低(ΣREE在187.43×10-6和209.19×10-6之间),但轻稀土富集而重稀土亏损(ΣLREE/ΣHREE为15.00~16.49,(La/Yb)N为22.37~28.45),且具弱负Eu异常(δEu在0.75~0.83,平均为0.80)。同时,岩石富集大离子亲石元素(Rb,Ba,Th和U),而亏损高场强元素(Nb和Ta)。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年测得花岗闪长斑岩年龄为(138.3±1.4)Ma,表明该岩体的形成时代为早白垩世,与铜陵矿集区中生代主要成矿岩体的年龄(137.5 Ma±1.1Ma~151.8Ma±2.6Ma)一致。该花岗闪长斑岩形成于碰撞后构造环境,是由壳幔混合岩浆冷却结晶形成的。     

世界最大井采铁矿床——基律纳铁矿床研究现状与新进展

基律纳铁矿床位于瑞典北部拉普兰地区,是迄今为止世界上产于中-基性火山岩中规模最大的磷灰石-磁铁矿建造矿床,也是欧洲目前唯一正在开采的特大型铁矿山。研究表明,基律纳铁矿床受构造-岩浆控制作用明显,多产在古元古代花岗质绿片岩体内。矿体与围岩呈整合接触,在两者的接触带上,普遍发育钠长石化和钾长石化;矿石以高度富集磁铁矿和磷灰石为特征。根据切割关系和锆石U-Pb同位素测年,其成矿年龄为1.9~1.88Ga。依据其地质背景、围岩蚀变分带性和成矿流体的组分特征,将该矿床初步认定为铁氧化物IOCG型铁矿床。     

南非帕拉博鲁瓦超大型氧化铁型铜(金)矿床

帕拉博鲁瓦铜(金)矿床(Phalabowra,以下简称帕瓦),位于南非德兰士瓦东北部的帕拉博鲁瓦城附近,中心地理坐标为东经34°08′,南纬23°59′,是南非最主要的铜生产基地.该矿山于1956年正式投产,目前由力拓(Rio Tinto)和英美资源(Anglo American)共同拥有.地质勘探结果表明,帕瓦矿床铜和金的储量为425万吨(Sillitoe,2002).     

安徽沿江地区中生代原地和异地矽卡岩岩浆－热液成矿作用

在安徽沿江地区,既分布有大量接触交代成因和叠加复合成因的矽卡岩矿床,也分布有岩浆成因的矽卡岩矿床。本文给出了不同类型岩浆矽卡岩及其矿床的定义,论述了安徽沿江地区中生代岩浆矽卡岩及其矿床的特征,并在此基础上分析了区域中生代矽卡岩岩浆－热液成矿作用。根据矽卡岩岩浆就位位置的不同可将岩浆矽卡岩分成原地矽卡岩和异地矽卡岩两类,相应地将岩浆矽卡岩矿床分成原地矽卡岩矿床和异地矽卡岩矿床两大类。两类矽卡岩及其矿床具有明显不同的特征。在地质产状上,原地矽卡岩岩体常与壳幔同熔岩浆侵入体紧密伴生而分布在壳幔同熔岩浆侵入体与碳酸盐围岩的接触带上,在矽卡岩岩体边缘一般没有冷凝边和烘烤边,但常能见到因同化混染作用不彻底而留下的围岩残留体（多已变质成角岩或大理岩）。与此明显不同的是,异地矽卡岩岩体常分布在断裂带或地层虚脱带中,附近一般没有壳幔同熔岩浆侵入体与其紧密伴生,在矽卡岩岩体边缘一般有冷凝边和烘烤边,有时能见到气孔构造以及石榴石或透辉石堆积岩,但见不到围岩残留体。同时,原地矽卡岩和异地矽卡岩均具有明显的水平分带,但两者明显不同。原地矽卡岩的水平分带常表现为从侵入岩体经矽卡岩往碳酸盐围岩方向依次出现侵入岩→同化混染侵入岩→富铁矽卡岩→富钙矽卡岩→同化混染碳酸盐岩→碳酸盐岩,反映同化混染作用逐渐减弱,而异地矽卡岩的水平分带常表现为从矽卡岩体中央往两边依次出现中粗粒矽卡岩－中细粒矽卡岩,反映随降温速度逐渐增加结晶速度逐渐降低。在矿物组成上,原地矽卡岩中的石榴石包含钙铁榴石、钙铁铝榴石和钙铝榴石,辉石主要为透辉石和钙铁辉石,而异地矽卡岩中的石榴石几乎全是钙铁榴石,辉石全是钙铁辉石。在地球化学方面,相对于原地矽卡岩,异地矽卡岩明显富集W、F、Rb、Be、Fe,而亏损Al、Sr、Ba、Cu、Pb、Zn、Cr、Co、Ni等元素。在岩相学上,原地矽卡岩和异地矽卡岩大多具有自形等粒结构,其中大多能见到熔融包裹体,但原地矽卡岩中的石榴石和辉石更为自形且常发育良好环带,熔融包裹体的均一温度明显高于异地矽卡岩中熔融包裹体的均一温度。在矿床类型上,原地矽卡岩一般为铜矿床,矿石矿物主要是铜铁硫化物,而异地矽卡岩一般为铁矿床,矿石矿物主要是铁氧化物。通过综合分析,认为原地矽卡岩和异地矽卡岩是由矽卡岩岩浆在原地或异地发生冷却结晶作用形成的,而原地矽卡岩矿床和异地矽卡岩矿床是由原地矽卡岩岩浆和异地矽卡岩岩浆发生熔离作用和结晶分异作用,熔离出的矿浆和分异出的热液发生冷却结晶和交代蚀变作用形成的。     

北欧最大金矿田——芬兰科体拉金矿田

正科体拉(Kittila)金矿田发现于1986年,它位于芬兰拉普兰(Lapland)省科体拉(Kittila)小镇的东北方向35 km处,中心位置坐标为北纬67°54'55″,东经25°23'27″,是北欧规模最大的黄金产地(Patison et al.,2007)。1997年芬兰地质调查局通过钻探圈定了150万t矿石,Au平均品位5.9 g/t。该金矿田主要由5处金矿床组成,分别为凯托拉(Ketola)、泰莱(Etela)、苏瑞(Suuri)、鲁拉(Roura)和锐皮(Rimpi)金矿床。2005年科体拉金矿田被阿哥尼可恩格拉公司(Agnico Eagle)收购,从2006年6月开始进行大规模开采。直到2012年底,该公司已从科体拉金矿田开采了16 t金,预计2013~2015年每年的金产量可