安徽庐枞盆地黄竹园银多金属矿床地质特征和关键金属赋存状态研究

黄竹园银多金属矿床位于长江中下游成矿带庐枞矿集区东南缘,是成矿带断凹区火山岩盆地内首次发现的浅成低温热液型银多金属矿床,亟待开展矿床地质特征、金属元素特别是关键金属的赋存状态和矿床成因研究。黄竹园矿床矿体主要赋存于下白垩统砖桥组、双庙组火山岩及断裂破碎带中,呈层状、似层状产出;矿石类型主要有脉状、浸染状、细网脉状。本次工作基于矿床地质特征研究,通过对矿床中采集样品进行手标本及室内镜下观察、短波红外分析测试(SWIR)、扫描电子显微镜(SEM-EDS)、电子探针分析(EPMA)和自动矿物综合分析(TIMA)等方法,阐明了矿床中的主要蚀变矿化特征和成矿期次,重点开展银和关键金属赋存状态及矿床成因类型研究。研究结果表明,黄竹园矿床总体表现出靠近矿体部位发育绢云母-伊利石化,向外围矿化较弱部位变为蒙脱石-高岭石化;根据不同的矿物共生组合及其相互关系,将矿床的成矿过程从早到晚分为无矿化石英脉阶段、石英-银矿物-硫化物脉阶段和石英-碳酸盐脉阶段,其中石英-银矿物-硫化物脉阶段为该矿床最重要的银、铜成矿阶段。主要的银矿物为自然银、硫铜银矿和硫汞铜银矿。矿床中的主要关键金属矿物为辉砷钴矿和铁硫砷钴矿,呈不规则粒状镶嵌在辉铜矿和黄铁矿边缘。通过黄竹园矿床与国内外其他浅成低温热液矿床地质特征对比,本次工作认为黄竹园矿床是高硫型浅成低温热液矿化叠加于斑岩型矿化之上的复合成矿的典型实例。通过与矿区北部钱铺酸性蚀变岩帽(1km)之间对比研究,提出黄竹园-钱铺酸性蚀变岩帽地区可能存在一大型"斑岩-浅成低温热液成矿系统",为庐枞盆地下一步深部找矿提供了方向。     

2018年全球发现的新矿物种

在系统梳理2018年度全球发现并经国际矿物学协会(IMA)新矿物与矿物分类命名专业委员会(CNMNC)批准的128个新矿物种资料的基础上,从矿物名称、晶体化学式、晶系和空间群、晶胞参数、主要粉晶数据、物理性质、光学性质、产地与产状、与其他矿物种的关系、矿物名称来源、化学反应和光谱学特征等方面归纳总结了这些新矿物的重要矿物学特征。并按照中国新矿物及矿物命名专业委员会颁布的《矿物种汉名审订条例》,对128个新矿物种的中文名称进行了审订。通过适时公布国际新矿物工作的新进展和新成果,并逐步完善和规范矿物种中文译名体系,为我国新矿物的发现和研究提供有科学价值的参考和借鉴,并不断推动矿物种中文译名规范化与标准化的进程。     

方解石-白云石-菱镁矿的中远红外光谱学特征研究

利用拉曼光谱和红外光谱研究了方解石、白云石和菱镁矿的光谱学特征,探究了影响三种矿物红外辐射性能的因素。三种矿物的拉曼光谱(Raman)、中红外吸收光谱(MIR)、远红外吸收光谱(FIR)显示随着矿物中镁含量的增大将会影响CO₃^2-的面外弯曲振动(ν₂)、反对称伸缩振动(ν₃)和平面内弯曲振动(ν₄),使各光谱特征峰均向高频端迁移。基于黑体辐射定律以及在80 ℃、400~2 000 cm^-1矿物的辐射能量谱,结果显示方解石、白云石、菱镁矿的发射率依次减少(0.951,0.938,0.895)。三种矿物的红外吸收光谱和发射光谱中的振动位置均受CO₃^2-基频的显著影响,在1 300~1 650 cm^-1均产生宽的低吸收带,该吸收带与CO₃^2-的反对称伸缩振动相关,且吸收带范围(202,236,272 cm^-1)与发射率之间呈负相关关系。因此,当最强化学键的振动出现在发射光谱窄的吸收带范围内会产生相对较高的辐射能和发射率。此外,矿物的晶体结构也会影响发射率,大的离子半径、键长和晶胞体积将降低辐射过程中能量的吸收,增强辐射特性。综上研究结果,方解石、白云石和菱镁矿的拉曼光谱和红外光谱揭示了金属原子的相对质量对光谱学特征的显著影响,其发射率可能受到C—O键的反伸缩振动范围、最强吸收带控制的最低发射率以及矿物晶体结构的共同影响。这项研究呈现了必要的光谱信息和热发射率数据以识别特定的碳酸盐矿物,为类似矿物的光谱特征研究奠定了基础;同时为进一步认识地壳中大量的碳酸盐矿物提供了研究方法,也为地外勘探的深入研究给予相关的理论基础。     

非金属成矿与勘查开采技术 ——"非金属矿产"专辑特邀主编寄语

历史证明, 矿产资源是人类赖以生存、社会发展的物质基础。没有矿产资源的可持续供应和安全保障, 就没有国民经济与社会的可持续发展。据统计, 世界上95%的能源以及80%的工业原料来自矿物燃料, 而世界矿产年开采量的70%以上为非金属矿。随着社会的发展和科技的进步, 对非金属矿材料的需求将越来越多。为解决中国战略非金属找矿取得更大突破, 近年来在国家科技部(973计划)、国家自然科学基金委(自然科学基金重点)、自然资源部(国家级整装勘查区)、中国地质调查局(地质大调查)、中国科学院及有关省市自然资源部门的项目持续支持下, 国内有关科研院所和高校的地质工作者, 基于详细的野外地质调查和室内分析研究, 获得了大量的地质资料, 取得了一些重要的进展和新认识, 并实现了一些找矿的重大进展等。为迎接党的二十大胜利召开献礼, 将部分研究成果集中发表于《地球学报》非金属矿产专辑。主要内容涉及与非金属有关的矿物学(描述矿物学、理论矿物学、应用矿物学、矿相学及矿物中包裹体等方面的研究成果); 岩石学(区域性的岩浆岩、变质岩、沉积岩的岩类学、实验岩石学方面的基础理论和应用研究成果); 矿床学(非金属矿床); 矿床地球化学(包括流体包裹体、稳定同位素及成矿模拟实验)、与矿床有关的岩石学和矿物学、构造演化与成矿研究等。专辑包括综合篇、非金属矿产资源开发理论与技术篇、清洁能源篇、战略性非金属篇和找矿方法找矿预测篇5个部分, 本文将对收录本专辑的所有文章做简要介绍, 希望该专辑的研究成果能够为非金属矿产理论研究以及实现找矿突破提供参考和有益的帮助。     

马海盐湖北部矿段低品位固体钾矿中钾盐矿物的赋存特征及成因探讨

马海盐湖位于柴达木盆地中北部赛什腾凹陷内, 其矿区北部矿段全新统固体钾矿大规模固液转化开采已稳定运行近十年, 为钾肥生产提供了重要的资源保障。本文拟查明马海矿区北部矿段现阶段低品位固体钾盐矿物的类型和赋存特征, 开展了矿物薄片鉴定、能谱扫描电镜和X射线粉晶衍射等分析测试工作, 为水溶开采的可持续开发提供依据。研究发现: (1)杂卤石集中分布在70–79勘探线, 以原生和后生交代成因赋存, 且以前者为主。原生杂卤石呈片状、纤维状、粒状、纤维放射状和花瓣状集合体; 后生交代成因的杂卤石呈浸染状和具石膏假象的毛毡状。(2)光卤石多分布在67–70勘探线, 呈熔融状、他形粒状、裂纹状, 与石盐、杂卤石、钾石盐等矿物共生。(3)钾石盐仅在72勘探线集中分布, 呈自形-半自形立方单体, 与光卤石、杂卤石、水氯镁石等矿物共生。(4)根据马海盐湖杂卤石赋存特征分析其成因可能为在气候干冷, 流域补给水量减少, 湖水大面积收缩和浓缩, 矿区东南部富K+、Mg2+的硫酸镁亚型卤水与牛郎织女湖富Ca2+的高盐度氯化物型卤水发生混合掺杂作用, 形成了含钾镁钙硫酸盐型杂卤石钾盐矿物。高盐度氯化物型卤水在向东南部浓缩中心迁移渗透过程中, 受蒸发和浓缩, 便在研究区西北部形成了氯化物型光卤石、钾石盐等矿物。(5)需要根据杂卤石的赋存特征, 制定相应的固液转化方案。     

Trace Elements of Multi-stage Minerals and Titanite U-Pb Dating for the Gneisses from Liansan Island, Sulu UHPM Belt

Gneisses with anatectic characteristics from the Liansan island in the Sulu UHPM (ultra-high pressure metamorphic) belt were studied for petrography, titanite U-Pb dating and mineral geochemistry. Three origins of garnets are distinguished: metamorphic garnet, peritectic garnet and anatectic garnet, which are formed in the stages of peak metamorphism, retrograde anatexis and melt crystallization, respectively. The euhedral titanite has a high content of REE and high Th/U ratios, which is interpreted as indicating that it was newly-formed from an anatectic melt. The LA-ICP-MS titanite U-Pb dating yields 214–217 Ma ages for the titanite (melt) crystallization. The distribution of trace elements varies in response to the different host minerals at different stages. At the peak metamorphic stage, Y and HREE are mainly hosted by garnet, Ba and Rb by phengite, Sr, Nb, Ta, Pb, Th, U and LREE by allanite and Y, U and HREE by zircon. During partial melting, Y, Pb, Th, U and REE are released into the melt, which causes a dramatic decline of these element contents in the retrograde minerals. Finally, titanite absorbs most of the Nb, U, LREE and HREE from the melt. Therefore, the different stages of metamorphism have different mineral assemblages, which host different trace elements.     

新疆白杨河铀矿床钻孔岩芯蚀变分带特征及地质意义

钻孔岩芯高光谱技术是获取岩芯地学信息与研究的新方向。新疆白杨河铀矿床钻孔岩芯蚀变发育,对其开展蚀变研究有助于对白杨河矿床深部铀矿勘探提出更好的找矿认识。本次研究利用Field Spec4可见光-短波红外地面非成像光谱仪对新疆白杨河铀矿床8个钻孔进行光谱测试与分析,研究发现钻孔岩芯热液蚀变矿物组合垂向上具有明显的"上低下高中过渡"的三分带特征:即上部为低铝绢云母+少量赤铁矿与少量褐铁矿+少量蒙脱石,中部为中铝绢云母+低铝绢云母+少量蒙脱石+少量碳酸盐、赤铁矿与褐铁矿,下部为高铝绢云母+绿泥石+碳酸盐;绢云母Al-OH吸收峰位置变化规律反映出矿床的热液活动具有深部相对高温、高压、偏酸性,浅部相对低温、低压、偏碱性的特征。蚀变三分带特征以及热液活动特征表明白杨河铀矿床具有明显的热液成矿背景,同时,铀矿化总体处于3分带特征中的中部以中铝绢云母为主的蚀变带与下部以高铝绢云母为主的蚀变带之间的过渡带中,该过渡带是铀成矿的有利部位,同时也是可能的热液/矿化中心;过渡带中发育赤铁矿,中铝绢云母和高铝绢云母,此3种蚀变矿物可能与铀成矿关系密切。这些可以为白杨河铀矿床深部铀矿勘探提供借鉴与参考。     

花岗岩主要造岩矿物间硼同位素分馏的初步研究

本文报道了南岭地区两个花岗岩(大东山和千里山)的全岩以及主要造岩矿物(黑云母、斜长石和石英)的硼含量和硼同位素组成。结果显示,黑云母含有最高的硼含量,斜长石次之,石英中的硼含量则非常低。花岗岩中的硼可能主要以晶格替换方式赋存在黑云母和斜长石中,而石英中的微量硼则来自其包裹的流体包裹体。同时,黑云母具有最低的硼同位素组成,斜长石次之,而石英则具有最高的硼同位素组成。本次研究首次发现花岗岩中的主要造岩矿物间存在着较大的硼同位素分馏:大东山花岗岩中黑云母与斜长石之间存在着-9.3‰的分馏,黑云母与石英之间存在-9.9‰的分馏;千里山花岗岩中黑云母与斜长石之间存在着-6.6‰的分馏,黑云母与石英之间存在着-10.2‰的硼同位素分馏。结合镜下观察和氧同位素研究发现,造成不同矿物间这一大的硼同位素分馏的原因很可能是岩浆后期的热液蚀变作用。综合以往所发表的研究数据,得到含四次配位硼为主的硅酸盐矿物与中酸性热液流体之间的硼同位素分馏方程:1000lnα硅酸盐-流体=-11.19×(103/T[K])+5.09,该分馏是由于硼的四次配位和三次配位之间的转换引起的。     

西藏南部康马-亚东地区花岗岩类中的副矿物特征

西藏南部康马-亚东地区的花岗岩类可分为三个岩带,自北向南称为Ⅰ岩带、Ⅱ岩带和Ⅲ岩带,其分别位于北喜马拉雅构造带(拉轨岗日带)、北喜马拉雅(拉轨岗日带)与高喜马拉雅分界断层带和高喜马拉雅构造带.通过对区内10个人工重砂样品分析研究,发现这三个岩带岩石中的副矿物在含量、种类、矿物组合、平均比重、挥发分矿物相对含量和锆石晶体特征等方面均存在明显差异,并具分带性,同时也反映了各岩带岩石的形成深度和成因类型存在差异.     

Mineralogy and Geochemistry of the High‐Cr Podiform Chromitite from the Cuobuzha Ophiolite,Yarlung Zangbo Suture Zone,Western Tibet,China: Implication for its Origin

The Cuobuzha high-Cr chromitites in the western segment of Yarlung Zangbo Suture Zone of Tibet are mainly hosted in the harzburgites as massive type, which are characterized by high concentrations of platinum group elements (PGE) ranging from 380 to 577 ppb, and low Pd/Ir ratios (<0.1). In mid-ocean ridge basalts (MORB)-normalized spidergrams, chromites of the Cuobuzha chromitites are depleted in Al, Ga, V, Mg and Zn, and enriched in Mn and Cr, sharing similar patterns with those of ophiolitic boninites in the Bonin and Thetford Mines. Approximately 20 platinum group mineral (PGM) grains were discovered from the samples, including laurite, erlichmanite, Os-Fe alloy, cuproiridsite, and irarsite. The PGM assemblages indicate that sulfur fugacity was initially low enough to allow the precipitation of Os-Fe alloy and increased thereafter, with the fall in temperature. Primary Fe-Ni and Fe-Cr alloys, which are stable in a highly reduced environment, occur as inclusions within chromites or clinopyroxenes. Calculated results show that the parental magma has an intimate affinity with boninites. Based on our observations, a model is proposed wherein the Cuobuzha chromitites contain high-pressure and low-pressure chromites. Low-pressure chromites were formed via reaction between boninitic melts and peridotites, during which the high-pressure chromites hosting highly reduced minerals were mobilized by melts and were reallocated to podiform chromitites.