
创刊于1922年, 月刊
主编 :杨经绥
主管单位 :中国科学技术协会
主办单位 :中国地质学会
国际标准刊号 :ISSN 0001-5717
国内统一刊号 :CN 11-1951/P
国内邮发代号 :2-113
国外发行代号 :M 78
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2016, 90(9):ⅩⅩ-ⅩⅪ.
摘要:
2016, 90(9):2083-2099.
摘要:冥古宙是地球上最老的一个地质历史时期,由于缺少可靠的岩石记录一直没有得到国际地学界的重视和承认,到2004年才在建议的国际地层表中使用了冥古宙这一术语,定义从地球形成到出现地球最老岩石这段地球历史。但冥古宙与太古宙没有明确的地质界线,一些研究者提出了不同的年代界线(385Ga, 40Ga, 403Ga), 目前还存在较大分歧。 目前已知残存的冥古宙岩石只有两处,一处是加拿大的阿卡斯塔片麻岩(Acasta gneiss)中两个英云闪长岩和一个变质花岗闪长岩。前者锆石UPb年龄为4002±4Ma和4012±6Ma,后者为4031±1Ma。另一处是东南极索尼山(Mount Sones)的麻粒岩相英云闪长质片麻岩,已获得UPb年龄为3927±10Ma。世界上最老的表壳岩(≥3870Ma)出露在格陵兰。 冥古宙年代久远,地球形成最初的600~700Ma的初始岩石经历了陨石撞击、地壳再循环、重熔等改造,甚至再循环到地幔,几乎已经消失殆尽。目前主要以年轻岩石中的碎屑锆石或继承锆石作为桥梁,来追索这些古老锆石原来母岩的类型、特征及成因。 >3800Ma的碎屑锆石已在全球十多个地区发现,而以西澳伊尔岗克拉通的杰克山最多最全,从>3800Ma到4404Ma都有,在3840Ma, 3900~3920Ma, 4000~4200Ma, 4260~4300Ma和4404Ma显示峰值,其中以3900~4200Ma最为发育,4404Ma是目前世界公认的最老碎屑锆石。此外在北美克拉通、南非克拉通、华北克拉通等古老克拉通以及一些年轻造山带中都发现有冥古宙的碎屑锆石,这些锆石是追索冥古宙地质事件的重要桥梁。 通过对冥古宙碎屑锆石的研究提出了很多值得重视和进一步研究的课题和内容。包括早期地壳的性质,一些锆石具有与太古宙之后岩浆锆石特征相似的环带结构,因此这些碎屑锆石的母岩大部分被认为相当花岗质,来自老地壳的重熔。冥古宙碎屑锆石的Hf同位素等综合分析表明这些碎屑锆石来源于中性熔岩的结晶,或许表明早期地壳具有中性成分特征。冥古宙锆石的成因也是一个重要的课题,根据锆石中钛的含量、锆石Ti饱和温度计计算的温度以及锆石的一些结构特征,有的研究者提出冥古宙相当一部分碎屑锆石是陨石撞击导致的岩石熔融结晶产生的,是追溯地球早期撞击事件的重要手段。在4300Ma的碎屑锆石中包裹有金刚石和石墨晶体,前者表明锆石的母岩曾处于高压条件,而后者石墨的碳同位素接近有机碳,有人认为可能为生命起源的迹象。多个地区的碎屑锆石的边部Th/U比值低,UPb年龄为4000Ma左右,属于变质作用的产物, 表明当时地壳已具有一定厚度。 冥古宙碎屑锆石的研究提出了很多重要的问题,但是由于资料有限,有些认识还存在矛盾,还需要获得更多实际资料,才能对冥古宙的地质事件过程取得更可靠的科学认识。因此今后应加强可能赋存古老碎屑锆石地区的寻找,并发现更多古老碎屑锆石。对现有的古老碎屑锆石加强综合研究以及各地区的对比研究。
2016, 90(9):2100-2108.
摘要:现今之中国位于亚洲大陆东南部,西太平洋活动带中段;在全球板块构造图上,中国位于欧亚板块的东南部,南为印度板块,东为太平洋板块和菲律宾海板块。地质历史上,以中朝、扬子、塔里木等小克拉通为标志的中国主体属于冈瓦纳和西伯利亚两个大陆之间的转换(互换)构造域:古生代时期,位于古亚洲洋之南,属冈瓦纳结构复杂的大陆边缘;中生代阶段,位于特提斯之北,属劳亚大陆的一部分。显生宙中国大地构造演化依次受古亚洲洋、特提斯-古太平洋、太平洋-印度洋三大动力体系之控制,形成古亚洲洋、特提斯和太平洋三大构造域。不论古亚洲洋,还是特提斯,都不是结构简单的大洋盆地,而是由一系列海底裂谷带(小洋盆带)和众多微陆块组合而成的结构复杂的洋盆体系。加之中、新生代的太平洋构造域和特提斯构造域叠加在古生代的古亚洲洋构造域之上,使中国地质构造图像在二维平面上呈现镶嵌构造,在三维空间上呈现立交桥式结构,使中国不仅是亚洲,也是全球构造最复杂的一个区域。不同阶段的地球动力体系在中国的叠加、复合,使多旋回构造-岩浆和成矿作用成为中国地质最突出的特征。因而中国的造山带大多是多旋回复合造山带,成矿(区)带大多是多旋回复合成矿(区)带,大型含油气盆地大多是多旋回叠合盆地。
许志琴 , 杨文采 , 杨经绥 , 安芷生 , 王成善 , 李海兵 , 刘嘉麒 , 苏德辰 , 何碧竹 , 王达 , 张伟 , 张晓西
2016, 90(9):2109-2122.
摘要:大陆科学钻探是“入地”的重要手段,是“深入地球内部的望远镜”。中国大陆科学钻探事业开展15周年以来,取得重要进展,获得全球地学界的高度关注,特别是2001年实施的中国第一口大陆科学深钻 (5158m),成果辉煌,影响巨大。继后,又开展了青海湖环境科学钻探、松辽盆地白垩纪科学钻探、柴达木盐湖环境资源科学钻探,汶川地震断裂带科学钻探以及中国大陆科钻资源集成计划,总共钻进约 35km,显示了中国科学钻探方兴未艾的景象。为纪念国际大陆科学钻探20周年(1996~2016)和中国大陆科学钻探实施15周年(2001~2016),本文回顾中国大陆科学钻探实施15年来的艰辛和奋斗的历程,展望中国大陆科学钻探的未来。
郑绵平 , 张永生 , 刘喜方 , 齐文 , 孔凡晶 , 乜贞 , 贾沁贤 , 卜令忠 , 侯献华 , 王海雷 , 张震 , 孔维刚 , 林勇杰
2016, 90(9):2123-2166.
摘要:我国拥有得天独厚的盐湖资源,分布于北半球盐湖带欧亚盐湖亚带东部,主要分布在现代降水量<500mm/a 的范围内。本文对中国盐湖科学技术60年来取得的若干进展进行初步梳理。1在盐湖沉积与古气候、古环境研究方面:提出了各种盐类矿物的古气候转换指标。柴达木西部-塔里木东部氯化物型-硫酸盐型沉积区为我国第四纪以来干旱成盐中心,历经了6次以上的向外干旱(成盐)扩张期;提出青藏高原第四纪晚期存在5次泛湖高湖面;2在盐湖成矿与成盐成钾理论研究方面:首编青藏高原湖泊水化学分带图(1/250万),揭示了青藏高原盐湖水化学类型由南往北、由碳酸盐-氯化物型分布规律及其相应成盐成矿专属性;发现几个大型陆相钾盐矿床,提出了高山深盆成盐模式、链式多级中浅盐湖成矿模式、多级湖盆深盆成盐模式、砂砾型含钾卤水成矿模式以及“隔代承袭成钾”等新认识,建立和发展了“陆相成钾”理论认识;发现青海大柴旦湖钠硼解石-柱硼镁石矿床、西藏扎仓茶卡柱硼镁石-库水硼镁石矿床、聂尔错库水硼镁石矿床等新类型镁硼酸盐(锂)矿床,进而提出冷冻稀释成硼理论新认识。3自主研发出的“反浮选冷结晶工艺”生产氯化钾自控系统,使察尔汗盐湖钾盐达到300万吨/年KCl产量,形成了名牌钾肥产品。成功研发了罗布泊120万吨/年硫酸钾成套技术,建成世界最大的硫酸钾生产装置,2015年产量达160万吨,以上为我国钾肥生产作出了重大贡献。在自主研发的“冬储卤-冷冻-日晒-分离-盐梯度太阳池积热沉锂”创新技术支撑下,在西藏高原海拔4421米的扎布耶盐湖建成了世界海拔最高的锂盐产业,也是我国首条年产5000吨碳酸锂的盐湖提锂基地。4根据盐水域发育大面积杜氏藻等嗜盐菌藻、盐沼带和盐碱地繁衍多种盐生植物的盐境生态特点,提出“盐湖农业”(“盐土农业”)农业新概念,发展盐境绿色产业提供新的理念和技术支持。最后,为今后盐类科学发展方向,提出了深绿科技与产业研发方向,随着盐类科学技术的发展,将会促进新的边缘交叉学科盐类学(Salinology)的发展和日臻完善。
2016, 90(9):2167-2175.
摘要:本文应用小波多尺度分析等信息提取新方法,从地球重力场模型(EGM2008)经各项校正得到的中国及邻区卫星布格重力异常中提取和反演了中国及邻区上、中、下地壳的密度信息,揭示了区域地壳三维密度结构。下地壳低密度扰动主要出现在青藏高原和华南沿海到对马海峡一带,其它地区多现较高密度扰动。所有克拉通地体密度在中下地壳都是高密度的。中下地壳低密度扰动带可分成四类:(1)出现在板块边界的低密度扰动条带,(2)出现在中国西部挤压构造有关的山脉下方,(3)与拉张走滑构造有关的构造带,(4)和与大陆内部板内造山有关的构造带。上地壳结晶基底的低密度扰动可出现在显生宙造山带和未充分发育的大陆裂谷。碰撞俯冲造山带以地壳低密度大厚度为特征,但是板内造山带不同,以地壳局部高密度中厚度为特征,局部高密度反映了中基性结晶岩的存在,莫霍面上拱反映了中基性岩浆侵入。板内拉张裂谷带上地壳基底密度局部低、中地壳低速带发育反映拉张区的流体活动,而下地壳反射体发育、莫霍面变厚成层反映拉张区的玄武岩浆底侵。由于卫星重力测量资料分辨率毕竟有限,对中国东部地区还未能给出关于中地壳密度扰动的细节,还必须开展地面重力测量资料的小波多尺度分析。
2016, 90(9):2176-2180.
摘要:翁文灏最初定义的“燕山运动”主要根据《北京西山地质志》所提供的信息,当时并未对 “燕山运动”分期。在赴辽西北票地区考察后,翁文灏将“燕山运动”分为A、 B两期,A期为绪动,B期为主要期。详细的文献研读发现,翁文灏对“燕山运动”在北京西山和辽西的原始定义有出入。经对比分析,本文认为在北京西山一带代表“燕山运动”的主不整合面应在上窑坡组煤系地层与龙门组砾岩之间,在辽西一带应为北票组煤系地层与海房沟组砾岩之间。另外,本文认为“燕山运动”的A期(绪动)可能与中国东部北东向区域性大断裂发生同时。最为重要的是,本文认为A期“燕山运动”形成于极短的时间,如同时间坐标上的一个点,这个点构成了B期的边界点。
2016, 90(9):2181-2191.
摘要:青藏高原中部古近纪发育伦坡拉盆地、色林错盆地、尼玛盆地,组成伦坡拉-色林错-尼玛沉积凹陷,总体呈近东西走向,长超过250km,宽30~50km;凹陷中心古近系河湖相沉积地层厚度达5~6km,下部为古新统-始新统牛堡组砾岩、砂岩、泥岩、泥灰岩,上部为渐新统丁青湖组泥岩、页岩、粉砂岩夹油页岩,顶部被新近系河湖相沉积不整合覆盖。凹陷南部发育尼玛-色林错逆冲推覆构造,凹陷北侧发育赛布错-扎加藏布逆冲推覆构造,伦坡拉盆地北部发育薄皮推覆构造,伴有不同规模的褶皱变形。地壳深部不同深度发育多重逆冲推覆构造,羌塘地块南部自北向南逆冲推覆,拉萨地块北部自南向北逆冲推覆;两者对冲部位地壳厚度发生显著变化,地表形成古近纪沉积凹陷。根据深地震反射及构造解释,结合Airy均衡分析,表明不同深度逆冲推覆及对冲构造运动导致地壳缩短增厚,增厚地壳均衡隆升及密度差异对古近纪沉积凹陷及盆地演化具有重要控制作用。色林错凹陷及邻区古近纪沉积记录对青藏高原地壳增厚与隆升过程具有重要指示意义。
黄始琪 , 董树文 , 胡健民 , 施炜 , 陈宣华 , 刘志强
2016, 90(9):2192-2205.
摘要:蒙古-鄂霍次克洋于志留纪打开,志留纪-二叠纪该大洋板块向其两侧地块持续俯冲,形成与俯冲相关的古生代岩浆岩带,同时在大洋北侧的杭盖-肯特-达斡尔地区形成巨厚复理石建造,并不断有海山与其发生拼贴;二叠纪末,蒙古-鄂霍次克洋在其西段杭盖地区发生闭合,形成依旧具有大洋性质的喇叭状蒙古-鄂霍次克大海湾,此时,杭盖地区磨拉石建造大范围不整合覆盖于二叠纪之前复理石建造之上;三叠纪-中侏罗世,杭盖以东地区,蒙古-鄂霍次克洋板块继续向其两侧地体俯冲,在北蒙古-外贝加尔地区及中蒙古-额尔古纳地区形成与俯冲相关的中生代岩浆岩带;中-晚侏罗世-白垩纪,蒙古-鄂霍次克洋迅速闭合,大洋两侧地块发生碰撞拼贴,产生强烈构造变形,最终形成蒙古-鄂霍次克构造带。伴随蒙古-鄂霍次克构造带的形成,其中段的艾伦达瓦地区发生强烈的韧性剪切变形,形成艾伦达瓦韧性剪切带,该剪切带面理平均产状为327°/22°,线理平均产状为322°/19°,带内SC组构及不对称旋转碎斑,指示上盘由北西往南东强烈的推覆型剪切运动。同时,通过确定该剪切带原岩及后期侵入剪切带的未变形伟晶岩脉锆石UPb年龄,限定了蒙古-鄂霍次克构造带的形成时代约为174~163Ma;白垩纪,伴随造山后的构造垮塌,外贝加尔地区广泛发育拉张盆地和变质核杂岩,并伴随大规模的岩浆活动。志留纪-二叠纪末,蒙古-鄂霍次克洋的演化与古亚洲洋的演化密切相关;三叠纪-早侏罗世,大洋板块主要为正常俯冲阶段;中-晚侏罗世,蒙古-鄂霍次克洋迅速关闭,主要与“东亚汇聚”事件有关;白垩纪岩浆岩,拉张盆地和变质核杂岩的形成,与造山带增厚地壳的垮塌及地幔岩浆上涌有关。
2016, 90(9):2206-2218.
摘要:一直以来月球上都没有发现像地球上一样的全球板块构造现象,被认为是属于单板块构造的行星体并且是不活动的。随着月球地形探测精度的提高,人们逐渐发现了一些地质现象表明月球并不像之前想象的一样是不活动的。高精度的月形数据显示出了月球上除了存在众所周知的(撞击作用产生的)复杂的撞击构造外,仍然存在许多可能由内生作用产生的构造特征:如裂谷、山脊、火山群等。本文利用最新高精度月球激光高度数据(LOLA数据)建立了全月60m(相当于7秒网格)高精度月形图。由于数据量超大(TB级别),作者编写了基于并行架构的集群计算处理代码,其计算效率提高了近300倍。基于这些图件,作者在全球范围内找出许多重要的构造现象,并根据其构造及地质特征进行分类研究。研究结果表明并不像之前认识一样,月球上的确存在许多地质构造体是由月球的内生地质作用所产生,并建立对于月球结构和构造的新认识。此外,通过对比发现,像地球上全球尺度的线性山脉只是板块构造运动的结果;另一方面,在无板块构造的行星上,就像月球一样,会产生大面积的高地(月陆)和低地(月海地区),这种地质现象很有可能是行星地壳岩浆演化的直接结果。在文章最后,作者还将制作出的60m分辨率的全月月形系列图件附后并公开,以方便其他科研人员进一步开展相关研究;并以此敬献中国地质科学院60周年庆典。
刘勇 , 李廷栋 , 肖庆辉 , 邢光福 , 王涛 , 寇彩化 , 段政
2016, 90(9):2219-2232.
资源附件 , 资源附件 , 资源附件 , 资源附件 , 资源附件 , 资源附件 , 资源附件 , 资源附件
摘要:湘赣地区中生代是多金属矿产的集中地区, 是环太平洋成矿带的重要组成部分,该区中生代大规模成矿的最终制约因素来自地球深部,岩石圈厚度是探索地球深部的重要组成部分。本文通过湘南宁远玄武岩、长城岭辉绿岩和赣西北基性岩的研究,运用玄武岩主量元素对玄武岩的形成深度进行了定量模拟,初步探讨了湘赣地区中生代岩石圈厚度随时间的演化关系。研究表明,湘西南宁远地区晚三叠世岩石圈厚度约为53 km,湘中南长城岭晚三叠世岩石圈厚度约为81~84 km,赣西北早白垩世岩石圈厚度的形成深度约60~63km。
2016, 90(9):2233-2257.
摘要:庐枞火山岩盆地南侧的钾质侵入岩带由正长岩-石英正长岩-正长花岗岩组成,以石英正长岩为主。它们的形成时间介于123 Symbol~A@ 130 Ma之间,峰值约为126 Ma,其中正长岩和石英正长岩的形成时间稍早,而正长花岗岩的形成时间略晚。整个钾质侵入岩带的侵位时间晚于庐枞盆地内的橄榄玄粗质火山作用约4 Symbol~A@ 7 Ma,也是长江中下游地区除最东段的宁镇地区外中生代最晚的岩浆活动产物之一。地球化学上,该钾质侵入岩带以高钾、富碱、富集Rb、Th、U、K等强不相容元素和轻稀土元素、亏损高场强元素Nb、Ta和Ti为特征。它们的母岩浆主要是由富集型上地幔部分熔融形成的,从正长岩经石英正长岩到正长花岗岩的演化主要受矿物的分离结晶作用控制,地壳物质同化所起的影响不大。但与同样来自富集型上地幔部分熔融的庐枞盆地内火山杂岩的母岩浆相比,前者的母岩浆来源深度可能更大些或其中包含了更多来自软流圈地幔的组分。两者的演化路径也完全不同,钾质侵入岩带的母岩浆除经历过高压下的分离结晶作用外,晚期在低压下还经历过长石为主,可能还有黑云母的分离结晶,甚至上地壳物质一定程度的混染作用;而盆地内火山杂岩的母岩浆低压下矿物的分离结晶作用及上地壳物质的混染都不明显。庐枞盆地南缘的富钾侵入岩与盆地内的火山杂岩一样,地球化学上都具有明显的大陆弧的特征,暗示它们的岩浆源区可能形成于俯冲带环境,意味着扬子地块北缘先前 (推测为古元古代晚期)曾发生过俯冲作用,上地幔的交代富集可能就与这次的俯冲作用有关。
刘刚 , 董树文 , 马立成 , 崔建军 , 薛怀民 , 施炜 , 李建华 , 黄始琪
2016, 90(9):2258-2275.
摘要:长江中下游地区,北以郯-庐断裂及襄阳-广济断裂与桐柏—大别造山带相邻,南缘大致以常州—宜城—高坦—九江南—上朱—监利—桑植一线与江南地体为界,为扬子板块东段北缘,是我国中东部著名的中生代金属成矿带,是沿长江工业带的矿产供应基地,在我国甚至世界上具有鲜明特点。长江中下游地区成矿大地构造背景和过程经历了由板缘-板内的过程,成矿作用发生在挤压向伸展的转换过程。长江中下游地区成矿作用贯穿于“燕山运动”的始终,记录了太平洋板块俯冲作用的影响。长江中下游地区成岩成矿受基底构造和深部作用控制,与本区特有的基底有关。本区前震旦纪基底,由于绝大部分被掩覆于盖层之下,长期存在争议,对地层时代归属、划分对比、基底原始建造类型及大地构造意义等,均有不同的看法。长江中下游地区基底与成矿特征表明,长江中下游主要成矿带落在基底隆起带上,两个不同的基底的结合带有利成矿。
吴才来 , 雷敏 , 吴迪 , 张昕 , 陈红杰 , 李天啸
2016, 90(9):2276-2315.
摘要:南阿尔金花岗岩锆石UPb定年结果表明,西部的且末县南依干村花岗岩体年龄分别为352 SymbolqB@ 4Ma、349 SymbolqB@ 2Ma、343 SymbolqB@ 3Ma,东部的白干湖村北花岗岩体的年龄分别为447 SymbolqB@ 4Ma、444 SymbolqB@ 5Ma、448 SymbolqB@ 2Ma,茫崖镇西花岗岩为444 SymbolqB@ 6Ma、435 SymbolqB@ 4Ma,阿克提山花岗岩为265 SymbolqB@ 2M,柴水沟花岗岩为406 SymbolqB@ 5Ma,常春沟石英闪长岩为469 SymbolqB@ 3Ma,茫崖镇北花岗岩为462 SymbolqB@ 8Ma。根据花岗岩的定年结果,结合岩石地球化学研究,本文将南阿尔金花岗岩类划分出为五期:第1期岩石组合为石英闪长岩+花岗闪长岩+二长花岗岩,具有Ⅰ型花岗岩的属性,时代>460Ma;第2期岩石组合为石英二长岩+正长花岗岩+碱长花岗岩,具有S型号花岗岩的特征,时代为435~450Ma;第3期岩石组合为花岗闪长岩+二长花岗岩+正长花岗岩,具有A型花岗岩的属性,时代为404~411Ma;第4期花岗岩组合为花岗闪长岩+二长花岗岩,时代为343~352Ma,具有S型花岗岩的地球化学属性;第5期花岗岩组合为石英闪长岩+花岗闪长岩+花岗岩,具有Ⅰ型花岗岩的地球化学特征,时代为265Ma。根据年代学和岩石地球化学研究结果,结合区域地质特征,我们认为第1期(465~469Ma)花岗岩浆活动可能与洋壳的俯冲作用有关;第2期(435~450Ma)岩浆活动可能属碰撞后岩浆活动;第3期(404~411Ma)岩浆活动可能与板块碰撞后造山带块体均衡调整有关,第4期(343~352Ma)岩浆活动可能与特提斯构造活动有关,第5期(265Ma)岩浆活动可能与阿尔金断裂的活动有关。
2016, 90(9):2316-2333.
摘要:拉脊山混杂带之上的早古生代盆地由砾岩、砂岩和粉砂岩组成的陆相碎屑岩,在沉积时代、源区和构造属性方面缺乏研究。本文对两个杂砂岩样品进行了碎屑锆石LAICPMS UPb测年和Hf同位素分析。在两个样品中获得年轻的碎屑锆石加权平均年龄为413±5Ma,综合限定沉积时代为晚志留世-早泥盆世;碎屑锆石年龄谱明显分为4组:411~516Ma,619~ 1149Ma,1500~1621Ma和2356~2549Ma。其中411~516Ma的年龄数据约占总体的566%,所占比例最大,年龄相对集中,显示出强烈的峰值为441Ma,指示其物源可能源于中祁连加里东期俯冲增生、碰撞造山过程中产生的一系列岛弧火山岩和岩浆弧花岗岩类,这与碎屑锆石εHf(t)值(-111~+137)是一致的,同时也表明在加里东期有大量年轻的物质加入,这些物质在造山过程中遭受剥蚀成为主要的物源。碎屑锆石年龄组619~1149Ma约占总体的278%,峰值主要表现为950Ma和777Ma,与祁连造山带新元古代岩浆事件有关,反映新元古代大陆的汇聚和裂解相关的岩浆作用,与εHf(t)值是相对应的;1500~1621Ma年龄组反映碎屑物质可能来自祁连造山带;2356~2549Ma年龄组反映物源来自祁连造山带中的结晶地块,或者来自于华北板块结晶基地。综合分析表明,志留纪砂岩具有明显的多元性物源,以中祁连加里东期俯冲增生-碰撞造山过程产生的岩浆岩是主要物源区。
2016, 90(9):2334-2354.
摘要:花岗岩中包体是区域构造与深部过程研究结合的良好窗口,对研究花岗岩的成因和壳-幔相互作用有非常重要的意义。东天山南山口黑云母二长花岗岩中广泛发育镁铁质包体。主量元素组成上,寄主花岗岩岩具有中酸性、准铝质、富碱、富钾等特征;镁铁质包体则偏基性、贫钾。微量和稀土元素组成上,富集Rb、K、Th、U,贫Sr、P、Nb、Ta、Ti,且Zr、Hf含量相对较高,具中-强的铕负异常(046~057)。镁铁质包体与寄主岩具有相似的微量元素特征,但相对富集Sr、P,贫Zr、Hf,铕负异常中等或不明显(080~093)。闪长质包体属于同源包体,为寄主花岗岩同源母岩浆经结晶分异形成的早期产物。运用LAICPMS锆石UPb定年技术,该南山口岩体暗色镁铁质微粒包体与寄主黑云母二长花岗岩的锆石UPb年龄分别为2982±20Ma和2940±27Ma,包体与寄主岩样品具有相似的Hf同位素组成,暗示其母岩浆来自新元古代晚期和早古生代亏损地幔中分离的新生地壳。该高钾钙碱性的花岗岩及其包体可能形成于东天山后碰撞背景下的板片断离后引起软流圈上涌,底侵体带来的热能使得新元古代晚期和早古生代的新生地壳发生部分熔融。
尹继元 , 陈文 , 喻顺 , 孙敬博 , 张斌 , 杨莉 , 袁霞 , 张岩
2016, 90(9):2355-2364.
摘要:朱鲁木特石英正长斑岩出露于西准噶尔北部。地球化学研究结果显示,它们的SiO2含量在745%~776 %之间,显示高的K2O(460%~558%)、全碱(814%~961%)含量和高的K2O/Na2O比值(125~138),属于高钾钙碱性岩系列。铝饱和指数(A/CNK)=104~118,为过铝质岩石系列。稀土元素总量在128×10-6~236×10-6之间。它们显示了轻稀土富集\[(La/Yb)N=60~104\],重稀土相对平坦\[(Gd/Yb)N=096~112\],强烈的负Eu异常(Eu/Eu*= 023~026)为特征。微量元素显示亏损Nb、Ta、P、Ti等高强场元素,富集Rb、K、U和Th等大离子亲石元素和La、Nd和Zr等元素。岩浆源区可能经历了斜长石,磷灰石,钛铁矿等矿物的分离结晶作用。石英正长斑岩具有正的εNd(t)和εHf(t),年轻的t2DM(Nd)(474~572 Ma)和t2DM(Hf) (357~931 Ma)模式年龄,可能是古生代新生地壳物质的部分熔融的产物。它们具有较高的锆石饱和温度(834~865℃),与西准噶尔北部的A型花岗岩几乎同时形成,表明西准噶尔地区在早二叠世处于一种拉张高温的环境。
刘建峰 , 李锦轶 , 曲军峰 , 胡兆初 , 郭春丽 , 陈军强
2016, 90(9):2365-2383.
摘要:隆化地区蓝旗镇石榴石花岗岩位于华北克拉通北缘中部,与古元古代红旗营子杂岩密切共生。岩石主要由碱性长石、斜长石、石英、石榴石以及少量黑云母等矿物组成。锆石UPb定年结果表明,石榴石花岗岩的形成时代为1894~1878Ma,属于古元古代中晚期。岩石的SiO2和K2O含量分别介于6409%~7080 %和364%~573 %之间,属于高钾钙碱性到钾玄岩过渡系列;岩石具有较高的Al2O3(1450%~1613%)和较低的CaO(125%~327%)和Na2O(180%~257%)含量,铝饱和指数(ACNK)介于107~134之间,表明该岩体属于S型花岗岩。岩石具有较高的CaO/Na2O比值(>03),以及较低的Al2O3/Ti2O、Rb/Sr和Rb/Ba比值,指示岩浆源区为贫粘土、富斜长石的砂质岩。锆石Hf同位素分析进一步说明其物源可能是单塔子和红旗营子杂岩经风化作用的产物。蓝旗镇石榴石花岗岩具有与华北克拉通孔兹岩带内S型花岗岩相似的年代学和地球化学特征,结合区域变质岩和岩浆岩资料,本文认为孔兹岩带在空间上可能从内蒙古集宁地区向东延伸到了冀北地区。
曾普胜 , 李红 , 李延河 , 王兆全 , 温利刚 , 刘斯文
2016, 90(9):2384-2398.
摘要:云南兰坪金顶铅锌矿,作为亚洲最大的铅锌矿床,是三阶段成矿作用叠加的产物:第一阶段,是位于T1双峰式火山岩组合之上的三叠纪三合洞组时期(T3s)碳酸盐岩中的海相热水沉积型(MSEDEXtype)闪锌矿-方铅矿±天青石±菱铁矿矿床组合,分布于兰坪盆地西侧。第二阶段,晚白垩世-古新世陆相湖盆中的热水沉积型(CSEDEX type)矿床,是晚白垩世至古新世时期 (~110Ma,~65Ma), 挤压形成的高山应力转向伸展而形成的深的断陷湖盆(“高山深盆”)中,沿同生断裂(沘江断裂)喷流形成块状硫化物堆积于陆相红色砂岩盆地中形成的矿床,湖盆中靠沘江断裂一侧,大小不等灰岩角砾堆积于山麓,向西砾径逐渐变小,数量减少,直至湖盆西侧灰岩角砾消失变为正常湖相红色砂岩沉积;并且湖盆中的硫化物沉积出现温度控制的分带现象,北东侧架崖山、北厂一带以细粒闪锌矿为主,南西侧南厂、白草坪一带以细粒方铅矿为主。第三阶段,新近纪时期中-低温热液成矿作用。受到青藏高原东端逃逸挤压,兰坪盆地东侧中生代地层大规模向西逆冲推覆,甚至推覆体该在金顶湖盆上形成穹隆,将先前形成的金顶陆相湖盆中的铅锌矿封盖起来;同时,将三合洞组灰岩中MSEDEX型层控铅锌矿±天青石矿层倒转推挤之穹隆北东侧的跑马坪一带;在中-上新世时期出现挤压后的伸展转换,伴随伸展盆地的形成和深部热液的上涌(在东侧维西-通甸断裂内甚至拉出大量的粗面质火山岩+碱性玄武质火山岩),再次沿沘江断裂上升的深部热液沿次级断裂、裂隙输送至矿质丰富的穹隆内,含矿热卤水使众多的灰岩角砾遭受氧化卤水交代,在角砾边部形成石膏-硫化物壳层,同时,铅锌组分活化迁移至逆冲推覆岩片中高孔隙度的景星组(K1j)砂岩中大量聚集,形成浅成低温热液型(Epithermaltype)的砂岩容矿的铅锌矿。其结果,导致金顶穹隆有限的空间内,形成“三世同堂”的奇异景观,但各个世代的铅锌矿和硫酸盐具有不同的硫同位素特征,三合洞组时期的MSEDEX型铅锌-天青石矿,δ34S值在+79‰~+2112‰,显示出硫主要来自于海水硫酸盐的特征;晚白垩世-古新世时期的CSEDEX型含灰岩角砾的细粒铅锌矿的δ34S值在-549‰~ -10‰,显示出很大的变化范围,主要为负值,生物作用参与的特征明显;新近纪砂岩容矿的铅锌矿δ34S值在-22‰~+35‰,显示出深源硫为主的特征。这正是亚洲最大铅锌矿床形成的秘籍所在——特殊构造演化下的多期叠加成矿作用使矿质在有限空间内聚集。
王登红 , 赵正 , 刘善宝 , 郭娜欣 , 梁婷 , 陈伟 , 周新鹏
2016, 90(9):2399-2411.
摘要:九龙脑矿田位于南岭东段矿床分布最为集中、成矿强度最大的崇(义)-(大)余-(上)犹矿集区内,成矿条件优越,矿床类型丰富,同时发育矽卡岩型、热液脉型、云英岩型、破碎带蚀变岩型和风化壳型等多种类型矿床,形成了以九龙脑岩体为矿化中心,以钨锡为主,金银铜铅锌及铀、铌钽共生分带的矿化格局,在南岭乃至整个华南地区的成矿元素组合上极具代表性。通过对九龙脑矿田内岩浆活动与成矿作用的初步研究发现,不同类型矿床在成矿物质来源上与九龙脑岩体密切相关;在空间上东西成行,南北成列,构成网格状分布格局;成矿作用主要发生在燕山期,但同时印支期也伴随钨锡成矿作用。各矿床有可能归属于不同的成矿系列,或者属于同一个成矿系列的不同亚系列,或者同一个成矿(亚)系列的不同矿床式。并进一步提出①就矿找矿,对已知石英脉型矿床开展深部找矿;②根据分带性,对外带和内带矿床的找矿潜力进行评价;③根据共伴生规律,通过综合评价,明确找矿方向,拓展找矿领域;④根据区域成矿规律,通过区域对比,借鉴邻区矿田的成功经验,大胆实践;⑤打破常规思维,开拓新思路等五个找矿工作部署方向。
2016, 90(9):2412-2426.
摘要:马头钼铜矿床是长江中下游皖南地区新探明的一个中型多金属矿床,成矿受东西向古特提斯构造体系向北东向古太平洋构造体系转换机制制约。文章通过对矿床流体包裹体、稳定同位素地球化学特征进行研究,厘定了矿床成因,并构建了矿床成矿模式。研究结果表明:矿区内石英脉中流体包裹体均一温度范围为91 ℃~398 ℃、盐度范围为088%~374%、密度范围为018g/cm3~110g/cm3,属中温、中等盐度、中低密度流体,成矿流体演化经历了钾长石化、石英-绢云母化和青磐岩化三个阶段,石英-绢云母化阶段成矿规模最大;矿石与围岩全岩Pb同位素组成均一,在208Pb/204Pb206Pb/204Pb图中呈线性分布趋势,表明成矿物质具有多源性,花岗闪长斑岩参与成矿的特征更为显著;黄铁矿中硫同位素组成介于-100‰~+700‰,近似塔型分布,辉钼矿硫同位素组成高于黄铁矿,表明矿石矿物中硫同位素组成均一且达到平衡,硫主要来源于深部地幔,并受到地壳物质的混染;无矿、含矿两类石英脉氧同位素组成范围为980‰~130‰,二者为同源热液作用的产物,流体中δ18O水值为-121‰~+199‰,接近大气降水值,推测在成矿过程中原始含矿热液受到不同程度大气降水的混合。马头钼铜矿床为一具有斑岩型矿床围岩蚀变分带特征的次火山-热液矿床,属斑岩成矿系统,花岗闪长斑岩是区内最主要的成矿母岩,粉砂岩也为成矿提供了一定的物质条件,但钾长花岗岩脉与成矿关系不大。
2016, 90(9):2427-2436.
摘要:矿化剂元素硫(S)是绝大多数有色金属矿床成矿矿物中必不可少的组成物质,其对矿床形成的直接控制作用不言而喻。在目前收集到的文献资料中,有关S的研究多集中在示踪成矿流体来源方面,而关于地质体中S初始富集及其在成矿过程中的活动特性对成矿的控制却少有涉及。本科研团队历经十余年,在40多个矿床上对矿化剂元素S与成矿进行了系统研究,结果发现,热液成因矿床均产出在富S地质体中,地质体中S的富集与赋矿围岩同期形成,而且伴生有成矿元素的富集,构成初始矿源,奠定成矿物质基础。热液活动期间,初始矿源中矿化剂元素S及成矿元素发生活化、迁移和再富集,是控制成矿的直接因素。青海野马泉铁多金属矿研究结果证实,试验区灰岩中S的富集与灰岩同期形成,同时伴生有Pb、Zn、Ag、Cu等富集,构成矿源层。后期热液作用主导矿源层中S与成矿元素活化、迁移和再富集是成矿的必要条件,矿源层的沉积环境具有其特殊性。此项研究成果对矿床形成机制研究和矿床地球化学勘查均具有借鉴价值。
2016, 90(9):2437-2453.
摘要:热液金属矿床成因研究过程中,观测与实验始终是密切结合的。上世纪70年代,平衡热力学的实验数据的快速积累,使人们用热力学理论计算可以预测和反演矿石和岩石的成因。但是,没有矿物-水溶液的反应速率数据,又没有与流体力学的结合,搞清楚矿石成因是困难的。七、八十年代,开始研究矿物与水溶液的反应动力学实验。科学家们开始瞄准了从平衡-封闭-静态转向非平衡-开放-动力学研究的这个大方向。1992年我们建立地球化学动力学开放研究实验室。研究高温高压矿物与水反应速率,发现固液的开放体系的自组织现象。实验发现温度影响矿物的各个元素反应速率改变,发现在跨越水临界态时矿物与水反应速率涨落、在近临界的气-液两相不混溶区一些金属进入气相、超临界流体的氧化作用及特别的溶剂性能影响矿物溶解性质。实验证实:临界态区流体与矿石成因有关。水岩相互作用的反应动力学实验温度从低温到550度,揭示矿石的金属来源、迁移、金属与蚀变分带机制。〖JP2〗一大批大于300度的矿物与水反应动力学实验在国际界是少有报道的。九十年代,超高压的科学发展,与同步辐射光源的技术进步的结合,使固体地球科学又迈向了地球深内部。我们发展了高温高压流体性质的原位直测(测量850℃水溶液)红外谱,发现深部流体的新性质:气液两相流体的新结构,在临界温度区(300~400℃),水分子氢键网络的破坏受压力影响不大(23MPa~3GPa),同时,出现水的高电导率。研发新仪器为开放-流动-非平衡的反应动力学实验与极端条件下物质性质的直接观测结合,在科学前沿领域开辟了创新道路。
2016, 90(9):2454-2463.
摘要:矿产区划是“研究成矿规律、进行矿产预测、提出选区和地质工作部署建议”的工作,属基础性、公益性、科研性、先导性融合一体的矿产勘查前期工作。矿产区划工作在我国已实施了三轮,每一轮矿产区划工作都是由国土资源部领导直接部署,即由政府提出、政府下属的地勘单位、科研单位实施。矿产区划成果是部署矿产勘查,编制地质矿产保证工程和地质工作中、长期发展规划的资料基础及科学依据;矿产区划成果直接引领地质找矿突破和大型、超大型矿床的勘查。矿产区划的指导理论是区域成矿学,特别是矿床成矿系列理论最有效。三轮矿产区划的成果证实:矿产区划工作成果促进我国矿产勘查工作的发展,实现了地质找矿的突破;创建了我国独有的矿产预测新理论,发展和充实了矿床成矿系列理论;带动了计算机技术在矿产勘查中的应用;实现了地质矿产理论研究与矿产勘查的一体化。
张发旺 , 陈立 , 王滨 , 么红超 , 许柏青 , 李敏巍 , 胡博文 , 钱龙
2016, 90(9):2464-2475.
摘要:矿区水资源保护和矿山防治水这两个互相矛盾又紧密联系的问题给传统的矿山水文地质学带来了更多的挑战和机遇,迫切需要新理论、新技术的发展。为了更好的实现矿区未来地下水资源的开采、利用与保护以及采煤安全和区域水资源可持续利用,本文选择长治盆地为重点研究区,从采动引起的覆岩移动入手,在资料分析的基础上,采用相似材料模拟、综合物探、野外监测、现场注(压)水试验的方法,运用水文地质学原理研究了采煤引起含水层结构变异厚度及其渗透性变化特征;在此基础上,以长治盆地集中开采区水文地质条件和野外监测数据为基础,建立了区域地下水流场三维动态模拟试验台,为研究含水层结构变异后的地下水循环机理和水资源重新分布提供技术支撑;本文同时指出了我国矿山水文地质研究目前存在的问题和面临的挑战,分析了矿山水文地质学科的发展趋势,展望了未来相关分支学科和关键核心技术的发展方向与前景。
2016, 90(9):2476-2489.
摘要:地下水系统是包含地质环境、地下水动力、地下水化学等子集的综合系统,早在2000年前的古罗马时代,人们就已应用水文地球化学方法开展地下水的水化学特征、地下水补给、径流与排泄等研究。近现代同位素技术的发展,为开展地下水补给和可更新性、追踪地下水污染等方面的研究,提供了极大帮助。研究者通过分析地下水样品的水文地球化学指标,如K+、Ca2+、Na+、Mg2+等离子,结合δ18O、δD、δ37Cl、δ81Br等稳定同位素指标,在地下水径流特征分析、水岩相互作用过程、地下水咸化、地下水资源管理以及地下水水质问题等研究方面取得了大量成果。本文概述了国内外近年来应用水文地球化学与同位素结合的手段进行地下水系统研究取得的成果及进展,着重回顾了在地下水咸化、地下水硝酸盐及微量有机污染以及地下水资源管理研究中的应用成果。文末讨论了应用水文地球化学与同位素结合的手段研究地下水系统的基本方法,探讨了开展地下水质质量评价与地下水资源管理的科学方法,展望了水文地球化学与同位素方法在地下水有机污染调查研究中的应用前景,认为该方法可以为地下水中新型及持久性有机污染物的来源及污染特征研究提供重要支撑。
2016, 90(9):2490-2501.
摘要:岩溶储层在垂向上的分带性是岩溶在垂向上发育不均匀的客观表现。根据现代岩溶理论,通过对大量测井资料的统计分析,按照岩溶缝洞系统发育强弱及地下水运动方式、岩溶作用方式,将岩溶储层垂向上划分为表层岩溶带、垂向渗滤溶蚀带、径流溶蚀带、潜流溶蚀带等四个岩溶发育带,并建立了塔河油田奥陶系岩溶储层垂向带划分的测井响应与岩溶成因组合指标体系。测井响应指标包括自然伽玛、电阻率、井径等;岩溶成因指标包括地下水径流方式、岩溶作用类型、充填特征和岩溶个体形态等。根据岩溶储层垂向带划分标准,对塔河油田奥陶系岩溶储层垂向带发育特征进行了统计分析,并对不同地貌区岩溶储层的垂向带发育特征进行分析。分析认为:表层岩溶带以大中型溶蚀孔洞为主,测井显示为高伽玛,低电阻;半充填(或未充填)时测井表现为低伽玛,低电阻;垂向渗滤溶蚀带以高角度溶缝和小型溶蚀孔洞为特征,测井显示为低伽玛,高电阻;径流溶蚀带多发育大型溶洞,测井显示为高伽玛,低电阻;潜流溶蚀带岩溶弱发育,测井显示为低伽玛,高电阻。
韩建光 , 于常青 , 张晓波 , 谷丙洛 , 王赟 , 陈鹏
2016, 90(9):2502-2512.
摘要:多波地震勘探技术能够同时获得纵波和转换波资料,与常规的纵波勘探相比,能够提供更多的地下介质信息。且转换波对于埋深较浅的小断层、小幅度构造有更高的分辨率,充分利用多分量地震资料可以有效的提高地震勘探的精度。本文将多波地震技术引入到陆域冻土区天然气水合物勘探中,对陆域冻土区水合物进行多波地震数值模拟研究。采用弹性波有限差分方法进行多分量正演模拟,利用仿射坐标转换法将原始的多分量地震数据进行纵横波叠前分离,并通过多波高斯束偏移方法分别对波场分离后的PP波和转换PS波进行叠前深度偏移成像。根据我国祁连山冻土区水合物实际地震地质资料,建立逼近真实地质情况的天然气水合物数值模型。对上述水合物模型进行多波地震数值试算表明,多波地震勘探技术是一种有效的陆域冻土区水合物探测方法,充分利用多波地震资料有利于查明陆域冻土区水合物精细的地质构造,取得更好的勘探效果。
吕君昌 , 滕芳芳 , 孙德玉 , 沈才智 , 李国清 , 高霞 , 柳汉丰
2016, 90(9):2513-2525.
摘要:本文总结了古神翼龙类的特征,尤其是对中国发现的没有牙齿的翼龙类(包括古神翼龙类、朝阳翼龙类及神龙翼龙类)进行系统总结。通过对比,把中国的古神翼龙类建立两个新的亚科:中国翼龙亚科及华夏翼龙亚科。从古神翼龙类头骨形态变化来看,其演化趋势是头骨由低长向短高变化,这一变化的原因可能与其食性变化有关。 根据在辽西凌源四合当九佛堂组发现的一几乎完整的化石骨架建立了中国翼龙新种:凌源中国翼龙(新种),它具有以下特征:鼻眶前孔的长度与高度之比率为320;吻部指数为303;股骨与胫骨长度之比率约为066以及第2翼指骨与第1翼指骨长度之比率为085。根据发现于辽西朝阳九佛堂组的另一个体较小的古神翼龙类化石骨架,建立华夏翼龙属一新种:返祖华夏翼龙 (新种)。虽然它个体较小,但是它具有华夏翼龙类似的头骨脊,然而它的第2和第3翼指骨的后面具有原始喙嘴龙类翼龙的沟状结构,以区别于其它的华夏翼龙类。返祖华夏翼龙的翼指骨后部沟状结构的出现,应为返祖现象的体现。而这一现象,在翼手龙类中为首次报道。

创刊于1922年, 月刊
主编 :杨经绥
主管单位 :中国科学技术协会
主办单位 :中国地质学会
国际标准刊号 :ISSN 0001-5717
国内统一刊号 :CN 11-1951/P
国内邮发代号 :2-113
国外发行代号 :M 78