西南晚二叠世与煤共（伴）生稀有金属铌的富集成矿机理

新矿床类型的研发对建立国家资源安全体系具有重要意义。西南地区晚二叠世与煤共（伴）生稀有金属铌矿床发现为产生具有中国煤田地质特色及其与煤共（伴）生金属矿床的前沿创新性成果提供了机会。课题将以西南地区晚二叠世富铌煤和碱性火山灰蚀变粘土岩夹矸（Tonstein）为典型实例，运用煤地球化学、煤岩学、矿床地球化学和煤田地质学等理论，以盆地演化过程中的地质事件与铌富集成矿之间的关系为纽带，深入研究富铌煤和碱性Tonstein中超常富集铌的丰度、赋存状态、来源和空间分布规律，查明铌的运移途径、影响铌迁移和富集的地质与地球化学因素（火山活动、热液流体、物源、聚煤环境和煤相、生物有机质、风化氧化等），揭示铌的成矿期次，提出与煤共（伴）生铌矿床的成矿机理和模式，确定西南地区晚二叠世与煤共（伴）生铌矿床找矿预测的主要地质地球化学标志与方向。

新类型稀有金属矿床的研发对建立国家资源安全体系具有重要意义。煤型稀有金属矿床是煤地质学研究的热点问题。在云南东部上二叠统宣威组含煤建造下段发现普遍存在单层厚度很大的（一般为1m以上，局部超过10m）、高度富集 Nb、Zr、REE和Ga的多层矿化层。这些元素的高度富集归因于大规模碱性火山灰喷发。这是多种稀有金属共同富集的新矿床类型。..西南地区晚二叠世煤中Nb、Zr、REE和Ga的富集主要是碱性流纹岩形成的Tonstein以及热液流体所致，稀土元素的主要载体是磷镧铈矿，磷镧铈矿和含硅的磷镧铈矿的形成来自热液流体，煤中富集的锆石属于自生成因；在自生的锐钛矿中高度富集铌。煤中并不是所有的火山灰均能形成Tonstein层，当碱性火山灰规模相对较小，这些火山灰便较为均匀地分布在煤的有机质中，导致煤中Nb、Zr、REE、Ga等元素的富集。.对比了不同性质火山灰所形成Tonstein的矿物和地球化学特征。在西南地区识别是3种不同性质的火山灰（酸性、基性和碱性），矿物组成以高岭石或者伊蒙混层矿物为主。基性火山灰中富集Sc、V、Cr、Co和Ni。碱性火山灰中富集Nb、Zr、REE和Ga。酸性、碱性和基性火山灰中的TiO2/Al2O3分别是< 0.02、0.02~0.08、> 0.1，表明它们具有不同性质的原始物质来源。碱性火山灰主要分布在晚二叠世含煤岩系底部，而酸性火山灰主要分布在中部和上部。不同性质的火山灰层可能是地幔柱成因峨嵋山大火成岩省消亡阶段的产物。..西南地区煤型铌矿床的发现，回答了煤地质学和煤地球化学领域多年来悬而未解的问题，即碱性火山灰在含煤岩系中是否能够保存，以及是否能够成矿的问题。..课题组在Chem Geol、Int J Coal Geol、Miner Deposita等国际期刊发表SCI论文21篇；2013年课题组成功入选“教育部创新团队”；所取得的进展“煤中矿物质富集机理”于2013年获得教育部自然科学一等奖；课题组在2012年有4篇文章入选Top 1%高引论文，有2篇文章在2012年同时入选“中国百篇最具影响国际学术论文”；课题负责人在2013年当选为国际有机岩石学会副主席和候任主席，在2012年当选为国际Ralph Gray Award委员会主席；课题负责人于2013年获得973项目首席科学称号。