蒋少涌教授团队围绕我国紧缺战略性关键矿产铬铁矿、钴镍和锡矿的找矿勘查在东昆仑造山带取得重要进展

（通讯员 王 微）2024年8月5日，在西宁召开的“科技赋能.绿色发展”学术研讨会暨“昆仑英才”科研成果报告会上，我校紧缺战略矿产资源协同创新中心主任，青海省“昆仑英才·高端创新创业人才”入选者蒋少涌教授汇报了该团队近期在东昆仑造山带围绕我国紧缺战略性关键矿产铬铁矿、钴镍和锡矿的找矿勘查所取得的重要进展。主要包括：⑴ 东昆仑造山带尕牙合地区镁铁质-超镁铁质岩中层状铬铁矿的首次发现及其重大意义；⑵ 东昆仑造山带中段新发现金水锡矿床：成岩成矿年代及找矿勘查意义；⑶ 东昆仑造山带尕林格矽卡岩型铁钴矿床：成矿时代、钴的赋存状态及富集成矿机制。

一、Journal of Earth Science |东昆仑尕牙合地区镁铁质-超镁铁质岩中层状铬铁矿的首次发现及其重大意义

铬（Cr）是中国紧缺且最为重要的战略性关键金属之一，现被广泛应用于冶金、耐火材料、铸铁、汽车制造以及航空航天等制造业领域。原生铬铁矿矿床可根据其地质环境和产状分为两种类型：豆荚状铬铁矿和层状/似层状铬铁矿。层状铬铁矿占世界总储量的70%以上，对这类矿床的研究具有重要的科学意义。但我国已探明的铬铁矿主要为蛇绿岩中的豆荚状铬铁矿，如新疆的萨尔托海，西藏的东巧和罗布莎等。目前，我国尚未发现大型层状铬铁矿矿床，因此急需对此类铬铁矿进行勘探。近日，蒋少涌教授团队与青海省第一地质勘查院合作在东昆仑造山带中段的尕牙合地区发现了高品位的层状铬铁矿，这一发现在东昆仑地区尚属首次。

图1  尕牙合铬铁矿及其母岩野外照片

初步勘查表明，在尕牙合地区目前已发现两层铬铁矿，一层厚度约为5.7m，铬品位为11.66%~45.00%；另一层厚度约为1.3m，但目前没有矿石品位数据。寄主超镁铁质-镁铁质岩石包括与铬铁矿矿石层相邻的橄辉岩、纯橄岩、橄榄岩以及蛇纹岩等（图1）。选取铬铁矿体上层橄辉岩层样品进行磷灰石U-Pb定年，结果为429.4±7.3 Ma（图2），这一年龄代表了尕牙合地区镁铁质-超镁铁质岩浆活动及伴生铬铁矿形成的时代，表明该地区铬铁矿的成矿时代大致为晚奥陶世-早志留世。

图2  尕牙合橄辉岩中磷灰石U-Pb定年结果

铬铁矿与铬尖晶石分别作为铬铁矿层中的主矿物和辉橄岩、橄榄岩、纯橄岩及蛇纹岩中的副矿物出现。岩相学观察表明铬铁矿层中铬铁矿以块状为主，其显微特征如图所示（图3）。蛇纹石化橄榄岩主要包括蛇纹石、铬铁矿，少量磁铁矿和铬尖晶石，以及极少量未蚀变的橄榄石与斜方辉石等，磁铁矿呈脉状产出，铬尖晶石含量＜1%，通常与磁铁矿共存，粒径约为100~300μm。TIMA以及BSE图像均显示原生铬铁矿发生了一定程度的蚀变，产生边部富Fe，核部富Cr的“分带”现象（图3），EDS能谱亦表现出铬铁矿不同部位的Fe和Cr的差异。

图3  尕牙合铬铁矿显微照片与EDS能谱

（a）蛇纹石化橄榄岩TIMA图像;（b）图a小区域BSE图像，显示磁铁矿脉与浸染状铬铁矿（铬尖晶石）颗粒;（c）图（b）小区域的BSE图像，显示浸染状铬铁矿（铬尖晶石）颗粒和蚀变含铬磁铁矿边缘;（d）块状铬铁矿TIMA图像，大部分岩浆硅酸盐矿物被蚀变为蛇纹石，可以观察到少量残余黑云母;（e）破碎铬铁矿聚集体的BSE图像;（f）块状铬铁矿聚集体的BSE图像;（g）-（i）浸染状铬铁矿颗粒核和边缘以及块状铬铁矿的EDS光谱

通过对尕牙合铬铁矿主微量元素的初步分析，研究区堆积杂岩中伴生矿物铬尖晶石的Cr^#值大于60，为高Cr型铬铁矿。这种类型通常被认为是由玻安质熔体结晶而成，形成于弧前环境。因此，在初步研究阶段，团队认为尕牙合铬铁矿母岩的构造背景可能为俯冲带的弧前环境，母岩浆为玻安质岩浆。

Cr是我国紧缺的稀贵金属。放眼全球，铬矿资源分布极不平衡，南非、哈萨克斯坦、俄罗斯、印度等国家占有绝对优势。相关数据表明，我国是世界上最大的不锈钢生产与消费国，因此铬铁矿的需求近些年不断攀升，因而中国是一个铬矿资源量、产量双低但高需求的国家。目前我国具工业价值的铬矿以豆荚型铬矿为主，其具有易选冶、质量优等特点，另一类层状-似层状铬铁矿在国外规模庞大且储量惊人，然而我国以往仅探明小型似层状矿床及矿化点，至今未发现大型规模的层状铬矿。团队将进一步查明尕牙合铬铁矿规模，铬矿层层数、走向延伸以及品位变化，为新一轮找矿突破行动计划勘查工作奠定基础。该研究不仅为东昆仑地区提供新的找矿方向，丰富我国原生铬铁矿的成因类型，更为我国层状铬铁矿的找矿勘查提供理论指导意义。

论文信息

该研究成果近期发表在地质学领域重要SCI期刊 《Journal of Earth Science》，论文第一作者及通讯作者为中国地质大学（武汉）蒋少涌教授，合作者包括中国地质大学（武汉）博士生任雯琪、中国地质大学（武汉）苏慧敏副教授、袁峰副研究员以及青海省第一地质勘查院谢海林院长、王斌和刘秀峰工程师。

Jiang Shao-Yong*, Xie Hai-Lin, Ren Wen-Qi, Wang Bin, Yuan Feng, Liu Xiu-Feng, Su Hui-Min, 2024. Discovery and Significance of Layered Chromite Mineralization in Mafic-Ultramafic Rocks from the Gayahe Area of the East Kunlun Orogenic Belt, Northwestern. China. Journal of Earth Science, 35(4): 1367–1372.

https://doi.org/10.1007/s12583-024-0041-0. http://en.earth-science.net

二、Journal of Earth Science |东昆仑造山带中段新发现金水锡矿床：成岩成矿年代及找矿勘查意义

我国是世界上锡资源量最丰富的国家之一，约占全球的四分之一。但是我国的锡资源主要分布于南岭地区、西南三江盆地和东北大兴安岭地区，占全国锡资源的98%，而西北地区的锡矿相对稀少。

东昆仑造山带是我国中央造山带的重要组成部分，带内岩浆岩发育，矿产资源丰富，已经在带内发现了铁、铜、镍（钴）、铅、锌、银、金等多种金属矿床。然而带内的锡矿床却相对较少，目前仅在东昆仑造山带的最西段和最东段分别发现了白干湖和小卧龙两个具有一定规模的锡矿床（图1）。而本次报道的金水锡矿床是在东昆仑造山带中段首次发现的矽卡岩型锡矿床，这对于研究整个东昆仑造山带的锡成矿潜力和找矿勘查意义具有重要价值（图2）。

中国地质大学（武汉）蒋少涌教授团队与青海省有色第三地质勘查院密切合作，针对金水正长花岗岩体的锆石和金水锡矿床矽卡岩矿石中的锡石开展了原位微区U-Pb定年工作，确定了花岗岩体的成岩年龄和锡矿床的成矿年龄分别为396.1 ± 2.1 Ma和392.5 ± 4.3 Ma，这表明正长花岗岩体侵位和锡矿成矿具有明显成因联系，均发生于早泥盆世（图3，图4）。因此，东昆仑造山带中段发育的大量的早泥盆世岩浆岩是否蕴藏着丰富的锡矿资源，未来值得更详细的勘查和研究。

图1  (a)青藏高原构造划分及东昆仑造山带位置（改自Xing et al., 2024)；(b)东昆仑造山带地质简图（改自Gao et al., 2023)

图2  金水锡矿床地质图

图3  (a)金水锡矿正长花岗岩锆石CL图像；(b)金水锡矿中正长花岗岩U-Pb加权平均年龄图及(c)等时线年龄图

图4  (a)金水锡矿床锡石CL图像；

(b)锡石的U-Pb定年结果

论文信息

该研究成果近期发表在地质学领域重要SCI期刊 《Journal of Earth Science》，论文第一作者为中国地质大学（武汉）研究生张行凯，通讯作者为中国地质大学（武汉）蒋少涌教授，合作者包括中国地质大学（武汉）夏庆霖教授，苏慧敏副教授，王微助理研究员，以及青海省有色第三地质勘查院刘云鹏和李世恩工程师。

Zhang Xing-Kai, Jiang Shao-Yong*, Su Hui-Min, Wang Wei, Xia Qing-Lin, Liu Yun-Peng, Li Shi-En, 2024. New Discovery of the Jinshui Tin Deposit in the Middle Section of the East Kunlun Orogenic Belt, Northwestern China: Mineralization Age and Exploration Significance. Journal of Earth Science, 35(4): 1373–1377.

https://doi.org/10.1007/s12583-024-1999-3. http://en.earth-science.net

三、Ore Geology Reviews |东昆仑尕林格矽卡岩型铁钴矿床：成矿时代、钴的赋存状态及富集成矿机制

尕林格矿区位于东昆仑造山带祁漫塔格北部构造带。祁漫塔格北部构造带，位于柴达木板块南缘，南以祁漫塔格-香日德蛇绿岩带为界与昆中带相邻，西以阿尔金造山带与塔里木板块相邻，呈西宽东窄的楔形，北西西向展布。尕林格矿区完全被第四系松散砂砾岩层覆盖，平均厚度达200m左右，据钻探、物探资料综合分析认为，在矿区分布广泛的第四系松散砂砾岩层之下为一套硅质岩、中基性火山岩和大理岩的海相沉积建造，由于后期区域变质作用和热液蚀变作用，岩相变得极为复杂，同时发育中酸性、中性侵入岩和少量强蚀变基性-超基性岩脉，矿区构造为南北两条断裂夹持的向斜构造，主体构造线为NWW向（图1）。矿区由6个矿群组成，Ⅰ和Ⅲ矿群为花岗闪长岩中捕掳体；Ⅱ矿群主要产于花岗闪长岩与滩间山群大理岩接触带附近的透辉石矽卡岩和蛇纹石化交代岩；Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ矿群主要产于沿NWW向滩间山群与花岗闪长岩外接触带构造破碎带内。

图1  尕林格矿区地质图

中国地质大学（武汉）蒋少涌教授团队与青海省有色第一地质勘查院密切合作，对尕林格铁钴矿床进行了详细研究。通过对成矿期石榴子石进行U-Pb定年分析，获得尕林格矽卡岩型铁钴矿的矿化时间为237.3 ± 0.4 Ma（图2）。

图2  尕林格矽卡岩型铁钴矿中U-Pb定年结果

根据镜下特征，共鉴定出黄铁矿、毒砂、磁黄铁矿、磁铁矿和黄铜矿等金属硫化物，通过对不同硫化物进行原位LA-ICP-MS微量元素及电子探针元素分析，得出尕林格矽卡岩型铁钴矿主要含钴矿物为毒砂，其钴含量均值可达50,000 ppm，较其他金属硫化物钴含量高出1-2个数量级（图3）。

图3  尕林格矽卡岩型铁钴矿床各金属

硫化物钴含量分布图

（Apy-毒砂，Sph-闪锌矿，Py-黄铁矿，Po-磁黄铁矿，Mt-磁铁矿，Ccp-黄铜矿，Alb-硫锰矿，Bi-单质铋）

经过SEM元素分布面扫描和TIMA矿物相识别，发现尕林格矽卡岩型铁钴矿床中两种独立Co矿物，辉砷钴矿和方钴矿。根据两者与毒砂的共生关系，明确其先后生成关系为：方钴矿早于辉砷钴矿形成，并探明方钴矿的沉淀主要是因为pH的增加，而随后辉砷钴矿的沉淀是因为As/S比值降低（图4）。

图4  尕林格方钴矿和辉砷钴矿

沉淀的logfO2-pH示意图

综上所述，尕林格矽卡岩型铁钴矿床的成矿时间为237.3 ± 0.4 Ma，钴的赋存状态主要以独立Co矿物和类质同象赋存于毒砂中两种形式为主；方钴矿和辉砷钴矿沉淀分别因为pH的增加和As/S比值降低。

论文信息

该研究成果近期发表在矿床学领域重要SCI期刊《Ore Geology Reviews》，论文第一作者为中国地质大学（武汉）博士研究生刘桐，通讯作者为中国地质大学（武汉）蒋少涌教授，合作者包括中国地质大学（武汉）苏慧敏副教授，王微助理研究员，以及青海省有色第一地质勘查院曹守林总工和杨德工程师，青海省地质调查局李华高工和青海省第三地质勘查院何书跃高工。

Liu Tong, Jiang Shao-Yong*, Cao Shou-Lin, Wang Wei, Su Hui-Min, Yang De, Li Hua, He Shu-Yue, 2024. Cobalt enrichment and metallogenic mechanism of the Galinge skarn iron deposit in the Eastern Kunlun metallogenic belt, western China. Ore Geology Reviews, 170, 106147.

https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2024.106147

转自：战略性关键金属科普平台

https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=Mzg2NjY1NDY0NA==&mid=2247560216&idx=1&sn=865adcbe524ec60337a0e8a98ae9b7ec&chksm=ce442cc3f933a5d5543a8edf2f346c0657fe688ff42c9c9188471841d29b83f2f7ee36bfe606&mpshare=1&scene=23&srcid=0805FtWxXdCfoVDFhIbBXJIT&sharer_shareinfo=3263b2cce8e89284471e1604981ff1db&sharer_shareinfo_first=3263b2cce8e89284471e1604981ff1db#rd