新闻动态赵太平等-OGR：中国岩浆热液型铟矿床的地质、时空分布特征及铟的富集机制
铟作为一种重要的战略性关键矿产资源，在许多高新技术产业中都有着不可替代的作用。在高速发展的信息时代，这种金属正悄悄地改变着我们的生活方式，我们每个人每天都随身携带着这种金属。例如，我们所用的智能手机屏幕背后就需要镀上一层不足头发丝五分之一的锡铟氧化物薄膜，这种锡铟氧化物的生产制造就是当前铟最主要的应用领域。然而，由于铟在地壳中的含量极低，想要大量获取这种金属的难度很大，全球的铟资源也多作为伴生组分从其他多金属矿石中回收利用。国内外诸多的研究表明，铟仅在少数、特定类型的矿床中会发生显著的富集，但当前对于铟的富集成矿理论还没有清晰的认识。中国拥有丰富的铟资源，系统总结和分析中国铟矿床的时空分布、地质特征、成岩成矿时代以及成矿机制，对理解铟的超常富集和国内外铟矿床的研究有重要参考价值。
近期，中国科学院广州地球化学研究所赵太平研究员及其博士生陈程、孟雷在对华南重要铟矿床开展地质考察的基础上，与云南大学何小虎副教授、福州大学徐净副研究员和刘文元副教授合作，系统整理和分析了中国主要铟矿床的基础地质特征和有关数据，取得了以下重要认识：
1. 中国传统的铟矿床主要分布在华南板块西南缘、南岭西段和大兴安岭南段（图1）。其中，华南板块西南缘是我国最重要的铟资源基地，拥有近20000t的铟。近年来，在福建、四川、青海、西藏以及湘西-黔东等地也陆续报道了铟矿化或铟矿物，预示中国还有较大的铟资源潜力。
2. 中国重要的铟矿床均与锡多金属矿共生，如右江盆地的大厂、个旧、都龙等著名的锡多金属矿床同时也是世界级的铟矿床。这些矿床的形成与中生代的A型、S型花岗质岩浆活动密切相关，成岩成矿时代集中在70-100 Ma和150-160 Ma两个时期（图2）。但是近年的研究发现，湘西-黔东铅锌成矿带上诸多脉状铅锌矿也有较高铟含量，暗示这些矿床形成的早古生代可能也是潜在的铟成矿期。
图1 中国铟矿床分布图
图2 中国铟矿床成岩成矿时代
3. 大量的岩石地球化学数据表明，与华南的锡铟矿床有关的成矿岩体起源于变沉积岩的部分熔融（图3）。由于铟和锡在表生环境的迁移能力弱，在岩石经历化学风化过程中二者倾向于保留在风化残留的沉积物中，这种沉积物经变质形成的变沉积岩可能是锡铟矿化理想的源岩。考虑到变沉积岩在高温部分熔融过程中，黑云母的分解对锡矿化有重要贡献，而黑云母同时也是铟的重要载体，故铟的富集可能也受控于同样的过程，这也解释了为什么铟和锡总是紧密共生。
图3 中国主要铟矿床成矿岩体Rb/Ba-Pb/Sr图解和Ba-Pb图解
4. 在铟矿床中，闪锌矿是铟最主要的载体，铟在闪锌矿中的替代机制为：In3+ + Cu+ ↔2Zn2+。由于In3+进入闪锌矿需要一价金属离子平衡电价，矿床中高的铜含量有利于铟大量进入闪锌矿。然而，近期的研究发现，都龙锡矿床中的石榴子石中也具有较高的铟含量，但是目前关于铟在硅酸盐矿物中赋存状态的研究还十分薄弱，相关研究有待加强。
此外，文章指出，以往对铟矿床的研究多关注锡铟矿床，传统的观点也认为铟容易在富锡的环境中富集。但近年来的研究还报道了一些贫锡富铟矿床的实例，如华北南缘的栾川矿集区和华南的七宝山铅锌多金属矿。这说明铟的富集还受控于一些未知的因素，锡和铟在某些地质条件下可能会发生解耦。未来对于铟矿床的研究应该大力关注这些贫锡矿床中铟的富集机制，这对发展和完善铟成矿理论以及铟资源的高效开发利用都具有十分重要的意义。
本文得到国家自然科学基金委“战略性关键金属超常富集成矿动力学”重大研究计划的资助（项目编号：92062102）。相关成果近期发表在国际矿床学权威期刊《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.
