透射电子显微镜在关键矿产成因机制研究中的应用进展

关键矿产的元素赋存形式对矿产超常富集机制和资源综合利用有着至关重要的作用。然而,关键矿产的元素赋存形式大多以细小矿物、吸附或类质同象的方式存在,不易于直接观察分析,在一定程度上增加了对其进一步认识和综合利用的难度,而透射电子显微镜(Transmission Electron Microscopy,TEM)可以在微纳米尺度上从结构和成分方面提供有效的解决途径。文章扼要地介绍了TEM的基本原理、工作模式、样品制备的方法及工作流程,并根据国内关键矿产的类型与元素赋存形式综述了TEM在关键性稀有金属、稀土金属、稀散金属、稀贵金属、能源金属以及黑色和有色金属等6类矿产中成因机制研究的应用进展情况,指出了限制TEM广泛应用的瓶颈问题,并提出了几点浅显的意见和建议。     

川西甲基卡和可尔因矿田稀有金属成矿特征差异性及成因探讨

四川西部是我国松潘—甘孜造山带的主体,区域内中—上三叠统分布极其广泛,其中陆陆碰撞壳源改造型花岗岩类不均匀集中侵入于该套地层中,并衍生出以锂为主的稀有金属花岗伟晶岩,最有代表性的是甲基卡和可尔因花岗伟晶岩型稀有金属矿田,目前在二者中均勘察出超大型锂矿床。矿化伟晶岩脉主要由富锂辉石的白云母-钠长石-钾长石型花岗伟晶岩脉构成,它们分布在离母岩-二云母花岗岩外围热接触变质的蚀变中—上三叠统沉积岩系中,和围岩侵入关系清楚,并对围岩均有不同程度的接触交代蚀变作用。鉴于这些共同点,长期以来,人们对这两个矿田成矿作用的认识和找矿思路统一用甲基卡矿田成矿模式来看待。但随着研究工作的不断深入,发现它们既有相似处,但也存在较大的差异。比如:两个矿田形成时的构造-岩浆环境、花岗伟晶岩产出的围岩岩性和蚀变作用、矿化伟晶岩脉的结构-构造、成矿矿物的多样性等方面各有其不同的特征,本文在分别概述各自特征基础上,对产生差异的原因做了初步分析,为提升川西花岗伟晶岩成岩成矿理论和开辟新的找矿方向提供新依据。     

赣南兴国田新白垩纪火山岩的锆石U-Pb定年及其构造背景

南岭地区是国内外著名的花岗岩和火山岩分布区,但白垩纪的火山岩相对少见。文章在野外调研的基础上,利用激光剥蚀-多接收器电感耦合等离子体质谱法(LA-MC-ICPMS)技术对位于赣南兴国幅境内的田新安山玢岩的成岩时代进行研究,确定其形成年龄为(102.3±0.5)Ma。这一结果一方面表明原先的地层关系需要调整,即安山玢岩喷发于白垩纪晚期而不是侏罗纪晚期,其中裹挟的砂岩角砾为下白垩统赣州组,而覆盖于安山玢岩之上的不是赣州组而是南雄组;同时,这一结果也表明该地区燕山期岩浆活动从早到晚由酸性到中性再到基性超基性的逆向演化,可能与地幔深部的岩浆活动有关,而且很可能代表了华南大陆内部地壳由增厚到减薄的大地构造事件的产物。     

四川攀枝花云鹿矿区特殊类型铂族元素成矿作用的发现

四川攀枝花云鹿铜铂金矿区是一个新发现的比较罕见的新类型含铂族元素矿床,其特殊性至少表现为:矿化体赋存在炭质岩系中、炭质岩系中富含镁电气石(MgO含量7.68%～8.64%,平均8.15%)、表生过程中低温条件下铂族元素发生了活化转移(含铜钟乳石中含PGE0.14×10-6)。铂族元素的最初富集可能与元古宙的海底喷气活动有关。此类铂族元素的矿化在国内外罕见,有可能是第一次发现,但类似的成矿地质条件在中国西南地区普遍存在,应该在今后的地质研究与找矿过程中加以注意。     

“寨背式”离子吸附型稀土矿床多类型稀土矿化及其成因

赣南寨背离子吸附型稀土矿床产于寨背复式花岗岩体的风化壳中,自20世纪80年代发现以来一直以轻稀土型开采,近年在轻稀土型花岗岩风化壳中发现了重稀土矿。为了探讨轻稀土型花岗岩风化过程中重稀土元素的迁移、分馏和富集机制,本文选择了区内三个具有代表性的风化壳钻孔（ZK1、ZK2和ZK4）对其进行了全相和离子交换相稀土元素地球化学研究。结果显示：钻孔ZK4中离子交换相稀土含量介于14.90×10^-6~835.8×10^-6之间,并富集轻稀土（LREE/HREE=2.28~10.78）;钻孔ZK1中离子交换相稀土含量达1470×10^-6（9件样品均值）,具有从轻稀土型向重稀土型过渡的配分特征（LREE/HREE=1.30~1.65）,并且剖面自上而下显示轻、重稀土逐渐富集的趋势;钻孔ZK2中离子交换相稀土含量为492.4×10^-6（8件样品均值）,自上而下稀土配分类型从轻稀土型过渡至重稀土型（LREE/HREE=0.43~2.25）,且轻稀土富集在全风化层上部而重稀土则富集在下部。三个钻孔的Nb/Ta和Zr/Hf比值与寨背花岗岩过渡相的黑云母正长花岗岩比值范围相近。此类岩石的稀土配分类型具有从轻稀土型（LREE/HREE>3.20）向过渡型转变的特征（LREE/HREE=1.45~2.65,Y/REE=15%~25%,前人称之为中钇轻稀土型）。由此推测：风化壳ZK4的母岩可能是轻稀土型黑云母正长花岗岩,其稀土配分类型继承了母岩特征。风化壳ZK2和ZK1的母岩可能为中钇轻稀土型黑云母正长花岗岩。ZK2中从母岩释放出的较高浓度的重稀土向剖面下部迁移,逐渐增大了轻、重稀土的分馏程度,最终使风化壳的稀土配分类型从轻稀土型转变为重稀土型。与ZK2相比,ZK1具有较高的风化蚀变指数（CIA值）,随风化程度增加富集在风化壳上部的轻稀土逐渐向下迁移,而已富集在下部的重稀土部分从剖面中迁出至地表水从而缩小了轻、重稀土的分馏程度,剖面ZK1的稀土配分类型均为过渡型。可见,华南地区中钇轻稀土型母岩风化后可形成重稀土矿体/矿层。

     

南岭成矿规律与百年勘查成果及新一轮找矿建议——《中国矿产地质志·南岭卷》研编

南岭成矿带是华南乃至全国最为重要且独具特色的成矿带之一,对其成矿规律的探索研究虽然历史悠久但每一次的成果总结都会推进新一轮找矿突破。本文在前人大量研究资料的基础上,对南岭成矿带的能源矿产（煤矿和铀矿）、有色金属矿产（钨、锡、钼、铋、铜、铅锌等）、贵金属矿产（金矿和银矿）、稀有金属和稀土金属矿产、非金属矿产（萤石）的成矿特征、时空分布规律进行了总结,并将南岭成矿带矿产按前寒武、加里东旋回、华力西旋回、印支旋回、燕山旋回及喜马拉雅旋回6个旋回厘定出21个矿床成矿系列和23个矿床成矿亚系列,为区域矿产勘查工作部署及成矿预测奠定了理论基础。为了保障能源资源安全,本文提出了南岭成矿带区块出让的原则性意见和柿竹园、香花岭、崇余犹、富贺钟、坪宝、三南等15个大型资源基地找矿的建议,为新一轮找矿突破战略行动提供了科学指导。     

阿尔泰哈龙稀有金属矿集区复式岩体与伟晶岩成因关系探讨

新疆阿尔泰哈龙矿集区是我国重要的伟晶岩型稀有金属矿产地之一,区内大面积出露哈龙复式岩体,围绕岩体分布有群库尔、佳木开、阿祖拜、卡鲁安、柯鲁木特、吉列克和库马拉等多个花岗伟晶岩密集区。野外调研和年代学研究显示,哈龙复式岩体由先后侵入的晚奥陶世(456~446Ma)、早泥盆世(407.9~392.2Ma)和早三叠世(240.1Ma)花岗岩组成,花岗伟晶岩主要形成于中晚三叠世(238.3~206.8Ma)和早侏罗世(198.3~191.6Ma),矿集区花岗岩与花岗伟晶岩具有多期多阶段成岩作用以及密切的时空关系。其中,晚奥陶世和早泥盆世花岗岩的岩石地球化学特征、¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf_(t)比值和ε_Hf(t)值均显示其形成于陆缘活动带,是俯冲作用的产物,二者的源区分别为中元古代含有古陆壳成分的新生地壳和年轻地壳(或来自亏损地幔的新生物质);早三叠世白云母花岗岩具有高硅、富碱、Eu负异常明显、Ba负异常显著,指示其岩浆演化程度较高,形成于后造山构造环境。柯鲁木特、卡鲁安和佳木开稀有金属矿化花岗伟晶岩与早三叠世白云母花岗岩均有高的¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf_(t)比值和较低的ε_Hf(t)值,相近的t_DM2模式年龄,显示它们具有相似的源区,且均指向与中新元古代地层(即中新元古代含有古陆壳成分的富黏土变泥质岩)有关。花岗伟晶岩是多旋回构造事件的产物,其形成经历了以下阶段：首先是中新元古代陆缘沉积的初次富集;随后在加里东期和华力西期强烈的岩浆作用导致该地区地壳物质的活化,以及北西向深大断裂分割的块段构造格局;最后在印支期后造山构造环境挤压与拉张的交替作用下,被改造的中新元古代含泥质的变质沉积岩间断发生部分熔融并形成花岗伟晶质岩浆,其上侵到深大断裂的上盘张性断裂中就位。而被改造的源区差异可能是形成该地区不同类型花岗伟晶岩的主要因素。

     

湖南水口山矿田成岩成矿时代、地球化学和矿物学特征及其对铅锌多金属矿成矿作用的指示

本文报道水口山矿田花岗闪长岩和英安玢岩的矿物学、同位素年代学、岩石地球化学和Sr-Nd同位素资料。电子探针分析结果显示, 花岗闪长岩中黑云母为富镁黑云母, 斜长石主要为中长石, 而英安玢岩中斜长石成分为奥-钠长石。锆石U-Pb定年结果显示, 英安玢岩形成于148.8±0.5 Ma, 较花岗闪长岩晚近10 Ma。石榴子石原位U-Pb定年结果显示, 康家湾矿区深部矽卡岩形成于159.1±1.9 Ma, 与花岗闪长岩形成时代一致。地球化学特征显示, 水口山岩浆岩均具有富Al、低Si、高K/Na值特征, 为亚碱性、高钾钙碱性-钾玄岩系列岩石。各类岩石富集Rb、Th、U, 亏损Ba、Nb、Sr、Ti等。Sr-Nd同位素特征显示, 花岗闪长岩和英安玢岩的(87Sr/86Sr)i值分别为0.70661~0.70801和0.71116~0.711156, εNd(t)值分别为-7.4~-2.4和-8.63~-7.1, TDM2值分别为1.55~1.15 Ga和1.64~1.53 Ga, 揭示英安玢岩和花岗闪长岩来自中元古代中下地壳变质杂砂岩-玄武质英云闪长岩的部分熔融, 为不同期次不同深度岩浆作用的产物。成岩成矿时代、地球化学特征和矿物学特征综合表明, 花岗闪长岩与水口山多金属成矿作用关系密切, 且整个水口山矿田形成于燕山期早期晚阶段古太平洋板块俯冲背景下的陆内伸展环境。     

秦岭东段老湾花岗岩体与老湾金矿的成因联系

河南桐柏老湾金矿床赋存于龟山岩组地层中,通过对围岩、蚀变、矿石与老湾岩体的金含量、微量元素、稀土元素等化学成分进行对比,推测老湾花岗岩是引起老湾金矿形成的主导因素;通过对同位素特征及成矿流体的研究成果,说明老湾金矿床的成矿物质部分源自于老湾花岗岩;通过时老湾矿床矿石、围岩与老湾花岗岩的40Ar/39Ar年龄资料的分析.得知矿床的形成稍晚于花岗岩体,具有同期特征.