《中国矿产地质志•镍矿卷》即将付梓

发布时间:2020-05-18

  由陈毓川院士指导,云南大学孙涛副教授和中国地质科学院矿产资源研究所王登红研究员主编,23位编委历时6年共同参与编制完成的《中国矿产地质志·镍矿卷》即将付梓。这是第一部在全国层面上地反映中国镍资源状况、镍矿勘查成果、镍矿床地质特征、镍矿成矿规律及相关研究成果的专业志书,也是中国矿产地质与区域成矿规律综合研究(中国矿产地质志)项目成果之一。志书全面汇总了全国镍矿产全貌及重要成矿规律,提升了对全国镍矿产矿情的掌握,提高了镍矿产地质科学水平,实现了为政府部门制定资源和区域发展规划、镍矿产勘查部署,为矿业界矿产勘查、开发,提高镍矿产资源保证程度服务和为地质界院校科研与教学服务的国家目标,为发展镍矿成矿理论、发展镍矿产地质科学的科学目标。 

   《中国矿产地质志·镍矿卷》篇章结构如下: 

  全书除前言、结语外,正文包含十五章和15个附件,即第一章到第四章为上篇“总论”,第五章到第十章为中篇典型矿床“分论”,第十一章到第十五章为下篇成矿规律和成矿预测。上篇“总论”介绍了镍金属的性质、用途、资源分布、中国镍资源的禀赋特征、中国镍矿的发现勘查研究简史、开发利用状况等;中篇“分论”按照行政区域分布介绍了国内29个代表性镍矿的发现、勘查简史、区域地质背景、矿床地质特征、矿床成矿机理、成矿预测和找矿方向等勘查为主的成果;下篇从镍矿的类型(包括工业类型、成因类型、预测类型、勘探类型、勘查类型、成矿系列)、镍矿的空间分布规律(重点分述了16个主要成镍带的特点与成矿条件、勘查成果与进展)、镍矿的时间分布规律、镍矿的地球化学特征、镍矿的成矿预测等方面进行了综合性介绍和研究总结。附件包括全国镍矿产地一览表、中国主要镍矿床物质组分、中国主要镍矿床及相关岩浆岩同位素年龄表、国外镍矿地质特征及资源概况表以及中国镍矿成矿规律图等。 

  《中国矿产地质志·镍矿卷》的主要成果有: 

  1、全面完成了《中国矿产地质志·镍矿志》的研编。 

  系统搜集、整理、分析、研究了跟镍矿有关的1800多篇文献资料,并尽可能全面地搜集了全国401处镍矿床(点)及矿化点的各类成果资料,总结了中国镍矿的发现和勘查历史、开发利用情况等,查明了中国镍矿资源的禀赋特征,分析了中国镍业的基本状况及其在世界上的地位,探讨了镍在新兴产业发展中的应用和趋势,为镍矿业未来的发展提出了建议;首次分地区(西北、华北、东北、西南、中南、华东)系统论述了镍矿资源的禀赋特征和时空分布特征,对29个典型矿床的发现和勘查简史、区域地质背景、矿床地质特征、矿床成因、成矿预测和找矿方向等进行了较详细的介绍,为镍矿床的研究树立了“模板”;重新厘定了镍矿床类型的划分方案,并对不同类型镍矿床的地质特征和成矿规律进行了系统的归纳总结;在全国划分出30个成镍带,重点论述了16个Ⅲ级成镍带的成矿条件与勘查进展,首次厘定了与镍矿有关的18个矿床成矿系列(组)和23个亚系列,对主要成矿系列进行了论述,并建立了中国镍矿成矿谱系;在系统梳理200余个同位素年龄的基础上,认为中国镍矿主要形成于新元古代和古生代两个时期;在全面搜集和分析中国镍矿地球化学资料的基础上,按不同成矿系列亚类型分析总结了镍矿的岩浆源区特征、地壳物质混染、岩浆演化与硫化物熔离机制;从地质、地球物理、地球化学、遥感等多方法、多尺度综合但有侧重的角度建立了镍矿的找矿与勘查模型;从地质、物探、化探、遥感及多种方法组合等方面系统总结了中国镍矿的找矿勘查方法;在分析中国镍矿资源保障程度的同时,提出了单矿种地质找矿、资源开发及矿政管理等方面的工作建议,尤其是强调了要加强老矿山外围及深部、新地区镍矿的找矿勘查,为后续工作提供了科学依据。 

  2、在“小岩体成矿”理论的基础上,提出了“小异常找矿”的新思路,有助于指导镍矿的深部找矿。汤中立院士根据我国镍矿的实际情况,提出了“小岩体成大矿”的成矿理论。然而,也正因为“岩体小”,地球物理异常的“体积效应”就不如大岩体明显,影响到了对深部找矿异常信息的分析判断。“小异常”是否具有找矿、尤其是“找大矿”的价值,迫切需要重新研究。 

  3、提出了中亚东西向“成镍超带”的概念(E-W trending super-belt of Ni in central Asian)和“大Y型空间分布格局”的认识,并认为其成因受到地幔成镍岩浆脉动与多旋回造山运动联合作用的制约。 

  中亚造山带从我国新疆西部往东经过内蒙古一直到东北,东西长超过4000km,分布有喀拉通克、黄山、黄山东、图拉尔根、红旗岭等大型矿床,中小型矿床以及矿化的岩体甚多,是我国也是世界上重要的镍成矿带之一。中亚成镍“超带”内的镍矿床,形成时代最老的为早志留世菁布拉克矿床(431Ma),最年轻者为晚三叠世红旗岭矿床(216Ma)。长度超过4000km、时间跨度达200Ma的镍成矿“超带”,除菁布拉克外几乎都形成于造山带后碰撞伸展背景,且从西往东总体上形成时代具有由老到新的特点,镍矿床的形成背景与中亚造山带演化关系、矿床形成环境、形成时代与空间位置、矿床形成机制等重大问题都需要进一步深入研究。 

  中国北方镍矿大体上呈东西向分布,而中国南方的岩浆型铜镍硫化物矿床则呈南北向分布,东西向成镍超带与南北向成镍超带交汇于甘肃金川镍矿(中国第一、世界第三大)。因此,中国大部分镍矿的分布形成“Y”形空间分布格局。这种现象可能不是偶然,而是地幔物质长期脉动与多旋回造山运动共同作用的结果,其中的关键是:含镍岩体及镍矿体在深部一定的温度、压力条件下可以呈塑性状况,黏度降低,比“固态”的地幔岩更容易脱离地心的吸引而在深大断裂、地幔柱等有利的构造环境下上侵到地表、近地表;而造山运动一方面把深部的含镍岩体及矿体挤压到地表,另一方面也容易产生新的导岩、导矿构造或者促使早期、早旋回已经闭合的、固结的构造重新活化,并为新时期镍矿的上升定位提供空间。 

  4、首次通过同位素年代学的研究,初步证明中国最古老的镍矿形成于太古宙(山东的桃科镍矿,也是中国最早形成的金属矿床之一),并提出了寻找与新太古代绿岩带有关镍矿的新方向,深化了对中国前寒武纪成矿历史和构造演化历史的认识,也有助于拓展找矿空间。中国的岩浆铜镍硫化物矿床的形成环境主要有:与大陆陆内或边缘裂解有关、与地幔柱有关、与造山带碰撞后伸展背景有关以及与活动大陆边缘或岛弧岩浆作用有关,但缺少与太古代绿岩带有关的矿床类型。本次工作在华北克拉通东部陆块的山东桃科镁铁质—超镁铁质岩体的橄榄辉石岩中获得了锆石U-Pb年龄为2537±12Ma,为新太古代时期,是目前所报道锆石U-Pb年龄中形成时代最老的岩浆铜镍硫化物矿床,其形成可能与太古代绿岩带有密切联系。 

  5、深化了对部分典型镍矿床的研究程度,对其成因机制、成矿模式和找矿方向提出了新的认识,较以往有所前进。 

  6、深入归纳总结了全国30个成镍带的勘查成果,探讨了各自的成矿条件,提出了今后勘查工作部署的建议。如,认为东北地区的镍矿属于多个成矿期的可能性,尤其是新生代玄武岩分布区及其与深大断裂交汇部分也可能找到更大、更好的岩浆型铜镍硫化物矿床;西北地区包括南阿尔泰成镍带、东天山成镍带、北山成镍带、西天山成镍带、塔里木北缘成镍带、龙首山成镍带、南祁连成镍带、柴达木北缘成镍带和东昆仑成镍带等都有多期次成岩成矿的可能性。 

  7、进一步深化了镍矿成矿系列的研究,修正了以往一些因为缺乏同位素年代学资料而厘定有误的成矿系列,并新增加了新太古代与镍矿有关的成矿系列,提出了镍矿成矿系列叠加与复合的新认识。