王汝成教授团队等发现白云鄂博重要锡资源潜力

发布者:陆昀乔发布时间:2024-05-15浏览次数:10


NbScSn等稀有关键金属是国家经济和国防建设中不可或缺的战略资源。自然界中锡(Sn)主要存在于锡石(SnO2)中,与花岗岩或伟晶岩密切相关。碳酸岩型矿床通常含有大储量的关键金属,尤其是稀土元素(REE)和铌(Nb),但是锡在碳酸岩型矿床中富集的现象则较为罕见。继丁道衡先生1927年发现铁矿石、何作霖先生1936年发现稀土矿物和张培善先生1957年发现铌矿物后, 南京大学王汝成团队等通过研究发现中国北方白云鄂博Fe-Nb-REE 矿床(全球最大的 REE 矿床)中存在大量锡石(SnO2),具有重要锡资源潜力,并对潜在的锡矿化进行了粗略评估(预估金属锡资源量为0.42~1.45Mt),首次给出了碳酸岩型矿床中锡富集成矿的证据。

白云鄂博REE-Fe脉状矿石的锡含量极高(平均含量超过200ppm,最高可达1500 ppm)。显然,除了大量的稀土和铌,白云鄂博矿床还存在较大规模的锡矿化。精细的微区矿物学分析表明,锡石以两种产状先后形成。第一种锡石分布在条带状和块状REE-Fe矿石中,普遍以浸染状的微米-纳米颗粒包裹于磁铁矿中(图1);第二种为大量粒状锡石聚集在脉状REE-Fe矿石中(图2),相邻的磁铁矿则多经历强烈改造。

1. 白云鄂博磁铁矿中浸染状微米级锡石包裹体:a-矿物背散射电子像;b-矿物透射电镜图像(Mgt: 磁铁矿;Cst: 锡石;Ilm: 钛铁矿;Rt: 金红石)


2. 脉状矿石中聚集分布的热液型锡石颗粒,ab为背散射电子像,cb图的Sn元素扫描(Flr: 萤石)


对与锡石共存的矿石矿物(独居石和铌铁矿)进行多项高精度地质年代分析(SIMSLA-ICP MS),得出的峰值年龄分别为425 Ma419±18 Ma,表明早古生代是锡的主成矿阶段,且白云鄂博矿床中锡、铌、稀土同期成矿。

上述结果支持一种白云鄂博与碳酸岩有关的锡成矿模式:锡来源于碳酸岩浆,磁铁矿中密集分布的锡石包裹体表明锡的初始矿化与中元古代铁成矿同时发生;随后早古生代热液事件促进了锡的再活化和进一步富集成矿。与铌矿类似,白云鄂博矿床中的锡也极有可能形成了具有重要经济价值的资源。本研究凸显了与碳酸岩型稀土矿床相关的锡成矿潜力,对理解白云鄂博成矿机制和锡资源找矿突破具有重要意义。

相关成果以 “Cassiterite and Sn mineralization in the giant Bayan Obo Fe-Nb-REE deposit, North China” 发表于国际矿物学顶级期刊《American Mineralogist》。南京大学地球科学与工程学院博士研究生许雅婷为论文第一作者,王汝成教授为论文通讯作者;中国科学院地球化学研究所周美夫教授和中国科学院地质与地球物理研究所吴福元院士为共同作者。该工作得到国家自然科学基金重点项目和“战略性关键金属超常富集成矿动力学”重大研究计划、中科院地球科学创新研究院重点研究计划以及国家留学基金委创新项目的资助。