东天山红山Cu-Au矿床氧化带首次发现的副针绿矾巨晶及其多型针绿矾

一种艳丽的蓝紫色矿物巨晶在我国新疆哈密地区红山铜.金矿床氧化带中、上部大量出现,经详实的野外地质观察和室内测试,如X-射线单晶及粉晶衍射测定、湿法化学分析、热分析、穆斯堡尔谱和红外光谱测试等,确认其为一罕见硫酸盐矿物-副针绿矾(Paracoquimbite,Fe2(So4)3·9H2O),是继智利丘基卡马塔巨型宽岩铜矿区1935年报道后,在世界上的又一次发现,在我国尚属首次.该矿物晶体如此之硕大(单晶粒度可达8cm～12cm),远大于智利首次发现的晶体(1.95cm),在国内外和自然界亦堪称首例,与副针绿矾密切共生者为针绿矾,二者呈多型关系.本文副针绿矾湿法化学分析结果为(wt%):SO3 42.55,Fe2O3 28.19,H8O 28.72,CaO 0.02,MgO 0.01,AL2O3 0.03,Na2O 0.02,总计99.54,其XRD特征谱线为:4.61(100),8.89(83),3.38(67);针绿矾湿法化学分析结果为(wt%):SO,3 42.31,Fe2O3 28.61,H2O 28.98,MgO 0.01,Al2O30.01,总计99.92,其XRD特征谱线为:8.27(100),5.46(76),2.77(76).红外光谱分析判定了不同基团及同一种基团在不同结构环境下振动模式或频率的差别.穆斯堡尔谱分析确定了副针绿矾和针绿矾中铁的氧化态、配位数以及结构中存在共价键(霄键).其穆斯堡尔谱共有特征是四极矩分裂值较小,均由单一吸收峰组成.各种实验分析数据完全吻合,保证了副针绿矾和针绿矾研究的准确性和可靠性.在同一标本上连续切片,通过连续系统的电子探针分析,对针绿矾与副针绿矾互为多型的成因机理做了初步探讨.红山矿区氧化带中除与该矿物副针绿矾共生者外,尚有其它多种硫酸盐矿物亦为我国首次发现.目前上述诸多矿物已作为湿法冶铜及制酸工业的新型资源,副针绿矾巨大晶体的发现兼有一定的实用价值和收藏价值.     

东天山岩浆铜镍硫化物矿床的多期次岩浆侵位与成矿作用——以黄山铜镍矿床为例

位于黄山-镜儿泉镁铁-超镁铁岩带西段的黄山铜镍矿田（包括黄山、黄山东、香山、黄山南矿床）,是北疆最重要的镍矿产地。矿田内各岩体都是多期岩浆侵位形成的杂岩体,且黄山东和香山铜镍矿床存在多期成矿作用。本文选取黄山大型隐伏铜镍矿床进行详细解剖,在此基础上探讨东天山地区多期成岩成矿作用及其勘查意义。黄山矿山开采揭露最新地质现象系统观察,不同岩相中橄榄石、辉石（粒径、成分）的垂向和平面剖面变化表明黄山铜镍矿床由多期岩浆侵位形成,且第三期次为主要成矿期。第三期次岩相主要由角闪二辉橄辉岩、角闪方辉橄辉岩和角闪橄榄岩组成。角闪二辉橄辉岩底部的橄榄石核部和边部具有明显的成分差异,其橄榄石的边部相对于核部Fo值和Ni含量升高,由于橄榄石结晶过程中与晶间硫化物发生Fe-Ni的交换反应所致。第三期次的角闪方辉橄辉岩和角闪橄榄岩岩相中橄榄石的Fo值与角闪二辉橄辉岩中橄榄石Fo值相近,但Ni含量（500×10^-6~2050×10^-6）高于第二侵入期次角闪二辉橄辉岩中的Ni含量（160×10^-6~1000×10^-6）,橄榄石和硫化物熔体的Fe-Ni交换反应或者不同的母岩浆性质是橄榄石Ni含量不同的主要原因。黄山岩体的斜方辉石都为古铜辉石,第三期次岩体角闪方辉橄辉岩和角闪橄榄岩中含有粗粒的古铜辉石,其最大粒径（4~8mm）大于角闪二辉橄辉岩中古铜辉石（2~4mm）。单颗粒古铜辉石的Mg^#值、CaO及Cr₂O₃含量从核部到边部有多次重复变化,反映岩浆成分存在多次变化。第三期次单斜辉石包裹的橄榄石的边部比核部具有更高的Ni含量（Fo值相似）,结合Cu、Ni、Co等元素的垂直剖面变化,本文提出新鲜岩浆补给是黄山主矿体（30号矿体）硫化物富集的重要控制因素。多次岩浆的补给暗示黄山为岩浆通道成矿系统。岩体变宽、局部膨大及岩体产状改变部位是硫化物有利的聚集部位。东天山黄山-镜儿泉地区铜镍矿床勘查过程中往往以超基性岩相为主要评价对象,根据黄山矿田其他岩体的岩石组合与矿化岩相分析,本文认为该区铜镍矿勘查过程中也要重视基性岩相（辉长岩、苏长岩、橄榄辉长岩等）的成矿潜力,对多期次岩浆作用及相对应的成矿作用应给予重视。     

新疆东天山图拉尔根大型铜镍矿床硫化物珠滴构造的特征及其对通道式成矿的指示

东天山图拉尔根岩浆铜镍硫化物矿床中产出一种不常见的硫化物珠滴状构造。这些硫化物珠滴粒度在5~20mm左右,是由磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿等硫化物矿物组成的斑杂状硫化物集合体。野外观察发现硫化物珠滴具有各种几何形态,产出在稀疏浸染状硫化物和无矿化的辉石岩之间的部位。对图拉尔根杂岩体中发育的24个硫化物珠滴的统计结果显示,平缓厚层状矿化部位的硫化物珠滴呈水平方向拉长,陡倾薄层状矿化部位的硫化物珠滴呈陡倾拉长,珠滴的拉长方向和矿体的延伸方向一致。这表明在含矿母岩浆上升就位到中上地壳的过程中,硫化物珠滴受到熔浆流动的控制,因而其形态可以很好地指示通道式成矿硫化物熔体运动的方向。 硫化物珠滴的矿相学和电子探针数据表明其具有向地性特征,即磁黄铁矿和镍黄铁矿先结晶,沉淀在下部; 珠滴上部为后结晶的黄铜矿和其它富铜硫化物。这种元素分布可能对贯入块状硫化物矿石同样适用。碲化物和铋化物在硫化物珠滴中的含量明显高于其在早结晶的浸染状硫化物中的含量,表明富Te和Bi等元素及挥发份的熔体是在岩浆演化后期开始富集结晶的。     

新疆北山地区坡十镁铁-超镁铁岩体的岩石学特征及其对成矿作用的指示

新疆北山地区的坡十镁铁-超镁铁岩体在钻孔剖面上主要由辉长岩、纯橄岩和二辉橄榄岩组成,各岩相在矿物含量上具有渐变过渡的关系,主要组成矿物橄榄石、单斜辉石和尖晶石的化学成分显示系统的变化,而底部的二辉橄榄岩中的矿物成分具有“边缘反转”现象.这些特征表明坡十岩体的形成主要受结晶分异作用控制,亦有明显的壳源混染痕迹.以反应边形式出现在辉石边部的角闪石的出现,尖晶石的分解现象,以及角闪石和金云母化学成分剖面上的系统变化揭示该岩体经历了堆晶后自上而下程度减弱的蚀变反应.在早期结晶的矿物相(橄榄石和尖晶石)中发现有硫化物颗粒或细脉产出,表明在岩浆演化的早期阶段确实发生了硫化物熔离的现象.硫化物总与含水矿物(金云母)或蚀变矿物(角闪石和蛇纹石)相伴生的特点显示铜镍硫化物的形成和沉淀不仅与壳源混染有关,而且也与堆晶后的蚀变反应密切相关.     

多宝山矿田铜山斑岩铜矿床地质特征与蚀变分带:对热液-矿化中心及深部勘查的启示

大兴安岭铜山斑岩铜矿床位于中亚成矿域东段多宝山矿集区的东南部。前人对其进行了一些研究工作,但是针对其作为斑岩铜矿类型本身最重要标志的斑岩并未报道,且缺乏对该矿床基础矿床地质特征的详细研究。笔者在详细的野外工作、岩相学和矿相学工作的基础上,首次发现了该矿床的矿化斑岩,并将矿区的蚀变、矿化、脉系,划分出热液期和表生期:热液期包括以磁铁矿-钾长石-黄铁矿(Ⅰ)-黄铜矿-绿帘石-绿泥石为特征的热液活动早阶段,以石英-辉钼矿-黄铜矿-黄铁矿(Ⅱ)-少量闪锌矿-方铅矿及痕量斑铜矿为特征的主成矿阶段,以石英-方解石-黄铁矿(Ⅲ)为特征的热液活动晚阶段以及孔雀石-蓝铜矿及少量蓝辉铜矿为特征的表生期。根据镜下156个薄片中的蚀变矿物鉴定及含量统计,划分出1064勘探线剖面的蚀变矿物组合及分带;根据铜山断层上、下盘蚀变带的类型、组合、强度对比分析,推测热液蚀变成矿中心与斑岩体顶部大致位于ZK1064-2钻孔正下方1400 m深处,这为下一步深部找矿勘探提供了指导方向。     

行星地质资源与工程学导论

行星科学是近几十年发展起来的一门多学科交叉的新兴学科,如何利用行星资源、可持续永久开发太空成为行星科学的新兴前沿研究方向。在阿波罗号人类登月50周年之际,世界大国纷纷抢占深空探测的科技制高点,美国宣布重启太空计划,俄罗斯制定了一系列的月球战略,我国也制定了深空科学探测任务规划发展路线图,要达到这些宏伟的深空探测与开发目标,亟待发展行星地质资源与工程学,为太空的可持续永久开发提供基础理论与关键技术支撑。行星地质资源与工程学是行星地质学的分支,运用行星科学的基础理论,利用行星观测、探测及开发技术方法,研究行星地质资源形成演化规律,查明地质资源的类型、特征、储量和分布规律;进行行星地质资源的地质调查、岩石成分、结构与性能、开发地质条件评价与预测,解决行星工程中的各类地质问题,研发行星开发利用地质工程技术,为行星地质资源开发与人类工程活动提供基础理论与关键技术方法。行星地质资源与工程学的研究内容通常包括:行星地质资源探测理论与技术、行星地质资源成因演化与评价、行星地质工程。发展行星地质资源与工程学具有重要意义:从行星科学的视角进行研究,促进学科增长与拓展;开发行星地质资源,打破资源束缚,实现太空永久可持续开发;培养学科人才,提升行星地质资源与工程科技水平,为人类移居行星奠定基础。未来行星地质资源与工程学科应加强行星物理学、行星化学和行星地质学的交叉融合及理论应用,发展行星地质勘探方法与智能机器人工程技术,发展高/低温、高/低压、高辐照、低/微重力环境条件下样品采集、加工、多尺度测试分析理论与方法,培养行星地质资源与工程学科人才。