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铼（Re）是一种关键金属（毛景文等，2019；王登红等，2019），具有熔点高、耐磨损、抗腐蚀等性能，是国防和航空航天领域不可或缺的关键原材料（黄凡等，2019；2024）。但目前世界上查明的铼资源量极为有限，基础储量仅为2314 t（U.S. Geological Survey, 2024）。目前全球铼的年消耗量达75 t（Polyak, 2024），并在逐年增高，在全球各国战略对抗升级的当下，未来铼供应紧缺将会是一个非常严峻的问题。
铼在地壳中丰度极低，在地球化学演化过程中，更趋于分散而不形成或很少形成独立矿物，更难形成独立矿床（刘英俊等，1984；涂光炽等，2004）。目前，已报道的自然界中铼独立矿物有18种，但仅有Rheniite（ReS2）与Tarkianite（(Cu,Fe)(Re,Mo)4S8）通过国际矿物学会认证（Znamensky et al., 2005；Kojonen et al., 2004）。在自然界中，铼主要以含铼矿物的形式存在。铼的地球化学性质与钼十分相似，因此，铼常在钼的硫化物中以类质同象方式出现。铼也具有亲硫性，在硫化物中通常具有较高的含量（涂光炽等，2004）。铼在不同地质过程中表现出不同的地球化学行为。铼在岩浆作用过程中的行为取决于铼在不同体系的分配系数和所处的环境，铼的含量则决定于岩浆岩源岩中铼的丰度和岩浆体系的演化过程。例如，当花岗岩的源岩中含有大量黑色页岩时，形成的花岗岩中则具有高含量的铼（涂光炽等，2004）。铼在变质作用过程中通常不活动，但当有大量流体参与时，铼则发生显著活动（Walker et al., 1989）。铼在地表风化过程中易被氧化，以ReO4-的形式溶解于水中，随地表径流运移，在富有机质的还原性沉积物中沉淀富集（孙卫东等，2015；Liao et al., 2019）。目前，对于铼矿的成矿机制研究尚处于起步阶段。涂光炽等（2004）总结出铼成矿须满足的4个基本条件：①体系中铼的初始丰度和量必须足够高；②不同相间铼分配系数大于1000；③有足够的时间和稳定的条件进行铼富集；④有适当的载体或空间存储铼。
目前，全球铼资源主要来自斑岩型铜矿床（Laznicka, 2014；黄凡等，2019）。在四川盆地西南部侏罗系沙溪庙组砂岩中发育多层具有同沉积特征的铼超常富集层，其中的铼矿化特点显著区别于斑岩型铜矿床中铼矿化。铼超常富集层中铼平均品位达12.05×10-6，远高于斑岩型铜矿床中铼品位，预测铼资源量50 t（吴贤等，2008），具有铼品位高，资源量大，全球罕见的特点，是研究铼的超常富集机制的理想对象。前人对其研究多集中在矿化砂岩地质特征和成矿时代方面（张如柏等，1981；Michael et al., 1982；刘文君，1985；曹志敏等，2002；张金元，2014；黄凡等，2019），尚未有学者对其进行详细的矿物学研究。因此，本文在前人研究的基础上，选取沐川地区铼矿中最具代表性的铁山埂铼矿床为研究对象，系统开展了多晶X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和电子探针（EPMA）测试等工作，查明了铁山埂铼矿床中矿物种类、矿物组合，确定了各矿物中铼含量，对进一步探讨铁山埂铼矿床中铼的赋存状态和矿床成因具有重要意义。
1区域和矿床地质概况铁山埂铼矿位于四川盆地西南部沐川-马边地区（图1a），区域地层由老至新依次为震旦系、寒武系、奥陶系、二叠系、三叠系、侏罗系、白垩系和第四系。四川盆地是一个多旋回沉积盆地，震旦纪至中三叠世为海相沉积环境，在沐川-马边地区形成了大套的海相碳酸盐岩和页岩，夹膏盐和陆源碎屑岩。晚二叠世早期峨眉山地幔柱隆升，导致大规模基性岩浆喷发，形成峨眉山玄武岩。随后，由于热沉降，区内接受了短暂的滨岸沼泽相沉积，形成了宣威组（P2x）黄绿色砂岩。晚三叠世末的印支运动，使四川盆地西部褶皱为山，沐川-马边地区结束了海相沉积，开始接受陆内河湖相沉积，形成了须家河组（T3x）、自流井组（J1z）、下沙溪庙组（J2s1）、上沙溪庙组（J2s2）、遂宁组（J3sn）、蓬莱镇组（J3p）、夹关组（K2j）和灌口组（K2g）大套砂岩。沐川-马边地区受喜马拉雅运动的影响而整体抬升成山，沿河流沉积了砾石和泥沙等第四系堆积物。区域构造以褶皱构造为主，断层不甚发育。褶皱构造包括五指山背斜、荞坝向斜、炭库向斜、沐川背斜、建全向斜及老君山向斜，断层包括中都断层和靛蓝坝断层。区域内岩浆岩为晚二叠世峨眉山玄武岩，分布于五指山背斜核部和西北部。玄武岩呈暗绿色及灰绿色，主要由火山角砾岩、斑状玄武岩、致密块状玄武岩、杏仁状玄武岩及凝灰岩组成（四川省地质调查院，2021）。沐川-马边地区已发现铁山埂、古匡岩、绿茵沱、一把伞、响水洞和铜槽子6处铼矿床（点）。
铁山埂铼矿床产于上沙溪庙组浅色厚大砂岩下部，矿体即为铼矿化的砂体，与地层产状一致，倾向290°~310°，倾角8°~10°，铼平均品位为12.05×10-6。矿体由于地形切割而分成六段（图1c），各段矿体特征见表1。矿体在平面上呈带状，长数十千米，宽数千米，在剖面上呈透镜状，向两侧逐渐尖灭，长250~480 m，厚0.4~2.0 m（四川省地质调查院，2021）。矿体在砂体中不连续，明显受沉积构造的控制，主要控矿沉积构造为斜层理（图2a）。铼矿化砂体岩性为黑色或灰黑色中细粒长石石英砂岩，发育有机质条带（图2b、c），风化面常见孔雀石化（图2c）。顶板为中细粒灰白色长石石英砂岩，发育斜层理（图2a），底板为灰白色中细粒岩屑长石石英砂岩，夹少量泥砾（图2d）。矿石可分为纹层状矿石和块状矿石2种类型。纹层状矿石呈灰黑色或黑色，发育微细层理（图2e、f），层理面见鳞片状胶硫钼矿（图2f）、植物化石和白云母（图2g）。块状矿石呈灰黑色或黑色，不显层理，块状构造，常见砂岩夹层（图2h）。
2样品采集和测试方法本次研究在铁山埂铼矿床的铜厂沟剖面系统采集了矿化砂岩和顶底板样品（图1c，图2a）。每件样品分别被制成厚度为30 μm的薄片和300目粉末，首先在偏光显微镜下观察岩石薄片，选取目标区域，然后进行扫描电镜、能谱、电子探针测试。样品粉末则用于X射线粉晶衍射测试。偏光显微镜观察和扫描电镜、能谱、电子探针和X射线粉晶衍射测试均在中国地质科学院矿产资源研究所自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室完成。扫描电镜型号为JEOL JSM-IT500，能谱型号为JEOL-EX-74600U4L2Q，分辨率为3 nm，测试条件为：加速电压10~15 kV，电子束流为10 nA，能谱采集时间为20 s。
电子探针型号为JEOL JXA-iHP200F场发射电子探针。测试条件为：电压20 kV，电流20 nA，束斑直径1 μm。定量分析特征峰分析时间为10 s，背景分析时间为5 s。使用天然矿物或合金作为标样。仪器的检出线为0.01%，所有数据经过ZAF校正。
X射线粉晶衍射仪型号为Brock D8，测试条件：电流40.0 mA，电压40.0 kV，扫描范围（2θ）2°~70°，扫描步长0.02°，每步扫描时间0.25 s。矿物种类通过JADE 8.6软件与PDF-4+2022数据库中各种矿物的标准曲线进行比较确定，矿物含量通过对样品XRD图谱采用峰面积积分的方法确定。
3测试结果3.1岩相学和矿相学观察结果岩相学观察显示，铁山埂铼矿床样品中碎屑物主要为石英和长石，其次为白云母、绿泥石、岩屑和有机质。碎屑物粒径为0.02~0.50 mm，磨圆度较差，呈棱角状-次棱角状（图3a）。石英呈棱角-次棱角状，含量约为40%。长石主要为斜长石，含量约为40%。绿泥石主要由黑云母蚀变而成，由于压实作用呈弯曲条带状（图3a），含量约为8%。白云母与绿泥石紧密共生，含量约为5%。岩屑主要为泥质岩岩屑和变质岩岩屑，其次为花岗岩岩屑和玄武岩岩屑，含量约为5%。有机质多呈0.1~5.0 mm黑色条带状顺层分布（图3a），含量＜5%。胶结物主要为硅质胶结，其次为泥质和铁质胶结。胶结类型为孔隙式胶结。
矿相学观察显示，矿石中矿石矿物以硫化物为主，其次为氧化物和硒化物。硫化物主要为胶硫钼矿和蓝辉铜矿，偶见黄铜矿和铜蓝。胶硫钼矿呈淡黄色或铅灰色他形粒状（图3b、c）或胶体状（图3d）分布在碎屑孔隙中，与绿泥石和铜蓝共生（图3c）。氧化物主要为孔雀石，其次为钼铅矿和钼钙矿，偶见钼华。硒化物主要为硒铅矿，偶见自然硒。硒铅矿呈他形粒状分布在碎屑孔隙中（图3g）或沿有机质条带分布（图3h）。脉石矿物以石英和长石为主，其次为白云母、绿泥石和重晶石等矿物。
3.2多晶X射线衍射结果多晶X射线衍射结果见图4和表2。测试结果显示，矿体和围岩矿物组成类似，主要矿物为石英和长石，其次为绿泥石和白云母。胶硫钼矿仅在矿体样品中出现，含量1.5%~9.6%，平均3.6%。
3.3电子探针（EPMA）结果电子探针分析结果见表3和表4。根据分析结果，铁山埂铼矿床中金属矿物有胶硫钼矿、斜方蓝辉铜矿、硒铅矿、自然硒、钼铅矿、钼钙矿、黄铜矿和铜蓝。
4讨论4.1矿物种类及成分特征根据电子探针分析结果，结合扫描电镜和能谱（SEM-EDS）观察，铁山埂铼矿床中金属矿物有胶硫钼矿、斜方蓝辉铜矿、硒铅矿、自然硒、钼铅矿、钼钙矿和黄铜矿和铜蓝。其中，胶硫钼矿、钼铅矿和钼钙矿中的铼含量较高（表3，表4）。
样品中胶硫钼矿形态复杂，根据其形态特征，可划分为烟雾状、团块状、鲕状、细脉状和环状。烟雾状胶硫钼矿呈弥散状大面积分布在砂岩中，与碎屑物共生（图5a）；团块状胶硫钼矿分布在碎屑物孔隙中（图5b）或绿泥石解理中（图5c），粒径5~50 μm；鲕状胶硫钼矿呈鲕状分布在丝质体空腔中，包括单鲕和复鲕，粒径10~30 μm（图5d、e）；细脉状胶硫钼矿呈细脉状沿绿泥石解理密集充填，脉宽小于1 μm（图5c、f），局部膨大呈团块状（图5c）；环状胶硫钼矿呈不规则环状分布在碎屑物孔隙间，宽1~2 μm（图5g）。因胶硫钼矿粒径小，且通常呈胶体状，导致造成所测电子探针数据总量偏低，但对胶硫钼矿中高含量元素的测试结果和化学结构式的计算影响不大。胶硫钼矿的w（Mo）为43.58%~55.16%，平均值50%；w（S）为27.14%~33.90%，平均值30.53%；S∶Mo原子数比值为1.55~2.09，平均值1.83，计算出胶硫钼矿化学式为MoS1.83，与辉钼矿化学组成类似。不同形态的胶硫钼矿中w（Re）差异较大，其中，雾状胶硫钼矿中w（Re）为0.13%~0.32%，平均值0.24%；团块状胶硫钼矿w（Re）为0.17%~0.26%，平均值0.22%；鲕状胶硫钼矿w（Re）为0.55%~1.85%，平均值1.05%；细脉状胶硫钼矿w（Re）为0.01%~0.05%，平均值0.03%；环状胶硫钼矿w（Re）最高，仅为0.08%（表3）。
蓝辉铜矿多呈蓝色片状，分布在碎屑孔隙中（图5h）、有机质中（图5i）或绿泥石解理中，常交代硒铅矿，粒径0.02~0.20 μm。电子探针结果显示，样品中的蓝辉铜矿w（Cu）为74.90%~76.90%，平均值76.12%；w（S）为21.71%~22.18%，平均值21.92%。Cu∶S原子数比值为1.73~1.78，平均值1.75，计算出蓝辉铜化学式为Cu1.75S，属于蓝辉铜矿族中的斜方蓝辉铜矿亚族。蓝辉铜矿几乎不含铼，仅测得一个点位的w（Re）为0.02%。
硒铅矿呈淡黄色不规则粒状，分布在碎屑孔隙中（图5j），粒径为0.02~0.20 mm，或沿有机质条带成群分布（图5k），粒径2~15 μm。电子探针结果显示，其w（Pb）为70.71%~72.31%，平均值71.71%；w（Se）为24.10%~24.78%，平均值24.57%；Pb∶Se原子数比值为1.10~1.12，平均值1.11，计算出蓝辉铜化学式为Pb1.11Se。因S类质同象替换Se，导致硒铅矿中含有少量S，w（S）为0.06%~0.22%，平均值0.15%。硒铅矿中w（Re）最高为0.03%。
自然硒呈他形粒状与钼铅矿、未知矿物（Pb-Ca-S-Se）和硒铜矿共生，常交代硒铅矿（图5l）。电子探针结果显示，w（Se）为91.37%~91.60%，平均值91.49%；并含有少量S和Pb。w（Re）最高为0.02%。
钼铅矿呈脉状沿碎屑孔隙分布（图5m）或呈粒状与钼钙矿共生（图5n），粒径为1~10μm。电子探针结果显示，w（MoO3）为38.58%~41.80%，平均值39.71%；w（PbO）为53.37%~56.83%，平均为55.26%；w（ReO2）为0.49%~0.58%，平均值0.53%。
钼钙矿呈他形粒状，粒径5~50 μm，与钼铅矿共生（图5n）或充填在丝质体空腔中。电子探针结果显示，w（MoO3）为66.66%~69.75%，平均值68.31%；w（CaO）为25.97%~27.17%，平均值26.61%；w（ReO2）为1.02%~1.14%，平均值1.08%。
黄铜矿呈他形粒状分布在碎屑孔隙中，粒径5~15 μm。电子探针结果显示，w（Cu）为33.78%~35.04%；w（Fe）为29.06%~29.52%；w（S）为34.72%~35.03%；不含Re。
铜蓝呈片状或他形粒状沿碎屑孔隙分布（图3e），粒径100~200μm，w（Cu）为64.92%~65.05%；w（S）为32.73%~32.78%，计算出铜蓝的化学式为CuS。电子探针结果显示其不含Re。
4.2矿物组合及成因铁山埂铼矿床成矿期存在胶硫钼矿-黄铜矿组合、硒铅矿-斜方蓝辉铜矿组合和钼钙矿-钼铅矿-自然硒-孔雀石组合3类共生矿物组合。
胶硫钼矿-黄铜矿组合形成于中低温酸性还原富硫环境。该组合中胶硫钼矿呈烟雾状分布在碎屑周围或呈细脉状、团块状分布在绿泥石解理中，又或是呈鲕状分布在有机质（丝质体）中。黄铜矿呈他形粒状分布在碎屑孔隙中。自然界中的钼硫化物除了辉钼矿外，还有以胶体状产出的胶硫钼矿，二者具有相同的化学组成和类似的晶体结构（Kao et al., 2001）。在中低温和常温条件下，Mo4+在强酸性还原富硫条件下可以形成胶硫钼矿（卢涛，2019）。实验模拟表明，黄铜矿在酸性至中性条件下形成（Zhang et al., 2021）。通常情况下，高温条件下形成的黄铜矿，S2-较亏损，只有在非常低的温度下才可能形成S2-较富集的黄铜矿（Yund et al.，1966）。电子探针结果显示，铁山埂铼矿床中黄铜矿中(Cu2++Fe2+)/S2-（离子比）均小于1（0.96~0.99），指示Cu2+和Fe2+略有亏损，而S2-略有富集，指示黄铜矿在低温环境中形成。
硒铅矿-斜方蓝辉铜矿形成于中低温弱碱性弱还原贫硫环境。硒铅矿常沿碎屑孔隙或有机质条带分布，斜方蓝辉铜矿常沿碎屑孔隙、有机质条带或绿泥石解理分布。硒铅矿是典型的中低温热液矿物，已发现的硒矿物均与中低温热液作用有关（陈露明等，1993；刘家军等，2001）。前人研究认为，硒铅矿形成于弱碱性、弱还原、贫硫的热液体系（刘家军等，1996；彭新建等，2001）。斜方蓝辉铜矿在自然界中大部分是原生硫化物氧化分解再经还原作用而成的次生矿物，但也有一小部分属于内生热液成因（涂光炽等，2004）。铁山埂铼矿床中，斜方蓝辉铜矿多呈片状或脉状充填在碎屑物间隙，常交代硒铅矿，具有固溶体出溶结构，与紫金山金铜矿床深部低温热液环境中形成的斜方蓝辉铜特征类似（邱小平等，2010；刘羽等，2011）。铁山埂铼矿床中，胶硫钼矿、硒铅矿和斜方蓝辉铜矿的发现表明矿床曾经历中低温热液成矿作用。
钼钙矿-钼铅矿-自然硒-孔雀石组合形成于成矿晚期贫硫氧化环境。在该组合中，钼钙矿呈他形粒状与钼铅矿共生或充填在丝质体空腔中。钼铅矿呈细脉状沿碎屑孔隙分布或呈他形粒状与钼钙矿共生。自然硒呈他形粒状与钼铅矿、未知矿物（Pb-Ca-S-Se）和硒铜矿共生。在成矿晚期，早期形成的胶硫钼矿被氧化形成钼钙矿和钼铅矿，硒铅矿被氧化形成自然硒，黄铜矿和斜方蓝辉铜矿被氧化形成孔雀石。
4.3矿床类型斑岩型铜矿床是全球铼资源的主要来源（黄凡等，2019；2024；孙鹏程等，2021）。铼主要以ReS2的形式赋存在辉钼矿的固溶体中（Fleischer, 1959），其铼品位为0.01×10-6~0.6×10-6，但大多数介于0.03×10-6~0.4×10-6（Millensifer et al., 2013）。
沉积层控型铜矿床是铼的另一主要来源。矿床以广泛但相对较薄的矿化带为特征，产在硅质碎屑岩、白云岩等沉积岩中，或是产在薄层含有机质页岩中。矿床由独立的铜矿物和铜-铁硫化物组成，铼与铜矿化关系密切，而与辉钼矿关系不大（Millensifer et al., 2013）。
砂岩型铀矿床中常富集铼。铼以ReS2和ReO2等独立铼矿物形式产出，或者赋存在辉钼矿和胶硫钼矿等钼矿物中，或者铀矿物中，又或者有机质中（Dahlkamp, 2009；Alderton et al., 2016；陈振岩等，2022）。
岩浆Cu-Ni-PGEs矿床是铼的潜在来源。铼与PGEs化学行为相似，均为高度亲铁元素和亲硫元素，铼主要赋存在硫化物中，如磁黄铁矿、镍黄铁矿和黄铁矿（Dare et al., 2011）。在少数矿床中，铼以独立矿物的形式出现，例如Kojonen等（2004）报道在芬兰Hitura Ni-Cu-PGE矿床中发现一种铼矿物tarkianite（(Cu,Fe)(Re,Mo)4S8）。
黏土矿物可吸附铼，形成离子吸附型铼矿床。Zhao等（2023）报道在中国贵州五里坪铅锌钼多金属矿床上司组炭质泥岩中存在铼超常富集现象，铼主要被黏土矿物（高岭土）吸附，而与硫化物或有机物无关。
与上述5种类型的富铼矿床相比，铁山埂铼矿床具有以下特点：①铼品位较高，矿区内无明显的岩浆活动或变质作用，铼矿化与岩浆活动或变质作用关系不大，有别于斑岩型和岩浆型（Cu-Ni-PGEs矿床）富铼矿床；②矿石中主要含铼矿物为胶硫钼矿，而非铜硫化物，有别于沉积层控型铜矿床中铼矿化；③矿石中黏土矿物较少，且黏土矿物中铼含量低（未发表数据），有别于离子吸附型铼矿床。因此，笔者认为铁山埂铼矿床是一种独特的，产于硅质碎屑岩中与胶硫钼矿关系密切的砂岩型铼矿床。
5结论（1）铁山埂铼矿床是一种独特的，产于硅质碎屑岩中的砂岩型铼矿床。主要富铼矿物为胶硫钼矿（w（Re）为0.01%~1.85%，平均值0.35%）、钼钙矿（w（ReO2）为1.02%~1.14%，平均值1.08%）和钼铅矿（w（ReO2）为0.49%~0.58%，平均值0.53%）。
（2）铁山埂铼矿床中胶硫钼矿形态复杂，按形态划分为鲕状胶硫钼矿、团块状胶硫钼矿、细脉状胶硫钼矿、雾状胶硫钼矿和环状胶硫钼矿。其中，鲕状胶硫钼矿中铼含量最高（w（Re）最高为1.85%），数量上则以烟雾状胶硫钼矿和细脉状胶硫钼矿为主。
（3）铁山埂铼矿床成矿期存在胶硫钼矿-黄铜矿、硒铅矿-斜方蓝辉铜矿、钼钙矿-钼铅矿-自然硒-孔雀石3类矿物组合，表明成矿流体由中低温酸性还原富硫条件逐渐向中低温弱碱性氧化贫硫条件转变。致谢感谢匿名审稿人提出的宝贵意见；感谢四川省地质调查院彭宇工程师在野外地质调查和样品采集等方面给予的帮助。谨以此文祝贺陈毓川院士九十大寿。
表1铁山埂铼矿床矿体特征一览表Table 1 The characteristics of ore bodies in the Tieshangeng rhenium deposit矿体序号
长度/m
厚度/m
w（Re）/10-6
最大
最小
平均
最高
最低
平均
Ⅰ
420
2.0
0.8
1.4
34.4
3.4
12.1
Ⅱ
480
1.8
1.2
1.6
4.8
3.8
4.1
Ⅲ
300
1.1
0.4
0.9
4.6
3.1
3.8
Ⅳ
250
1.7
0.8
1.2
7.1
3.0
4.4
Ⅴ
400
1.4
1.0
1.2
5.1
3.9
4.6
Ⅵ
260
1.3
1.1
1.2
4.9
3.9
4.4
注：“-”表示低于检出线。表2铁山埂铼矿床样品粉晶X射线衍射结果Table 2 XRD results of samples from the Tieshangeng rhenium deposit样号
矿物组成/%
石英
斜长石
白云母
绿泥石
胶硫钼矿
PD1
29.2
43.7
0.7
15.7
9.6
PD2
38.1
37.1
4.2
13.1
1.5
PD3
47.4
41.2
6.1
3.2
1.5
PD4
40.6
42.4
6.8
3.4
3.2
PD5
41.1
39.6
11.4
5.3
2.0
PD6
40.4
43.9
5.5
5.1
-
PD7
40.9
36.5
5.6
6.9
-
注：“-”表示低于检出线。表3铁山埂铼矿床主要金属矿物电子探针测试结果(w（B）/%)Table 3 EPMA results of major metal minerals(w（B）/%) in the Tieshangeng rhenium deposit测试矿物
Mg
Al
Si
S
Fe
Cu
Se
Mo
Re
Pb
总和
烟雾状胶硫钼矿
0.08
3.51
7.5
29.12
2.9
0.3
0.28
43.58
0.32
-
87.59
0.22
3.41
6.2
28.88
3.36
0.32
0.29
44.42
0.27
-
87.37
0.46
3.61
6.79
27.14
4.09
0.25
0.2
44.23
0.25
-
87.02
0.26
2.57
4.76
32.29
3.91
0.24
0.24
50.14
0.13
0.02
94.56
团块状胶硫钼矿
0.07
0.67
0.88
30.67
3.78
0.63
0.84
47.9
0.22
0.56
86.22
0.08
0.51
0.89
32.06
3.77
0.63
0.9
50.49
0.24
0.51
90.08
0.24
1.16
1.27
29.84
4.44
0.55
0.71
48.12
0.23
0.24
86.8
0.07
0.78
0.88
30.98
3.89
0.54
0.62
48.44
0.26
0.56
87.02
-
0.84
1.15
32.14
4.76
0.4
0.31
50.11
0.17
0.14
90.02
0.02
0.76
1.15
32.94
4.75
0.4
0.27
49.98
0.19
0.12
90.58
鲕状胶硫钼矿
0.03
0.05
0.26
29.6
2.46
0.54
0.48
52.5
0.58
-
86.5
0.06
0.08
0.31
29.53
2.49
0.53
0.55
51.58
0.71
-
85.84
-
0.11
0.04
30.08
1.91
2.72
0.48
55.16
1.85
0.37
92.72
-
0.24
0.13
27.7
2.42
2.57
0.43
53.34
1.55
0.74
89.12
-
0.06
1.32
30.33
4.26
0.56
0.59
50.12
0.55
0.18
87.97
细脉状胶硫钼矿
-
0.1
0.36
33.9
4.76
0.19
0.02
54.92
0.01
0.47
94.73
-
0.08
0.57
32.55
4.57
0.17
-
52.26
0.04
0.45
90.69
0.03
0.6
1.05
31.06
3.94
0.26
0.56
52.75
0.03
0.42
90.7
-
0.58
1.11
31.19
4.17
0.3
0.57
54.12
0.05
0.41
92.5
-
0.62
1.09
31.36
4.13
0.29
0.56
54.33
0.01
0.36
92.75
环状胶硫钼矿
0.29
1.65
2.44
32.19
4.52
0.37
0.8
46.08
0.02
0.2
88.56
0.19
1.02
1.29
29.02
3.75
0.53
0.8
47.8
0.08
0.31
84.79
0.05
0.12
0.15
27.55
4.84
0.17
0.01
47.73
-
0.17
80.79
斜方蓝辉铜矿
-
0.01
-
21.9
0.18
74.9
-
0.02
0.02
0.26
97.29
-
-
-
22.11
0.19
76.9
-
0.02
-
0.17
99.39
-
-
-
22.18
0.17
76.57
0.09
0.03
-
0.08
99.12
-
-
-
21.72
0.16
75.58
-
0.02
-
0.22
97.7
-
-
-
21.71
0.02
76.67
-
0.02
-
0.15
98.57
硒铅矿
0.06
-
-
0.13
-
0.05
24.1
-
0.03
70.71
95.08
0.1
-
-
0.17
0.02
0.05
24.46
-
0.02
71.83
96.65
0.11
-
-
0.16
0.02
0.08
24.75
-
-
71.68
96.8
-
-
-
0.06
0.02
0.04
24.76
-
0.02
72.31
97.21
-
-
-
0.22
-
0.05
24.78
-
-
72.01
97.06
自然硒
0.13
-
1.43
0.43
0.1
0.22
91.6
-
-
3.08
96.99
0.11
-
2.78
0.36
0.08
0.32
91.37
-
0.02
3.21
98.25
黄铜矿
0.02
0.23
0.32
34.72
29.2
34.83
-
0.03
-
0.08
99.46
0.02
0.1
0.1
34.95
29.5
35.04
-
0.03
-
0.12
99.88
0.02
0.18
0.16
35.03
29.1
33.78
0.08
0.04
-
0.54
98.89
铜蓝
-
-
-
32.78
1.71
65.05
-
0.03
-
0.22
99.79
-
0.02
0.03
32.73
1.22
64.92
-
0.06
-
1.36
100.34
注：“-”表示低于检出线。表4铁山埂铼矿床钼钙矿和钼铅矿电子探针测试结果(w（B）/%)Table 4 EPMA results of powellite and wulfenite(w（B）/%) in the Tieshangeng rhenium deposit测试矿物
Al2O3
SiO2
FeO
CuO
SeO2
MoO3
ReO2
PbO
CaO
总和
钼钙矿
-
0.2
0.09
0.12
-
69.75
1.11
2.11
27.17
100.55
0.19
0.38
0.12
0.08
-
66.66
1.02
4.3
25.97
98.72
-
0.05
0.12
0.53
-
68.68
1.14
0.77
26.76
98.05
0.28
0.67
0.12
0.2
-
68.63
1.04
2.39
26.74
100.07
-
0.09
0.15
0.67
-
67.81
1.11
0.91
26.42
97.16
钼铅矿
-
0.18
0.54
3.78
-
39.45
0.49
55.26
-
99.7
-
0.27
0.46
3.19
0.04
38.58
0.55
55.69
-
98.78
0.07
0.57
0.19
1.15
-
41.8
0.5
53.37
-
97.65
0.09
0.3
0.53
1.15
-
39.01
0.58
56.83
-
98.49
注：“-”表示低于检出线。
图1沐川地区大地构造位置图（a）、沐川地区地质简图（b，据黄凡等，2019修改）和铁山埂铼矿床地质简图（c，据四川省地质调查院，2021修改）
Fig. 1 Tectonic location map (a), simplified geological map of the Muchua area (b, modified from Huang et al., 2019) and simplified geological map of the Tieshangeng rhenium deposit (c, modified from Sichuan Geological Survey Institute, 2021)
图2铁山埂铼矿床铜厂沟剖面及典型样品照片 a.铁山埂铼矿床铜厂沟剖面野外地质特征及采样位置；b.沥青条带沿着矿化砂岩裂隙充填；c.矿化砂岩表面孔雀石化；d.底板砂岩中发育弱定向排列的泥砾；e.纹层状矿石发育微细层理；f.纹层状矿石层理面发育鳞片状胶硫钼矿；g.纹层状矿石层理面发育植物化石和白云母；h.块状矿石中发育砂岩夹层
Fig. 2 The Tongchanggou section and sampling location of the Tieshangeng rhenium deposit a. Field geological characteristics and sampling location of the Tongchanggou section; b. Bitumen strips fill along the fissures of mineralized sandstone; c. Malachitization on the surface of mineralized sandstone; d. Weakly directional arranged mud gravels are developed in footwall sandstone; e. Laminated ore with fine bedding developed; f. Scale-like jordisite is developed on the bedding surface of laminated ore; g. Plant fossils and muscovite are developed on the bedding surface of laminated ore; h. Sandstone interlayers are developed in massive ore
图3铁山埂铼矿床典型岩相学和矿相学照片 a.矿化砂岩中碎屑物呈棱角状-次棱角状，绿泥石和白云母呈弯曲条带状，有机质沿裂隙充填；b.胶硫钼矿呈淡黄色他形粒状；c.胶硫钼矿呈铅灰色他形粒状；d.胶硫钼矿呈胶体状分布在碎屑孔隙中；e.铜蓝呈他形片状分布在碎屑孔隙中；f.黄铜矿呈他形粒状分布在碎屑孔隙中； g.硒铅矿呈他形粒状分布在碎屑孔隙中；h.硒铅矿呈他形粒状分布在有机质条带中
Fig. 3 Typical petrography and mineralogy photos of ore/rock samples from the Tieshangeng rhenium deposit a. The clastic materials in mineralized sandstone is angular-subangular. Chlorite and muscovite are in curved banded shapes. Organic matter fills along fractures; b. Jordisite is light yellow and anhedral granular; c. Jordisite is lead gray and anhedral granular. d. Jordisite is colloidal and distributed in clastic pores; e. Covellite is anhedral flake and distributed in clastic pores; f. Chalcopyrite is anhedral granular and distributed in clastic pores; g. Clausthalite is anhedral granular and distributed in clastic pores; h. Clausthalite is anhedral granular and distributed in bands of organic matter
图4铁山埂铼矿床样品粉晶X射线衍射谱图 表2铁山埂铼矿床样品粉晶X射线衍射结果 注：“-”表示低于检出线。
Fig. 4 XRD spectrum of samples from the Tieshangeng rhenium deposit
图5铁山埂铼矿床中典型矿物背散射（BSE）照片 a.烟雾状胶硫钼矿呈弥散状分布在砂岩中；b.团块状胶硫钼矿分布在碎屑物孔隙中；c.团块状胶硫钼矿分布绿泥石解理中；d.鲕状胶硫钼矿呈鲕状分布在丝质体空腔中；e.鲕状胶硫钼矿与绿泥石共生；f.细脉状胶硫钼矿沿绿泥石解理密集分布；g.环状胶硫钼矿呈不规则环状；h.蓝辉铜呈他形粒状分布在碎屑孔隙中；i.蓝辉铜沿有机质条带分布；j.硒铅矿呈他形粒状分布在碎屑孔隙中；k.硒铅矿呈他形粒状分布在有机质条带中；l.自然硒呈他形粒状与钼铅矿、未知矿物（Pb-Ca-S-Se）和硒铜矿共生；m.钼铅矿呈脉状沿碎屑孔隙分布；n.钼铅矿呈他形粒状与钼钙矿共生；o.黄铜矿呈他形粒状分布在碎屑孔隙中
Fig. 5 Typical BSE photos of minerals in the Tieshangeng rhenium deposit a. The smoke-like jordisite is diffusely distributed in sandstone; b. Block-like jordisite is distributed in the pores of clastic materials; c. Block-like jordisite is distributed in the cleavage of chlorite; d. Oolitic jordisite is distributed in oolitic form in the cavity of fusinite; e. Oolitic jordisite is associated with chlorite; f. Veinlet jordisite is densely distributed along the cleavages of chlorite; g. Annular jordisite is in an irregular ring shape; h. Digenite is distributed in anhedral granular in the pores of clastic materials; i. Digenite is distributed along the organic matter band; j. Clausthalite is distributed in anhedral granular in the pores of clastic materials；k. Clausthalite is distributed in anhedral granular in the organic matter band; l. Native selenium is in anhedral granular and associated with wulfenite, unknown mineral (Pb-Ca-S-Se) and berzelianite; m. Wulfenite is distributed in a veinous form along the pores of clastic materials; n. Wulfenite is in anhedral granular and associated with powellite; o. Chalcopyrite is distributed in anhedral granular in the pores of clastic materials
-
参考文献
摘要
铼是一种战略性矿产资源，在国防和航空航天领域发挥着重要作用。四川盆地西南部沐川地区侏罗系沙溪庙组砂岩中，发育多层具有同沉积特征的铼超常富集层，其中铼矿化特征显著区别于斑岩型铜矿床中铼矿化，具有铼品位高，资源量大的特点。为查明铼超常富集层中矿物组成及富铼矿物特征，笔者选取沐川地区铼超常富集层中最具代表性的铁山埂铼矿床为研究对象，系统开展了多晶X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和电子探针（EPMA）测试等工作。研究结果表明，铁山埂铼矿床成矿期存在胶硫钼矿-黄铜矿、硒铅矿-斜方蓝辉铜矿、钼钙矿-钼铅矿-自然硒-孔雀石3类矿物组合，指示成矿流体由中低温酸性还原富硫条件逐渐向中低温弱碱性氧化贫硫条件转变。矿床中的主要富铼矿物为胶硫钼矿（w（Re）为0.01%~1.85%，平均值0.35%）、钼钙矿（w（ReO2）为1.02%~1.14%，平均值1.08%）和钼铅矿（w（ReO2）为0.49%~0.58%，平均值0.53%）。胶硫钼矿为最主要的富铼矿物，按形态可划分为鲕状胶硫钼矿、团块状胶硫钼矿、细脉状胶硫钼矿、雾状胶硫钼矿和环状胶硫钼矿。其中，鲕状胶硫钼矿中Re含量最高（w（Re）最高为1.85%），数量上则以雾状胶硫钼矿和细脉状胶硫钼矿为主。综合研究认为，四川盆地西南部沐川地区侏罗系沙溪庙组超常富集的铼矿是一种产于硅质碎屑岩中与胶硫钼矿关系密切的砂岩型铼矿床。
Abstract
Rhenium is a strategic mineral resource that plays a crucial role in national defense and aerospace industry. In the sandstone of the Jurassic Shaximiao Formation in the Muchuan area of southwestern Sichuan Basin, there are multiple rhenium abnormally enriched layers with synsedimentary characteristics. The rhenium mineralization features here are significantly different from those in porphyry copper deposits, characterized by high rhenium grade and large resource volume. To determine the mineral composition and characteristics of rhenium-rich minerals in the rhenium abnormally enriched layer, this paper selects the Tieshangeng rhenium deposit, which is the most representative of the rhenium abnormally enriched layers in the Muchuan area, as the research object and systematically conducts tests such as polycrystalline X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and electron probe microanalysis (EPMA). The results show that there are three types of mineral assemblages of jordisite-chalcopyrite, clausthalite-anilite, and powellite-wulfenite-selenium-malachite in the metallogenic period of the Tieshangeng rhenium deposit, indicating that the ore-forming fluid gradually changes from medium-low temperature acidic reducing sulfur-rich conditions to medium-low temperature weakly alkaline oxidizing sulfur-poor conditions. The main rhenium-rich minerals in the deposit are jordisite (with a Re content of 0.01%~1.85%, averaging 0.35%), powellite (with a ReO2content of 1.02%~1.14%, averaging 1.08%), and wulfenite (with a ReO2content of 0.49%~0.58%, averaging 0.53%). Among them, jordisite is the most important rhenium-rich mineral, according to its morphology, it can be divided into oolitic jordisite, block-like jordisite, veinlet jordisite, foggy jordisite, and annular jordisite. Among them, the Re content in oolitic jordisite is the highest (up to 1.85%), and in terms of quantity, foggy jordisite and veinlet jordisite are the main ones. Comprehensive research suggests that the extraordinarily enriched rhenium ores in the Jurassic Shaximiao Formation in Muchuan area, southwestern Sichuan Basin is a kind of sandstone-type rhenium deposit produced in siliceous clastic rocks and closely related to jordisite.
