中国镓矿分布规律、成矿机制及找矿方向

金属镓资源是我国优势资源, 但随着国内外需求量不断增大, 我国金属镓的后备资源逐步短缺。本文系统搜集了我国富镓矿床研究和勘查成果资料, 初步总结了我国富镓矿的分布规律、成矿机制和找矿方向。研究认为, 我国镓矿主要伴生在铝土矿、煤矿和铅锌矿之中, 以铝土矿中伴生镓最为重要。依据不同成矿作用将我国具有工业价值的富镓矿床划分为沉积型铝土矿、堆积型铝土矿、红土型铝土矿、煤矿床和碳酸盐岩型(MVT)铅锌矿等5种伴生镓矿床类型, 并总结了不同类型镓矿床的时空分布规律。时间上, 我国富镓矿床在元古宙、古生代、中生代和新生代均有发育, 以石炭纪—三叠纪、侏罗纪—白垩纪和第四纪为主。其中, 富镓铝土矿主要形成于石炭纪、二叠纪和第四纪, 以石炭纪最为重要; 富镓铅锌矿主要形成于震旦纪和寒武纪; 富镓煤矿主要形成于石炭纪和二叠纪。空间上, 我国富镓矿床主要分布在晋豫成矿区、右江成矿区、扬子陆块西南成矿区、川—滇—黔成矿带、湘西—鄂西成矿带、湘东—赣西成矿带和华北陆块北缘成矿区等7个区带中。不同类型富镓矿床的成矿机制不同, 一般在风化-沉积作用下形成富镓铝土矿, 镓与铝常以类质同象形式存在; 在生物化学沉积作用下形成富镓煤矿, 镓常以无机态、有机态和混合形式存在, 在我国多以无机态的形式赋存于勃姆石、硬水铝石等矿物中; 在热液作用下形成富镓铅锌矿, 镓可能以类质同象形式进入以闪锌矿为主的硫化矿物晶格中。根据不同镓矿的成矿作用、富集过程和地质背景, 建立了煤矿、铅锌矿和铝土矿中镓富集成矿的理想模型, 并对铝土矿、煤矿和铅锌矿中伴生镓矿进行了找矿预测, 提出了找矿方向和重点找矿区域, 其中以沉积型、堆积型铝土矿的找矿为主攻方向, 并可兼顾煤矿和铅锌矿等其他伴生镓矿床。     

韩(城)—铜(川)铝土矿带地质特征及找矿方向

通过对韩(城)—铜(川)铝土矿带凹斗型、漏斗型及沉积型三种类型铝土矿的勘查,总结了该区铝土矿的地质特征及找矿标志,提出了渭北地区铝土矿的找矿方向。     

南川铝土矿沉积相特征

通过野外观察,在南川地区铝土矿含矿岩系中识别出一层底砾岩和一层分流河道沉积,结合岩性特征和B、Sr、Ba、Ga、Rb、MnO、TiO₂等的地球化学特征,对南川地区铝土矿含矿岩系的沉积相进行了划分。认为南川地区铝土矿形成于中二叠世海侵过程中的陆缘近海湖环境,为沉积型铝土矿床。     

黔北务正道铝土矿的成矿作用及成矿模式

从母岩特征、研究区风化作用特点等方面对黔北务正道铝土矿的成矿作用和成矿过程进行了初步研究,认为务正道铝土矿的成矿母岩—下志留统韩家店群的海相页（泥）岩富含水云母是风化成矿的物质条件;矿源区母岩风化形成的富铝碎屑经剥蚀、冲刷、搬运再沉积过程对铝土矿的形成、富集和进一步纯化起着重要作用;进而建立了务正道铝土矿的成矿模式系列图。     

圭亚那林登地区东蒙哥马利铝土矿地质特征及成因分析

东蒙哥马利铝土矿位于圭亚那地盾东北部的临海陆缘区,铝土矿体沿前寒武纪基底与新近纪伯比斯层之间的不整合面产出。通过成矿地质背景、矿床地质特征、矿石特征的分析发现,铝土矿床是以花岗岩和片麻岩为主体的富铝硅酸盐岩石在高温多雨、干旱交替的热带气候环境下,经历了早期的红土化作用和晚期的海侵作用,经过不断地分解、淋滤,最终形成的高铝低铁低硅的古风化壳红土型铝土矿。     

Genesis of the Yushan Concealed Bauxite Deposit in Xin＇ an County, Henan Province

通过对河南省新安县郁山铝土矿床成矿时代、成矿物源、成矿环境、控矿因素等分析,认为郁山铝土矿床成矿时代为早二叠世,成矿物源主要为古陆铝硅酸岩风化物,少量为豫西中奥陶统马家沟组碳酸盐岩风化产物,成矿环境为渑池泻湖东北边缘的潮坪-沼泽环境,由长期的沉积间断、特定的岩相古地理特征、构造变形和表生风化作用共同控制矿床的形成。认为郁山铝土矿床的形成经历了＂三期五阶段＂：＂三期＂包括铝土矿体就位、埋藏、改造保存三个成矿时期;具体可划分为＂五阶段＂,包括物源准备和搬运、同生、成岩、后生、风化和表生五个成矿阶段。提出了郁山铝土矿矿床为＂古陆风化＋碎屑和化学沉积＂的成矿模式。其主要成矿机制为机械和化学分异。     

贵州云峰铝土矿中铀矿物的发现

有关铝土矿中铀富集的报道很多,但至今未见独立铀矿物存在的相关文献。本次研究采用岩相学观察、X衍射(XRD)、ICP-MS、电子探针(EPMA)、拉曼光谱分析等手段,对黔中典型的铝土矿——云峰铝土矿中的晶质铀矿进行了研究。研究发现该铝土矿床中,铀富集明显(w(U)(18×10~(-6)～62×10~(-6)),平均值35×10~(-6)),铀矿物大小呈微米至亚微米级,围绕锐钛矿边缘生长、或充填于高岭石微裂隙中、或散布于与黄铁矿密切相关的高岭石或硬水铝石中。铀矿物的主要组分为UO_2(w(UO_2)为52.2%～80.88%)和TiO_2(w(TiO_2)为1.85%～14.98%);电子探针面扫描显示铀矿物中钛分布不均匀;铀矿物的拉曼特征波长为442 cm~(-1)和454 cm~(-1),因此,初步推测铀矿物为晶质铀矿和含钛晶质铀矿。其形成过程大致如下,来源于下寒武统牛蹄塘组黑色岩系中的铀(U~(4+))在风化过程中氧化为U~(6+)、析出、被Al~-, Fe~-氧化物/氢氧化物吸附;在沉积和成岩过程中,随着三水铝石转变为勃姆石和硬水铝石、铁氧化/氢氧化物转变为黄铁矿,吸附的铀解吸、还原(U~(6+)至U~(4+))、最后形成铀矿物。     

贵州省务正道铝土矿床矿物学特征

贵州省务正道铝土矿床是黔北—渝南铝土矿成矿带上的重要矿床,属于典型的沉积型铝土矿床。通过对铝土矿矿石的电子探针、扫描电镜、X-射线衍射等分析,发现组成铝土矿的主要矿物为一水硬铝石。铝土岩常具有撕裂状构造,反映出铝土岩系属滑塌沉积,没有经过长距离搬运,表明区内含矿岩系沉积环境属陆相的河湖盆沉积。成矿母岩主要是中下志留统韩家店页岩、泥岩。     

高频红外碳硫仪测定重晶石和黄铁矿中的硫

硫酸盐矿石和硫化物矿石大部分是低电磁性的物质,利用高频红外碳硫仪测定这类矿石中的硫时,在燃烧过程中难以产生较大的电磁感应涡流,导致矿石中的硫释放不完全,造成硫的测定结果偏低。本文采用二氧化硅将重晶石精矿和黄铁矿精矿稀释成不同硫含量的重晶石和黄铁矿样品,通过优化称样量及助熔剂等测试条件,建立了使用高频红外碳硫仪测定重晶石和黄铁矿中硫含量的分析方法。结果表明:当样品中的硫含量高于2%时确定称样量为0.07 g,当硫含量低于2%时确定称样量为0.1 g,加入助熔剂0.4 g锡粒+0.4 g铁粒+1.5 g钨粒,可使重晶石和黄铁矿中的硫完全释放进入仪器红外吸收区域,硫的回收率提高至95.8%~104.2%(重晶石)和95.3%~105.1%(黄铁矿),分别高于常规红外碳硫仪的回收率(83.39%~91.1%和91.5~97.5%)。本方法精密度高(RSD5%),实现了硫含量的准确测定。     

铝土矿中锂同位素分离提纯方法的建立

铝土矿是极端风化作用的产物,也是锂的重要载体,由于其资源量巨大,对铝土矿中锂的富集机制和分布规律的研究将有利于找矿预测。锂同位素的高效准确分析是深入认识矿物中锂的富集机制和分布规律的基础。铝土矿样品由于化学稳定性较强,溶样过程较为复杂,且Al、Na、Ca、K等基体元素含量远高于锂,给锂的纯化增加不少难度。本文采用内径5mm、柱长190mm的聚四氟乙烯离子交换柱和AG50W-X12阳离子交换树脂,以0.5mol/L硝酸为淋洗液淋洗34mL,收集最后的12mL,即可完成对铝土矿中锂的完全纯化回收。该纯化方法减少了淋洗液的使用量,提高了实验效率。采用该方法对国际标样L-SVEC、RGM-2、GSP-2进行锂的纯化,通过多接收电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS)测试锂同位素组成,得到的δ~7Li测试值分别为-0.26‰±0.09‰(2SD,n=3)、3.19‰±0.37‰(2SD,n=3)、-0.78‰±0.22‰(2SD,n=3),与前人报道一致,验证了该方法的可靠性。此外,采用本方案对铝土矿国家标样(GBW07182)进行锂的纯化,δ~7Li测定值为10.16‰±0.21‰(2SD,n=3)。