甲基卡矿区
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不同类型成矿溶液的矿床同位素特征
最佳答案(一)与大气降水有关的矿床
1.矿床的主要特点
1)成矿溶液的δD值较负，且相对稳定，δ
18
O有一定漂移，其程度取决于W/R、T，及围岩的氧同位素组成。
2)与成矿有关的热液蚀变矿物或是与矿物平衡的水，在δD－δ
18
O图中，它们的氢、氧同位素组成都落在大气降水线与高岭石线之间，蚀变温度越高，在图中越靠近降水线;相反，越接近高岭石线，并随矿区地理位置不同而发生有规律的变化。
3)成矿溶液的盐度低，成矿温度较低，一般低于300℃。
4)矿床成矿物质来源较复杂。
5)矿床的形成深度浅(0～5km)，矿体主要赋存于构造裂隙发育地段。
2.矿床实例
1)产于火山岩中的浅成金银矿床，是典型的大气降水成因的热液矿床。根据卢武长(1986)收集的资料(表8－5)，三类地区21个矿床具有以下变化特点:①热液矿物的δ
18
O均低于正常值，且变化范围较小;②成矿热液(水)的氢、氧同位素组成多低于岩浆水的下限值，并类似于成矿时当地的大气降水的同位素组成，有明显的地理位置效应。在北美内华达州及其邻区14个浅成金银矿床中液体包裹体水的δD值的变化范围在－90‰～－139‰之间，与当地34处泉水的δD值(－96‰～－134‰)一致或接近。从南向北δD值越来越低，显示出明显的纬度效应。西北部δD值相对较高，与成矿时当地海拔高度较低有关(图8－21)。
表8－5 “浅成热液”金银矿床中热液矿物和包体水的同位素组成
注:A—围岩渗透性差，水/岩比低;B—围岩渗透性较好，水/岩比中等，成矿溶液源于已交换过的雨水，矿化温度相对较高;C—围岩渗透性较好，水/岩比大，成矿溶液系原始雨水，矿化温度低 (据卢武长，1986)
图8－21 北美内华达州及邻区某些浅成金银矿床中包体水的δD值与地理位置的关系(据丁悌平，1980)
2)北美某些斑岩型铜钼矿床绢云母和粘土矿物的氢同位素组成，从亚利桑那州(－69‰)—新墨西哥州的圣里塔、萨福特、科伯克里克等(～－73‰)往北经犹他州宾厄姆(～－74‰)—内华达州伊利和克里马克斯(～－98‰)—科罗拉多州(～－118‰)—爱达荷州(～－131‰)直到蒙大拿州、华盛顿州比尤特·维克斯、斯波坎和爱马(～－143‰)，δD值逐渐变轻。δ
18
O值和当地的雨水相比，有一定的“漂移”，远离大气降水线。氢、氧同位素组成与地理位置相关，同纬度、高度效应一致，与雨水线呈平行变化(图8－22)。这种成矿溶液大都形成于斑岩体岩浆结晶作用的晚期。
据Taylor(1974)研究，斑岩型铜钼矿床的成矿溶液，大多数有同时并存的两种热液系统。矿床中心的钾质蚀变带，岩浆热液占主导地位，从似千枚岩化带往外，大气降水热液占绝对优势。他指出，岩浆结晶作用的晚期，斑岩株顶部形成了岩浆热液系统，并处在岩石的静压力下。与此同时，岩株外部的地下水或地层卤水，受岩株热的影响发生对流循环，从而形成了雨水热液系统。这时，静水压力大约只有岩株内部压力的1/3到1/2。随着时间的推移，岩株逐渐冷却，内部岩浆热液系统慢慢消失，外部对流循环的雨水热液系统，渐渐朝内推进，并叠加到内部热液系统的蚀变岩石上，造成局部泥岩化带或绢云母－黄铁矿蚀变超覆在钾质蚀变带或新鲜的侵入体之上，导致钾长石蚀变并贫
18
O。在两种热液系统的界面附近，压力、温度、pH值和盐度等物理化学参数会发生急剧的变化，构成黄铜矿的主要成矿环境。由于围岩的渗透性和含水性不同，不同斑岩型矿床的外部热液系统在规模上有些差别，但基本特点相似。
图8－22 北美斑岩型铜钼矿床不同成矿流体的δD－δ
18
O值分布图(据Taylor，1974)
3)华东南相山矿田是我国最大的火山岩型热液铀矿田。相山矿田位于华东南赣杭构造带西南端江西境内的相山火山盆地中，地处与断陷红盆相邻接的断块隆起之上，大地构造位置属华南造山带的北部。该火山盆地附近还分布有玉华山、礼陂等6个火山盆地。矿田内铀矿化直接受构造的控制。矿化直接发育于北东向主断裂或紧靠主断裂的破碎带内及其旁侧的次级裂隙构造中。主断裂中常形成大脉型矿体，而在数量大、间距小、发育密集的裂隙带中形成脉群状矿带和矿体，对矿化起控制作用的其他构造还有推覆体构造、火山界面构造等。矿物及包裹体水的氢、氧同位素组成的研究(孙占学等，2001)表明，相山铀矿田成矿热液的δ
18
O和δD值分别为－6.7‰～－72‰和－44.1‰～－52‰，在δD－δ
18
O图中，成矿热液(水)的氢、氧同位素落在大气降水线附近，部分数据显示出氧同位素“漂移”的特点。钠长石化和水云母化是矿田内广泛发育的热液蚀变，强钠化花岗斑岩的δ
18
O值为4.32‰～5.82‰，一般钠化花岗斑岩和钠化碎斑熔岩为7.9‰～9.9‰;强水云母化碎斑熔岩为3.5‰～4.1‰，一般水云母化碎斑熔岩为6.0‰～8.9‰。与正常的碎斑熔岩(9.9‰～11.3‰)和花岗斑岩(8.73‰～11.6‰)相比，这些蚀变使岩石的δ
18
O值有较大幅度的下降，蚀变体系δ
18
O的变化情况显示，与岩石相互作用的流体具有大气降水特征。相山矿田的成矿温度为150～200℃左右，属中—低温成矿。通过计算证明，钠长石化和水云母化的热液蚀变过程中的水/岩交换，可以导致成矿热液的δ
18
O值产生一定程度的“漂移”。近来的研究表明:①富水残余岩浆很可能并不存在，且富水岩浆无上侵能力(季克俭等，1989，1994);②相山铀成矿热液中铀的浓度在10
－4
～n×10
－2
g/L之间，若取铀浓度为n×10
－3
g/L，假定水中铀能全部析出成矿，粗略估算要形成相山矿田数万吨级的铀，要求水量至少在n×10
10
t。单靠本区岩浆冷凝提供如此巨大的水量，可能性甚微。况且，相山矿田成矿、成岩的时差高达15～40Ma，岩浆分异的少量水在成矿前很快就会消耗殆尽，难以在几十个百万年之后再对成矿期热液作出贡献;③相山矿田有两期主要矿化，各自的持续时间均在10Ma，深部岩浆房冷凝析出的水，不可能维持如此漫长的古水热系统的水源供给，而大气降水只要有很小比例渗入地下，就足以提供这种水源。假定年降水量为500mm，入渗率为1%，只需补给区面积为100km
2
，每年的入渗水量即可达5×10
5
t;④相山矿田古地热条件的研究(Sun，1996)也已证明，成矿期本区地温梯度在80℃/km，大气降水只需深循环2～3km，即可演化成成矿热液，从而从地热角度为成矿热液起源于大气降水提供了佐证。同时，古地温的研究(Sun，1996)也说明:在成矿期内，相山主体岩石早已冷凝固结几十个百万年，岩浆水已不是成矿期热液的重要水源。上述研究说明，相山火山岩型热液铀矿田的成矿流体源于大气降水。
(二)与海水有关的矿床
火山成因的块状硫化物矿床，被认为是在海底热液系统中形成的，成矿溶液是来源于海水的典型代表。
1.矿床主要的同位素特点
1)成矿溶液的δD、δ
18
O接近海水的同位素组成(图8－23)，不随地理位置而变化。
2)蚀变带的氢、氧同位素组成，明显不同于围岩(图8－24，图8－25)。
图8－23 典型块状硫化物矿床成矿溶液的氢、氧同位素组成(据Beaty和Taylor，1982)
3)成矿溶液的δ
34
S
ΣS
值接近于同时代海水硫同位素组成。
4)矿床中硫化物的δ
34
S值常为正值。单个矿床中，δ
34
S值的变化范围比斑岩型铜矿大，矿床中硫化物的平均δ
34
S比同时代海水低，硫酸盐矿物的δ
34
S往往比同期海水高。
5)矿床围岩中有机碳的含量高。
6)硫化物矿物的δ
34
S值朝向层位的上部有降低的趋势，正好与生物成因矿床的变化趋势相反，说明海水硫酸盐是在炽热的火山岩中被二价铁还原的。
7)矿物或岩石中初始锶同位素比值接近同期海水。矿石铅的同位素组成随淋滤的母岩不同而异。
8)盐度较高，有时有少量的岩浆水参与成矿作用。
图8－24 典型块状硫化物矿床蚀变带和围岩的δD剖面(据Beaty和Taylor，1982)
图8－25 典型块状硫化物矿床蚀变带和围岩的δD剖面(据Beaty和Taylor，1982)
2.矿床实例
表8－6列出了日本黑矿、塞浦路斯Troodos含铜黄铁矿矿床和加拿大爱科贝U－Ni－Ag－Cu矿床的资料，它们都有成矿溶液源于海水的同位素组成特点。
表8－6 成矿溶液源于海水的典型矿床
表8－7是6个典型成矿溶液源于海水的块状硫化物矿床的资料对比。Cyprus和Kuroko块状硫化物矿床来源于海水。Amulet“A”矿床的成矿溶液，δ
18
O
水
为0.5‰±1‰，与Cyprus和Kuroko的同位素组成相似，可能来源于海水。Daul矿床的δD
水
(－3‰～－42‰)和δ
18
O
水
(8‰～12‰)很高，成矿溶液可能来自封闭盆地蒸发的海水。Dacktown矿床较复杂，如果成矿温度是500℃(即蓝晶石级变质温度)，含矿流体的δ
18
O
水
值大约为6‰(Addy，1997)，成矿溶液可能是再循环的海水。若成矿温度为300℃，δ
18
O
水
则为2‰，成矿溶液可能就是海水。
表8－7 成矿溶液源于海水的典型硫化物矿床的地质资料对比
注:Bio—黑云母;Chi—绿泥石;Cpy—黄铜矿;Ga—方铅矿;Gar—石榴子石;Mu—白云母;Po—磁黄铁矿;Py—黄铁矿;Qtz—石英;Ser—绢云母;Sph—闪锌矿。
(据Beaty和Taylor，1982)
(三)与卤水有关的矿床
1.特点
卤水的来源是多样的，成因也很复杂。有来源于降水或者是海水的，或者是多种来源的水体混合形成的。与蒸发作用有关的卤水，盐度较高，δD、δ
18
O值较高，而且盐度和卤水的氢、氧同位素组成往往呈正相关变化。与卤水有关的成矿溶液，有机质成分含量较高，硫同位素组成多样化，铅同位素多为异常铅。
2.矿床实例
以密西西比河谷型矿床为例，这个与盆地热卤水有关的矿床有如下特点:
1)包体均一化温度较低。伊利诺东南包体均一化温度为70～170℃，上密西西比河谷为50～75℃，三州地区为80～125℃。盐度相应分别为19%～23.4%，3.1%(晚期方解石)和高于22%。除晚期矿物和包体外，盐度一般高于15%，多数超过20%，包裹体中甲烷含量高(约800×10
－6
)，有时还见到一些不可混合的褐色油珠，密度相对较高，完全不同于岩浆热矿床(密度相对较低，盐度<10%，不含有机物)。
2)矿化阶段的δD(－5‰～35‰)和δ
18
O值(约4)很高。如:伊利诺期狄尔多夫矿山，沉淀石英的热液溶液δ
18
O为4‰±2‰，包体测定δD为－5‰～－35‰，在上密西西比河谷，形成晚期碳酸盐的热液溶液δ
18
O为0.4‰～－1.6‰，三州地区的δ
18
O为－3‰，其同位素组成与伊利诺盆地现代油田卤水类似，且晚期有大气降水的稀释作用。
3)硫同位素组成变化很大。如上密西西比河谷硫化物的δ
34
S为5‰～25‰，密苏里东南为－10‰～25‰，三州地区为0‰～－10‰，重晶石的硫δ
34
S在25‰～32‰之间，结合当地无火成岩的情况，排除成矿溶液源于岩浆水的可能性。加之，成矿温度高于50℃，不存在生物成因的可能性。
4)每个矿床的δ
34
S的特点不一样，表明矿床的硫源和H
2
S的形成机理不同。
5)δ
34
S与铅同位素组成呈反相关。如密苏里东南，富含放射性成因铅的方铅矿，δ
34
S较低，相反，放射性成因铅低的方铅矿，δ
34
S高。意味着硫和铅来自两个端元:一是蒸发岩，它的铅同位素组成和同时代的海水类似，这类蒸发岩被溶解后，经过还原转变为成矿溶液，因而有较高的δ
34
S值;二是淋滤沉积岩中的硫化物形成的含硫溶液，这种溶液δ
34
S
H2S
低，富含放射性成因铅。这两类性质不同的溶液混合，导致δ
34
S值与铅同位素组成明显相关。
6)铅同位素组成有明显的分带性。从伊利诺—肯塔基、密苏里东南，经三州地区向上密西西比河，铅同位素变化逐步增大，放射性成因铅的含量越来越多，这种情况显示出成矿溶液流动方向，表明矿石铅是由低放射性成因铅和高放射性成因铅混合而成的异常铅。
(四)与岩浆水有关的矿床
1.成矿特点
1)成矿溶液的δD、δ
18
O值的变化范围，落在岩浆水的同位素组成范围内，与成矿岩浆岩体的同位素组成关系十分密切，且随成矿温度的变化而变化。
2)δD、δ
18
O没有地理位置效应。
3)共生矿物的同位素组成常常达到或接近平衡。
4)盐度较高，沸腾的热液盐度可达40%。
5)矿石的锶、钕、铅同位素组成与成矿岩浆岩体近于一致。
2.矿床实例
(1)实例一
据卢武长(1986)整理的资料(表8－8)，所列的3个典型矿床，尽管在不同成矿期的成矿溶液性质上有些差异，但都显示出与岩浆水成矿有关。
表8－8 成矿溶液为岩浆水的矿床
(据卢武长，1986)
(2)实例二
据张理刚资料，西华山石英脉型黑钨矿位于燕山期复式花岗岩株的顶部，矿脉进入外接触带寒武系浅变质岩就急剧贫化尖灭:
同位素地球化学
特点:δD落在西华山花岗岩体岩浆水范围内，但δ
18
O偏离了此范围。原因在于:
1)在较低温度下，岩浆水与已固结火成岩发生同位素交换，使岩浆水的
18
O亏损。在300～350℃的成矿温度内，西华山花岗岩(全岩平均δ
18
O为10.3‰)经同位素再平衡后岩浆水的合理下限为4.5‰～5.0‰，表明西华山矿床Ⅰ—Ⅱ阶段由岩浆水组成，仅有极少量大气降水混入。
2)如果上述的设想是成立的，那么水/岩比值十分小，然而情况是:成矿是发生在岩体顶部的开放空间中;西华山花岗岩、云英岩和石英脉中石英的δ
18
O值十分相似，并未显示出随温度降低而升高的现象。因此，成矿溶液的δ
18
O低于岩浆水的值是由成矿溶液中混入了大气降水引起的。
许多矿床都发现在岩浆水组成的成矿溶液中，混入有不同数量的大气降水。虽然成矿溶液中含有这两种水，但它们在成矿作用中所起的作用是不同的。高温阶段的岩浆溶液，含挥发组分高，它们使含矿岩体或矿源层中的成矿元素，特别是那些热力学活度接近于1的成矿元素，如铜、铅、锌、铁、钨等发生活化转移。这种活化转移不发生在岩浆熔融体中，而发生在岩浆已冷凝成岩石后所经受的自变质或碱交代蚀变过程中，通过活化转变，高温岩浆溶液中的成矿元素越加富集。混入的大气降水，可能使成矿溶液的物理化学条件发生突变，导致络合物形成搬运的成矿元素处于不稳定状态，随后发生解体，使成矿元素以矿物形式沉淀下来形成矿床。当然，大气降水在对流循环中，也可以获得一部分成矿元素，特别是在热液蚀变的情况下。
大气降水可能以两种方式混入:第一，是在岩浆源冷却、结晶并出现断裂的过程中，高温岩浆溶液随着其向上运移而和不断下渗的大气降水相混合;另外是当岩浆侵入于富水的沉积岩中时，沉积岩中所含的同生水受热后便离开沉积岩而和岩浆溶液混合。
(3)实例三
四川康定甲基卡锂矿是我国规模最大的伟晶岩型锂矿床。根据李建康等(2006)的研究，甲基卡伟晶岩流体主要来源于花岗岩浆期后分异的热液，甲基卡二云母花岗岩是其矿源岩。主要有以下依据:
1)甲基卡伟晶岩矿床的均一温度介于80～550℃之间，主要集中于340～160℃，其中含CO
2
－NaCl－H
2
O包裹体的均一温度范围是540～160℃;盐水溶液包裹体的均一温度范围是400～800℃。随着温度的降低，盐水溶液包裹体从无到有，与CO
2
－NaCl－H
2
O包裹体的数量呈互为消长关系，并具有明显的过渡特征。前者的压力均值高于后者，因此这是一个流体自深部向上、压力和温度不断降低的过程。此外，在中低温阶段(<300℃)CO
2
－NaCl－H
2
O流体的盐度范围小于盐水溶液的盐度范围。这些现象可解释为:由于CO
2
和NaCl－H
2
O间的互溶程度很低，随着流体的上升和温度、压力的降低，CO
2
逐渐达到饱和，迫使CO
2
自CO
2
－NaCl－H
2
O流体中分离，形成低盐度CO
2
－H
2
O包裹体(作者将此类包裹体仍归为CO
2
－NaCl－H
2
O包裹体类型)和较高盐度的盐水溶液包裹体，纯CO
2
包裹体也是这一流体分异过程的结果。因此，甲基卡伟晶岩流体中盐水溶液主要是从CO
2
－NaCl－H
2
O流体分异出来的。该现象也存在于阿尔泰可可托海伟晶岩矿床(卢焕章等，1996)和加拿大Tanco伟晶岩矿床中(London，1986)。这些矿床的流体演化说明，甲基卡矿床的成矿流体最初来源于花岗岩浆。
2)表8－9列出了甲基卡矿床的矿物和通过矿物－水的同位素平衡分馏方程计算的同位素组成。在δD－δ
18
O图中，甲基卡的水同位素组成主要落入原始岩浆水区域，但有一些漂移出岩浆水区域，表明可能有少量建造水混入到伟晶岩成岩成矿流体中。这与前述在低温阶段除了大量较高盐度的盐水溶液包裹体外，还存在少量低盐度盐水溶液包裹体的现象是一致的，这些包裹体很可能是少量建造水混入的结果。说明伟晶岩流体主要来源于岩浆水。
表8－9 甲基卡矿床据矿物－水同位素平衡分馏方程计算的同位素组成
注:δ
18
O
水
是通过石英－水的氧同位素分馏公式10
3
lnα
石英－水
=3.38×10
6
/T
2
－2.90(Clayton等，1972)计算的，温度取均一温度的峰值240℃。
(据李建康等，2006)
3)矿物的δ
13
C为－3.4‰～－7.3‰，显然不同于海相碳酸盐岩的碳同位素组成(0.56‰±1.55‰)和淡水成因碳酸盐岩的碳同位素组成，而与岩浆成因碳同位素组成(－5.1‰±1.4‰)、火成碳酸岩白云石的碳同位素组成(－5‰±0.79‰)、地幔岩石部分熔融所形成的岩浆碳同位素组成(－5‰±2‰)(Bames，1979)十分接近。二云母花岗岩株的Sr初始值为0.7088，高于现在地幔平均值0.7040，明显低于现在地壳平均值0.7190，说明花岗岩浆含有地幔来源物质。结合花岗岩株与伟晶岩脉的空间关系，推断伟晶岩流体中的碳可能主要来自深部，与矿区的岩浆活动有关。
4)由激光拉曼光谱分析可知，CO
2
－NaCl－H
2
O流体的成分主要为CO
2
和H
2
O，未发现烃类物质，结合上述资料，这与CO
2
－NaCl－H
2
O流体属于深部来源、与岩浆活动有关且一般缺少有机质相吻合。二云母花岗岩的Rb－Sr等时线年龄为214.65±1.66Ma，早于伟晶岩(其中白云母的Ar－Ar法坪年龄为195±0.14Ma)，据此认定，甲基卡矿区含矿伟晶岩的成岩成矿流体主要来自于花岗质岩浆的结晶分异作用，含矿伟晶岩在成因上与岩浆作用关系密切，但含矿流体在上升过程中可能混入少量建造水。
(五)与变质水有关的矿床
变质水系指在300～600℃的变质温度条件下，与遭受脱水作用的变质岩发生同位素交换且达到同位素平衡时的水。变质水的来源十分复杂，可以源于大气降水、海水、同生水或卤水，也可以经岩浆水演化而成。变质水的同位素组成变化范围很宽。因此，凡是与变质作用成因有关的矿床，其成矿溶液大多与变质水有关。
与区域变质有关的矿床，由于在长期的区域变质、特别是中—高级区域变质过程中，同位素组成易于实现均一化，因而区域变质成因矿床的一个最明显的特征是:矿体与其毗邻的变质围岩具有类似的同位素组成。
例如:在Ducktown块状硫化物矿床中，矿石含羟基矿物的δD(黑云母的δD为－68‰～－77‰，绿泥石为－62‰～－69‰，白云母为－51‰～－54‰)类似于含矿主岩中含羟基矿物的δD值(－49‰～－79‰);经计算获得的成矿溶液的同位素组成与矿床围岩在区域变质时期内存在的变质水十分相似:
同位素地球化学
根据矿脉中的石英－磁铁矿计算所得的同位素平衡温度为492～541℃，与岩石学研究得出的最高变质温度一致。因此认为，该矿床的成矿溶液是由变质水形成的，矿床与区域变质作用有密切的成因关系。
(六)混合成因的成矿溶液
许多矿床的成矿溶液有多种来源，特别是矿化的晚期阶段，其他水参与成矿的现象很普遍。表8－10列出了3个不同成因流体混合而成的成矿溶液矿床的实例。
在Panasqueira钨锡矿床中，该矿床的氧化物－硅酸盐阶段(温度为260～360℃)的成矿溶液氢、氧同位素组成发生了明显的变化，形成石英的溶液:δ
18
O
水
为2.0‰～8.0‰，δD
水
为－41‰～－63‰;形成白钨矿的溶液:δ
18
O
水
为3.8‰～4.9‰，δD
水
为－41‰～－63‰;形成白云母的溶液:δ
18
O
水
为3.8‰～10.3‰，δD
水
为－41‰～－63‰，水的同位素组成都在岩浆水的范围内。成矿溶液的δD值相同，δ
18
O值有些差别。但是，在锡石形成时，其成矿溶液的δ
18
O值为4.7‰～5.8‰，δD为－67‰～－124‰，与岩浆水不同，显然是混合了一定数量的雨水成分。
Tungsten gueen石英－钨锰矿矿床也有类似的情况。在石英和萤石包体中δD
水
为－44‰～－55‰，绢云母和白云石的δD
水
为－77‰～－29‰，方解石的δD
水
为－18‰，绿泥石的δD
水
为－91‰，绿帘石的δD
水
为－37‰，黑云母δD
水
为－57‰～－49‰。
表8－10 混合成因成矿溶液矿床的主要特点
(据卢武长整理，1986)
情况除了矿物沉淀和相互置换、矿化温度的改变以及同位素交换等因素影响外，成矿流体水的氢、氧同位素组成的变化，还与不同来源流体的混合比例发生了变化有关。
中国地质科学院矿产资源研究所
最佳答案截至2014年底，全所在职职工253人，其中，中国工程院院士2人，正高级职称59人，副高级职称61人；具有博士学位的157人、硕士学位的48人，在站博士后27人。内设13个研究室（中心）、6个职能处室和1个成果转化中心；有2个部级重点实验室。中国地质学会矿床地质专业委员会、中国矿物岩石地球化学学会矿物专业委员会挂靠资源所，主办学术刊物《矿床地质》。
作为第一完成单位获国土资源科学技术一等奖1项、二等奖1项，作为参加单位获国土资源科学技术二等奖3项。获中国黄金协会科学技术奖一等奖1项，获发明专利3项。第一标注单位发表论文434篇，其中，国际SCI检索论文44篇，国内SCI检索论文30篇，EI检索论文25篇。出版专著11部。获中国地质调查局、中国地质科学院2014年度地质科技十大进展1项。
领导班子由6人组成：所党委书记、所长傅秉锋，所党委委员、副所长张佳文、毛景文、王宗起、邢树文、李基宏。
所党委书记、所长傅秉锋（左三），所党委委员、副所长张佳文（左二）、毛景文（右三）、王宗起（左一）、邢树文（右二）、李基宏（右一）
内蒙古包头哈达门金矿集区20号和32号脉成矿理论研究及找矿预测获中国黄金协会科学技术一等奖
年度重要科研成果
川西甲基卡花岗伟晶岩型矿床成矿机制再研究及找矿进展。配合“我国三稀资源战略研究”在四川甲基卡矿区外围的找矿突破，对甲基卡矿区花岗岩和伟晶岩中的熔体和富子晶包裹体进行了重点剖析，包裹体的组成和均一行为特征表明该矿床的形成是花岗岩浆液态不混溶作用的产物，以此建立了以富H
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O二云母花岗岩为内因，高剥蚀程度和具有相对封闭、有限开放环境的构造变质穹窿体为外因的找矿模型，归纳出甲基卡式矿床的找矿标志，其主要包括：较大的成矿深度（约14千米），相对封闭的构造环境（构造—变质穹窿、硅铝质围岩、复式背斜轴部）与岩体和围岩的冷缩断裂并存，成矿岩体主要为二云母花岗岩，花岗岩具有富H
2
O的特征。根据此找矿标志，对川西—西昆仑的找矿前景进行了分析，认为甲基卡、可尔因和大红柳滩等矿床具有相同的成矿模式和找矿标志，差别仅为剥蚀程度不同。建议：在可尔因外围寻找甲基卡式矿床，在大红柳滩矿区东南部加大找矿部署工作；在甲基卡外围的瓦多、长征、容许卡等构造—变质穹窿区寻找甲基卡式矿床；在甲基卡矿区，根据变质分带和二云母花岗岩向北倾伏的特征，在北部通过地球物理探测花岗岩体，寻找新的找矿靶区。
甲基卡矿区地质图
甲基卡海子
大陆裂谷成钾作用与江陵找钾突破进展。全球板块运动对表生成钾控制明显，即从古生代稳定克拉通海盆、中生代特提斯海盆成钾，到新生代演变大陆裂谷成钾，即表生成钾模式发生了重大转变，盆地成钾从海水补给为主，转变为以盆内来源为主、海水补给为辅；研究提出了裂谷小盆地成钾理论。选择江陵凹陷进行勘查与研究，实施4口深井，开展大量地震解释等，获得工程控制的钾盐预测资源量2亿吨及其丰富的伴生硼锂铷铯溴碘资源量；发现了固体钾盐成矿显示。富钾卤水综合开发研究显示，钾及伴生有益元素都能“吃干榨尽”提取；现已完成中试工厂设计，准备进入开发阶段。
扫描电镜图像和X射线衍射图像：白色氯化钾（钾石盐）分布于灰色石盐晶间，岗钾2井盐岩，3772米
c.光卤石呈粒状被包裹在石盐中，岗钾2井，4160.79～4160.99米；g.样品钾石盐的X射线衍射谱图
华南地区成矿规律与成矿背景研究进展。华南是全球中生代成矿最集中和最具代表性地区，为什么在短时间有如此巨量金属元素堆积成矿，是全球科学家关注的重要科学问题。此次研究鉴别出华南地区中生代存在230～210Ma，170～137Ma和135～80Ma三次大规模成矿峰期，空间上分布特点分别为东西向大陆板内、钦杭—南岭中部—长江中下游三个区带和大陆边缘；相应成矿背景分别为碰撞后、斜俯冲挤压和后俯冲伸展环境。发现135～80Ma形成的矿产发育于大陆边缘的伸展盆地中，提出钦杭和长江中下游铜多金属成矿带与Izanagi板片在俯冲期间沿古构造单元结合带被撕裂密切相关，认为长江中下游铜矿带与其南侧的江南古陆钨矿带同时平行产出是同一构造事件的产物，初步揭示翁文灏先生20世纪20年代发现的华南区域成矿分带为一个中晚侏罗世复合成矿的结果。
华夏地块及邻区中生代矿产分布规律图
长江中下游地区及邻区中生代金属矿产分布规律图
长江中下游地区及邻区中生代金属矿产成矿动力学模型图
全国重要矿产和区域成矿规律研究成果：完成了全国重要矿产和区域成矿规律研究成果报告及工作报告各一份，16个单矿种（矿组）全国汇总研究报告16份；全国单矿种成矿规律图等四类系列图件64份，各种图表册4份，建立了分矿种数据库16个，汇总数据库1个，全面完成了项目任务和目标。研究提出了全国统一的重要矿产和区域成矿规律研究技术要求，有效指导了省级成矿规律的研究工作；首次实现Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级成矿区带的全覆盖；全面梳理并提出23个矿种矿产预测类型划分方案，厘定出388个矿产预测类型。对17个单矿种进行研究，首次划分了单矿种的成矿区带。系统研究了17个成矿省的成矿规律，完善了各成矿省的区域成矿模式及区域成矿谱系，分析了找矿潜力，为矿产预测和勘查工作部署提供了科学依据。编制了《典型矿床成矿模式表册》《典型矿床野外调查图册》及11886个成岩成矿同位素年龄数据汇编，为矿产预测和勘查评价提供科学基础。在区域成矿规律研究方面：如“五层楼+地下室”新成矿模式、华南中生代岩浆成矿作用、华北板块和准噶尔板块南北两侧岩浆成矿的对称性、大区域镍矿分布等方面有重要创新。在贵州、湖南“低温成矿域”中金、锑、汞矿的多期成矿作用以及我国弧形—山字型—旋卷—帚状构造等大型变形构造与矿产的空间关系等方面提出了新认识，对发展及探讨成矿理论有重要意义。培养了一批青年骨干及19位博士、博士后等，出版专著10部，发表论文168篇。工作成果除为计划项目的矿产预测直接应用外，在一些重要矿床，如广西大厂锡多金属矿床、江西淘锡坑钨矿、盘古山钨矿、贵州大竹园铝土矿等矿床的勘查评价中起到了有效的指导作用，取得良好的找矿效果。
有锂走遍天下，四川“天价锂矿”的背后……
最佳答案撰文 / 涂彦平
编辑 / 张 南
设计 / 师 超
备受关注的两桩锂矿竞拍都已落槌，最终拍卖价合计超过50亿元。
8月11日上午，四川省金川县李家沟北锂矿勘查权竞拍结束。起始价为57万元，报价3412次，最高报价为10.1017亿元，升值1771倍。
8月13日凌晨，四川省马尔康市加达锂矿勘查权竞拍结束。起始价为319万元，报价11307次，最高报价为42.0579亿元，升值1317倍。
上一次引发广泛关注的锂矿拍卖也发生在四川。2022年5月，斯诺威矿业54.2857%的股权拍得近20亿元。但竞拍者随后悔拍，一波三折之后，斯诺威股权最终被宁德时代拿下。
那桩拍卖堪称天价，评估价12亿元拍出20亿元的高价，相比起拍价溢价596倍。彼时，碳酸锂价格相对之前的60万元/吨虽有下跌，但仍然处于45万元/吨的高位。
这次李家沟北锂矿和加达锂矿的勘查权能拍出10亿元、42亿元，而此时，碳酸锂价格已经大幅回落。8月11日，生意社电池级碳酸锂基准价为26.96万元/吨。
可见，尽管碳酸锂价格已经大幅下跌，国内的锂矿争夺仍然十分激烈。
风险与收益
今年6月20日，自然资源部网站曾发布这两处锂矿的勘查探矿权挂牌出让公告。公告显示：李家沟北锂矿勘查首次出让期限为5年，面积为7.551平方千米；加达锂矿勘查首次出让期限为5年，面积为21.2247平方千米。
我国锂辉石资源主要集中于四川，四川的硬岩型占全国硬岩型锂矿近八成。四川的锂矿主要集中在甘孜州的甲基卡和阿坝州的可尔因两大矿区。斯诺威拥有的正是位于甲基卡成矿带的德扯弄巴锂矿的探矿权。
（图片来源：百度地图）
而阿坝州的锂辉矿就分布在马尔康、金川境内，探明储量（矿石量）1546.5万吨，居四川省第二位，平均品位1%~1.2％，且锂矿与国内紧缺的铌钽矿共生。
根据汽车商业评论的采访，有业内人士认为这两桩拍卖并不值几十亿的价，因为两处锂矿还“没有形成资源量，仅有矿化露头而已”。
按照《阿坝藏族羌族自治州矿产资源总体规划(2021-2025年)》，到2025年底，阿坝州锂资源勘查开发基地要基本形成；鼓励现有探矿权加强勘查力度，提高综合勘查水平，努力增加矿产资源，尤其是锂矿资源的储量；到2025年，全州年开采锂矿石90万吨。
同时，该规划也指出，矿山稳定达产难度大。“全州锂矿资源开发利用设计生产规模为150.5万吨/年，实际生产2.38万吨/年。”
勘查的资源情况与实际开采的资源情况可能会有出入。而且，勘查阶段是纯粹投入，最终要进入采矿阶段才可能有收益。而从探矿到开采还需要时间。
风险是很明显的，收益却很遥远。但尽管如此，这些锂矿资源仍然是香饽饽。这次多家公司参与了两座锂矿探矿权的争夺，其中不乏上市公司。
8月9日，天华新能（300390）发布公告称，子公司宜宾市天宜锂业科创有限公司（天宜锂业）参与四川省马尔康市加达锂矿勘查探矿权竞拍。天宜锂业75%的股权由天华新能持有，另外25%股权的持有人是宁德时代。
公告称：“天宜锂业作为领先的电池级氢氧化锂生产企业，产能规模不断扩大，对锂矿资源的需求相应增加。如天宜锂业本次能竞拍成功，获得加达锂矿勘查探矿权，将有助于公司增加锂矿资源的储备，有效保障公司锂矿资源供应，增强公司核心竞争力。”
巧合的是，今年7月，马尔康国城国康矿业有限公司、马尔康时代矿业有限公司（宁德时代的全资孙公司）、四川西部锂业集团有限公司相继在马尔康市成立。三家公司的经营范围均涉及矿山开采。
目前，尚不知马尔康市加达锂矿勘查权最终花落谁家，而拿下李家沟北锂矿勘查权的买家已经浮出水面。
四川省公共资源交易平台8月11日公示结果显示，金川县李家沟北锂矿勘查区块探矿权挂牌出让的竞得人为四川能投资本控股有限公司。该公司是国企四川省能源投资集团有限公司责任公司的全资子公司。
锂资源短期焦虑
近年来，碳酸锂的价格就像坐上了过山车。
2021年初，碳酸锂市场价格大约在5万-6万元/吨。2022年进入价格暴涨期，11月，电池级碳酸锂一下子攀上60万元/吨的高位。
上游锂矿企业赚得盆满钵满，下游的电池企业和汽车企业叫苦连天。
进入2023年，碳酸锂价格终于开始下跌，4月曾跌破20万元/吨，5月再次涨至30万元/吨。
年初宁德时代针对战略大客户抛出“锂矿返利”计划，将50%的碳酸锂原料按20万元/吨的价格结算，其余按照市价计算差价返还车企，而接受让利的车企三年内采购的电池比例不低于80%。
从车企客户角度来看，此举可以降低动力电池成本。从宁德时代角度来看，也能保住更多市场份额，而且这是碳酸锂价格下行时的顺势而为。
目前来看，碳酸锂这头脱缰的野马好似被驯服了。8月11日，生意社电池级碳酸锂基准价为26.96万元/吨，与月初(29.8万元/吨)相比，下降了9.53%。
我国不但是锂资源大国，还是最大的碳酸锂生产国和消费国。碳酸锂价格的稳定关系到整个上下游行业的健康发展。
今年7月7日，证监会同意广州期货交易所碳酸锂期货及期权注册，希望此举能够完善碳酸锂价格形成机制，提升定价影响力，规避价格波动风险。
7月21日上午9时，碳酸锂期货和期权在广州期货交易所正式挂牌交易。
当天，广期所还举办了“碳酸锂期货及期权服务锂电产业高质量发展座谈会”。代表们认为，碳酸锂期货及期权的上市对于锂行业健康发展具有标志性意义：
一方面为行业提供了主动进行价格风险管理的工具、为市场提供了权威透明的价格，推动产业链上下游企业实现协同，减小价格波动对生产的影响和冲击；
另一方面，也有利于把我国在锂电行业的规模和技术优势转化为对资源价格的影响力，提升我国在锂资源国际竞争中的话语权。
碳酸锂期货开启挂牌交易，长远来看一定程度能够缓解行业的锂资源短缺焦虑。
不过，近在眼前的抢锂大战仍然预示着：这种锂资源短缺焦虑短期内仍然存在，而且可能在很长一段时间内都不会消失。
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