初论金属矿床勘查开发前景评估体系

矿产资源是现代社会发展的重要资源保障和必要物质基础,对其进行勘查开发不可避免地会对生态环境产生一定的干扰。明确矿产资源勘查开发带来的实际价值,量化生态环境影响,构建金属矿床类型-社会经济效益-生态环境影响“三位一体”的勘查开发前景评估体系,不仅能够促进矿产资源与生态环境保护协同发展,而且也是推动解决矿产资源开发与生态环境保护之间矛盾的基础。本文总结了当前金属矿床勘查开发社会经济效益以及生态环境影响评估的研究现状,分析了从社会效益、经济效益和国家资源经济安全等方面进行矿产资源社会经济效益评估的重要性,重点阐述了金属矿床勘查开发生态环境影响特点、环境影响评价的单因素和多因素评价方法以及生态破坏成本评估。通过指标提取和筛选,初步建立了一个金属矿床勘查开发前景评估指标体系框架,为实现全面定量分析待开发矿床的生态损害和矿床价值奠定了基础。并从矿床所在的区域、矿床类型以及多学科融合的评价指标体系构建等三个方面对未来研究方向进行了展望。     

造山型金矿床黄铁矿微量元素对成矿机制的指示

黄铁矿作为重要的金属硫化物,在各类金矿床中广泛产出,其微量元素特征被广泛应用于成矿流体物理化学性质的反演、成矿过程和矿床成因的限定。造山型金矿床作为全球金资源的主要提供者,其黄铁矿微量元素被广泛研究,但多局限于矿床个例的精细解剖与应用,缺乏对已有数据的综合统计分析。为此,本文广泛收集了前人发表的67个造山型金矿床黄铁矿微量元素数据4092组,开展了相关的数据统计分析,以此揭示造山型金矿床的成矿流体特征及其成矿机制。分析结果表明,造山型金矿床中黄铁矿Co/Ni比值(0.2~1.5)暗示了其流体以变质流体来源为主;但少部分样品具有低Cu/Zr和高Ni、Cr的特征,表明其成矿流体也可能与幔源流体相关;根据黄铁矿Se温度计算出的造山型金矿床的成矿温度峰值接近或高于350℃,这与前人认为该类矿床的成矿温度(200~350℃)有所差异,说明在低Se条件下这种温度计的计算结果具有不确定性;造山型金矿的黄铁矿Te含量(0.320×10^-6~7.07×10^-6)以及Cu/Au比值(1.3~60.2)表明流体在迁移过程主要处于还原环境。此外,造山型金矿中黄铁矿的As/Sb、Ag/Co比值表明流体沸腾是Au沉淀的主要机制,Se/Te和Se/Ge比值则表明流体与大气降水的混合对于这类矿床的Au沉淀也起到了重要作用;而其黄铁矿的高孔隙度以及Au与低熔点亲铜元素的弱相关性表明造山型金矿中赋存的不可见金需要通过溶解再沉淀过程来实现其Au的活化迁移和再富集。本文黄铁矿微量元素大数据分析结果表明造山型金矿床的成矿机制并非由单一因素控制,且其流体来源多样,这一发现对于造山型金矿床的矿产勘查具有一定的指示意义。

     

新疆额尔齐斯金矿带的成矿作用及其与中亚型造山作用的关系

额尔齐斯金矿带在泥盆纪－早石炭世处于沟弧盆体系之喀拉通克岩浆弧与克兰弧后盆地的交界处,前人因此套用活动大陆边缘的成岩成矿模式研究和解释额尔齐斯构造带的金矿形成与分布．但是,大量同位素测年和地质研究均表明成矿事件明显晚于洋壳俯冲体制,而发生于晚石炭－早二叠世的碰撞造山过程中,尤其是挤压－伸展转变期．通过分析典型金矿床的成矿时代、构造背景、矿床地质、成矿流体性质和成矿物质来源等,确证它们与碰撞造山体制的矿床特征一致,成矿物质主要来自矿区南侧地层或地体,因此运用碰撞造山成矿模式重新解释了金矿带的形成,指出了找矿方向．     

鄂东南铜绿山大型铜铁金矿床成矿岩体年代学、地球化学特征及成矿意义

通过详细的野外地质调查及室内岩相学观察,在鄂东南铜绿山矿区新发现的深部矿体中厘定出两类中酸性侵入岩与夕卡岩矿化密切相关,分别为石英二长闪长岩和石英二长闪长玢岩,两者在岩相上呈过渡关系。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年表明,两者形成时代基本一致,锆石~(206)Pb/~(238)U加权平均年龄分别为(141.0±0.8)Ma和(141.3±1.1)Ma,属长江中下游地区早白垩世构造岩浆活动的产物。两类岩浆岩都具有高硅(SiO_263%)、富碱(K_2O+Na_2O=7.38%~8.22%)、富铝(Al_2O_315%)和准铝质等特征,属I型高钾钙碱性花岗岩系列。在微量元素组成上,两者都具有高Sr和贫重稀土元素(Y和Yb)等特征,显示出埃达克质岩的地球化学属性,可能是富集地幔源区的碱性玄武质岩浆混染下地壳物质经同化混染分离结晶(AFC)过程形成。此外,两类岩浆岩都富含角闪石、磁铁矿和榍石,且锆石微量元素Ce~(4+)/Ce~(3+)比值较高(347~1231),指示岩浆形成源区为高氧逸度和富水环境,有利于铜铁金等成矿元素在岩浆熔体中富集。     

中国陆区大规模成矿的地球动力学:以夕卡岩型金矿为例

系统总结了中国不同构造单元 70个夕卡岩型金矿床的基本地质特征 ,其中 1个为超大型、1 9个大型和 2 4个中型矿床 ,总储量超过 1 0 0 0t,占全国探明储量的约 2 0 % ,表明夕卡岩型金矿是我国最重要金矿类型之一 ,值得今后地质研究和勘探工作重视。通过编制中国夕卡岩型金矿分布图 ,发现它们产于碰撞造山带、断裂岩浆带和活化克拉通边缘等 3类地区 ,所有夕卡岩型金矿集中区均受到显生宙陆陆碰撞的影响。通过对各成矿省夕卡岩型金矿和相关热液矿床及花岗岩类的同位素年龄统计 ,结合地质分析 ,发现中国夕卡岩型金矿的形成时间总晚于各成矿省最晚一次的洋盆闭合或陆陆碰撞的开始时间 ,约滞后 5 0Ma ,因此排除了它们形成于大洋板块俯冲所致的岩浆弧背景的可能性 ;通过联系各成矿省地质构造演化与碰撞造山带 p T t轨迹 ,确定各成矿省成矿作用和花岗岩浆作用均爆发于陆陆碰撞过程挤压伸展转变期的减压升温体制 ,而不是碰撞后。基于碰撞造山带构造几何和造山机制 ,认为中国夕卡岩型金矿及相关矿床的时空分布和成因适合于CMF模式解释     

束流型拦砂坝溢流口及其关键参数确定

为进一步优化拦砂坝溢流口体型,确定溢流口几何参数取值,通过物理模拟实验研究了不同拦砂坝溢流口体型条件下泥石流过坝的流态、坝后冲刷深度、消能率变化规律,并根据拦砂坝埋深设计标准与松散体水下临界平衡关系,探讨了溢流口收缩率的合理取值范围,结果表明:采用斜面或者大倾角的反弧型溢流口时,坝后泥石流落点与坝脚的距离近、冲刷深度大,而采用无倾角的反弧型溢流面时,不仅可以在一定程度上减小冲刷深度,而且大大增加了坝后泥石流落点与坝脚的距离;在泥石流规模与溢流面曲率半径相同情况下,适当增大侧向收缩率,有利于增强泥石流体与坝后动床之间的相互作用,提高泥石流通过坝后冲刷坑的消能率;当溢流口收缩率在0.2~0.6之间时,冲刷深度满足设计要求,且泥石流跌落点距坝脚较远,冲刷坑发展不会危及坝体安全。     

河南省桐柏县银洞坡金矿床同位素地球化学

银洞坡金矿床位于河南肖桐柏地区围山城金银多金属矿带内,矿体定位受新元古界歪头山组地层控制。各成矿阶段热液石英中流体的δ~(18)O_w值为0.0‰～10.8‰,晚期碳酸盐中流体的δ~(18)O_W 值为-5.3‰～-9.7‰,流体的δD值为-65‰～-84‰,显示早阶段成矿流体以来自赋矿地层的变质水为主,晚阶段大气降水不断混入。包裹体的δ~(13)C_(CO)_2值介于-3.7‰～ 6.7‰,指示流体的碳主体来自碳酸盐储库。硫化物的δ~(34)S 值介于 1.3‰～ 3.1‰,具塔式分布特征,硫主要源自围岩歪头山组。~(206)Pb/~(204)Pb=16.540～17.216,~(207)Ph/~(204)Pb=15.056～15.612,~(208)Pb/~(204)Pb=37.336～38.861,显示较明显的铀铅亏损特征,矿石铅ω值介于39.50～48.62,显示铅源的物质成熟度高,为赋矿地层歪头山组,矿石铅同位素与歪头山组地层的一致性及其与南、北秦岭其它构造岩石单元的差异表明,银洞坡金矿的成矿物质主要来自歪头山组地层。无论在成矿流体和物质来源方面,还是在矿床地质特征方面,银洞坡金矿都应属于典型的层控造山型金矿,并形成于扬子与华北大陆板块的碰撞体制。     

南天山萨瓦亚尔顿金矿流体包裹体研究:矿床成因和勘探意义

南天山的萨瓦亚尔顿金矿赋存于石炭系碳质板岩中的断裂构造带内,被作为我国首例穆龙套型金矿床。含矿构造为韧性剪切带,经历了由韧性压扭向脆性张扭变形的演化。流体成矿过程包括3个阶段:早阶段发育石英脉,中阶段发育硫化物和锑化物等金属矿物网脉,晚阶段为碳酸盐网脉。流体包裹体成分复杂,包括:贫CO2盐水溶液(A型),即Na-Cl+H2O(液)-H2O(气);含CO2三相包裹体(B型),即H2O+NaCl(液)-CO2(气)-CO2(液);纯/富CO2(气+液)两相包裹体(C型)。热力学测试表明早、中、晚阶段的成矿温度分别集中在300℃～370℃、200℃～280℃和140℃～185℃,早阶段流体盐度低(<5%),中、晚阶段盐度增高,离散性强,可能在350℃和250℃发生了流体沸腾,并分别导致了石英脉和多金属硫化物网脉的发育。与含矿石英脉相比,无矿石英脉没有经历较强的中晚阶段的流体成矿作用;爆裂温度显示黄铁矿主要形成于中阶段。因此,硫化物和中阶段包裹体的发育程度可作为石英脉含矿性的评价标志,据此预测矿化带的深部找矿前景为 带> 带> 带。萨瓦亚尔顿金矿的成矿地质背景、矿床地质和包裹体特征均与穆龙套金矿相似,也与典型造山型金矿一致,流体成矿过程可由CMF模式解释,属于陆陆碰撞体制的造山型金矿。     

鄂东南矿集区典型矽卡岩-斑岩矿床蚀变矿物短波红外(SWIR)光谱研究与勘查应用

鄂东南矿集区是我国著名的矽卡岩-斑岩型铜铁金矿床产区,研究程度较高,近年来矿产勘查进入了深部找矿的新阶段,需要较新的勘查方法与思路。本文介绍了利用短红外光谱(SWIR)技术,对鄂东南典型的铜绿山矽卡岩型Fe-Cu-Au矿床、鸡冠嘴矽卡岩型Cu-Au矿床、铜山口矽卡岩-斑岩型Cu-Mo-W矿床进行的蚀变矿物综合研究最新成果。在确定蚀变矿物组合类型、形成期次、蚀变分带的基础上,揭示了主要蚀变矿物SWIR特征值的指示规律,并进一步提取各个矿床的蚀变矿物SWIR勘查标志,如铜绿山矿床富Fe绿泥石(Pos2250 2253nm)、高结晶度高岭石族(Pos2170 2170nm,Dep2170 0. 18)、白云母族-蒙脱石异常Pos2200值( 2212nm或2202nm)、高岭石、迪开石及皂石的大量出现,可以作为铜绿山铜铁金矿床有效的蚀变矿物勘查标志;鸡冠嘴矿床白云母族-蒙脱石Pos2200特征值的高值( 2209nm)区域对矿体位置具有较好的指示性;铜山口矿床绿泥石的高Fe-OH吸收峰位值(Pos2250 2249nm)和高Mg-OH吸收峰位值(Pos2335 2333nm)的高频出现,可以作为铜山口铜钼钨矿床的有效勘查标志。这些研究成果表明蚀变矿物可以为鄂东南矿集区提供有效的勘查标志体系,同时,这些最新的勘查标志也在铜绿山铜铁金矿床得到了初步的应用和验证。