关键矿产的研究意义、矿种厘定、资源属性、找矿进展、存在问题及主攻方向

自工业4.0和第四次科技革命开始以来,关键矿产的重要性越来越显著。2017年底,特朗普以总统令的方式要求美国对35种危机矿产实现"自给",进一步提升了国际社会对于关键矿产的关注度。中国作为世界上最大的发展中国家,但矿产资源的自给能力远不如美国,不但大宗矿产需要大量进口,锂铍铌钽等稀有金属的对外依存度也是居高不下,而中国社会对于这些"小矿种"的重视程度也远不如美国。因此,加强对关键矿产的调查研究与找矿勘查已经迫在眉睫。在当前形势下,为了保障战略性新兴产业的发展,为了实现伟大复兴的中国梦,也为了国民经济和国家的长治久安,提出将9种稀有金属、17种稀土金属、8种稀散金属、6种稀贵金属、3种稀有气体矿产、12种关键黑色和有色金属矿产和8种非金属矿产及铀作为中国的关键矿产。这8个大类41个矿种(组)与美国的35个矿种(组)大致对应。自2011年以来,中国以稀有稀土稀散金属(三稀)矿产为重点开展了调查评价工作,在成矿理论、潜力评价、找矿突破、环境保护、物理选矿、找矿方法、分析测试、矿政管理等方面不断取得新进展,尤其是通过对四川甲基卡及可尔因等地的找矿工作,新增资源储量相当于10个大型锂辉石矿床,为川西大型锂矿资源基地的建设提供了资源保障。但是,我国铌钽铍等长期短缺的稀有金属仍然没有取得找矿突破,以往探明的资源往往品位低、难选冶而实际上有相当一部分资源属于"呆矿";即便是以往具有优势的锡、锑、汞等有色金属也已经开始进口,湖南锡矿山等世界闻名的大型超大型矿床纷纷进入资源枯竭阶段,接替资源难以为继,需要高度重视。建议在加强已有矿山深部找矿的同时,不但要继续攻克共伴生资源综合利用的难题,还要对非常规的、新类型的关键矿产资源(如沉积型锂矿)加强研究、勘查与开发利用的攻关,从关键矿产的关键应用方面寻找突破口,让关键矿产在关键时刻发挥关键作用。     

新疆东昆仑达拉库岸镁铁-超镁铁岩的矿物化学及其属性

达拉库岸镁铁-超镁铁岩位于东昆仑造山带南带之喀拉米兰晚古生代沟弧系,由二辉橄榄岩、单辉橄榄岩、橄榄辉石岩、单辉岩、含长辉石岩和辉长岩组成。单辉橄榄岩和橄榄辉石岩中橄榄石均为贵橄榄石(Fo=84.55~89.08),其MnO含量为0.13%~0.29%,NiO含量为0.09%~0.28%;单斜辉石为透辉石和普通辉石,其MgO含量为15.12%~16.98%,Fe O含量为3.84%~5.34%,CaO含量为21.10%~22.95%;与蛇绿岩套中的同类岩石的橄榄石和单斜辉石成分存在较大差异,与夏日哈木和金川镁铁-超镁铁岩中同类岩石的矿物成分类似,表明达拉库岸岩体不是蛇绿岩套的组成部分,而是陆壳中的侵入体。单斜辉石成分表明其母岩浆为拉斑玄武质岩浆,可能形成于与俯冲有关的大陆边缘裂谷环境。达拉库岸岩体具有形成岩浆型铜镍硫化物矿床的条件。     

应用电子探针研究蒙其古尔铀矿床含矿砂岩岩石学特征及铀矿物分布规律

应用精准的砂岩碎屑成分定量分析,可以为源区及沉积盆地分析等相关性质提供重要依据。本文在野外观察描述砂岩宏观特征的前提下,利用显微镜结合电子探针分析手段,对新疆蒙其古尔铀矿床中的含矿砂岩进行研究,探讨含矿砂岩岩石学特征及其中铀矿物的分布规律。结果表明：研究区含矿砂岩成分成熟度指数介于0.56~1.08,平均指数为0.78,即成分成熟度、结构成熟度低,成岩作用强烈;物源为一套混合型再旋回造山带区向过渡再旋回造山带区,最后向岩屑再旋回造山带区过渡的演变过程。碎屑物源主要来源于盆地南缘蚀源区石炭-二叠系中酸性火山岩,以及盆地周边那拉提山北缘、科古琴山、博努科努山南缘分布的一系列晚泥盆-早石炭世大哈拉军山组火山岩和少量古生代花岗岩。铀矿物类型主要为沥青铀矿、铀石及钛铀矿,其次发现有少量吸附态铀;背散射图像显示铀矿物的分布与炭屑、黄铁矿、金红石等密切共生。     

黄河沉积物中稀土元素(REE)组成的粒度效应*

依据Stokes颗粒沉降原理将黄河利津水文站和汊河清八站的表层沉积物分别提取为<2μm,2~4μm,4~8μm,8~16μm,16~32μm和32~63μm的6个粒级,采用ICP-MS法对各个粒级沉积物的15个稀土元素进行测试。结果表明:黄河沉积物两个样品REE含量随粒度增大的变化趋势有细微差别,但总体随粒度大小呈"高—低—高"的不对称马鞍型分布,其中最高REE含量和最低REE含量分别位于<4μm的粘土粒级和4~16μm细粉砂粒级中; 各粒级沉积物经北美页岩标准化后,REE的配分模式一致,呈平缓的右倾型,相对富集轻稀土,明显的Eu正异常和Ce负异常。对各个粒级样品进行X射线衍射分析及体视镜下观测,石英含量随粒级增大而增加, 长石在8~16μm中含量最高,在16~32μm中,碳酸岩含量最高,随着粒级增大,重矿物含量逐渐增加,黄河沉积物REE随粒度的变化特征与粘土矿物对其吸附及流域碎屑沉积物不同粒级的矿物成分密切相关。     

沉积物颜色和粘土矿物对库车坳陷第三纪气候变化的指示

库车坳陷第三纪连续的碎屑沉积,记录了丰富的古环境与古气候变化的信息。在详细的磁性地层年代学基础上,对库车坳陷北部第三系沉积剖面进行了系统的沉积物颜色测定和粘土矿物分析。结果表明,库车坳陷第三纪沉积物颜色变化与全球第三纪温度的变化有一致的趋势,随着全球气温的降低,沉积物的颜色的红色指数降低。粘土矿物的组合和含量变化在13 M a出现了一个转折,在此之前,库车坳陷泥岩样品中的粘土矿物组合为伊利石和绿泥石,指示干旱的气候环境。在13 M a之后,库车坳陷的粘土矿物组合变为蒙脱石、高岭石、绿泥石和伊利石,指示干冷与温湿交替的气候环境,与亚洲内陆季风气候加强相对应。由此,可以认为库车坳陷第三纪13M a的气候变化与青藏高原的隆升密切相关。     

湖南香花岭矽卡岩中锡的矿物学行为与成矿过程

湖南香花岭矽卡岩型锡矿床是南岭地区一个重要的锡多金属矿床,发育有丰富的含锡矿物。在野外和显微镜下观察 基础上,文章利用电子探针技术系统分析了香花岭矽卡岩中含锡矿物的矿物学特征,探讨了锡的成矿过程、成矿流体以及 锡的来源。研究结果表明,香花岭矽卡岩中含锡矿物由锡矿物（锡石、尼日利亚石、孟宪民石等）和富锡矿物（韭闪石、 尖晶石、葡萄石、塔菲石等）组成。锡的成矿有三个阶段：矽卡岩早阶段,Sn进入尖晶石、韭闪石等造岩矿物中,形成富 锡矿物;氧化物阶段,锡矿物如锡石、尼日利亚石、孟宪民石等逐渐晶出;晚期热液阶段,早期含锡矿物热液蚀变原位析 出锡石,或富Sn热液交代早期矿物形成了富锡环边。矽卡岩中成矿流体富含F,CO2,Li等挥发组分,控制了Sn的富集、迁 移、结晶等过程。香花岭矽卡岩中Sn根本上来源于地层,锡的成矿过程反映了Sn在地壳中的地球化学循环过程。     

斑岩铜矿的勘查模式

在详细研究斑岩铜矿普查准则的基础上，将其划分为矿化直接标志，矿化间接标志，矿化的有利地质前提和有利地质前提的间接标志４类，并以此与矿床产出的３种类型：地表矿、浅部矿和隐伏矿相联系，作为建立矿产勘查模式的基础，对矿产勘查技术手段区出专门测试型、综合调查型和探矿工程，指出了它们在建立矿产勘查模式中的不同作用。在针对不同产出类型建立斑岩铅矿矿田和矿床的矿产勘查流程的基础上，提出了斑岩铜矿勘查模式。     

粘土矿物在古环境研究中的指示作用

粘土矿物普遍存在于各种类型的沉积物和沉积岩中。作为次生矿物,粘土对环境的变化极为敏感,因而粘土矿物的沉积分异、组合特征、矿物成分及其含量和矿物结晶度都从不同的角度记录了粘土矿物形成过程中各种环境因素的变化。这些对恢复古环境,研究全球变化具有重要的指示意义。     

多孔矿物介质对有机相变材料导热性能的影响

通过对制备的基于膨胀多孔石墨和硅藻土两种多孔矿物介质与硬脂酸丁酯有机相变材料的相变蓄热复合材料,采用调制差示扫描量热方法(MDSC)测试复合材料的导热系数,并借助层状复合材料热传导模型分析多孔矿物介质内部结构特征对复合材料的导热性能的影响,其结果表明,采用膨胀多孔石墨制备的相变蓄热复合材料具有明显的层状结构,其压制方向的导热系数更接近层状复合材料热传导模型c轴方向导热系数预测结果;采用硅藻土制备的相变蓄热复合材料的导热系数符合层状复合材料热传导模型的a-b平面方向导热系数预测结果,说明该复合材料内部结构具有非常好的连通性。多孔矿物介质对相变材料导热系数的增强效果不仅受多孔矿物介质导热系数的影响,还会受到复合材料内部结构特征的明显影响,在热传导方向上形成连通性结构有利于增强效果,而形成与热传导方向垂直的层状结构则不利于导热系数的增强,即使多孔矿物介质具有很高的导热系数。     

深部过程中地幔流体现实微观踪迹的实验证据

伴随深部地质过程的地幔流体作用是引发地壳中成矿作用的重要物质源和动力源。由于地幔流体的超深源性及由此决定其性质和演化的复杂性,使人们很难具体捕捉其实际存在,或者多数情况下很难准确界定。通过岩相学、岩石化学、电子探针和扫描电镜及能谱分析的综合研究发现,地幔流体活动的现实微观踪迹和存在方式可以表现为富铁熔浆包体和富铁微晶玻璃,二者在透射偏光显微镜下无光性,呈黑色不透明状;反射偏光显微镜下不反光,但在电子显微镜下呈显微晶质结构,显示微晶金属和非金属矿物之间呈熔离交生,超微晶矿物组成以硅酸盐和石英为主,尤其是经过成分配比换算,得到碳硅石,含铬自然铁、钛铁矿、磷灰石和含钛镜铁矿等地幔标型矿物,反映了地幔流体的熔浆性质。捕捉和揭示深部地质过程中地幔流体作用的现实微观踪迹,对于深入分析和认识地壳地质作用的机制和成矿效应具有重要理论和现实意义。