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    地调局地质力学所张拴宏研究员等人在开展白云鄂博矿区富稀土-Nb火成碳酸岩年代学研究过程中,成功地从白云鄂博矿区东侧靠近晚古生代花岗岩接触带附近3个富稀土-Nb火成碳酸岩样品中分选出了斜锆石。

    作为硅不饱和岩浆中结晶的副矿物之一,斜锆石(ZrO2)在基性-超基性岩及碱性岩如碳酸岩、金伯利岩、辉绿岩、正长岩、辉长岩等精确定年中近十多年来发挥着越来越重要的作用。由于成因简单(一般均为岩浆结晶成因)并且普通铅含量很低,斜锆石已经成为国内外开展硅不饱和岩石U-Pb定年的首选矿物之一。

    对此次发现的斜锆石离子探针(SIMS)及激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)U-Pb测年结果获得的结晶年龄为310~270 Ma,这一结晶年龄与白云鄂博火成碳酸岩侵位年龄(~1300 Ma)完全不同,而与附近花岗岩体的结晶年龄相接近。电子探针分析结果表明,在这些锆石中除包含有金云母、磷灰石、磁铁矿及铈褐钇钶矿外,还见有大量硅镁石的矿物包体。背散射及电子探针分析结果显示在部分斜锆石颗粒中还存在有与其共生的锆石。由于硅镁石是典型的接触交代矿物,这些斜锆石的测年结果及包体组成表明它们不是从火成碳酸岩岩浆中结晶出来的,而是接触交代成因的,代表了火成碳酸岩中发现的一种新的斜锆石类型。通过对富稀土-Nb火成碳酸岩中矿物组合及前人发表资料的综合分析,提出了这些斜锆石形成于晚古生代花岗岩侵位过程中已有锆石与白云石的交代反应,或者是矽卡岩化中某些阶段贫硅流体结晶的产物。对于认识受到接触交代影响的火成碳酸岩中斜锆石的成因机制及白云鄂博矿床的后期改造作用具有重要科学意义。

    该研究成果近期发表在国际SCI刊物Lithos上(Shuan-Hong Zhang, Yue Zhao, Qiu-Li Li, Zhao-Chu Hu, Zhen-Yu Chen, 2017. First identification of baddeleyite related/linked to contact metamorphism from carbonatites in the world's largest REE deposit, Bayan Obo in North China Craton. Lithos. 284–285, 654–665. DOI: 10.1016/j.lithos.2017.05.015)。

     

    白云鄂博矿区及其外围地质图 

     

    斜锆石反射光(ACE)及透射光图像(BDF 

     

    斜锆石包体组成(A-D)及共存的斜锆石及锆石(EF 

     

    斜锆石U-Pb谐和图 

    世界上首例在火成碳酸岩中发现接触交代成因的斜锆石
    所在单位:中化地质矿山总局
    完成人员:林国宣、林子华、潘潘、蔡江明、田俊、范启金、江丽珍、王海滨、范云虎等。
    项目来源:中国地质调查局
    起止时间:2013—2015年

    主要进展

      根据调查成果,在调查区圈定了3个重点工作区。2013年度主要在桃棋-双西石墨矿重点工作区开展调查工作。2014年度主要对莒口-后山重点工作区开展了地质调查工作,同时对武夷山桃棋外围找矿靶区矿体进行了深部验证。通过调查工作,初步了解了区内的地层、构造、岩浆岩等地质特征,尤其对区内前震旦系大金山组含矿层进行了进一步划分,共划分成3个岩性段,区内的石墨矿层主要赋存于前震旦系大金山组中段(AnZdb)地层的石墨石英云母片岩及石墨变粒岩中。

      已圈定找矿靶区5个:武夷山市桃棋外围找矿靶区、建阳市留田找矿靶区、莒口至长埂找矿靶区、湖桥找矿靶区、西岸至溪仔边找矿靶区。对武夷山桃棋外围找矿靶区和建阳市莒口-长埂找矿靶区通过地质测量、物探、槽探和钻探等手段进行了重点评价,预计可提交1-2处大型晶质(大鳞片状)石墨矿产地。

      (1)武夷山市桃棋外围矿产地

      圈定了5个矿(化)体,推测长400~2650米,倾向上控制延伸200m,真厚度为2.05-26.48米,平均品位:固定碳2.50~3.98%。矿体赋存于前震旦系大金山组中段(AnZdb)地层中,石墨矿以片岩型为主(照片1),次为变粒岩型、混合岩型。矿石结构为鳞片粒状变晶结构;矿石构造为片状构造、块状构造、条带(纹)状构造。矿石工业类型属晶质石墨矿石。


    照片1  地表石墨矿

      矿石矿物主要为鳞片状晶质石墨,呈浅铅灰(黑)色~钢灰色,半自形鳞片状结构,呈细片状、鳞片状,不透光,反射光铅灰色,绝大部分石墨呈鳞片状、细片状嵌布在其它矿物晶粒间,个别石墨呈细鳞片状嵌布在石英、长石矿物晶体(呈包裹结构)中,鳞片有弯曲。


    照片2  石墨矿岩心

      石墨矿经光片测定:片径0.02-1.8mm之间,其中片径<0.147mm(100目)约占石墨总量10-20%,片径>0.147mm(100目)约占80%以上,为大鳞片的晶质石墨矿(照片3)。


    照片3  光片下的大鳞片晶质石墨矿

      综上,可提交大型晶质(大鳞片状)石墨矿产地1处。

      (2)建阳市莒口-长埂石墨矿产地
    初步圈定了5条矿体,推测长500~3950米,真厚度为2.00-26.26米,平均品位:固定碳2.50~4.68%。石墨矿体赋存于前震旦系大金山组中段(AnZdb)地层中,石墨矿以片岩型为主,次为混合岩型、变粒岩型。矿石结构为鳞片粒状变晶结构;矿石构造为片状构造、条带(纹)状构造、块状构造。

      矿石矿物主要为鳞片状晶质石墨,石墨矿呈浅铅灰(黑)色~钢灰色,半自形鳞片状结构,呈细片状、鳞片状,石墨片径目估0.1-1mm,混合岩型的石墨片径较大,目估1-2mm,为大鳞片状晶质石墨矿。

      2015年计划在莒口至长埂靶区对矿体进行钻探揭露,预计矿床规模也可达大型。
    1-23 福建省武夷山市桃棋-建阳岭根墙地区晶质石墨矿...

    黄铁矿是地壳中最常见的硫化物之一,热液矿床中的黄铁矿常发育多阶段多世代的复杂结构。含砷黄铁矿与金成矿密切关系,但由于黄铁矿的As含量变化导致其反射率差异较小,在光学显微镜下难以观察,如何快速且非破坏性揭示黄铁矿成分和结构的不均一性是后续研究的重要基础。

    中国地质调查局矿产资源研究所朱乔乔副研究员和谢桂青研究员,与国际矿床学家、矿物学家Cook NJ合作,以湖北狮子立山矿床中的黄铁矿为研究对象,发现数字图像处理技术中的伽马增强法能够放大黄铁矿颗粒尺度反射率的差异,且增强后的照片与背散射电子照片(BSE)在亮暗程度上呈镜像关系(图1)。相比传统的方法(化学蚀刻和染色法),此方法具有操作简便(在常见的数字拍照软件上即可实现)、效率高和无损伤的优势,这一发现将极大地推进黄铁矿和其他矿物结构和成分的研究,减少对于扫描电镜的依赖性,从而节省大量的实验经费。

    同时,研究还发现As进入黄铁矿可以导致其拉曼光谱曲线中的谱峰位置发生偏移(图3),且As的含量与其峰值的偏移量呈明显的线性关系(图4),因此,提出利用激光拉曼光谱仪来确定黄铁矿中As含量的方法。这一发现扩展了激光拉曼光谱仪在金矿找矿勘查和环境研究中的应用,特别是有助于利用可移动式(手持)激光拉曼光谱仪在野外现场快速确定金属元素含量较高的黄铁矿,进而开展金矿找矿勘查和环境样品的采集。

    图1 黄铁矿镜下照片(a为反射光照片;b为伽马增强的反射光照片;c为BSE照片;d为电子探针面扫描)

    图2 黄铁矿镜下照片(a、d为反射光照片;b、e为伽马增强的反射光照片;c、f为BSE照片)

    图3 矿物尺度黄铁矿As含量变化与拉曼光谱曲线的对应关系

     

    图4 黄铁矿As含量与拉曼光谱峰值变化的线性关系
     

    上述成果受到国家自然科学青年基金(41702093)、杰出青年基金(41925011)和国家重点研发计划课题(2016YFC0600206)的资助。

    资源所在黄铁矿非破坏性研究方法上取得重要突破

    近日,由中国地质调查局天津地质调查中心曲凯研究团队发现并命名的自然界新矿物——Kenoargentotetrahedrite-(Zn)(空锌银黝铜矿)正式获得国际矿物学协会新矿物命名及分类委员会(IMA-CNMNC)批准。新矿物全型标本已馆藏于中国地质博物馆(馆藏编号:M16112)。

    空锌银黝铜矿发现于河南省桐柏县银洞坡金矿床中, 是M(1)C位以Zn占主、S(2)Z位为□(空位)的黝铜矿族新矿物。在手标本上呈灰黑色,反射光下呈灰色,略带灰绿色调,并具有棕红色内反射。不透明金属光泽,黑色条痕,莫氏硬度3½,显微硬度309.7kg/mm2,计算密度5.209g/cm3。性脆,贝壳状或不规则断口。与锌黝铜矿、螺状硫银矿、硫金银矿、闪锌矿、方铅矿、黄铁矿、黄铜矿和石英等矿物紧密共生。

    黝铜矿作为热液矿床中的常见矿物,不仅有着重要的经济价值,同时其银的含量也是成矿温度的指标参数,对矿床研究有着重要意义。更为重要的是,(Ag6)4+这一特殊结构因其在催化、化学传感和光电功能材料的突出性能,已经成为银簇团研究领域的热点。作为自然界发现的矿物结构,其形成机制将为人工合成材料领域提供新的参考。

    该研究由天津地调中心牵头,南京大学、中南大学、河南省地质矿产勘查开发局第三地质矿产调查院和核工业北京地质研究院参与,五家单位共同完成。

    国际矿物学协会新矿物批准文件

    天津地调中心发现自然界新矿物—空锌银黝铜矿

     

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    “一带一路”倡议,为各国在能源领域技术的交流和合作搭建了合作平台,也为我国地质矿产资源开发带来新机遇与新挑战。聚焦国家重大需求,服务国家重大战略,地质调查在国民经济发展中作用越发突出。多少年来,地质工作者行宿苍野,踏遍群山,探寻宝藏,为新中国的开发建设做出了卓越贡献,也在古老的丝绸之路上留下了地质工作者的足迹。

     

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    地球矿藏的勘探开发利用是人类文明存续发展变革的根本保障和直接动力。回顾丝绸之路上为数众多勘探成果,白家咀子地区铜镍矿的发现一举摘掉了我国贫镍国的帽子,打破西方国家对我国镍矿资源的封锁,在我国地质勘探史上留下浓墨重彩的一页。

     

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    时间追溯到57年前,在年轻的地质队员汤中立带领下,甘肃省地质局祁连山地质队(今甘肃省地矿局第六地质队)深入祁连山腹地,从永昌白家咀子的一块孔雀石中发现线索,点燃了中国镍工业的希望。195810月,经取样化验,证实为含铜镍的超基性岩体,19591月开始进行铜镍矿普查勘探,随之而来的,是对矿区长达15年之久艰苦卓绝的地质勘探工作。


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    地质队员借助现代的实验室仪器,在这些一眼望去殊无二致的岩石中分辨矿物。图片采自白家咀子铜镍矿标本光片在反射光下的显微图像,乳黄色的镍黄铁矿与粉褐色的磁黄铁矿、深黄色的黄铜矿共生,磁铁矿早期溶蚀粒状后期细脉状穿插于黄铜矿中。金光灿灿的海绵陨铁结构,是原生富矿体的标志,鉴定为超基性岩型硫化镍富矿。

     

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    岩石标本中存在透明矿物元素。混合岩在40倍正交偏光显微镜下观测显示,石英、长石和角闪石特征明显,由鳞片状浅橙黄-褐黄色集合体交代板粒状形态的是长石,左上石英颗粒间板状长石见弱聚片双晶。右半侧带有贝壳光泽的区域主要为角闪石,较强绿帘石化、弱绿泥石化、碳酸盐化。石英、长石与角闪石均为铜镍矿中常见脉石矿物。


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    透辉蛇纹石岩在10倍正交偏光显微镜下显示为鳞片柱粒状变晶结构,早期成矿的辉石经蚀变被其他矿物取代,这些矿物颜色鲜艳,主要由绿帘石、纤闪石、方解石、蛇纹石等成分组成。其中不规则分布的黑色斑点为金属矿物,为成岩及蚀变时产生,具有较为鲜明的含矿指向性。

     

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    地质队员还发现,岩浆的贯入式矿体形成块状特富矿,光片下可见交代-团块状构造,金属矿物黄铁矿、磁黄铁矿、赤铁矿、黄铜矿占90%以上。金川铜镍矿不仅规模巨大,主元素品位高,而且含有钴、铂、钯等近二十种伴生矿,稀有贵金属储量居全国之最,综合利用经济价值相当可观。

     

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    截至1973年,地质队累计投入钻探工作量18.5万余米,浅井、平巷近万米,采集各类样品数万个,通过各种测试比较,查明该矿床为巨形超基性岩硫化铜镍矿床,在世界同类铜镍矿床中仅次于加拿大萨德伯里矿,居世界第二,亚洲第一。这个重大发现震惊了整个中国!


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    为更好的开发利用镍矿资源,加速西北地区矿业经济发展, 19812月,国务院设立金昌市,至此,又一个西部重镇走进人们视线,成为新中国成立后矿产资源勘探助推地区经济发展的城市典范,在丝路之上展翅待飞。

     

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    来自金川集团公司2003年的一份矿区地质勘探报告显示,镍矿资源储量占全国总储量60%以上,可利用镍储量的90%以上,从1981年到2003年,矿区累计开采矿石量3410.2万吨,其中镍金属量58.3万吨,出矿品位1.7%

     

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    直至今日,在金川铜镍矿床地底深处,这块国家宝藏所在地,仍继续着开采作业,源源不断地为国家建设输送珍稀矿产品。地质工作者用生命勘探出的国家宝藏,为新中国的开发建设做出了不可磨灭的贡献。我们相信,地质之光将继续闪耀在中华文明复兴之路的一带一路之上。向在一带一路上奋斗、奉献、牺牲的地质先辈致敬!

     

     

    中国地质调查局办公室

    中国地质调查局资源评价部

    中国地质调查局发展研究中心

    中国地质调查局国土资源实物地质资料中心

     

     

    “一带一路”地质宝藏(一)