新聞動(dòng)態(tài)趙太平等-OGR：中國巖漿熱液型銦礦床的地質(zhì)、時(shí)空分布特征及銦的富集機(jī)制
銦作為一種重要的戰(zhàn)略性關(guān)鍵礦產(chǎn)資源，在許多高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)中都有著不可替代的作用。在高速發(fā)展的信息時(shí)代，這種金屬正悄悄地改變著我們的生活方式，我們每個(gè)人每天都隨身攜帶著這種金屬。例如，我們所用的智能手機(jī)屏幕背后就需要鍍上一層不足頭發(fā)絲五分之一的錫銦氧化物薄膜，這種錫銦氧化物的生產(chǎn)制造就是當(dāng)前銦最主要的應(yīng)用領(lǐng)域。然而，由于銦在地殼中的含量極低，想要大量獲取這種金屬的難度很大，全球的銦資源也多作為伴生組分從其他多金屬礦石中回收利用。國內(nèi)外諸多的研究表明，銦僅在少數(shù)、特定類型的礦床中會(huì)發(fā)生顯著的富集，但當(dāng)前對(duì)于銦的富集成礦理論還沒有清晰的認(rèn)識(shí)。中國擁有豐富的銦資源，系統(tǒng)總結(jié)和分析中國銦礦床的時(shí)空分布、地質(zhì)特征、成巖成礦時(shí)代以及成礦機(jī)制，對(duì)理解銦的超常富集和國內(nèi)外銦礦床的研究有重要參考價(jià)值。
近期，中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所趙太平研究員及其博士生陳程、孟雷在對(duì)華南重要銦礦床開展地質(zhì)考察的基礎(chǔ)上，與云南大學(xué)何小虎副教授、福州大學(xué)徐凈副研究員和劉文元副教授合作，系統(tǒng)整理和分析了中國主要銦礦床的基礎(chǔ)地質(zhì)特征和有關(guān)數(shù)據(jù)，取得了以下重要認(rèn)識(shí)：
1. 中國傳統(tǒng)的銦礦床主要分布在華南板塊西南緣、南嶺西段和大興安嶺南段（圖1）。其中，華南板塊西南緣是我國最重要的銦資源基地，擁有近20000t的銦。近年來，在福建、四川、青海、西藏以及湘西-黔東等地也陸續(xù)報(bào)道了銦礦化或銦礦物，預(yù)示中國還有較大的銦資源潛力。
2. 中國重要的銦礦床均與錫多金屬礦共生，如右江盆地的大廠、個(gè)舊、都龍等著名的錫多金屬礦床同時(shí)也是世界級(jí)的銦礦床。這些礦床的形成與中生代的A型、S型花崗質(zhì)巖漿活動(dòng)密切相關(guān)，成巖成礦時(shí)代集中在70-100 Ma和150-160 Ma兩個(gè)時(shí)期（圖2）。但是近年的研究發(fā)現(xiàn)，湘西-黔東鉛鋅成礦帶上諸多脈狀鉛鋅礦也有較高銦含量，暗示這些礦床形成的早古生代可能也是潛在的銦成礦期。
圖1 中國銦礦床分布圖
圖2 中國銦礦床成巖成礦時(shí)代
3. 大量的巖石地球化學(xué)數(shù)據(jù)表明，與華南的錫銦礦床有關(guān)的成礦巖體起源于變沉積巖的部分熔融（圖3）。由于銦和錫在表生環(huán)境的遷移能力弱，在巖石經(jīng)歷化學(xué)風(fēng)化過程中二者傾向于保留在風(fēng)化殘留的沉積物中，這種沉積物經(jīng)變質(zhì)形成的變沉積巖可能是錫銦礦化理想的源巖?？紤]到變沉積巖在高溫部分熔融過程中，黑云母的分解對(duì)錫礦化有重要貢獻(xiàn)，而黑云母同時(shí)也是銦的重要載體，故銦的富集可能也受控于同樣的過程，這也解釋了為什么銦和錫總是緊密共生。
圖3 中國主要銦礦床成礦巖體Rb/Ba-Pb/Sr圖解和Ba-Pb圖解
4. 在銦礦床中，閃鋅礦是銦最主要的載體，銦在閃鋅礦中的替代機(jī)制為：In3+ + Cu+ ↔2Zn2+。由于In3+進(jìn)入閃鋅礦需要一價(jià)金屬離子平衡電價(jià)，礦床中高的銅含量有利于銦大量進(jìn)入閃鋅礦。然而，近期的研究發(fā)現(xiàn)，都龍錫礦床中的石榴子石中也具有較高的銦含量，但是目前關(guān)于銦在硅酸鹽礦物中賦存狀態(tài)的研究還十分薄弱，相關(guān)研究有待加強(qiáng)。
此外，文章指出，以往對(duì)銦礦床的研究多關(guān)注錫銦礦床，傳統(tǒng)的觀點(diǎn)也認(rèn)為銦容易在富錫的環(huán)境中富集。但近年來的研究還報(bào)道了一些貧錫富銦礦床的實(shí)例，如華北南緣的欒川礦集區(qū)和華南的七寶山鉛鋅多金屬礦。這說明銦的富集還受控于一些未知的因素，錫和銦在某些地質(zhì)條件下可能會(huì)發(fā)生解耦。未來對(duì)于銦礦床的研究應(yīng)該大力關(guān)注這些貧錫礦床中銦的富集機(jī)制，這對(duì)發(fā)展和完善銦成礦理論以及銦資源的高效開發(fā)利用都具有十分重要的意義。
本文得到國家自然科學(xué)基金委“戰(zhàn)略性關(guān)鍵金屬超常富集成礦動(dòng)力學(xué)”重大研究計(jì)劃的資助（項(xiàng)目編號(hào)：92062102）。相關(guān)成果近期發(fā)表在國際礦床學(xué)權(quán)威期刊《Ore Geology Reviews》上：Zhao, Taiping; Chen, Cheng; He, Xiaohu; Meng, Lei; Xu, Jing; Liu, Wenyuan. 2022. A synthesis of the geology, spatial-temporal distribution and enrichment mechanism of granite-related indium deposits in China. Ore Geology Reviews, 146: 104932.
