矿产资源研究所“三稀”矿产研究与找矿实践70年历程——回顾与启示

稀有、稀土和稀散元素(三稀)目前已成为世界各国经济发展中的关键矿产.中华人民共和国成立以来,中国地质科学院矿产资源研究所作为中国矿床地质工作者大家庭中的成员,一直致力于三稀资源的研究和探索.一代又一代人,为国家做出了贡献.其中,对世界闻名的新疆可可托海3号脉和内蒙古白云鄂博稀有稀土矿床较早就投入了工作,他们为此付出了毕生精力;在湖南香花岭含铍条纹岩中发现了中国第一个新矿物——香花石;1970年后,在内蒙古巴尔哲、福建南平和四川大水沟稀土、稀有和分散元素等矿床发现后,也开展了深入系统的研究,特别是在中国首次发现风化壳离子吸附型稀土矿床后,对稀土元素赋存状态的确定和分布规律做出了重要贡献.进入21世纪,三稀资源被确定为关键矿产后,矿产资源研究所进一步加强了这方面的工作,不但取得了理论上的创新,而且发现了一批新的三稀矿产地,尤其是在川西甲基卡和可尔因等地投入了大量的地质、地球物理、地球化学、遥感、钻探等工作,其中钻探工作量就达11818.96 m,为把川西花岗伟晶岩型稀有金属矿集区建设成为国家大型锂矿基地作出了新贡献.对于卤水型锂及其他稀有金属矿产资源的调查研究和开发利用也一直是矿产资源研究所的重点,几十年来从未间断,在柴达木盆地西部、四川盆地东北部及江汉盆地等地近年来不断取得新进展.     

南岭地区矿产资源形势分析和找矿方向研究

南岭地区地质工作程度较高,但近20年来地质找矿与科研工作投入不足,导致南岭地区一些优势矿产储量消耗过快,影响到矿业的可持续发展。近年来,南岭地区芙蓉锡矿等一批新矿产地和八仙脑式破碎带蚀变岩型钨矿等一批新矿床类型的发现,充分说明,只要认真开展成矿预测研究,配合地质找矿实践,在南岭地区取得找矿突破的可能性并不亚于西部地区。因此,目前迫切需要加强对南岭地区成矿规律的深入研究,尤其是加强矿床成矿系列、成矿体系、成矿物质来源及其超常规富集成矿机制、大型超大型矿床与矿集区、常规优势矿产与非优势矿产之间相关关系等方面的创新性研究与探索,为危机矿山“探边摸底”和新矿产地的发现提供理论指导和科学依据。     

赣南中生代淘锡坑钨矿区花岗岩锆石SHRIMP年龄及石英脉Rb-Sr年龄测定

江西省崇义县淘锡坑钨矿区位于南岭东西向构造带东段与武夷山北东—北北东向构造带南段的复合部位,属于以石英脉型黑钨矿为主的钨多金属矿床。矿床形成与燕山期中酸性岩浆作用有密切关系,石英矿脉受北西向断裂控制,穿切新元古代地层。文章选取钻孔揭露的底部新鲜花岗岩样品2件,用SHRIMP方法测定锆石的结晶年龄,结果分别为(158.7±3.9)Ma和(157.6±3.5)Ma;对3件含黑钨矿石英脉样品中石英的流体包裹体进行了Rb-Sr等时线年龄测定,结果分别为(154±4)Ma、(157±3)Ma和(161±4)Ma。与前人用Re-Os法测定的辉钼矿(154Ma)比较,发现花岗岩的成岩年龄与含矿石英脉、钨矿的形成年龄相同,成岩、成矿作用几乎同时完成。综合前人研究资料,认为南岭地区160~150Ma成岩成矿作用主要分布于南岭中东段,可能与岩石圈大规模伸展的构造动力学背景有关。     

华南深部找矿有关问题探讨

华南是我国目前最重要的有色金属矿业基地之一。该地区矿业发达但危机矿山也多,研究程度高但多数矿床的勘查工作在20年前就完成,成矿条件好、已发现矿产地点多面广但进一步找矿难度也大。因此,在华南开展深部找矿势在必行,而且受到了国家、地方政府和企业界的共同关注。中国地质调查局设立了湖南瑶岗仙、康家湾、玛瑙山,江西大吉山、荡坪、岿美山,广西佛子冲、铜坑、栗木、泗顶,广东瑶岭、石人嶂、大宝山等一批危机矿山项目,力争在这些矿山深部实现找矿突破。华南地区开展深部找矿需要研究成矿物质来源、矿床分类、成矿区带划分及其在一定深度（距离地表3000m）的变化情况,需要明确地表的战略性选区与点上的攻深找盲、探边摸底同样重要,需要加快中深钻（1000-3000m深度）钻探及相关测量技术的研究,需要通过对“物质不灭”、“能量守恒”和“时空无限但有序”三原则的把握来评价矿产资源的潜力。     

辉钼矿的铼-锇同位素地质年龄测定方法研究

本研究在国内首次将同位素稀释等离子体质谱法应用于铼-锇同位素系统地质年龄测定。建立的化学分离方法包括碱熔分解样品、丙酮萃取分离铼、 蒸馏法分离锇。全流程化学回收率在90％以上。铼和~(187)Os的空白值分别为0.07ng和0.01ng。用本法测定了我国4个钼矿床的辉钼矿矿化年龄,其年龄测定精度(2σ)在3％以内。测定结果与地质背景的符合情况令人满意。直接测定金属矿床年龄的铼-锇法较之间接测定围岩时代来推断矿化年龄的其它定年方法更能反映真实年龄。鉴于许多热液硫化物矿床常含有辉钼矿,该法有较广泛的应用前景。     

成矿谱系研究及对东天山铁矿找矿问题的探讨

论述了成矿谱系研究的概要过程,指出了成矿谱系两方面的内涵,即“矿床成矿(亚)系列随着地质历史时期而发生规律性变化”和“成矿元素在同一地区长期聚集”。区域成矿谱系实际上就是区域成矿作用的演化历史及其分布规律。结合哈密小红山铁矿的发现,本文从铁的成矿谱系的角度出发,认为东天山地区具有寻找铁矿的巨大潜力。通过借鉴华北陆块北缘铁矿的成矿谱系和阿尔泰的成矿谱系,开拓找矿思路,尽早开展东天山地区铁矿资源潜力的评价和新一轮找矿工作,立足于新的成矿时代、新的矿床类型和老矿山的攻深找盲,要取得找矿突破是完全可能的。     

中国铬矿资源形势及其找矿方向

我国铬矿资源贫乏,具有区域分布差异明显、矿床规模小、分布零散、矿床成因类型单一以及冶金级矿石所占比例不高的特点.上述特点造成我国当前铬矿资源形势非常严峻,一方面探明储量逐年减少,将面临枯竭的危险,另一方面铬铁合金的产量逐年增加,但铬铁矿产量却难以满足国内市场的需求,只能不断增加进口来缓解市场压力.因此,为了摆脱当前的不利局面,今后我国铬铁矿的找矿方向包括:①找寻新的铬铁矿产地.②探究新的铬铁矿类型.③加强已知铬铁矿的外围以及深部的找矿.④利用新技术新方法的进行间接找矿.⑤深入开展成矿理论的研究,为找矿以及成矿潜力评价提供指导.     

新疆阿舍勒火山岩型块状硫化物铜矿硫、铅同位素地球化学

通过对矿石矿物与容矿围岩Ｓ、Ｐｂ同位素地球化学的研究，证实阿舍勒铜矿区Ⅰ号矿床与Ⅱ号矿床在成因上具有显著差异，即Ⅰ号矿床成矿金属与细碧岩同源，硫则来自于火山喷气；Ⅱ号矿床成矿金属可能来自石英角斑质凝灰岩的海水淋滤，硫可能是多源的。这一认识为开拓找矿思路提供了新的依据。铅同位素资料还反映基－酸性火山岩来自两个源区。     

pg-ng级Os同位素热表面电离质谱高精度分析测试技术

随着Os同位素在地质学领域定年与示踪的广泛应用,对分析测试精度和检出限提出了更高的要求。本文利用热表面电离质谱负离子模式(NTIMS)对Os O-3进行测定,通过试剂纯化、器皿清洗等前处理步骤的优化保证了超低的化学流程空白和获得灵敏而稳定的仪器测量信号,建立了高精度pg-ng级Os同位素分析测试方法。采用逐级剥谱法扣除氧同位素干扰,采用内标迭代法按照指数规律对仪器的质量歧视效应进行校正,全流程Os空白为0.41 pg,1 pg的190Os计数约85000 cps,质量分馏系数在0.1%以内。pg级Os采用离子计数器动态跳峰扫描模式进行测量,187Os/188Os值测量精度小于在0.2%以内;ng级Os采用法拉第杯静态接收模式采集信号,187Os/188Os值测量精度在0.005%以内。经国际上Os同位素标准溶液N2、JMC以及国家一级Re-Os同位素标准物质JCBY的验证,分析精度达到了国际同类实验室先进水平。本方法具有低空白、高灵敏度、高精度的特点,可为地质学研究提供高精度Os同位素数据。     

赣南稀土精矿粉配制的稀土溶液反射波谱特征研究

赣南离子吸附型稀土矿是我国重要的稀土资源,本文运用美国ASD FieldSpec-3便携式地物波谱仪,对赣南寻乌稀土矿区稀土精矿粉配置的25个稀土溶液样品进行波谱测试,获取了不同稀土含量的波谱特征,结果表明溶解在水体中的稀土元素在可见光-近红外574 nm、790 nm、736 nm、520 nm、861 nm、443 nm等波段具有多个明显的稀土特征吸收谷及若干次级的稀土特征吸收谷;通过与15种稀土单元素波谱特征对比分析,可见这些吸收特征主要由一种或几种稀土单元素引起;随着稀土浓度的降低,这些吸收特征逐渐减弱甚至消失。这一研究进一步加深了对我国赣南稀土溶液波谱特征的认识,同时为赣南稀土元素的高光谱遥感研究奠定了理论基础。