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万渝生,颉颃强,谢士稳,刘守偈,马铭株,董春艳,李鹏川,李源
2025,99(1):1-22, DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2024516
Abstract:
地球是太阳系中唯一发育大规模长英质陆壳的星球。陆壳形成演化是一长期的过程。≥3. 8 Ga岩石和≥3. 9 Ga锆石迄今分别只在9个和大约20个地区被发现。随着时代演化,陆壳规模越来越大,表壳岩由以变质玄武岩、变质超基性岩为主转变为变质玄武岩、变质超基性岩、变质中酸性火山岩和变质碎屑沉积岩广泛发育。虽然BIF(条带状铁建造)在3. 8 Ga以前就已存在,但其规模在新太古代晚期—古元古代早期才达到顶峰。TTG(英云闪长岩- 奥长花岗岩- 花岗闪长岩)构成太古宙克拉通的主体,它们的岩石类型和组成特征在3. 8 Ga就显示出多样性。随时代演化,花岗闪长质岩石的比例逐渐增高。TTG的轻重稀土分异程度随时代不断增大,反映了陆壳厚度不断增大的演化趋势。中太古代晚期—新太古代早期发生了全球性的陆壳巨量增生,导致类似于现代板块构造体制在新太古代中晚期广泛发育。富钾花岗岩在新太古代中晚期大量形成,是太古宙基底克拉通化的重要标志。克拉通化的实质是克拉通内不同层圈达到物理、化学和力学上稳定和相互耦合。可把冥古宙—太古宙陆壳形成演化历史划分为四个阶段:4. 4~3. 8 Ga、3. 8~3. 0 Ga、3. 0~2. 6 Ga和2. 6~2. 5 Ga,大致分别代表了陆核形成、陆块发展和形成、克拉通化阶段。太古宙—元古宙关键转折期在地球的演化历史上具有里程碑意义。
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2025,99(1):23-43, DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2024535
Abstract:
胶- 辽- 吉古元古代构造带的构造属性及动力学演化长期存在争议。本文通过总结该带构造- 岩浆- 变质作用及变质火山- 沉积岩系的已有研究成果,发现造山前2. 2~2. 0 Ga花岗质岩石主要为形成于高温低压伸展构造环境的A型花岗岩,部分为源自下地壳基性岩部分熔融形成的I型花岗岩,它们与变质基性侵入岩及变质流纹岩- 英安岩和变质玄武岩构成了造山前大陆伸展背景下的双峰式岩浆作用。它们“弧岩浆”属性的地球化学性质主要继承自源区太古宙TTG岩石或基性岩浆上升过程受大陆岩石圈地幔和地壳的同化混染作用。整个胶- 辽- 吉古元古代构造带没有发现真正意义上类似于现代板块洋- 陆俯冲作用有关的岩石- 构造组合(如残留洋壳、俯冲增生杂岩(楔)、弧背构造、大型走滑断裂、双变质带及岩浆作用的时空变化等)。龙岗地块和狼林地块具有统一的太古宙克拉通基底及演化历史。“南带”和“北带”的不同变质沉积地层具有类似的物源,沉积环境为稳定的被动陆缘,沉积时代为2. 20~1. 95 Ga,并经历了1. 95~1. 80 Ga顺时针变质P- T演化轨迹的中压—高压麻粒岩相和高温—超高温变质作用。综合已有的地质及地球物理证据,构建了胶- 辽- 吉古元古代构造带的起源及动力学演化模式:① 华北克拉通东部陆块新太古代末巨量TTG岩石形成的同时,在下地壳形成巨量高密度的麻粒岩相—榴辉岩相残留物质,新太古代末已形成的稳定克拉通岩石圈地幔使这些高密度的麻粒岩相—榴辉岩相残留物质能够稳定保留。② 在2. 2~2. 0 Ga,热的、相对低密度的软流圈热点上涌,东部陆块沿胶- 辽- 吉构造带发生陆内伸展变形,破裂形成北部的龙岗地块和南部的狼林地块。③ 在1. 95~1. 85 Ga, 高密度的榴辉岩化下地壳连同岩石圈地幔,受重力(负浮力)作用驱动,俯冲(下沉)进入热的、低密度的软流圈地幔,带动龙岗地块和狼林地块沿胶- 辽- 吉带发生汇聚造山作用。④ 在1. 85~1. 80 Ga,造山带去根,软流圈上涌,造山带垮塌及造山后伸展。
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2025,99(1):44-57, DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2024488
Abstract:
位于东欧克拉通、西伯利亚克拉通和塔里木克拉通三者之间的古亚洲洋构造域西段发育众多蛇绿岩。依据时空分布特征,可以划分为:① 叶尼塞蛇绿岩带、② 库兹涅茨- 西萨彦- 湖区蛇绿岩带、③ 萨拉伊尔- 阿尔泰蛇绿岩带、④斋桑- 南蒙古蛇绿岩带、⑤东哈萨克斯坦- 西准噶尔蛇绿岩带、⑥ 东准噶尔蛇绿岩带、⑦北天山蛇绿岩带、⑧纳曼- 贾拉伊尔蛇绿岩带、⑨特尔斯克伊蛇绿岩带、⑩乌拉尔- 南天山蛇绿岩带等。区内蛇绿岩的组合多不完整,伴生火山碎屑岩,地幔岩以方辉橄榄岩+纯橄岩+二辉橄榄岩为主,蛇绿岩年代学特征反映出古洋盆的演化时长一般为60~80 Ma左右,体现了洋盆规模有限。以库兹涅茨- 西萨彦- 湖区蛇绿岩带为标志的古洋盆,为第一代古亚洲洋,起始于埃迪卡拉纪。第二代古亚洲洋则是以区内分布最为广泛的寒武纪—奥陶纪蛇绿岩为标志,呈现出微陆块与小洋盆相间的构造格局。第三代古亚洲洋主要指泥盆纪—早石炭世的斋桑洋和乌拉尔- 南天山洋。区内不存在从早古生代至晚古生代持续演化的古洋。古亚洲洋的俯冲造山更多的是一些小洋盆消失过程中的造山作用,碰撞并不是西伯利亚与冈瓦纳两个大陆之间的直接作用,而是通过其间的微、小陆块间的相互作用,造山作用并不强烈,缺乏超越构造带的大规模推覆构造。
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2025,99(1):58-77, DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2024474
Abstract:
古亚洲洋构造域是由东欧克拉通和西伯利亚克拉通南侧的沟弧盆系统、主洋盆系统和卡拉库姆- 塔里木- 华北克拉通北侧的大陆边缘系统组成的复合型造山带,其动力学体系波及范围涉及萨彦- 额尔古纳造山系、乌拉尔- 天山- 兴蒙造山系,昆仑- 祁连- 秦岭造山系等,这一地域保存了新元古代晚期到泥盆纪造山过程的丰富信息,是研究古亚洲洋演化的重要窗口。本文以古亚洲洋动力学体系波及范围的中西段为研究对象,在总结前人研究成果的基础上,将新元古代晚期至晚泥盆世的构造运动划分为贝加尔造山运动、萨拉伊尔(兴凯)造山运动、哈萨克斯坦造山运动、加里东造山运动和天山造山运动:① 贝加尔造山运动使图瓦地块和阿巴坎地块拼接到西伯利亚克拉通南缘,表现为增生造山;② 萨拉伊尔造山运动使阿尔泰地块和南蒙古地块先后拼贴在西伯利亚克拉通南缘,形成萨彦- 额尔古纳增生造山系,也属于增生造山运动;③ 出现在中奥陶世—晚奥陶世的哈萨克斯坦造山运动使科克切塔夫地块、斋桑地块、克孜勒库姆地块、巴尔喀什- 伊犁地块、伊塞克地块、中天山地块及准噶尔地块之间的洋盆封闭,形成哈萨克斯坦联合陆块;④ 发生在志留纪末(东西昆仑则持续到中泥盆世末期的加里东造山运动使阿中地块、中祁连地块、南祁连地块、柴达木地块、西秦岭联合地块、秦岭地块和上扬子陆块拼贴在中轴大陆块区南缘,造成中轴大陆块区南缘大陆增生;⑤发生在中泥盆世末—晚泥盆世的天山造山运动使中轴大陆块区中西段与扩大后的西伯利亚陆块拼接在一起。本研究加深了对古亚洲洋复杂构造历史的理解及对区域地质的影响。
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张进,张北航,赵衡,刘玉刚,江海,曲军峰,王振义,张义平,赵硕
2025,99(1):78-103, DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2024429
Abstract:
中生代是中国中东部重要的演化阶段,发育有不同阶段鲜明和丰富的陆内变形。通过统计分析基于断层滑动矢量反演得到的古构造应力场数据,进一步细化了前人关于中国东部古构造应力场的划分方案,将我国中东部的中生代演化划分为4个阶段,即中、晚三叠世、中侏罗世—早白垩世、早白垩世、早白垩世末—晚白垩世初。古构造应力场区域性特征可以用来约束主要构造阶段的环境与背景。统计表明,中、晚三叠世北方以近南北向缩短为主而南方由于旋转以及多板块的作用,显示不同方向的古构造应力场,三叠纪早期还发育有不同性质的韧性变形,古亚洲洋关闭后的陆内变形、华北与扬子板块的碰撞、扬子与印支地块的碰撞以及东、西华夏地块之间的作用是导致不同地区不同变形以及不同古构造应力场的背景;中侏罗世—早白垩世在总体一致的西北西- 东南东向区域应力场条件下,叠加了蒙古- 鄂霍茨克造山带的作用,同期的古太平洋板块低角度的俯冲是主控因素;早白垩世的区域性北西- 南东向伸展指示具有一致的背景,古太平洋板块的回撤可能是主控因素;早白垩世末—晚白垩世初在中国中东部存在一期短暂的北西- 南东向缩短,从南向北,变形的时代依次变年轻,指示欧亚大陆东缘存在一期从南至北的构造作用,可能与外来地块的碰撞作用有关。中国中东部中生代的陆内演化或者变形与不同时代来自不同方向的板缘作用有重要关系,当然也不排除其他因素的可能性。
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2025,99(1):104-119, DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2024415
Abstract:
郯庐断裂带是中国东部规模最大的一条岩石圈断裂带,也是中国东部最重要的一条中、新生代岩浆、成矿和构造活动带。不能很好地认识郯庐断裂,就不能很好地认识中国东部中生代的构造演化,也就不能很好地理解欧亚大陆的当今格局。本文从我们近年来对郯庐断裂带沿线中生代岩浆岩的研究成果出发,以任纪舜先生主编的《国际亚洲地质图》为指导思想,提出郯庐断裂的大型走滑启动应与早白垩世(~143 Ma)洋底高原与欧亚大陆的碰撞有关。郯庐断裂这一切割岩石圈深度的大型断裂是导致华北克拉通发生破坏的关键因素,为深部幔源物质的上涌提供了通道。郯庐断裂带两侧有规律地成群成带分布金矿等多金属矿产,多形成于郯庐断裂大型挤压走滑后(~123 Ma)的伸展背景。
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2025,99(1):120-138, DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2024510
Abstract:
西南日本位于欧亚大陆边缘,记录了有关大洋俯冲增生、高压变质、弧岩浆作用等复杂的地质过程,是理解东亚陆缘晚中生代构造演化的关键。本研究通过解析日本晚中生代的构造演化,尤其是俯冲增生杂岩过程与火山- 沉积层序,探讨了日本构造演化过程、背景及其与中国华南构造- 岩浆事件之间的联系。研究表明,西南日本在晚中生代时期先后受控于侏罗纪—早白垩世的伊泽纳歧板块俯冲与白垩纪库拉板块的俯冲,前者于晚石炭世开始扩展,从早侏罗世开始俯冲于欧亚大陆之下;后者于晚侏罗世开始扩展,早白垩世晚期开始俯冲,晚白垩世末期沉没于欧亚大陆之下。依据区域构造- 地层- 岩浆活动特征,西南日本晚中生代由古太平洋板块俯冲所引起的区域构造运动可大致分为三期:早燕山运动(约190 Ma、165~160 Ma)、中燕山运动(约135 Ma)以及晚燕山运动(约110~100 Ma),与中国华南或整个中国东部燕山期构造演化具有一致的表现形式。这些构造事件与大洋上微陆块的拼贴以及洋脊俯冲过程密切相关。古太平洋板块俯冲早期阶段,岩浆前锋从大洋一侧迅速西进至内陆地区,从晚侏罗世开始,受到弧前微陆块碰撞的影响开始后撤,直至白垩纪迁移至日本一带。中国华南白垩纪岩浆作用主要受控于板块断离背景下地幔上涌的控制。
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2025,99(1):139-149, DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2024519
Abstract:
大地构造学是地球科学最具前沿性和纲领性的学科领域。国际大地构造学假说和理论的出现,经历了20世纪初的槽台学说,到大陆漂移- 海底扩张发展再到20世纪60年代的板块构造学说。20世纪,在槽台学说的基础上,中国大地构造研究提出了地质力学、地洼、波浪- 镶嵌、多旋回、断块等学说思想。在板块构造学说引入中国后,中国学者全盘接受了板块构造理论。从此开始,以板块构造为基础的学说思想,研究和探讨中国大地构造及演化。在此基础上取得了中国构造演化系统性的认识。然而这些研究成果是否具有普适性,是否具有全球格局的普遍性以及对于全球构造理论的提升是否具有足够的贡献,需要进行深入地思考。特别是全球大地构造格局形成的核心问题如超大陆的形成、板块构造的起源、大陆的稳定性等依然处于探索中。正因如此,在几十年来的研究和发展中,仍有一些关键问题存争议,如板块构造与大陆构造的关系和内在联系,大陆是如何演化的,以及超大陆的形成与裂解,板块构造最早出现的时间及特征等全球关注的科学问题,以及中国大陆构造及演化的独特性是否具有全球普遍性,依然是未来研究的方向。针对此,本研究在全球大地构造及中国大地构造研究的基础上,分析了中国大地构造研究的核心问题。以全球格局为视角,分析和提出了解决关键问题的可行性,强调指出全球构造包括了板块构造(plate tectonics)和陆内构造(intracontinental tectonics),即跨大陆(贯穿大陆)构造(transcontinental tectonics)的思想。
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2025,99(1):150-165, DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2024520
Abstract:
原特提斯洋是研究特提斯地球动力学的重要切入点,目前对原特提斯洋的起源,以及内部多个陆块/微陆块之间的亲缘性研究仍存在争议,这直接限制了对原特提斯洋形成演化历史这一关键科学问题的研究。埃迪卡拉纪,原特提斯构造域内很多陆块/微陆块都发育一套冰期沉积地层。本文通过对华北克拉通南缘、欧龙布鲁克微陆块以及祁连山等地埃迪卡拉纪冰碛岩地层的综合对比分析,结合扬子及塔里木的冰期资料和区域上蛇绿岩的发育,认为华北、扬子、塔里木克拉通及其间的陆块/微陆块在埃迪卡拉纪可能连为一体,共同沉积了古中国地台最初的盖层,原特提斯洋可能并不是从元古宙延续到早古生代的大洋,而是古中国地台解体后产生的早古生代小洋盆- 微陆块体系。
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2025,99(1):166-191, DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2024523
Abstract:
超大陆汇聚和裂解过程直接导致岩石圈物质组成和结构的显著变化,进而深刻影响地球深时大气圈、水圈和生物圈等表层环境系统。中元古代晚期至新元古代早期属于Rodinia超大陆聚合的关键时期,也是全球规模板块构造冷俯冲和超高压变质作用的起始阶段。由于以往报道华北克拉通在该时期岩浆- 构造的记录稀少,因此与Rodinia超大陆的关联以及在Rodinia超大陆重建中的位置长期存在争议。最近研究表明,华北克拉通徐淮、大连地区以及朝鲜平南盆地广泛发育顺层侵入的辉绿岩床,与Rodinia超大陆有关。本文以徐淮盆地发育的基性岩床为代表,通过岩石学、同位素年代学和地球化学等分析手段,探究其成因和构造背景。辉绿岩床形成于新元古代早期940~890 Ma,持续时间长达~50 Ma,可分为940~920 Ma(高Ti,侵位于淮北群中部倪园组)和920~890 Ma(低Ti,侵位于淮北群上部望山组)两期。两类(期)辉绿岩的地球化学成分以拉斑质玄武岩为主,部分高Ti样品为碱性玄武岩。稀土元素配分右倾模式,轻稀土富集(La/Yb)N=2. 5~8. 6,Nb- Ta弱亏损Nb/La=0. 63~1. 12(大部分小于1),大离子亲石元素(如Rb、Ba)和高场强元素(如Zr、Hf、Ti)相对富集。高Ti样品的微量元素分馏程度高,与OIB近似;低Ti样品具有与CFB相似的地球化学属性。两类辉绿岩Sr- Nd- Hf- O同位素显示不均一性,高Ti样品的Nd- Hf同位素比低Ti样品亏损,全岩Nd与锆石Hf同位素轻微解耦。锆石重O同位素(δ18O 值为6‰)表明,两类辉绿岩源区的岩石圈地幔经历熔/流体交代,熔/流体来自于俯冲板片的脱水熔融。结合地层碎屑锆石所揭示的物源信息,华北克拉通新元古代早期沉积体系的碎屑岩源区由克拉通内部向外部迁移,且外来物质Hf同位素亏损,属于新生地壳,暗示盆地周围发育大规模与板块俯冲相关的弧岩浆。据此,本文认为华北地区中元古代晚期—新元古代早期的基性岩床与板块俯冲后撤或与大地幔楔作用有关。
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陈奋宁,计文化,辜平阳,李荣社,陈守建,张海军,孟勇,张晨博,查显锋
2025,99(1):192-208, DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2024530
Abstract:
位于布青山- 阿尼玛卿山两侧的共和盆地和巴颜喀拉山盆地,三叠纪时其沉积特征与古特提斯洋的分支洋——布青山- 阿尼玛卿山洋的演化密切相关。前人对盆地东部进行了大量研究工作, 但对盆地中- 西部的研究较为薄弱。本文选取共和盆地隆务河群和巴颜喀拉山盆地巴颜喀拉山群为研究对象,通过对二者的沉积序列、古流向、沉积物源和原型盆地类型等综合分析研究,结合已有的区域地质资料,探讨布青山- 阿尼玛卿洋的闭合时限。研究认为:① 共和盆地三叠纪时为弧后盆地,接受不同的物源区,玛沁以北,共和、贵南、泽库、河南以西物源区为东昆仑和柴达木,玛曲以北,共和、贵南、泽库、河南以东物源主要来源于东北部的祁连山,玛沁、玛曲以南物源来源于南部布青山- 阿尼玛卿山;② 巴颜喀拉盆地三叠纪时为残留洋盆地,主要物源来源于北侧的布青山—阿尼玛卿山;③ 布青山- 阿尼玛卿山地区在三叠系沉积之前已经隆升并成为剥蚀区,为两侧盆地体提供主要物源。
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张素梅,汪洋,任纪舜,朱俊宾,张敏杰,苏天瑞,王霄汉,于延秋,王诗琪
2025,99(1):209-223, DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2024424
Abstract:
由于华南造山带缺乏早古生代初岩浆活动的直接证据而导致华南造山带与扬子地块碰撞拼合完成时间、早古生代初的大地构造背景、是否属于冈瓦纳一部分等科学问题的研究争议不断,因此寻找泛非期岩浆岩成为解决以上问题的关键。本次研究主要通过岩相学、锆石U- Pb年代学、全岩地球化学及Lu- Hf同位素等手段来分析诸广山复式岩基中北部的梧桐岩体的年代学、岩石地球化学等方面的特征。研究表明,梧桐岩体主体由黑云母二长花岗岩构成,黑云母二长花岗岩的成岩年龄为494. 4 Ma,具有高硅铝(SiO2=59. 93%~71. 31%,Al2O3=13. 43%~19. 20%)、高碱(K2O=3. 35%~5. 93%,Na2O=2. 33%~6. 21%)、高铁(TFe2O3=2. 09%~6. 20%)、低镁(MgO=0. 44%~2. 18%),富集Rb、Th、U、Nb和轻稀土元素,亏损Ba、Sr、P、Ti等特征,其岩浆物质主要来源于下地壳物质的重熔或多次重熔,岩浆侵入过程中可能存在少量地幔物质加入。梧桐岩体的发现暗示华南造山带与扬子地块中部可能在早古生代(520~480 Ma)完成碰撞拼合,且与冈瓦纳大陆关系密切,极有可能是冈瓦纳大陆的一部分,它为进一步厘清泛非造山运动作用于华南造山带乃至华南地区的时限、作用范围、岩浆成因、大地构造背景特征等科学问题提供了典型研究对象。
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2025,99(1):224-251, DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2024525
Abstract:
中国东部中生代由于经历了重要的构造格局转换,即从古亚洲构造体制到古太平洋构造体制,由近东西向构造转变为北东—北北东向构造,并且伴随着大规模的岩浆活动、构造变形、沉积作用和盆地形成,从而成为研究构造格局转换过程中的壳- 幔作用和动力学机制的天然实验室。本文简要分析了中国东部华北地区中生代的构造变形、岩浆作用和深部结构等多学科的研究成果,通过对华北和整个东部地区从东西向构造转变为北东向构造时的解析, 讨论了从古亚洲到古太平洋构造格局转换过程中的壳- 幔解耦机制。本文提出中国东部构造格局转换的开始发生在中—晚侏罗世,在陆缘辽东半岛到华北内陆发育大量同构造岩浆流动成因的深成侵入花岗质岩体,同时中—上地壳因南东- 北西向的挤压形成了不同地带的断层、褶皱和韧性剪切带, 然而深层克拉通基底构造保持原有的变质片麻理等的方向不变, 也就是基底和盖层间发育有拆离带, 结合下地壳的同构造岩浆流动,表现为地壳的层间滑脱与解耦;同时间的地幔物质上涌所导致下地壳的部分熔融,以及可能的地幔物质的从东向西的水平流动,破坏了壳- 幔之间原有的平衡,导致壳- 幔物质解耦。
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2025,99(1):252-264, DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2024486
Abstract:
已死亡的西菲律宾海是菲律宾海板块上最大的构造单元,然而关于西菲律宾海的起源仍存在争论。本文基于海底浅钻岩芯的同位素年代学研究,对西菲律宾海的起源进行了研究。研究表明,海底岩芯的93个碎屑锆石年龄范围在2759~31 Ma之间,除了3颗年轻锆石与西菲律宾海盆的新生代海底扩张有关外,>95%的年龄早于新生代,表明大多数碎屑来自更古老的、早先存在的岩石单元,且位于大陆边缘而不是洋内弧。大量元古宙—太古宙碎屑锆石年龄以及Lu- Hf的模式年龄表明存在古老的再循环陆壳物质。锆石的稀土元素配分模式和形成环境图解,均显示陆壳来源。锆石年龄谱显示有2532 Ma、2022 Ma、1500 Ma、792 Ma、426 Ma、210 Ma等几个峰值,与冈瓦纳大陆的年龄谱有相似性,表明西菲律宾海(原菲律宾海陆块)可能起源于东冈瓦纳大陆澳大利亚东北边缘。伴随着新特提斯洋打开,原菲律宾海陆块(包括大东海脊区、加瓜海脊、东菲律宾地体、哈马黑拉- 卫古地体等)从澳大利亚北缘裂解后快速向北漂移,随后伴随着西菲律宾海盆的打开而发生分裂,裂离的各个部分则位于目前的西菲律宾海北部大东海脊区、西部加瓜海脊、南部哈马黑拉- 卫古岛,以及东菲律宾的吕宋- 萨马儿- 棉兰老东部。该研究为进一步约束东南亚- 西太平洋的古板块构造格局及演化提供了证据。
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2025,99(1):265-276, DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2024527
Abstract:
南海东部次海盆洋壳内发育了大量强振幅的壳内倾斜反射体,它记录了海盆洋壳增生过程,深入研究海盆下地壳倾斜反射体的结构及成因,对认识南海海盆扩张过程具有重要意义。本文基于深反射多道地震剖面,刻画了东部次海盆下地壳倾斜反射体的结构特征及内部变形,初步探讨了其发育成因。研究表明,东部次海盆南、北部都发育强振幅的下地壳倾斜反射体,倾斜反射体大部分终止于Moho反射界面,但南北部倾斜反射体的分布范围、结构特征及成因存在明显差异。东部次海盆下地壳倾斜反射体倾斜长度北长南短,北长约15~22 km,南长约5~8 km;分布范围北大南小,北部南北向长约150 km,南部南北向长约70 km。下地壳倾斜反射区的Moho面埋深起伏差异明显北小南大,北为0. 5 s,南有1. 2 s。基底北部平坦南部起伏大,洋壳厚度北部厚南部薄,推测东部次海盆洋壳增生过程是非对称性和非均一的。东部次海盆下地壳倾斜反射体的成因可能与同岩浆断裂、水热循环、壳幔过渡区岩浆间隙侵入和基底深大断裂密切相关。
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2025,99(1):277-292, DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2024477
Abstract:
板块构造理论将地质演化与板块聚散概括为大陆裂谷—大洋形成—大洋衰亡(洋壳俯冲)—碰撞造山几个阶段,据此全球造山系主要分为增生型和碰撞型两类。但是很多情况下上述过程并不是连续且完整的,在大陆裂谷过程中经历构造反转即形成陆内造山。通过对松潘- 甘孜构造带中晚二叠世至三叠纪末期的研究,发现其中晚二叠世发生初始裂陷作用,发育了三道桥组角砾状灰岩、砾岩等粗碎屑沉积,上覆大石包组玄武岩,与二叠纪攀西裂谷是相同构造背景下的产物;中—晚三叠世则为裂后沉降期,接受了来自多个方向物源的碎屑充填形成厚层砂岩、粉砂岩;诺利期—瑞替期开始发生应力场的反转,三叠系盖层发生强烈的褶皱变形,并伴有大规模中—酸性岩浆侵入。该地质演化过程中未出现新生洋壳和俯冲带,裂谷的衰亡和应力场反转的动力学机制可能受控于印支期造山的远程响应,同时深部岩浆对流的停止不足以提供持续伸展的动力。这一演化模式的提出有助于深入了解板块构造,助力大陆动力学机制研究。
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2025,99(1):293-305, DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2024476
Abstract:
位于河套裂谷系西段的临河坳陷和狼山隆起,是环鄂尔多斯裂谷系和阴山造山带的重要组成部分,其地壳结构对于认识河套裂谷系和阴山造山带的形成机制具有重要意义。目前对于该区域地壳结构已有一些认识,但仍然存在争议,较为重要的是临河坳陷地壳是否增厚。本文基于临河坳陷和狼山隆起及周边布设的118个宽频带地震观测台阵数据,提取远震P波接收函数,探究了研究区的地壳结构信息。利用沉积层基底转换波时间延时获得了研究区沉积层厚度,结果显示临河坳陷规模较大,新生界地层平均厚约5. 3 km,查干德勒苏坳陷规模较小,沉积层平均厚度2. 7 km。H- κ叠加得到的狼山山前断裂带以北区域波速比相对较低,平均值约1. 75,推断该区域地壳岩石组分以长英质为主。H- κ叠加得到的地壳厚度和共转换点(CCP)叠加成像得到的莫霍面埋深较为一致,表现为狼山隆起莫霍面较深西北侧较浅的特征。结合狼山隆起相对较低的波速比,本文推断狼山隆起受南北向挤压导致上地壳增厚是隆起造山的主要原因。本文得到的临河坳陷莫霍面轻微上隆,推断临河坳陷地壳在拉张环境下受地幔物质上涌影响发生减薄。本研究的结果对探索河套裂谷系和阴山造山带的形成机制提供了一定的约束。
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2025,99(1):306-319, DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2024372
Abstract:
碎屑锆石是开展地球早期造山带演化研究的关键素材之一。目前,如何使用碎屑锆石稀土元素(REE)区分洋- 陆俯冲和陆- 陆碰撞过程仍然是一个没有解决的问题。本文总结了前人的实验岩石学研究成果,并且以西藏冈底斯山脉为例提出和验证了使用碎屑锆石Eu异常(Eu/Eu*)和轻、重稀土比值(LREEN/HREEN)的相关系数(rDz)区分洋- 陆俯冲和陆- 陆碰撞过程的可能性。实验岩石学研究表明,锆石的Eu/Eu*和LREEN/HREEN分别与斜长石和石榴子石分异相关,并且主要受控于母岩浆的源区深度、源岩类型、氧逸度和水含量。这些因素在不同造山带中具有不同的特征,因此可以推测:碎屑锆石稀土元素数据可以反映构造环境的变化。本文以西藏冈底斯山脉的碎屑锆石稀土元素数据为例验证了这一推测。在洋- 陆俯冲阶段(约150~60 Ma),碎屑锆石的Eu/Eu*和LREEN/HREEN变化趋势具有较好的耦合关系,rDz值稳定于0. 62~0. 81,其原因可能为在此期间氧逸度和水含量总体稳定,且S型花岗质岩石较少,导致碎屑锆石Eu/Eu*和LREEN/HREEN主要受控于母岩浆的结晶压力。由于陆- 陆碰撞而发生板片断离之后,rDz值出现了明显下降,在40~30 Ma、30~20 Ma和20~10 Ma阶段分别为0. 73、0. 57和0. 18,其原因可能为S型岩浆岩比例的上升和不稳定的氧逸度和水含量,导致碎屑锆石Eu/Eu*和LREEN/HREEN比值逐渐呈现解耦的变化趋势。上述结果表明rDz值有潜力成为区分洋- 陆俯冲和陆- 陆碰撞过程的一种新方法。
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2025,99(1):320-336, DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2024517
Abstract:
东准噶尔造山带(简称东准噶尔)是中亚造山带的重要组成部分,是造山带时空演化与造山作用方式研究的天然实验室。自古生代以来,东准噶尔经历了多阶段的构造演化,前人的研究多集中于古生代大地构造格局的恢复和构造演化模型的建立,对构造- 热演化历史的解剖相对薄弱,尤其缺少晚古生代剥露历史的刻画。卡拉麦里山是东准噶尔造山带的重要构造地貌单元,揭示其隆升- 剥露过程对于认识东准噶尔造山带的构造- 热演化历史具有重要的意义。本文对卡拉麦里山东段的4件沉积岩样品进行了锆石(U- Th)/He、磷灰石裂变径迹与磷灰石 (U- Th- Sm)/He低温热年代学分析,获得了该区晚古生代—中生代的隆升- 剥露信息。热历史反演结果表明,东准噶尔经历了晚石炭世—早二叠世(330~290 Ma)、早二叠世晚期—中二叠世(285~260 Ma)、三叠纪(250~230 Ma)、早白垩世(135~115 Ma)4期快速剥露。第1期(330~290 Ma)剥露推测与额尔齐斯- 斋桑洋在晚石炭世的闭合有关;第2期(285~260 Ma)剥露推测与晚古生代卡拉麦里构造带的右行走滑变形有关;第3期(250~230 Ma)剥露推测与羌塘地块和昆仑- 柴达木地块碰撞的远程效应有关;第4期(135~115 Ma)剥露推测是北侧蒙古- 鄂霍茨克洋的关闭和南侧羌塘地块与拉萨地块碰撞的联合作用的结果。
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2025,99(1):336-336, DOI:
Abstract:
根据中国学术文献国际评价研究中心和清华大学图书馆联合编写的《中国学术期刊国际引证年报(自然科学与工程技术)》(2024版),《地质学报》再次成功入选“中国最具国际影响力学术期刊”。
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2025,99(1):202501090-202501090, DOI:
Abstract:
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2025,99(1):202501091-202501091, DOI:
Abstract:
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2025,99(1):202501092-202501092, DOI:
Abstract:
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2025,99(1):202501093-202501093, DOI:
Abstract:
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2025,99(1):202501094-202501094, DOI:
Abstract:
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2025,99(1):202501095-202501095, DOI:
Abstract:
2025年第99卷第1期
《祝贺任纪舜院士九十华诞暨从事地质工作七十周年》专辑 序言
综述
研究论文
附件
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娄德波, 张起钻, 江沙, 刘欢, 李婉悦, 董建辉, 周尚国, 陈旭
收稿日期:2023-08-26,网络预出版日期:2024-03-04
DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2023374
Abstract:
喀斯特型铝土矿是我国铝土矿的最主要来源,占资源总量的90%以上,主要分布于华北克拉通和华南地块西南缘。近年来,作为一种战略性紧缺矿产,铝土矿的找矿勘查工作变得迫在眉睫。本文系统总结喀斯特型铝土矿的找矿预测成果,探索找矿预测方法最优组合,从而在找矿经验中进行归纳、总结。本文从地质、地球物理、地球化学、遥感以及地学大数据智能分析等多个方面并结合实例,全面梳理了我国喀斯特型铝土矿的找矿预测研究成果,认为地质和地球物理方法仍是目前中国喀斯特型铝土矿最主要的找矿预测手段。此外,分析了地球化学和遥感方法在寻找古喀斯特型铝土矿方面的局限性及其原因,指出未来展开地学大数据智能找矿的深远意义。
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柴达木盆地中、西部卤水型锂矿地球化学特征对比及成因探讨
李向军, 严玲琴, 王振东, 石海岩, 时贞, 李彩芸, 薛恒涛, 于小亮, 马英
Abstract:
柴达木盆地蕴含丰富的卤水锂资源,是国内卤水锂资源开发的主战场。分布于盆地中部现代盐湖区的盐湖卤水和盆地西部背斜构造区的构造裂隙-孔隙卤水是盆地内最为重要的两类含锂卤水。本文以盐湖卤水和构造裂隙-孔隙卤水为研究对象,对比分析两类卤水矿化度、离子组分等水化学特征,并结合两类卤水离子相关性、离子特征系数及H-O、B同位素组成探讨其成因。研究显示,两类卤水水化学特征存在显著差异,盐湖卤水整体具有相对较高的矿化度(平均320.1g/L)和LiCl含量(平均1378.33mg/L),常量离子相对富K+、Mg2+、SO2- 4而贫Ca2+,水化学类型主要为硫酸镁亚型;构造裂隙-孔隙卤水矿化度(平均186.4g/L)和LiCl含量(平均376.04 mg/L)均相对较低,且不同背斜构造区卤水矿化度和LiCl含量存在较大差异,离子组份相对富Ca2+而贫K+、Mg2+、SO2- 4,水化学类型以氯化物型为主。离子相关性、离子特征系数及H-O、B同位素分析表明,两类卤水可能具有一致的起源,但经历了不同的演化过程,是柴达木古湖演化衰亡的两种残迹:盐湖卤水随着古盐湖的迁移演化,经历了持续的蒸发浓缩,最终在盆地中部富集成矿,为蒸发残余卤水;而构造裂隙-孔隙卤水是古湖解体过程中被封存的次级古盐湖卤水,且不同的次级古盐湖本身可能经历了不同程度的蒸发浓缩,被封存后又经历溶滤作用的改造,因此具有蒸发残余卤水和溶滤卤水的双重成因特征。最终,盐湖卤水和构造裂隙-孔隙卤水卤水的差异性演化过程造就了柴达木盆地不同的卤水锂资源禀赋。
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松花江吉林段河流沉积物碎屑锆石U-Pb年龄特征及地质意义
倪倩, 郭令芬, 谢远云, 孙磊, 迟云平, 刘海金, 魏振宇, 汪烨辉, 吴鹏
Abstract:
河流在源-汇系统中发挥着重要的纽带作用,其沉积物是源-汇系统物源分析的关键切入点。河流碎屑锆石U-Pb年龄对于水系演化、物源示踪和源-汇研究中得到广泛应用。然而,高纬度地区河流碎屑锆石U-Pb年龄分布的影响因素及其在物源示踪研究中的代表性等还没有得到充分评估,很可能导致结果不一致进一步影响源-汇系统的建立。为此,本文以松花江吉林段为研究对象,通过对6个河流沉积物共780个锆石U-Pb年龄进行分析,利用逆向蒙特卡罗模型进行定量约束。结果表明,样品的锆石U-Pb年龄分布主要有三组峰:2500Ma、250Ma、180Ma,且从上游至下游,锆石年龄分布型式发生明显变化。其中,上中游河段来自华北克拉通东北缘的特征年龄2500Ma的锆石占比发生明显下降,推测由于丰满水库的拦截作用以及远离源区的河流搬运作用所致。中游至下游河段华北克拉通东北缘贡献占比持续下降,松嫩及张广才岭地块的贡献增大,显示了河流搬运过程中新物源的加入。松花江干流河段,嫩江带来的大量小于250 Ma的锆石颗粒稀释了第二松花江2500 Ma的锆石年龄特征。在源-汇系统研究时,不同河段的物源信号存在差异,甚至上游的物源信号在下游可能缺失,用河流河口的碎屑锆石或单个样品的碎屑锆石年龄数据代表整个集水区的物源信息存在一定的不确定性。此外,松花江吉林段的年龄峰值与中亚造山带东部构造岩浆热事件吻合良好,2500Ma可能是对华北克拉通微陆块合并的记录,250Ma、180Ma分别响应古亚洲洋闭合和古太平洋板块的俯冲过程。本研究对理解松花江吉林段源-汇过程具有重要意义,也为东北地区构造事件提供重要的参考价值。
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庐枞科钻XRF元素及红外光谱特征
赵龙贤, 史维鑫, 原春雨, 张弘, 李振焕, 郭东旭, 回广骥, 葛天助
Abstract:
庐枞矿集区是长江中下游成矿带重要多金属矿集区及花岗岩型铀矿成矿区,庐枞科学深钻首次揭示了高温型铀矿化,在该钻孔系统开展矿物学、地球化学及光谱学综合分析,对于指导铀矿找矿、研究矿物光谱及成分变化关系具有重要意义。本文主要采用短波-热红外光谱测试、XRF元素测试、电子探针元素分析等方法,系统开展了科钻矿物分布、FMI铁镁质变化,以及绿泥石波谱、成分及成矿指示性方面的研究。研究表明,红外光谱对于火山岩类岩浆岩矿物识别仍具有较好效果。热红外光谱FMI值可作为半定量区分岩浆岩中铁镁质相对含量变化的可靠依据,可以指示岩性区分、成矿环境变化,使用XRF元素数据进行钻孔主微量元素分析在整体变化趋势上具有较好参考指示意义。庐枞科钻绿泥石可分为弥散状、面状分布绿泥石及网脉状分布绿泥石。弥散状、面状分布绿泥石主要为蠕绿泥石,少量密绿泥石,而网脉状分布的绿泥石主要为密绿泥石及铁斜绿泥石,不同类型绿泥石均为三八面体绿泥石。绿泥石温度整体处于194~349℃范围内,相对来说弥撒状、面状分布的绿泥石温度更高,在300~349℃范围内,呈网脉状分布的绿泥石形成温度在190~324℃之间。庐枞科钻中绿泥石红外光谱Pos2250主要分布在2245~2257nm之间,整孔变化未呈现明显变化趋势。本文首次提出,在庐枞矿集区当深部出现较多波长小于2248.8nm的绿泥石时,可指示高温铀钍矿化。
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磷灰石裂变径迹空间分布特征对构造地貌演化的指示——以武功山为例
Abstract:
地貌演化受控于构造活动和地表过程的相互作用,探究两者对构造地貌演化的定量贡献一直都是造山带构造地貌演化的热点和难点。作为研究构造地貌演化的有力方法之一,低温热年代学方法已广泛用于构造地貌研究中;本研究利用该方法对我国典型花岗片麻岩穹窿——江西武功山开展隆升剥露过程和机制的研究。我们选取武功山山脉的核心——明月山南北两侧剖面进行采样,并开展磷灰石裂变径迹分析。其磷灰石裂变径迹年龄主要集中在~65-42 Ma,且山脉两侧的年龄与其高程呈现均明显负相关的特征。这可能是由于武功山穹隆地区在晚白垩世剥露由两侧的拆离断层主控,而新生代的剥露过程主要受地表侵蚀作用影响。说明对于相对较老的造山带地区,低温热年代学年龄的空间分布特征可作为辨析构造地貌演化主控机制的指标。此外,热历史模拟结果显示武功山地区自晚白垩世以来经历了晚白垩世快速剥露阶段、古新世-早中新世的慢速剥露阶段和早中新世以来的相对快速剥露阶段,分别主要受控于区域构造活动和气候变化的影响。
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中扬子鄂西裂陷槽早寒武世海洋氮循环和氧化还原结构演化特征
Abstract:
中扬子鄂西裂陷槽早寒武世海洋氧化还原结构演化特征尚不清楚。本研究以鄂西裂陷槽内流溪03井下寒武统页岩为研究对象,首先通过分析全岩和干酪根氮同位素组成差异成因,明确何种氮同位素适用于表征当时海洋氧化还原环境。在此基础上,进一步结合氧化还原敏感元素指标和底栖有孔虫化石证据,重建了鄂西裂陷槽内下寒武统水井沱组富有机质层段沉积时海洋氮循环和氧化还原结构动态演化过程。结果显示,沉积—早成岩阶段,在沉积物缺氧孔隙水中发生的生物同化作用会造成干酪根和硅酸盐之间的氮同位素偏移,但该过程发生在相对封闭的系统内,对于全岩氮同位素(δ15Nbulk)影响不大。并且,δ15Nbulk不受到陆源输入、微生物降解、热成熟和变质等次生作用的影响,是重建富有机质沉积物沉积时海洋氧化还原结构的可靠地球化学指标。鄂西裂陷槽内下寒武统水井沱组一段下部沉积时,海洋中氧化还原界面位于海洋表层,海洋以硫化水体为主(NO3-库受限),生物主要通过固氮作用获取受限制营养元素氮;水井沱组一段上部和二段下部沉积时,海洋中氧化还原界面下降,海洋上部含氧水体扩张(NO3-库增大),生物更多地通过耗能更少的NO3-同化作用获取氮;水井沱组二段上部沉积时,海洋上部含氧水体进一步扩张,海洋底水转变为低氧环境,低氧底水促进了底栖有孔虫等适应极端低氧环境古生物的勃发,NO3-同化作用转变为生物获取氮的主要途径。
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云母矿物对川西党坝伟晶岩型锂矿床成因的指示意义
赵媛, 冉凤琴, 唐菊兴, 彭勃, 杨阳, 韩警锐, 奉大博, 白云, 代涌坤, 田松林
Abstract:
位于松潘-甘孜造山带的可尔因矿田,是我国重要的伟晶岩型锂矿集区之一,党坝矿床是该矿田内一处超大型伟晶岩锂矿床。长期以来,人们认为可尔因地区的二云母二长花岗岩是该地区锂矿化伟晶岩的主要成矿母岩。为进一步揭示党坝伟晶岩演化过程及稀有金属富集机制,本文选取了花岗岩与伟晶岩中的贯通性矿物云母作为研究对象,基于前人研究的基础上,开展详细的岩矿鉴定、电子探针(EPMA)和激光剥蚀等离子质谱(LA-ICP-MS)分析。结果表明:①可尔因二云母二长花岗岩和党坝伟晶岩中的云母系列显示出白云母→铁锂云母→锂云母的演化趋势,4AlTot?3SiIV+□VI和 3LiVI?AlVI+2□VI是此过程的主导替代机制;②党坝伟晶岩脉经历了岩浆到热液的演化过程。原生白云母形成于初始岩浆阶段,次生云母形成于岩浆?热液过渡阶段。随着演化进行,云母 K/Rb 比值显著降低,而 Li、Rb、Cs、F 含量显著增大,这表明分离结晶作用是党坝稀有金属富集的主要机制;③党坝伟晶岩高度的结晶分异过程、初始熔体富 Li 而晚期流体相对贫 F 及相对较弱的流体作用规模,对于锂成矿都具有重要意义。
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湘赣边界鹿井铀矿田控矿构造解析
Abstract:
鹿井铀矿田是我国华南地区最重要的硬岩型铀矿田之一,矿田内发育了鹿井大型铀矿床(322)和沙坝子(327)、高昔(326)、黄峰岭(325)、牛尾岭(324)4个中型铀矿床及洞房子(328)等众多小型铀矿床及矿点。矿田内铀矿体的围岩有中生代花岗岩和寒武纪浅变质碎屑岩。花岗岩中的铀矿体受NNE(NE)向为主(少量NEE向)的断裂构造控制,浅变质碎屑岩中的铀矿体受NWW(近东西)向断裂构造控制。矿田导矿构造是区域伸展构造环境及其相关的岩浆活动和岩体侵入构造;配(运)矿构造是与深部气液热流体贯通的高角度正断层及岩体侵位构造,其上部与不同方向的含矿构造相连。含矿构造可以是成矿期形成的构造形迹,也可以是成矿前形成的构造形迹,在成矿期又发生活动的构造,而控矿构造必须是成矿期的构造。矿田构造经历了基底褶皱形成期、印支岩体侵入期、燕山早期岩体侵入期、早白垩世晚期早阶段NNE向含矿构造形成期、早白垩世晚期晚阶段近EW向基性岩脉侵入期、早白垩末-晚白垩初铀成矿期、晚白垩早期隆升剥露期、晚白垩-古近纪早期红层盆地覆盖埋藏期、古近纪中期以来隆升剥露期共9个阶段构造-成矿演化。丰州红层盆地与铀成矿没有必然的成因关系,对早于其形成的铀矿床起到保矿作用。进一步找矿的有利区段是枫树下-牛尾岭-蕉叶垅-沙坝子一带和大场坪-洞房子-鹿井-庙背垅一带被丰州红层盆地覆盖的区域。
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西准噶尔晚石炭世强过铝花岗岩成因及地质意义
段丰浩, 支倩, 李伟, 彭南赫, 王芊, 王盼龙, 付浩, 张坚烨
Abstract:
西准噶尔位于中亚造山带西南段,该区出露的中酸性岩体主要为准铝质—弱过铝质的I型和A型花岗岩类。本文报道了阿扎肯地区新发现的含有原生白云母的强过铝花岗岩岩石学、年代学和Hf同位素以及全岩地球化学特征。岩相学观察表明强过铝花岗岩岩性主要为白云母二长花岗斑岩、二云母二长花岗岩、白云母花岗岩及花岗斑岩。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示其形成于晚石炭世中期(309.1±3.8 Ma),成岩时代晚于区域准铝质I型花岗岩类(322~310 Ma)而略早于弱过铝质A型花岗岩类(307~294 Ma)。岩石富硅和铝,贫钙、铁和镁,具有高的全碱含量及铝饱和指数(A/CNK=1.06~1.24,平均1.14),富集Ba、Rb、K、Th、U,亏损Nb、Ta、Ti等元素,且CIPW标准矿物计算出现0.85%~2.83%(平均1.79%)的刚玉分子,未出现透辉石,属强过铝高钾钙碱性S型花岗岩。锆石Hf同位素结果表明,岩石具有高正的εHf(t)值(+10.8~+15.6)和年轻的二阶段模式年龄(326~633 Ma),表明其原始岩浆可能来源于新生地壳。综合分析认为,本文新发现的晚石炭世中期强过铝S型花岗岩是准噶尔洋北西向俯冲背景下,俯冲增生体快速拼贴过程中由挤压向伸展体制初始转换时中上地壳变泥质岩在水不饱和条件下经白云母脱水熔融的产物。
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鲁西齐河—禹城地区潘店矽卡岩型铁矿石榴子石对成矿时代和成矿环境的指示
朱学强, 王来明, 郝兴中, 秦杰, 杨振毅, 杨仕鹏, 李风华, 王金光
Abstract:
齐河—禹城地区铁矿是鲁西地区新发现的超深覆盖区矽卡岩型富铁矿,与早白垩世闪长质岩浆活动密切相关,但是成矿时代还没有得到很好的限定。本文以潘店铁矿矽卡岩中的石榴子石为研究对象,开展了LA-ICP-MS U-Pb同位素测年、主量元素和稀土元素分析、氢氧稳定同位素分析和矿物包裹体分析。石榴子石主要由钙铁榴石(And=55.55%~74.24%)和钙铝榴石(Gro=22.16%~40.05%)组成,属于钙铝榴石—钙铁榴石系列。两件矽卡岩样品的石榴子石Tera-Wasserburg图解下交点年龄分别为122.8±3.4Ma和123.7±9Ma,属于早白垩世。稀土配分总体表现为轻稀土亏损、重稀土相对富集的左倾型,具有较明显的Eu正异常。矿物包裹体含有赤铁矿、铁络合物等铁质成分。石榴子石δDV-SMOW值为-69.50‰~ -88.30‰,δ18OH2O值为8.43‰~12.21‰,属于变质岩交代而成的岩浆水。综合分析认为,齐河—禹城地区潘店铁矿是早白垩世早期华北克拉通减薄破坏峰期的产物,成矿流体来源于富铁的高温岩浆热液,其中弱酸性的氧化环境为Fe质的迁移和富集成矿提供了条件。
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东北同江地区中生界硅质岩沉积地球化学特征及其对古太平洋板块俯冲的启示
张文浩, 周建波, 周新桂, 王丹丹, 刘卫彬, 孟元林, 刘旭锋
Abstract:
内容提要:东北东部三江地区发育有我国北方唯一出露的中生界硅质岩系,其地化特征对揭示成因与构造背景,特别是示踪古太平洋俯冲启动的时限和位置等具有重要的意义。“黑同地1井”在三江北部同江地区揭示了近400米的晚三叠—早侏罗世大架山组硅质岩层系。在区域野外地质调查、显微观察和硅质岩岩心样品岩石地化分析基础上,研究了“黑同地1井”硅质岩成因及构造环境。同江地区硅质岩呈深灰色—灰黑色,可见放射虫化石,样品Al/(Al+Fe+Mn)均值0.74,无明显Ce异常,Ce/Ce*值为1.02~1.54,(La/Ce)SN≈1,Y/Ho值未发现明显分异,Y/Ho平均值为30.02,Eu/Eu*平均值为1.17,多指标地球化学判别其形成于大陆边缘岛弧环境。本项研究也揭示,古太平洋板块在晚三叠世已开始向欧亚板块俯冲,并在佳木斯地块东缘形成岛弧环境,古太平洋板块与欧亚板块俯冲缝合线位置应该在同江钻孔以西地区。
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扬子陆块西南缘古元古代再生花岗岩对前寒武纪构造演化的启示
Abstract:
扬子陆块西南缘在Columbia超大陆的聚合和裂解过程中扮演着重要角色,但其古元古代晚期构造岩浆演化研究程度不高且存在较大争议。本次研究在扬子陆块西南缘的滇中禄丰地区发现了古元古代再生花岗岩,其由钾长花岗岩风化快速沉积形成于古元古界绿汁江组中,主要成分为石英、钾长石、少量黑云母及斜长石,对其进行LA-ICP MS锆石U-Pb测年、Lu-Hf同位素、岩石地球化学及锆石微量元素分析研究显示:锆石206Pb/207Pb年龄加权平均值为1849±6Ma(MSWD=0.11,n=21),7个锆石的εHf(t)值为-7.23±0.7~-3.58±0.75,均值为-5.2±1.2,二阶段Hf模式年龄为2819±73Ma;锆石微量元素及岩石地球化学特征显示其原岩为S型花岗岩,可能源于中太古代变沉积岩的熔融作用。古元古代再生花岗岩的发现表明扬子陆块西南缘存在~1.85Ga的S型花岗岩,为Columbia超大陆的构造年代学及岩石学响应提供了新的证据;也表明滇中绿汁江组的形成时代为古元古代,为滇中地区前寒武纪地质研究提供了新的资料。
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准噶尔盆地西部下二叠统沉积岩有序分布、储层特征及控制因素
郑孟林, 王然, 常秋生, 秦志军, 王韬, 何文军, 郭华军, 邹阳, 孙靖, 吴海生, 单祥
Abstract:
准噶尔盆地西部下二叠统是全油气系统理论应用的重要实例,常-非有序分布的油气成藏模式对应着有序分布的储层类型,为明确其储层特征及控制因素,对盆地西部下二叠统50余井钻井、录井、测井、分析化验等数据进行分析。研究表明:盆地西部下二叠统沉积岩表现为从凹陷边缘至沉积中心,岩性有序、岩相有序、储集性有序。岩性依次发育粗碎屑岩、中碎屑岩和细粒沉积岩,粒度从粗至细有序、连续、依次变化。粗碎屑岩根据泥质含量的高低划分为富泥砂砾岩相、含泥砂质砾岩相和贫泥砂质砾岩相;细粒沉积岩根据长英质和灰云质含量的高低划分为泥质岩相和云质岩相。其中贫泥砂砾岩相和云质岩相储层储集性良好,分别发现规模砾岩常规油气藏和页岩油非常规油藏。沉积相控制岩性有序分布,重力流、洪流、牵引流、异重流和异轻流动力作用与岩相有序分布密切相关。泥质杂基含量和长英质矿物组分分别对粗碎屑岩和细粒沉积岩储层储集性有决定性影响,压实成岩作用对中碎屑岩储层储集性有重要影响。沉积岩有序分布及其储层性能规律性控制者油气从连续型非常规油藏向非连续型常规油藏逐步过渡。
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湖盆类型控制下的层序充填特征和储盖组合分布—以准噶尔盆地玛湖凹陷风城组和百口泉组为例
张宝, 严德天, 唐勇, 郑孟林, 常秋生, 魏小松, 张磊, 白雨, 余兴
Abstract:
准噶尔盆地作为中国重要的油气产区之一,蕴藏着丰富的石油资源。但该地区湖盆演化过程的研究相对较少,特别是二叠系至三叠系沉积期湖盆类型与储盖组合的关系尚未得到深入探讨。本文基于层序地层框架,结合构造演化和古气候特征,系统分析了准噶尔盆地湖盆类型对层序充填和储盖组合分布的控制作用。研究表明,准噶尔盆地西北缘二叠系—三叠系可划分为3个二级层序(SSQ1-SSQ3)和8个三级层序(SQ1-SQ8)。SQ2分为裂谷初始体系域、深陷体系域和后裂谷体系域三个体系域,SQ6分为强制水退体系域、低位体系域、湖扩体系域和高位体系域四个体系域。SQ2时期为典型的欠充填排放型湖盆,优质储层主要发育在深陷体系域的砾岩和砂岩中,储集空间由剩余粒间孔和颗粒溶孔组成。烃源岩具有高生产力和高还原保存条件特征。热液流体输入及干旱气候影响了风城组储层和烃源岩的分布。SQ6时期为典型的过充填湖盆,优质储层主要分布在强制水退和湖扩体系域中的砂岩,湖浪的持续改造和间断暴露增加了孔隙度,烃源岩来自SQ5沉积时期,表现出较高生产力和较强稀释条件。本研究揭示了准噶尔盆地西北缘二叠系至三叠系的沉积演化规律,特别是湖盆类型控制下的层序充填特征和储盖组合分布特征,为类似构造和气候背景的湖泊盆地研究提供了重要参考,具有重要的油气勘探指导意义。
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博格达南缘断裂带的确立及其地质意义
Abstract:
博格达地层小区与其相邻的依连哈比尔尕地层小区分区界线久存争议,与此对应的两构造单元界线亦有所争议。确定博格达地区各岩石地层单元之间的接触关系是回答前述科学问题的关键。本研究于博格达山南新发现并确立的博格达南缘断裂规模宏大、延伸稳定,属左行走滑断裂,南北两侧分别隐伏于吐哈盆地及准噶尔盆地。详细的野外地质调查工作并综合前人研究成果完成精细化对比后发现,断裂南北盘地质实体具有不同的变形史、沉积史、岩浆活动史及构造演化史。碎屑锆石指示断裂两盘晚石炭世同期陆源碎屑岩具有显著不同的物源组成和地质背景,暗示两套上石炭统分属两个沉积盆地,表明博格达南缘断裂具有分割地层小区的基本属性。博格达南缘断裂的确立,有效地限定了博格达地层小区与依连哈比尔尕地层小区的边界,为分区地层格架研究提供了新资料。
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近十几年来构造地球化学研究进展及其矿产勘查应用现状
Abstract:
在深部找矿需求的大背景下,构造地球化学相较于土壤、岩石地球化学在隐伏矿预测上具有天然优势,引起国内外学者研究兴趣。本文通过对构造地球化学概念、理论研究进展和勘查应用成效进行归纳总结,获得以下认识:1)构造地球化学是探求构造动力与地球化学物质间内在联系的新兴交叉学科,研究物质组分在构造作用过程中的行为和结果;2)构造作用控制着地质空间中物质活化的物理化学性质,驱动着构造流体中物质的迁移,最终导致元素的分异与富集;3)围绕“构造驱动地球化学作用”、“地球化学诱发构造变形”、“地球化学动力学过程模拟”方面的构造地球化学研究进展明显,但“动力学机制”仍需进一步加强探索研究;4)构造地球化学勘查应用的工作流程包括构造解析、构造采样、元素组合统计学分析、异常解译、成矿模型构建以及靶区圈定;5)构造地球化学在矿床勘查方面的应用成效显著,包括Cu、Au、Pb、Zn、Ag、Mo、Sb、Sn等多金属矿床,国外学者倾向于成矿机制和成矿模型研究,而国内学者聚焦于矿体的深部预测与靶区圈定。此外,丰富深部、三维、多介质取样,在数据分析上借助大数据和机器学习方法,短波红外印证矿体空间分布等,均属构造地球化学勘查未来的发展趋向,研究潜力巨大,应用前景广阔。
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四川盆地二叠纪两类典型碳酸盐台地边缘及古地理分异格局
李雯, 陈安清, 张玺华, 孙诗, 黄荟文, 高兆龙, 徐胜林, 黄光辉, 解昊, 杨帅, 陈洪德
Abstract:
碳酸盐台地边缘是规模油气资源的重要聚集场所,明确古地理分异格局是揭示碳酸盐台地边缘性质和控滩机制的关键。继在四川盆地上二叠统长兴组台地边缘礁滩相发现万亿方天然气黄金聚集带后,最近又在中二叠统茅口组探明了台地边缘滩相储层,多口超百万方无阻气流井展现出巨大的勘探潜力。然而,这两个时期的沉积充填规律和储层类型特征具有显著差异,详细的对比分析将有助于深化碳酸盐台地模式及其控储效应的认识。本文基于四川盆地及周缘二叠系的大量钻井、野外剖面和地震资料,分析了典型的沉积相特征和岩相古地理格局,并对比了两类台地边缘的差异性。结果表明,四川盆地二叠纪古地理从茅口期开始出现多个同沉积断裂影响下的浅水台地-深水陆棚分异,形成“广元-旺苍”海槽;长兴期受拉张性构造活动影响,台地-陆棚分异进一步加剧,深水范围扩大,形成“开江-梁平”海槽。长兴组碳酸盐台地边缘发育厚层生物礁滩,茅口组碳酸盐台地边缘发育薄层云化浅滩,二者向深水区均快速转变为硅质岩和碳质泥页岩;茅口期属于初始地貌继承型台地边缘,表现为宽边缘背景下断续加积的多个薄层滩体;长兴期则为沉积镶边塑造型台地边缘,呈现出窄边缘背景下连续加积或进积的厚层礁滩体。总体上,两类台地边缘皆具有发育规模储层的潜力,可以作为大型油气聚集带勘探的重要领域。
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田横岛杨家庄组物源特征研究:来自碎屑锆石U-Pb年龄及全岩地球化学的制约
孟元库, 杨淑博, 杨鹏, 孟凡雪, 卢婕, 高存山, 李兆营, 王珍珍
Abstract:
胶莱盆地形成于苏鲁造山带和胶北地体的快速折返阶段,其演化过程对进一步约束苏鲁造山带和胶北地体的折返隆升、剥蚀以及华北克拉通的破坏具有重要的科学意义。在详细的野外地质考察的基础上,本文对胶莱盆地东缘的田横岛地区莱阳群杨家庄组的碎屑岩开展了系统的岩相学研究、锆石LA-ICP-MS U-Pb测年和全岩化学元素成分分析,获得如下认识:(1)莱阳群杨家庄组的沉积时代被很好地限定在125~115 Ma,为早白垩世阿普第期;(2)杨家庄组泥岩的地球化学特征表明,杨家庄组碎屑岩遭受了较弱的化学风化,主要以一次沉积作用为主,并且上地壳的长英质物质是其主要的物源区;(3)杨家庄组沉积物源的转变和多元化表明,在沉积的中后期除了苏鲁造山带外,亲华北的胶北地体已经开始遭受剥蚀为杨家庄组提供物源。结合区域地质背景,我们认为胶莱盆地的形成以及苏鲁造山带和胶北地体的快速隆升都和华北克拉通大规模减薄引起地壳的伸展具有密切的关系。
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新疆库车盆地出露典型蒸发岩地层特征及演化过程精细研究
杨思博, 徐洋, 刘成林, 莫涛, 姚琨, 范坤宇, 曾锡泽, 俄煜麒, 刘蕾
Abstract:
由于盐构造底辟作用,库车盆地地表出露大量蒸发岩地质体,为蒸发岩地层研究提供了良好的素材,但此前缺乏对其进行精细化研究。本文选取具有典型意义的大宛齐盐丘和膏丘为研究对象,通过X射线衍射(XRD)分析、薄片鉴定、扫描电镜及能谱分析、地球化学分析和流体包裹体均一温度分析等多种研究方法,揭示其成盐演化规律。总结出库车盆地晚始新世蒸发岩中膏岩可细分为7种类型,盐岩广泛发育规律性泥砾构造。确定库车盆地晚始新世蒸发岩沉积环境属于内陆萨布哈,成盐期卤水的温度范围介于11.2-32.5℃,平均22.3℃。咸湖期早期经历两次浓缩卤水渗流或扰动,稳定后接受两次淡水补给;盐湖期共经历五次淡水补给。另外,发现石膏与硬石膏的韵律性交替沉积以及盐岩中泥砾的数量及大小的韵律性变化可作为判断盐湖卤水浓缩、淡化的标志。本研究为库车盆地乃至国内盐盆出露的蒸发岩沉积演化提供典型案例。
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中国覆盖区类型及覆盖区找矿技术方法现状与发展趋势
Abstract:
覆盖区是新一轮找矿突破的重要勘查区域。覆盖层具有屏蔽物化探异常的作用,存在勘查选区、找矿靶区圈定和深部矿体定位等难题。基于矿产勘查理论,通过查阅文献并结合覆盖区找矿经验,本文分析了覆盖层的物性特征和找矿的难点,并结合案例系统梳理总结了物化探技术方法在覆盖区找矿应用中的现状和发展趋势,以期为新一轮找矿突破战略行动提供参考。研究表明,覆盖区找矿难度不仅与覆盖层的厚度有关,还与覆盖层的物性特征和水文地质条件密切相关。据此,首次将覆盖区划分为八种类型:低阻薄层覆盖区、低阻厚层覆盖区、富水低阻厚层覆盖区、低阻超厚层覆盖区、戈壁荒漠覆盖区、火山岩覆盖区、推覆构造覆盖区和复合型覆盖区。其中,低阻厚层覆盖区、富水低阻厚层覆盖区、低阻超厚层覆盖区的找矿难度较大。研究显示,我国在薄层覆盖区广泛试验和应用了物化探技术,找矿效果显著,在厚覆盖区找矿也积累了一定经验,初步构建了多个不同覆盖区不同矿种的勘查技术体系,但找矿靶区圈定和深部矿体探测定位难题仍未解决。展望未来,穿透厚覆盖层的精准探测技术研究将是重点发展方向,地球物理电磁法及激发电场/磁场探测技术等将快速发展;地质信息采集方式空、地、井平台多元化和综合信息处理与成矿预测人工智能化将成为必然趋势;地质与物探融合研究覆盖区控矿构造与成矿模式将发挥越来越重要的作用。
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华北板块北缘开原地区中三叠世和晚侏罗世辉长岩的成因及构造意义
刘芸秀, 刘锦, 张大伟, 刘正宏, 程昌泉, 张洪祥, 董亚超, 张媛竹卉, 张积睿
Abstract:
本文对华北板块北缘开原地区的中三叠世辉石闪长岩和晚侏罗世辉长岩开展了锆石U-Pb年代学、全岩地球化学分析和锆石Lu-Hf同位素研究,探究了其岩石成因以及古亚洲洋板块和古太平洋板块俯冲作用对华北克拉通北缘岩石圈地幔的改造作用。锆石U-Pb定年揭示中三叠世辉石闪长岩形成时代为243± 1 Ma,属于钙碱性系列岩石,其具有相对富集大离子亲石元素(如Rb、Ba),亏损高场强元素(如Nb、Ta)的弧岩浆岩地球化学特征,Eu异常不明显。富集的锆石Hf同位素组成(εHf(t) = -14.7~-8.9)表明中三叠世辉石闪长岩源自受俯冲熔体改造的富集岩石圈地幔的部分熔融。晚侏罗世辉长岩的锆石U-Pb定年结果为160 ± 1 Ma,属于钙碱性岩石。与中三叠世辉石闪长岩类似,晚侏罗世辉长岩也相对富集大离子亲石元素(Rb、Ba),亏损高场强元素(Nb、Ta、Zr、Hf),具负的εHf(t)比值(-10.6~-7.7),表明其主要源自于经历俯冲流体改造的富集地幔的部分熔融。综合前人研究,本文认为中三叠世辉石闪长岩形成于古亚洲洋最终闭合后的碰撞后伸展阶段,而在晚侏罗世辉长岩的形成则于古太平洋板块俯冲有关。受古亚洲洋和古太平洋长期俯冲作用的影响,华北克拉通北缘东段的岩石圈地幔在中三叠世至晚侏罗世期间呈现富集地幔的地球化学特征。
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深切河谷区活断层鉴定方法初探——以巴塘断裂为例
于皓, 钟宁, 张献兵, 杨镇, 余潇, 吴瑞安, 王炀, 杨志华, 郭长宝, 李海兵
Abstract:
巴塘断裂是斜切金沙江构造带的一条重要活动断裂,曾发生过1870年巴塘71/4地震,主要展布于金沙江、澜沧江深切河谷区。由于深切河谷区地形高差大、崩滑流灾害频繁,且植被发育较好,断裂迹象不清晰,关于巴塘断裂几何展布与活动性质,还存在着不同的认识。本文基于高精度遥感影像、无人机摄影测量、地球物理勘探、古滑坡与沉积记录的古地震、和地震精定位等方法,进一步厘定了巴塘断裂的几何展布和活动性质。研究结果认为,巴塘断裂是一条全新世活动断裂,运动性质以右旋走滑兼有逆冲分量为主。巴塘断裂西南段延伸部分(闹中断裂),与德钦-中甸-大具断裂组成V型断裂,可能作为中甸次级块体的西南边界断裂。构造应力场揭示巴塘断裂主要以南西-北东向挤压应力为主,并伴随一定的北西-南东向的拉张分量,这可能是羌塘块体东向运动、中甸块体顺时针旋转及青藏高原东南缘侧向逃逸作用下所造成的。
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白云母和长石对稀有金属伟晶岩找矿方向的指示——以鲁中新泰市雁翎关锂辉石伟晶岩的发现为例
Abstract:
中国东部高覆盖地区稀有金属伟晶岩高效找矿仍是伟晶岩找矿勘查的难点。为了研究如何在东部高覆盖地区的稀有金属伟晶岩圈定矿化伟晶岩,项目团队对山东省新泰市雁翎关伟晶岩群中的白云母与长石进行了主量、微量元素研究,并运用三元长石地质温度计计算了雁翎关伟晶岩群的结晶温度,分析圈定稀有金属伟晶岩有利地段,应用白云母与长石的元素组成与矿化指标确定了找矿方向。雁翎关伟晶岩群区域分带性差,岩性及矿物组分没有明显变化,在空间上大概可以分为南部桃花峪地区,中部天井峪地区及北部雁翎关地区。自桃花峪至雁翎关,伟晶岩中的云母与长石的K/Rb比值逐渐下降及Li含量与Cs含量逐渐上升,显示雁翎关地区的伟晶岩脉经历了连续不断地高度结晶分异演化,指示了锂辉石成矿。这印证了东部高覆盖地区富Li白云母与富Cs长石可以作为锂成矿的指示性矿物这一结论。且经过三元长石温度计算,上港单元奥长花岗岩及雁翎关伟晶岩田结晶时,温度连续降低,故奥长花岗岩是雁翎关伟晶岩田的成矿母岩。
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程海断裂带期纳-宾川段晚新生代活动特征及其对川滇块体挤出的构造指示
李智超, 吴中海, 卢海峰, 黄小龙, 宋希颜, 姚海涛, 黄飞鹏, 曾京, 蒋佳岐
Abstract:
程海断裂带作为大理断陷系的东部边界断裂,深入认识其晚新生代活动特征对于理解东南缘挤出过程具有重要意义。上新世以来,程海断裂带转为张扭活动,关于张扭活动起始时间、断裂南段活动特征一直存在争议。本文基于遥感解译、地表调查、构造应力场反演,厘定了程海断裂带期纳-宾川段的几何学、运动学特征,结合前人发表的年代学资料和地震数据,明确了程海断裂带上新世以来的构造演化过程。结果表明,西南部清水-周城断裂在中更新世之前活动强烈,晚更新世以来,活动性大大减弱,现今东南部宾川断裂和上沧-鱼棚断裂活动性最为强烈,指示南段断裂活动向东迁移。对程海断裂带几何学和运动学的分析表明,程海断裂带上新世以来发生了一定旋转。综合已有研究,本文认为这种旋转是对东南缘顺时针旋转的构造响应。本研究为走滑断裂演化过程中断裂活动性的迁移提供了重要资料,同时为高原物质挤出过程中,通过断块旋转来调节挤出的机制提供了一定认识。
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渤海湾盆地渤南低凸起西段中-新生代构造演化及地貌恢复
武子涵, 胡志伟, 史盼盼, 戴黎明, 李三忠, 李法坤, 王卓, 胡籽豪
Abstract:
渤海湾盆地渤南低凸起西段于近年来的勘探工作中被发现具备良好的中-深层潜山型油气圈闭特性,并探明了以渤中26-6为首的亿吨级大型潜山油气藏。探讨潜山的形成演化、沉积体系的发育情况及油气生储与运移机制等问题往往需要精细的构造解析与构造地貌恢复工作的支撑。因此,为揭示渤南低凸起西段完整的构造变形及地貌演化过程,同时为油气勘探工作提供理论支持,本文基于研究区反射地震与钻井数据解析,详细刻画了研究区中-新生代地层分布及构造变形特征,划分了主要构造期次,并利用Move软件开展了研究区二维、三维构造恢复工作,精细直观地还原了研究区主要构造活动时期的地貌形态。结果表明:①早中生代(印支-燕山早期)近S-N向转NW向的强挤压造山环境下,研究区发育大量近E-W向、NE向逆冲推覆断裂与数条近S-N向走滑断裂,区域发生强烈隆升,整体缺失了侏罗系沉积,古生界广泛剥蚀殆尽,太古界基底遭暴露夷平,呈现大面积平顶山地貌。②晚中生代(燕山中-晚期)近NW-SE向强伸展拉张环境下,凸起南侧黄河口凹陷内逆断层发生强烈的负反转活动,使得凹陷得以接受大量白垩纪火山碎屑质与泥砂质沉积,现渤南低凸起西段及北侧渤中凹陷的部分地区仍保持隆升地貌并作为物源区向周遭输送沉积物。③早新生代(喜山早-中期)近NW-SE向强伸展断陷环境下,研究区发生近S-N向的双向拆离活动,南侧黄河口凹陷持续向南断陷形成箕状、半地堑状构造,北侧渤中凹陷地层发生向北的断陷拆离,现渤南低凸起西段则受张扭-拆离活动影响呈现“西高东低、西窄东宽”的地貌特征,最终形成现今“两凹夹一凸”的构造格局,为厚层的新生代沙河街组烃源岩以及东营组盖层的沉积提供了空间。
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我国锆资源与成矿
Abstract:
本文将我国锆矿划分为碱性花岗岩型、碱性杂岩型、伟晶岩型、风化壳残坡积型、滨海沉积型和河流冲积型,将锆矿预测类型划分为花岗岩型、伟晶岩型、滨海沉积型、河流冲积型、风化壳残坡积型。我国锆矿资源分布在内蒙古、海南、四川、广东等15个省(自治区),这4省(自治区)锆矿保有资源量达到全国总量的93.7%。我国锆矿形成于新元古代、晚古生代、中生代、新生代,主要形成于中生代和新生代。划分了14个锆矿成矿带,厘定出34个与锆矿有关的成矿系列,建立了我国锆矿成矿谱系。东南沿海的滨海沉积型和河流冲积型锆矿是将来锆矿找矿的重点。
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沉积盆地超深层古老层系热史恢复—以川北地区为例
Abstract:
深层古老层系是油气勘探的重要领域,准确恢复其热历史对于明确深层油气赋存深度和相态至关重要。本文以川北地区震旦系-古生界海相地层为示例,介绍了一种联合锆石裂变径迹、(U-Th)/He、团簇同位素、U-Pb定年和镜质体反射率等多种古温标耦合恢复热史的方法,为沉积盆地超深层古老层系热史恢复提供思路参考。基于系列深度镜质体反射率重建古地温梯度;基于浅层中-新生代碎屑岩裂变径迹、(U-Th)/He模拟热史,恢复地层剥蚀量,重建沉积埋藏史;基于深层古老层系碎屑岩裂变径迹、(U-Th)/He和碳酸盐岩团簇同位素、U-Pb定年重建不同深度样品的温度演化,恢复研究区的古地温梯度演化和古热流演化。川北地区震旦纪以来表现为克拉通长期冷却与中生代地壳减薄引起热扰动叠加的热历史特征。
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浙东长屿破火山岩浆起源与穿地壳岩浆系统演化:锆石Hf同位素证据
Abstract:
硅质火山活动产物及其岩浆系统构成了大陆地壳的重要组成部分,记录了大陆地壳分异演化的重要信息。中国东南沿海广泛发育白垩纪火山活动产物,以流纹英安质和流纹质火山岩为主,为揭示大规模穿地壳岩浆系统的形成与演化提供了理想对象。本文选取浙江东部温岭长屿破火山为研究对象,在已有研究基础上,通过系统的锆石Hf同位素研究,探讨其穿地壳岩浆系统的岩浆来源及演化过程。长屿破火山口形成喷发、破火山口形成后喷发及流纹岩穹隆等各阶段火山岩具有一致的锆石Hf同位素组成(锆石εHf(t)值为-7.4~-0.2,Hf模式年龄为1.45~1.04 Ga),表明不同阶段火山岩之间具有密切的成因联系,岩浆主要由亏损地幔来源岩浆与华夏地块古老地壳来源岩浆混合形成。综合已发表的东南沿海晚侏罗世-白垩纪火山岩的锆石Hf同位素数据,其εHf(t)值均远离亏损地幔演化线,并具有较大的变化范围,Hf模式年龄主要集中在1.8~1.0 Ga,基本缺乏太古代的模式年龄,暗示华夏地块除了零星出露的前寒武纪基底外,政和-大埔断裂以东的火山岩区之下也应存在古老的地壳基底,古老地壳物质不同程度地参与了东南沿海白垩纪火山岩浆的起源。包括长屿破火山在内的中国东南沿海白垩纪破火山高硅流纹质岩浆的形成,反映了长期的穿地壳岩浆系统演化以及晶体-熔体分离过程,幔源岩浆不仅参与了硅质岩浆的起源和大陆地壳的生长,也为大规模硅质火山作用穿地壳岩浆系统的形成提供了必须的岩浆通量和热的地壳环境。破火山内、外部结构的精细解剖、成因类型和时空分布的综合编图研究、火山活动的详细喷发历史和过程等问题是未来中国东南沿海白垩纪穿地壳岩浆系统研究的关键基础和重要内容。
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西秦岭大桥超大型金矿三维地质模型及其成矿要素
Abstract:
西秦岭大桥超大型金矿的矿体规模巨大,本文以矿床三维模型客观地揭示金矿体的空间结构及其与矿床地质构造的空间关系,提取矿床的成矿要素。以金矿体、特殊岩性层、构造和结构面等地质要素,实现了矿床地质构造的三维建模,并对矿床的三维模型进行了剖析。结果认为:花岗闪长岩脉与金的成矿作用在时间上表现为高匹配,在空间上表现为低匹配;大理岩及部分炭质岩是热液成矿主期深源高温流体作用的产物;走滑断层在平面上斜切轴迹向北偏转的顺层断层褶皱,两者一起构成逆冲走滑构造系统;主要控矿构造是背斜转折端、缓倾斜顺层断层和走滑断层;热液成矿早期成矿作用受背斜转折端与缓倾斜顺层断层控制,热液成矿主期成矿作用受走滑断层约束;重要找矿标志为包裹金矿体的硅化岩和围绕硅化岩分布的花岗闪长岩脉、石英脉、方解石脉、方解石化角砾岩、大理岩和炭质岩。综合分析认为,该超大型矿床的关键成矿要素可以按照热液成矿主期的成矿条件和成矿作用表述为:热液成矿早期岩浆热液在逆冲推覆构造系统中的成矿作用产物、走滑构造系统、深源成矿流体及以硅化为核心的大规模围岩蚀变。
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宁东煤田横城矿区山西组3号煤的矿物和地球化学特征及关键金属的富集机理
郭雅杰, 史禹韬, 姬晓燕, 马少东, 黄鹏程, 杨德全, 曹永斌, 孙佳, 张琪, 李宝庆
Abstract:
煤系关键金属矿床的研究已成为煤地质学的前沿热点问题,也是关键金属矿产增储的重要来源。本文以宁东煤田横城矿区马莲台煤矿早二叠世山西组3号煤为研究对象,对其矿物和地球化学组分开展系统研究,以便查明煤中关键金属的分布、赋存和富集特征,并对其综合利用进行了评价。结果表明:①马莲台3号煤以中等灰分产率、高挥发分产率、特低全水分含量和低—中等全硫含量为特征,煤中矿物主要由高岭石组成;②煤中常量元素主要由SiO2和Al2O3组成,含少量Fe2O3、CaO和MgO。对比于世界煤均值,研究煤中Li和Zr达到富集程度,Ga、Nb、Hf、Ta、Pb、Th和稀土元素(REE+Y)达到轻度富集;③Li和Ga主要赋存在高岭石中,Zr(Hf)和Nb(Ta)主要赋存于锆石,REY主要赋存于高岭石及与高岭石共生的铝磷酸盐矿物中(磷铝钡石)。宁东煤田东北部的阴山古陆为马莲台3号煤提供了重要的长英质碎屑物质,此外阿拉善地块也提供了一定的火山碎屑物质。煤中Li 、Zr(Hf)和Nb(Ta)等关键金属的富集主要受控于长英质的碱性-过碱性碎屑物质输入量,化学风化作用和水/岩作用是次要控制因素。Ga的富集受控于化学风化作用强度。REY的富集主要受控于碎屑物质输入和水/岩作用过程。此外,高岭石的含量也是影响Li、Ga和REY富集的因素。马莲台3号煤可作为Li-Ga-Zr-REY潜在金属来源。
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银川地堑东缘中新生代隆升时限--来自裂变径迹的证据
王世哲, 赵红格, 刘池洋, 张熠埕, 王建强, 汪建, 马彪, 李星辰
Abstract:
银川地堑东缘位于鄂尔多斯盆地西缘构造带北段,处于阿拉善地块、鄂尔多斯地块及活动性强烈的秦祁褶皱带的相接部位,中新生代经历了多期构造活动,其构造隆升对周缘地区构造演化研究及油气勘探意义重大。本文通过银川地堑东缘不同地区、不同层位磷灰石和锆石裂变径迹年龄、长度特征及热史模拟分析,结合构造特征和地层接触关系,指出研究区至少经历了晚侏罗世(160~145Ma)、晚白垩世(100~70Ma)、中新世早期(22~20Ma)和中新世晚期以来(10~8Ma)四期明显的隆升活动。不同时期、不同地区隆升特征具有一定差异性,中生代北部和南部地区隆升启动较早(早/中侏罗世),具有由南北部向中部逐渐隆升的趋势,晚侏罗世中部隆升速率高于南北部,晚白垩世为整体缓慢隆升,而中新世以来的隆升表现为南早北晚、隆升速率向北增加的特征。这种隆升期次和差异隆升特征均具有相应的地质响应和区域动力机制。
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龙首山成矿带芨岭铀矿床钠长岩成因:来自磷灰石年代学和元素地球化学的证据
[†]马勋娇), 王凯兴, 欧阳荷根, 王伟, 余驰达, 王刚, 刘晓东
Abstract:
芨岭铀矿床是我国典型的钠交代岩型铀矿床,其寄主钠长岩的成因机制一直处于争论之中,制约了对钠交代型铀矿床成矿机制的认识。磷灰石是岩浆-热液矿床的贯通矿物,是追踪流体来源的重要载体。本研究对芨岭铀矿床钠长岩中的磷灰石开展了电子探针主量元素、LA-ICP-MS 同位素和微量元素测试,并与区内原岩花岗岩(石英二长岩、花岗闪长岩和花岗岩)磷灰石进行了对比,得到如下结果:(1)芨岭铀矿床钠长岩形成于晚志留世(429 Ma),与区内花岗岩(441~435 Ma)和正长岩(428 Ma)的形成年龄相近;(2)相比区内花岗岩中岩浆磷灰石,芨岭铀矿床钠长岩中的磷灰石具有明显偏高的 Cl、Sr、Y、Th 和 U 含量,以及偏低的F和Fe含量及F/Cl 比值;(3)芨岭钠长岩中的磷灰石显示出与正长岩中磷灰石相似的轻稀土元素含量和 Sr/Y 比值。上述结果表明,芨岭铀矿床钠长岩属于热液起源,钠交代流体(包括高温铀成矿成矿物质铀)来源于区内同期正长岩的结晶分异作用,属岩浆-热液流体范畴。研究结果表明贯通主体花岗岩和北部正长岩的构造区是芨岭铀矿发育高温铀成矿作用的有利地区。
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“星-空-地”遥感立体勘查技术在阿尔金山锂铍伟晶岩找矿中的应用及效果
Abstract:
阿尔金成矿带是重要的锂成矿带,近年来发现了瓦石峡南、吐格曼、塔木切等中型以上锂铍矿床9个,矿点11个,厘定了南、北两个稀有金属成矿亚带,具备较好的找矿前景,但该带工作条件恶劣,地质工作程度低,且具有极大找矿突破的重要区域。本文采用 “星-空-地”遥感立体勘查方法技术,协同采用地面红外光谱仪、低空无人机高光谱和卫星遥感技术,在1:200000-1:50000小比例尺度上,采样多光谱遥感识别岩体与地层,并叠加地球化学开展锂矿远景区选择;在远景区中采样高分辨遥感在1:10000大比例尺尺度上识别伟晶岩脉,圈定找矿靶区;采用低空无人机高光谱在1:5000大比例尺尺度上区分含锂铍等矿伟晶岩,实现了含锂伟晶岩脉快速、高效定位。本文通过与野外实测含矿伟晶岩脉对比,显示“星-空-地”遥感立体勘查方法非常适合阿尔金山含矿伟晶岩脉,从而解决大比例尺矿物填图的“图谱”合一的难题,实现含锂伟晶岩的精确定位。
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胶莱盆地南缘五莲七宝山矿集区矿床成因联系:来自硫化物原位硫同位素和微量元素的约束
唐名鹰, 丁正江, 战洪雷, 朱伟, 王欣, 魏同政, 李福华, 陈建, 邹占春
Abstract:
胶莱盆地南缘发育以五莲七宝山矿集区为代表的金铜多金属矿,有金线头金铜矿、钓鱼台硫铁矿和七宝山银铅锌多金属矿三个典型的中大型矿床。为进一步阐明矿床间成因联系,完善矿集区成矿系统研究,构建矿床成矿模式,本次研究对各矿床中主要硫化物进行硫同位素及黄铁矿微量元素原位测试分析。结果显示,七宝山矿集区内矿床硫化物具相对集中的硫同位素峰值分布(0‰~6‰),来源于相同或相似的深部岩浆系统。矿床中黄铁矿明显富集Co、Ni、Cu、Zn、As、Se的元素,相对亏损Sn、Au、Bi的元素,Ag、Sb、Pb元素在金线头金铜矿床、钓鱼台硫铁矿床含量较低,在七宝山多金属矿床中含量较高。自金线头金铜矿到钓鱼台硫铁矿,再到七宝山银铅锌多金属矿,黄铁矿中Cu、Zn、As、Se、Ag、Sb、Pb、Bi呈现相对规律性的变化,元素分布特征显示矿集区成矿流体整体呈现从岩浆热液到混合热液的演化过程。综合分析认为,七宝山矿集区内矿床具密切的时空联系,矿床成因上具亲缘关系,为同一地质构造环境和岩石建造中不同部位的产物,共同构成了五莲七宝山地区斑岩-浅成低温热液型Au-Cu-Pb-Zn-Ag多金属成矿系统。
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准噶尔盆地玛湖地区二叠系风城组沉积特征及充填模式
Abstract:
为明确全油气系统理论下准噶尔盆地玛湖地区二叠系风城组全类型储层的沉积特征、分布规律和充填模式,利用近50口重点井录井、取心、测井及三维地震等数据和资料,对风城组全类型储层的沉积相类型、基本特征、分布规律、演化特征及充填模式等系统研究和分析。结果表明:风城组为扇三角洲—湖泊沉积体系,扇三角洲相主要发育平原、内前缘和外前缘等亚相,湖泊相以滨—浅湖和半深湖亚相为主。各种类型粗粒砾岩—中粒砂岩—细粒粉砂岩、泥岩、碱性矿物的全序列、全类型储层发育,不同亚相、微相发育不同类型储层。不同期扇三角洲相互叠置,形成玛湖北部、西部、南部和东部等四个扇三角洲群,以分流河道砾岩和砂岩沉积物为主,分布范围逐渐扩大;西部区块以连片分布的宽大长轴扇三角洲为主,东部主要为孤立分布的窄小短轴扇三角洲。风城组在四个主要因素控制下形成了水进条件下的退积型、复合型和进积型等三种扇三角洲,相应形成了欠补偿、均衡补偿及过补偿等三种类型共同发育的混合沉积充填模式。风城组沉积特征和充填模式的系统研究为深化全类型储层分析和全油气系统领域勘探开发提供依据。
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江南造山带东段休宁组和上墅组锆石U-Pb年龄及其地质意义
孙岳, 王东升, 孙俊俊, 曾认宇, 张夏楠, 翟思阳, 牛雅斐
Abstract:
位于江绍断裂带北侧的新元古界休宁组和下伏上墅组是江南造山带东段及华南重要的地层组成单元,记录了新元古代构造演化信息,为区域地层对比和构造演化提供重要依据。本文对休宁组砂岩和上墅组凝灰岩显微特征、锆石CL图像和LA-ICP-MS U-Pb分析,结果显示,休宁组砂岩碎屑颗粒及锆石多呈棱角状-次棱角状,揭示物源的近距离搬运,上墅组凝灰岩可见斜长石斑晶,锆石发育有环带和韵律结构,代表了岩浆成因;休宁组砂岩碎屑锆石年龄范围主要集中于843~718 Ma,另存在6个中元古代-古元古代的年龄,上墅组凝灰岩锆石U-Pb加权平均年龄为847.3±6.7 Ma(n = 18,MSWD = 1.8)。结合前人研究,认为休宁组开始和结束沉积的时间分别为~785 Ma和~725 Ma;下伏上墅组形成于~845 Ma至~785 Ma期间,并记录了~845 Ma、~825 Ma和~800-785 Ma的岩浆活动,显示研究区多个喷发-沉积旋回,扬子和华夏陆块在850~785 Ma期间经历了俯冲、碰撞,到碰撞后伸展的过程,~785 Ma之后裂谷盆地逐步打开。
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川东北普光探区东向斜千佛崖组页岩气超压压力演化与成因机制
赵牛斌, 李令喜, 万涛, 汪功怀, 晋达, 侯宪波, 张豪
Abstract:
川东北普光探区东向斜千佛崖组页岩气普遍存在超压现象,超压封存箱分布范围,成因机制和压力演化过程尚未完全明确。本文基于地质资料与测井资料,利用伊顿法、Bowers法、流体包裹体技术与盆地模拟技术综合分析了千一段页岩气层压力封存箱分布范围、成因机制与压力演化过程。结果表明:①千一段页岩气封存箱下底板为大安寨段和千一段底部,由含砂质沉凝灰岩、含凝灰质不等粒石英砂岩、含凝灰质粉砂岩、泥岩构成,顶板主要为千一段④小层和⑤小层泥岩夹致密砂岩构成,好的顶底板和侧向分割层避免了天然气散失;②超压源主要为生烃引起的流体膨胀,其次为构造挤压,与不均衡压实作用关系较弱;③异常压力封存箱经历了有机质未熟-低熟常压阶段、有机质成熟液态烃超压阶段、有机质高熟-过熟页岩气异常超高压阶段、晚期挤压增压与抬升泄压协同改造与定型阶段。
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大兴安岭加不斯钽铌矿LA-ICP-MS锆石和钽铌矿U-Pb年代学特征及成矿指示意义
建华, 张勇, 叶会寿, 余金杰, 付雪瑞, 吴胜华, 张彤
Abstract:
提要:加不斯钽铌稀有金属矿是位于大兴安岭稀有金属成矿带西南部的一处中型钽矿床,伴生有Li、Rb、Cs矿化。本文通过系统的岩相学、岩石地球化学及钽铌矿LA-ICP-MS U-Pb 年代学工作,对矿床成岩成矿机制进行了研究。加不斯成矿花岗岩主要为黄玉锂白云母碱长花岗岩和锂白云母钠长花岗岩,主量元素上富硅、铝和碱,贫铁和镁,尤其贫钛和磷,属过铝质高钾钙碱性系列;微量元素上相对富集Rb、Th、Nd、Zr,亏损Ba、Nb、Sr、P,强烈亏损Ti;稀土元素总量较低,平均47.97×10-6,具有强烈负Eu异常和显著的M型“四分组”效应;成矿花岗岩的Zr/Hf = 2.58~3.47,Nb/Ta = 0.3~0.39,表明成矿岩体经历了强烈的分异作用,属高分异花岗岩。矿区矿石矿物主要为细晶石、铌钽锰矿和和锂白云母,铷(铯)主要以类质同象赋存于锂白云母和钽铌矿物中。矿区不含矿黑云母(角闪)花岗岩中的锆石的206Pb/238U加权平均年龄为144.0±1.0 Ma (2σ, n=16, MSWD=1.3),反映了围岩那仁乌拉岩体的成岩年龄。成矿的黄玉锂白云母碱长花岗岩矿石中岩浆成因钽铌矿物的206Pb/238U加权平均年龄为120.7 ± 0.2 Ma (2σ, n=17/18, MSWD=6),代表了钽铌矿的成矿年龄,也代表了成矿岩体的成岩年龄,为早白垩世晚期,成岩成矿与蒙古-鄂霍茨克洋中侏罗世闭合后的岩石圈伸展有关。笔者认为,加不斯钽铌稀有金属矿床是高分异演化的花岗岩熔体和富Li、F等挥发份流体共同作用和制约的结果,成矿可以划分为两个阶段,第一阶段为岩浆原生结晶阶段,以Ta、Nb的矿化为主,第二阶段为热液流体的自交代阶段,以Li、Rb、Cs的矿化为主。围绕着那仁乌拉岩体,仍然具有找到同类型稀有金属矿床的潜力。
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海南岛滨海断裂的构造活动历史及其动力学机制:来自磷灰石、锆石裂变径迹的证据
Abstract:
海南岛是南海唯一出露海平面的大型岛屿,周围被琼东南盆地、莺歌海盆地和北部湾盆地等新生代断陷盆地围限,构成了这些盆地边界断裂带下盘的主体。因此,海南岛的隆升剥蚀历史蕴含盆山耦合和油气、矿产资源赋存条件等重要信息。本研究首次报道了沿唯一在岛内南西向延伸的控盆断裂—滨海断裂两盘获得的磷灰石和锆石裂变径迹结果。磷灰石裂变径迹年龄范围在23±2 Ma~40±2 Ma之间,平均围限径迹长度为12.2~13.2 μm,相对较小。锆石裂变径迹年龄范围在63±3 Ma ~82±4 Ma之间,单颗粒年龄主要集中于82~78 Ma和72~69 Ma年龄组。热冷却历史模拟结果显示了三阶段的冷却历史。晚白垩世至早古新世(82~63 Ma),滨海断裂南北两盘整体快速抬升剥蚀可达3.3 km,这是受太平洋板块向北西俯冲引起NW向挤压和古南海洋中脊扩张推挤作用的联合影响,大规模挤压隆升变形导致白沙盆地西缘发育大规模的逆冲推覆构造,对白沙盆地西缘的抱伦金矿有较大的改造作用。早古新世至中中新世(63~13 Ma)阶段相对平静,其中滨海断裂北部地区,还记录了在中始新世至晚渐新世(40~24 Ma)时期的一次快速冷却事件,归因于古南海向南加速俯冲的拖曳作用,滨海断裂复活导致两侧差异隆升,这一时期沉积的粗粒物源是周缘新生代盆地的关键储层。中中新世至今(13~0 Ma),断裂南北两盘又整体快速剥蚀达1.93 km,菲律宾海板块NNW向楔入和印度-欧亚板块碰撞远程效应产生的挤压应力,使海南岛遭受强烈的快速挤压隆升剥蚀。
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柴北缘鱼卡超高压变质地体中花岗质岩石的成因、时代与多期地壳熔融/改造事件
Abstract:
本文对柴北缘鱼卡超高压变质地体中广泛出露的花岗质岩石进行了岩石学、地球化学、锆石U–Pb年代学和Hf同位素研究。锆石U–Pb定年结果表明,鱼卡超高压变质地体中的花岗质岩石获得929 ± 6 Ma变质年龄、915 ± 6 Ma~904 ± 5 Ma岩浆结晶年龄以及早古生代岩浆结晶年龄420 ± 3 Ma~402 ± 4 Ma。岩石地球化学特征显示,鱼卡河、开屏沟片麻状二长花岗岩的K2O / Na2O比值为1.53~2.60,为高钾钙碱性–钾玄岩系列,具有低的锆石εHf(t)值(- 12.86~- 0.76),源岩为变沉积岩或变质杂砂岩。彩石沟、石棉矿西沟花岗质片麻岩的K2O / Na2O < 1,为中钾钙碱性系列,与鱼卡河、开屏沟片麻状二长花岗岩相比,Eu异常不明显,具有Sr正异常,源岩具有角闪岩或英云闪长岩源区特征。石棉矿西沟花岗质片麻岩的εHf(t)值为- 5.21~+ 15.52,说明石棉矿西沟花岗质片麻岩的源区物质组成的不均一性,其源区可能以基性新生地壳物质为主,存在一定的古老地壳物质的混染。本文样品获得了较高的锆饱和温度(732℃~809℃),结合地球化学特征,鱼卡地体中的花岗质岩石的源岩为变沉积岩和变基性岩,以白云母和角闪石脱水熔融为主。结合区域地质资料,鱼卡地体中约915~904 Ma的花岗质岩石形成于后碰撞构造背景,石棉矿西沟花岗质片麻岩记录了新元古代地壳在420~400 Ma的变质流体改造事件,可能与深俯冲陆壳折返过程有关。柴北缘鱼卡超高压变质地体中的花岗质岩石记录了新元古代和早古生代造山作用过程中的多期熔融/变质流体改造事件。
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玛珥式火山地震资料特征及油气潜力分析—以塔里木盆地塔中地区为例
Abstract:
玛珥式火山是岩浆遇水发生爆炸形成的负地貌火山机构,关于它的地震资料特征及含油气性,目前国内尚未有文献报道。本文利用高精度的连片三维资料,对塔里木盆地塔中地区二叠系发育的古火山机构的规模、形态、结构和岩性组成进行了解析。明确了研究区发育80余个火山机构,总面积约105km2,绝大部分为负地貌的玛珥式火山。研究区玛珥式火山形状为圆形或椭圆形,口径约为200m-2500m,深度约300m-700m。剖面上,火山机构内部特征可分为上下两部分,下部杂乱弱反射为火山筒构造,以爆发角砾岩与崩塌角砾岩为主;上部平行、中强振幅反射为火山口沉积,为玛珥湖的湖相沉积。火山口周缘发育爆炸时火山碎屑堆积而成的火山凝灰环,以及坍塌压实和同沉积作用形成的正断层。每个玛珥式火山可形成一个独立的含油气系统:火山筒的爆发相火山角砾岩是油气聚集的优质储层;火山通道可作为油气运移通道沟通深层烃源岩;玛珥湖后期沉积的泥页岩、煤岩不仅是烃源岩,而且可作为下覆火山角砾岩的优质盖层。玛珥式火山虽然规模较小,但数量多、易识别,埋藏较浅的地区具有较大的油气勘探潜力。
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湘东锡田印支期与燕山期花岗岩特性对比及对成矿潜力差异的控制
郭峰, 卢友月, 付建明, 郭俊刚, 张飞, 程顺波, 张遵遵, 张顺新, 安邦, 张忠禹
Abstract:
湘东锡田发育多期次岩浆活动与钨锡成矿作用,其中印支期花岗岩成矿作用较弱,燕山期花岗岩成矿作用强烈,但导致两期花岗岩成矿强弱差异的因素尚不清楚。本文选取该区印支期和燕山期花岗岩作为研究对象,开展锆石U-Pb年代学、锆石Lu-Hf同位素、岩石地球化学及矿物成分对比研究。结果表明,两期花岗岩锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄分别为240.0±1.3Ma和152.9±1.0Ma,分别属于印支期和燕山期。两期花岗岩均具有富铝,贫镁,Rb、K、U、Th相对富集,Ti、P、Sr、Ba、Nb相对亏损的特征。印支期和燕山期花岗岩的锆石εHf(t)值均集中分布于-7.0~-5.0,熔融温度均大于750℃,锆石TDM2值分别集中于1.65~1.70Ga和1.55~1.60Ga,暗示均为古元古代古老地壳高温部分熔融产物,但燕山期花岗岩的源岩更年轻。印支期和燕山期花岗岩的全岩Zr/Hf比值分别为26.1~36.3和7.0~22.7,Nb/Ta比值分别为3.9~7.6和1.2~3.9,暗示均经历了高分异演化过程;锆石氧逸度?FMQ值分别为-0.42~2.61、-2.33~-0.08,黑云母Ⅳ(F)值分别为1.15~1.26、0.71~0.87,暗示燕山期花岗岩具有更低的氧逸度和更高的F富集程度。因此,更加富集的岩浆源区、更低的岩浆氧逸度和更加富集F元素是燕山期花岗岩较印支期具有更大钨锡成矿潜力的重要原因。
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龙门山前中段绵竹地区印支期不整合面时空分布特征
Abstract:
龙门山由于其地质结构及地质演化的复杂性一直是研究关注的焦点,地形梯度变化大、岩浆变质作用最复杂的龙门山中段,成为揭示龙门山地质结构的理想区域之一。目前对于龙门山中段印支期发育几期构造活动尚未形成统一的认识。本文充分利用钻井与地震资料,井震联合标定后进行龙门山前中段绵竹地区印支期不整合面的识别以及类型划分,根据不整合面削截超覆点在平面的投影勾勒不同期次各类型不整合的分布范围,构建绵竹地区年代地层格架,同时建立不整合演化模式图。结果表明:龙门山前中段绵竹地区印支期存在四次较为连续的地层缺失:印支早期约9Myr,印支中期Ⅰ幕约5Myr,中期Ⅱ幕约5Myr,印支晚期约28Myr;研究区印支期自下而上识别出了四套不整合:雷口坡组与马鞍塘组不整合、小塘子组与须家河组二段不整合、须家河组三段与四段不整合、须家河组五段与白田坝组不整合;总体来看,不整合沿印支期古推覆体自北东至南西向展布,北东宽,南西窄,自北西至南东由角度不整合过渡为平行不整合。龙门山中段印支期呈多幕演化且具有由北向南递进变形的特征,其中,印支早期与印支晚期是影响龙门山至四川盆地的关键构造变革。龙门山前中段印支期不整合面时空分布特征的厘定与年代地层格架的建立,为龙门山构造带印支期的定量化研究提供借鉴与参考,为厘定印支期构造活动次序提供依据。
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四川盆地中部高石梯-磨溪地区FI8走滑断裂带构造特征与生长演化过程
鲁国, 何登发, 田方磊, 张伟康, 马佳, 赵小辉, 刘欢, 罗伟
Abstract:
四川盆地中部的克拉通内走滑断裂系统发育在新元古代裂谷体系之上,对油气运聚成藏与差异富集具有关键控制作用。为深化川中地区走滑断裂的构造几何学与运动学特征认识,本文基于高精度三维地震资料,详细刻画川中高石梯-磨溪地区FI8走滑断裂带的构造几何学特征,建立断裂带三维构造模型。结合航磁资料,分析川中地区走滑断裂系统与深部裂谷体系之间的联系。通过断距统计和构造回剥反演恢复走滑断裂带的生长模式和形成演化过程。研究表明:(1)FI8走滑断裂带走向上长度接近70km,自西向东经历了NWW-NE-NWW-NE的走向变化,对灯影组二段、四段台缘造成了右行错断。断裂带在平面上表现出分段性,由5条主干断层组成,主要发育马尾构造和线性构造;剖面上发育高陡直立断层、“Y”字形构造、负花状构造等典型走滑构造样式,具有明显的伸展变形特征。(2)川中地区深部新元古代裂谷体系对震旦系-下三叠统走滑断裂系统具有较好的定位作用,前者是后者的发育基础。FI8走滑断裂带受深部高石梯-磨溪新元古代裂谷断层控制,两者为“硬连接”接触。(3)FI8走滑断裂带在深部裂谷体系断层控制的基础上,经历了3期继承性的构造叠加活动:晚震旦世-早寒武世的初始发育阶段、晚奥陶世-加里东期剥蚀前的生长定型阶段以及早三叠世的部分复活阶段。(4)断裂带具有2种生长模式:断层由基底先存薄弱带向上生长,上下地层断距一致或逐渐减小;断层由顶部率先破裂,在活动期逐渐向下扩展,与深部先存薄弱带贯通,断距呈现上大下小的现象。综上,FI8走滑断裂带经历了“伸展+右行走滑”的复合变形,属于先存断裂活化所引起的多期发育、多段链接的张扭(走滑)断层。
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藏东南然乌湖地区约33ka以来古冰川作用的沉积响应
李静, 卢海建, 梁晓, 李海兵, 潘家伟, 刘栋梁, 赵中宝, 程欢
Abstract:
第四纪以来,青藏高原东南缘广泛发育了冰川地貌,说明了冰川作用对地质过程起了主导作用。然而,目前对晚第四系在冰川作用下是如何连续演化的认识仍不清楚。藏东南然乌湖地区良好地出露了一个连续的晚更新世沉积剖面,自下而上依次发育了成层坡积物、河道堆积、冰碛物与黄土等四种沉积物。本文首先通过沉积学、古水流、以及砾石统计等手段分析了该剖面的沉积特征;随后对其进行了光释光 (OSL)测年;最后讨论了其成因机制。初步认为:一、剖面底部的成层坡积物由砂和砾组成,具有明显的韵律层理,形成于约3.3万年前。该沉积可能反映了气候冷暖交替变化,是一种受到寒冻风化和冻融作用控制的冰缘沉积;二、剖面下部的河道堆积主要由直径大小不一的砾石组成,可见明显的叠瓦构造,沉积于32.8~25.1 ka,可能由北东向的冰湖溃堤导致的大规模洪水控制;三、剖面上部的冰碛物由分选极差的砾石、砂岩、粉砂岩和泥岩组成,形成于25.1~11.1 ka,明显受到了末次盛冰期 (LGM) 冰川作用的影响;四、剖面顶部的黄土主要由细颗粒的细砂和粉砂组成,堆积于LGM后的间冰期(11.1 ka),可能由冰川风搬运冰川融水产生的碎屑物而形成。综上所述,成层坡积物和河道堆积形成于末次冰期的间冰期,可能对应海洋氧同位素阶段3的弱暖期晚期(MIS 3a);而冰碛物和黄土堆积则分别对应着LGM和新仙女木(YD)事件。因此,然乌湖地区约33 ka以来的沉积序列良好地反映了冰川变化对沉积的控制作用。
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河北中关铁矿闪长岩体磷灰石和角闪石地球化学特征及对成岩成矿的记录
Abstract:
矽卡岩型铁矿床是我国铁矿资源的重要保障,研究与之形成有关岩浆的源区、岩浆成因及物理化学条件对研究矽卡岩铁矿形成机理十分必要。本文通过研究中关铁矿床闪长岩体中角闪石和磷灰石的BSE结构及相应的主量和微量元素成分变化,来查明成矿岩浆源区、岩浆混合及地壳混染过程,以及由这些过程导致的岩浆物理化学条件变化,最终提出形成中关矽卡岩铁矿床所必备的岩浆条件。研究结果表明:中关铁矿成矿岩浆经历双重岩浆房系统,深部岩浆房内,角闪石斑晶结晶于温度平均943℃、压力平均315MPa、氧逸度平均ΔNNO+0.34、含水量平均5.97%环境;浅部岩浆房内,角闪石基质结晶于温度平均773℃、压力平均89MPa、相对高氧逸度(平均ΔNNO+1.5)和相对贫水(平均4.87%)而富挥发分Cl(平均0.15%)的环境。角闪石Al2O3成分变化范围是5%~13%,磷灰石87Sr/86Sr(i)值变化范围是0.7053‰~0.7076‰,两者都指示其成矿岩浆主要为幔源,并混合少量壳源物质。成矿岩体中磷灰石BSE图像显示其具有核边结构,且核部亮度一般大于边部。磷灰石核部主要富集SiO2、MnO、Ga、稀土等元素;边部富集SO3、Na2O、Cl元素,且边部δEu值比核部更高。角闪石斑晶与基质以及磷灰石核边结构的成分演化都表明,成矿岩浆向上侵位过程中经历了膏岩层混染、地壳物质混合和流体出溶作用,导致岩浆氧逸度和Cl含量显著提高,促进了岩浆中挥发分和Fe的富集。综上所述,膏岩层混染或壳源岩浆混合作用以及浅成侵位是形成中关矽卡岩富铁矿床的必备条件。
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磷灰石裂变径迹年代学在矿床研究中的应用
Abstract:
磷灰石裂变径迹年代学是一种基于磷灰石238U自发裂变产生辐射损伤效应的低温热年代学方法。磷灰石封闭温度低且对温度变化敏感,可以记录热事件时代、持续时间、分布特征以及活动速率等重要信息。传统外探测器法(EDM)采用热中子辐照诱发磷灰石235U裂变产生裂变径迹,进而通过校正计算获得裂变径迹的年龄,激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)法可直接分析获得238U的含量,方便快捷,电子探针(EPMA)法、原子力显微镜(AFM)作为辅助手段可以实现更加精确的裂变径迹数量统计。目前,实验方法、退火动力学模型、数据解译等方面在精确度、全面性以及如何更好地结合地质事实等方面还存在不足,需要继续完善。尽管如此,磷灰石裂变径迹年代学结果和热演化模拟在厘定热液矿床的成矿时代、划分成矿期次、约束热液矿化持续时间、定量化矿床的隆升-剥蚀量等多个方面均发挥了巨大的作用,在厘定矿床的保存变化规律、预测隐伏矿床及矿体等方面拥有更为广阔的发展前景和应用空间。
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雪峰陆内褶皱冲断带无序冲断构造变形作用与陆相湖盆演化过程
邓宾, 徐宏远, 李英强, 涂国煜, 姜磊, 李智, 刘重江, 何泽亮, 雍自权, 刘树根
Abstract:
褶皱冲断带-前陆盆地系统普遍受控于浅表构造剥蚀-沉积作用过程及其相关耦合机制,从而具有复杂的三维空间构造变形特征与演化过程。上扬子地区雪峰陆内褶皱冲断带,受板块碰撞的远源效应影响下,形成了无序的冲断构造。本文基于研究区内深大断裂带构造解析、断层方解石U-Pb年代学以及对地震剖面的深度构造解释,对雪峰陆内褶皱冲断带的变形过程进行了梳理:(1)晚三叠世-早侏罗世(200Ma),初步发生陆内褶皱冲断变形,慈利-保靖断裂开始活动;(2)晚侏罗世-早白垩世(120-160Ma),多层系滑脱致使冲断变形扩展至鄂渝湘黔地区,此时建始-彭水断裂开始活动;(3)晚白垩世-早古今纪(71-52Ma),恩施-酉阳、鹤峰-来凤断裂开始活动,进一步发生挤压褶皱冲断变形作用。断层年代学与研究区内变形应力场特征共同揭示雪峰陆内冲断系统印支期前展示冲断扩展变形过、燕山期背驼式构造变形过程,共同形成了扬子陆块内部低楔顶角角度、宽变形域前陆冲断带结构特征,控制着上扬子地区古扬子陆相湖盆形成演化过程。
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西藏结则茶卡超大型盐湖锂矿流域水化学特征及其盐类资源的形成研究
Abstract:
结则茶卡盐湖位于西藏阿里地区日土县东汝乡,LiCl资源量230万t,B2O3资源量160万t,KCl资源量979万t,是西藏少数正在开发的锂矿之一。研究盐湖水及补给水的物质来源具有重要的找矿意义和科学价值,本文通过水文地球化学方法,对结则茶卡盐湖及补给水进行系统分析。共采集湖水、河水及泉水样品65件,测试其TDS、pH值及主要离子成分,通过Chadha水化学图、Piper阴阳离子三角图、Gibbs图等方法研究湖水、补给水的主要离子特征、控制机制及来源。研究表明,盐湖水化学类型为Na-CO3型,河水化学类型为Ca-Mg-HCO3、Na-HCO3型,泉水化学类型为Na-HCO3型。水化学离子组成主要受到岩石风化作用和蒸发-结晶作用影响,河水、泉水的Na+和K+主要源于岩盐等蒸发岩溶解,Ca2+、Mg2+主要源于硅酸盐岩溶解。Li、Rb、Cs等成矿物质来源于岩石风化和深部水岩反应。河边泉、东如泉及清水河年补给水量分别为160.16万m3、644.09万m3和9361.65万m3,河水补给占92.09%,河水Li、Rb、Cs年补给量约为3501.26kg、176kg、156.34kg,泉水Li、Rb、Cs年补给量约为6824.18kg、288.87kg、691.59kg,主要为泉水补给,分别占66%、62%和82%。结则茶卡泥田、膜田面积约10.40km2,在经过提锂、钾后,卤水中铷铯浓度逐渐富集,达到扎布耶盐湖规范的铷铯单独开采品位要求。结则茶卡盐湖水位上涨及面积扩大,2023年4月份结则茶卡盐湖面积已达到118.07km2,比1977年增加12.69km2,对盐湖生产已经产生一定影响,建议持续对湖水进行动态变化监测。
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华北克拉通南缘太华群基底剥露过程: (U-Th)/He热年代学的证据
Abstract:
隆升剥蚀是地壳减薄的重要方式之一。查明变质基底的抬升剥露过程对了解华北克拉通南缘晚中生代以来岩石圈的伸展破坏具有重要的科学和实践价值。本文通过锆石和磷灰石(U-Th)/He测年法,研究华北克拉通南缘太华群变质基底晚白垩世以来的隆升剥露历史。太华群片麻岩中5组样品热年代学测定结果显示:磷灰石(U-Th)/He年龄分布于32.9~41.9 Ma之间,锆石(U-Th)/He年龄介于56.9~94.1 Ma之间。HeFTy模拟表明太华群变质杂岩自晚白垩世以来经历了4期冷却剥露过程:(1) 晚白垩世至古新世(94.1-57 Ma)的快速冷却,冷却速率约5.58 ℃/Ma,剥露速率约159 m/Ma,剥露量为3142 m,该阶段快速冷却可能是古太平洋板块俯冲回撤导致华北克拉通破坏减薄过程的延续;(2) 57至40 Ma的缓慢冷却,冷却速率约1.18 ℃/Ma,剥露速率约34 m/Ma,剥露量为571 m,这一阶段的抬升平稳期可能是太平洋板块的俯冲转向降低了中国东部的构造应力强度;(3) 40-30 Ma的加速抬升剥露,冷却速率约4.5 ℃/Ma,剥露速率129 m/Ma,剥露量为1286m,该阶段的快速抬升可能是太平洋俯冲板块变老(洋中脊俯冲消失后,进入俯冲带的洋壳年龄不断增加)和俯冲角度增加的结果;(4) 30Ma至今缓慢冷却剥露,冷却速率为0.167 ℃/Ma,剥露率大约为5 m/Ma,剥露量为143 m,这一阶段的构造宁静可能表明华北克拉通南缘已经远离了太平洋俯冲活动带。太华群变质基底的剥露过程表明华北克拉通南缘的晚中生代大规模岩石圈减薄过程持续到了新生代的早期,这一阶段的抬升剥露可能是华北克拉通南缘多金属矿床出露的关键。
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大兴安岭中南段甘珠尔庙穹隆中生代多期变形的构造模式、年龄及其动力学背景
Abstract:
大兴安岭及邻区在中生代遭受北侧蒙古-鄂霍茨克构造域与东侧古太平洋构造域叠加影响, 经历了燕山期陆内挤压造山以及随后的大规模岩石圈伸展减薄事件, 在该地区开展中生代构造变形样式、形成时间以及成因机制等问题的深入研究,是阐释东亚大陆中生代构造体制转变的关键。本文以大兴安岭中南段甘珠尔庙穹隆为研究对象, 通过开展详细的野外构造观测、古构造应力场分析, 同时结合新的锆石U-Pb测年数据, 厘定该穹隆中侏罗世-早白垩世三期构造变形: (1) 中-晚侏罗世 (~160 Ma) 顶面指向WSW的韧性剪切作用; (2) 晚侏罗世末-早白垩世初 (144-135 Ma) NNW-SSE向脆性挤压变形; 以及随后 (3) 早白垩世中-晚期 (~135-110 Ma) NW-SE向伸展活动。此外, 利用大兴安岭中南段大量现有晚中生代火成岩全岩 (La/Yb)N 和Sr/Y比值数据构建的年龄-地壳厚度曲线显示与上述三期变形具有良好的对应关系, 揭示出晚侏罗世末-早白垩世初区域地壳经历了由~41 km到~66 km的显著增厚, 随后到~125 Ma地壳厚度又迅速减薄至~45km。结合区域构造演化特征, 前两期变形分别为燕山运动A幕和B幕作用的表现, 它们具有统一的构造背景, 其中早期顶面向WSW运动的韧性剪切作用可能反映了古太平洋板块向东亚大陆之下低角度俯冲与蒙古-鄂霍茨克洋闭合联合效应下中国东北地区向东的挤出逃逸模式。晚期NW-SE向伸展活动表明区域构造体制发生转变, 代表华北克拉通破坏事件, 这可能与古太平洋板块俯冲后撤以及蒙古-鄂霍茨克带造山后伸展垮塌的共同作用相关。
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西藏狮泉河地区典中组火山岩成因及对新特提斯洋俯冲过程的指示
俞嘉嘉, 唐菊兴, 陈伟, 马旭东, 李阳, 王承洋, 刘青枰, 刘畅, 邸梦想
Abstract:
为探讨狮泉河左左地区林子宗群典中组火山岩成因及其动力学背景,本文进行了年代学、岩石地球化学以及Lu-Hf同位素研究。结果显示,锆石U-Pb年龄为57.1±0.8Ma和55.8±0.7Ma,将原属于则弄群拖称组火山岩重新厘定为古新世典中组。地球化学特征显示过铝质、高钾钙碱性,具高SiO2、低TiO2、低MgO、低Cr、Ni和Mg#(均值22),富集K、Rb、Pb等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Ti、P等高场强元素,反映弧岩浆特征。轻重稀土元素分馏明显,相对富集轻稀土,Eu、Ba、Sr负异常显著,指示较强的分离结晶作用。锆石Hf同位素εHf(t)介于+2.61 ~ +9.51,TDMC年龄为965~514Ma,指示新生地壳物质的重熔。综合分析认为印度大陆和亚洲大陆初始碰撞于70Ma,随后板片持续回转并伴随典中组弧火山岩的形成;在56Ma左右新特提斯洋板片断离,形成了年波组和帕那组大规模火山作用(时间持续到40Ma)。
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华南早寒武世沉积岩容矿型重晶石矿的成矿作用与研究展望
Abstract:
华南早寒武世沉积岩容矿型重晶石矿储量居世界首位,在空间上分布于扬子地台北缘的秦岭-大巴成矿带和东南缘的江南成矿带。本文在简述现代海洋钡的生物化学循环过程基础上,总结了华南早寒武世重晶石矿的地质特征,并对比分析了两条成矿带在含矿建造、矿石组构、化学组成等方面的相似性和差异性,认为两条成矿带的重晶石矿具有相同的物质来源,并沉积于相似的古海洋环境中。寒武纪早期扬子地台周缘海水中较高的生产力,导致了Ba的富集,进而为重晶石的大规模矿化提供充足的物质来源。盆地中缺氧的海水限制了重晶石的沉积,SO42-的来源和浓度是制约华南重晶石沉积和空间分布的重要因素。成岩作用不仅导致了Ba的迁移、富集和再结晶,也可能是秦岭-大巴成矿带重晶石和毒重石的矿化分带重要控制因素;相对重晶石矿,毒重石矿中有机质降解程度高,CO32-离子可能来自于甲烷厌氧氧化作用。但华南早寒武世重晶石矿在物质来源、沉积环境、成岩作用等方面还需进一步探讨以及相关证据支持,比如热液喷流和冷泉活动对重晶石和毒重石矿形成的贡献、海洋生产力的水平、SO42-的来源和空间分布特征等。针对华南早寒武世重晶石矿的研究现状和存在问题,本文认为可通过秦岭-大巴山成矿带和江南成矿带的精细对比研究工作,利用微区原位Sr-S-O-C同位素以及显微矿物学研究,可以更好地约束Ba的物质来源,并精细刻画重晶石的沉积-成岩过程。结合Ba同位素,可进一步探讨Ba的大规模富集成矿与寒武纪早期这一特殊地质历史时期的海洋环境之间的关系。
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甘肃玉门地区下白垩统体羽化石研究
Abstract:
羽毛是最复杂的皮肤衍生物,它们形态多样且具有不同的功能,在鸟类和非鸟类恐龙中都有发现。羽毛化石为研究早期鸟类或非鸟类恐龙羽毛的起源和演化提供了重要证据。本研究描述了甘肃玉门地区下白垩统中发现的一块羽毛化石,通过半开放的封闭羽片及长羽轴特征,认为其属于鸟类羽毛分类中的体羽,并保存有副羽结构。这种复杂的羽毛可能来自玉门地区的早白垩世反鸟类。通过与现代鸟类体羽羽区长度的比较,推测其主人体型为小体型。此外,该化石的发现表明在早白垩世时,有些鸟类为适应不同的环境,其体羽已经发育出了副羽的结构。
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多宝山窝里河一带寒武纪安山质火山活动及“兴安地块”属性
付俊彧), 李仰春, 崔丹丹, 庞雪娇, 杨晓平, 杨浩, 那福超, 孙巍
Abstract:
多宝山铜钼金矿集区早古生代成矿地质背景及“兴安地块”的构造属性问题的争议,制约了区域找矿方向的确定。本文采用岩石地球化学、锆石U-Pb年代学方法,研究了多宝山地区窝里河一带出露的一套变质安山质晶屑凝灰岩,以探讨其早古生代早期形成的构造背景及“兴安地块”的构造属性。作者随机测试了变质安山质晶屑凝灰岩60颗锆石,获得206Pb/238U加权平均年龄为502.6±2.7 Ma(n=57,MSWD=1.4),表明其形成于寒武纪苗岭世晚期。变质安山质晶屑凝灰岩SiO2平均含量59.02%,具有高Al2O3(平均16.67%),较高的MgO(平均4.06%),中等的TiO2(平均0.75%)含量;里特曼指数(σ)平均为1.81,属钙碱性系列火山岩。岩石Cr(平均104×10-6)、Ni(平均为64×10-6)、Sr(平均为414×10-6)含量也较高,富集大离子亲石元素Rb、Ba、Th、U,亏损高场强元素Nb、P、Ti,形成于大陆边缘弧构造背景。岩浆源自俯冲板片的熔体及受俯冲板片熔体和脱水流体交代的新元古代亏损的地幔楔。结合新近地质调查研究成果及区域地质建造特点,认为沿“兴安地块”东南缘多宝山-阿荣旗-海勒斯台一线发育一套具有一定规模的显示陆缘岩浆弧特点的寒武纪苗岭世晚期火山-沉积建造,有必要建立一个单独的地质填图单位;多宝山地区的铜山组有必要进一步解体。“额尔古纳地块”与“兴安地块”于新元古代晚期碰撞拼合形成“额尔古纳-兴安联合地块”后,至少在约570~514 Ma期间为被动大陆边缘背景,地块相对稳定;~516 Ma山根拆沉,软流圈上涌形成陆内裂谷;随着应力的积累,~503 Ma诱发“额尔古纳-兴安联合地块”东南侧古亚洲洋分支的北西向俯冲,从而形成陆缘岩浆弧;从此,“兴安地块”逐渐遭到破坏并转变为古生代弧-盆系,控制了区域铜钼金成矿地质背景。
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熊耳山地区TTG岩石记录大氧化事件及其对岩浆静寂期的启示
Abstract:
大氧化事件(Great Oxidation Events,简称GOE)的记录主要是来自于沉积岩地球化学特征,岩浆岩方面的证据较少。然而,全球弧岩浆岩的Th/U比值成功指示了两次大氧化事件,开创了利用岩浆岩地球化学指标探索大氧化事件研究的新领域。弧岩浆岩通常产生于俯冲洋壳脱水交代的上覆地幔楔部分熔融,具有重稀土较富集的特点。本研究结合弧岩浆岩相关研究成果,探讨大氧化事件前后不同时期TTG(Tonalite-Trondhjemite- Granodiorite)岩浆岩是否可以记录GOE,以及GOE对TTG的形成会产生哪些影响,特别是后者,前人在考虑大氧化事件期间及之后的TTG形成时,往往忽略了这一影响。通过锆石年代学证明,在2.45-2.20 Ga(全球岩浆静寂期)范围内,针对不同时期(2.43-2.18 Ga)的明显受表壳物质(锆石Hf-O同位素佐证)加入影响的TTG岩石开展研究,包括其锆石Th/U比值和锆石氧逸度异常,为探讨GOE对不同深度岩浆岩的影响提供了新证据。研究表明,三类不同时期的TTG岩石主微量元素与高硅埃达克岩具有相似的地球化学特征。此外,GOE对不同时期岩浆作用的氧同位素和氧逸度变化有一个升高再降低的过程。全岩花岗岩构造图解和锆石微量元素表明这些岩石形成于大洋俯冲带岛弧环境,这一形成过程可能是由于俯冲洋壳脱水和熔融,随后导致TTG岩石氧逸度发生变化。
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广东圆盘背锡多金属矿床二长花岗岩锆石U-Pb年代学、地球化学及Sr-Nd-Hf同位素组成及其地质意义[*]
Abstract:
圆盘背是粤东锡多金属成矿带内新发现的一个与花岗岩有关的铅锌锡多金属矿床。本文对与矿化有关的二长花岗岩进行了岩石地球化学、Sr-Nd同位素地球化学、锆石U-Pb年代学和Hf同位素综合研究。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年显示,花岗岩侵位年龄为151.8±1.0 Ma,是晚侏罗世岩浆作用的产物。岩石地球化学特征显示,圆盘背花岗岩属于弱过铝质高钾钙碱性系列,强烈富集Rb、Th、U、K、Pb,亏损Ba、Sr、Ti 、P、Nb、Ta,具有明显Eu负异常,属于高分异I型花岗岩。二长花岗岩的高分异、低氧逸度、富集挥发分(F)和金属元素(Sn)的特征以及和成矿之间密切的空间关系表明圆盘背二长花岗岩可能是锡多金属成矿的母体花岗岩。二长花岗岩具有较高的初始Sr同位素值(0.708865至0.708918),较低的εHd(t)值(-6.72至-7.25)和锆石εHf(t)同位素值(-15.52至-5.05)以及较大的二阶段Nd(1568Ma)和二阶段Hf模式年龄(1556~2182Ma),表明其成岩物质主要来自中元古代地壳岩石,可能有少量地幔物质的加入。结合区域研究结果,我们认为圆盘背花岗岩可能是伸展环境下幔源岩浆底垫导致部分地壳熔融形成的。区域伸展可能与华南地块下古太平洋板块向西的平板俯冲和随后的板片断离有关。
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鄂尔多斯盆地陇东地区下二叠统太原组和山西组的物源区转变:中央古隆起消失的响应
朱 森, 曹高社, 石小虎, 姚泾利, 孙凤余, 周昕航, 牛永斌
Abstract:
物源区及其转变的特征可以反映盆地古地理面貌和动力学体制及其转变。依据岩石学、矿物学和碎屑锆石U–Pb–Hf同位素分析,揭示鄂尔多斯盆地中央古隆起东南部陇东地区下二叠统太原组和山西组的物源区及其在垂向上和平面上的差异,为恢复中央古隆起晚古生代古地理演化及其动力学体制提供了新的证据。研究表明,太原组含铝岩系的物源区主要为南部的北秦岭-北祁连造山带和华北陆块东部消失的物源区,但两个物源区的贡献在垂向上和平面上差异明显。由下部向上部、由南部向北部,北秦岭-北祁连造山带贡献减少,而华北陆块东部消失的物源区贡献迅速增多。山西组底部石英砂岩的物源区转变为北部的阴山地块及其南侧的孔兹岩带。早二叠世物源区的转变表明,陇东地区太原组沉积时期的古地理面貌继承了前期的向东开口、北低南高的形态,但南部的隆升已逐渐降低,此与鄂尔多斯盆地南缘北秦岭-北祁连造山带的活动性减弱有关;山西组沉积早期,古地理面貌发生了根本性变革,中央古隆起逐渐消失,改变为向南倾斜的古斜坡,此与古亚洲洋盆最终闭合,内蒙古隆起强烈隆升有关。
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青海省镍钴成矿系列及找矿方向
Abstract:
青海镍钴矿产主要为镍,钴通常以岩浆型镍矿或接触交代型多金属矿的伴生矿产出,独立钴矿少见。镍矿床相对集中于秦祁昆成矿域南祁连成矿带和东昆仑成矿带有色金属矿集区,矿床类型均为岩浆型,与幔源岩浆经深部熔离作用上侵贯入的镁铁质—超镁铁质岩密切相关,超常富集成矿大多发生于早古生代奥陶纪(南祁连成矿带)和泥盆纪(东昆仑成矿带),成矿作用形成于原特提斯洋演化晚期碰撞造山后的裂解伸展环境。钴矿床分布因主矿种的矿床类型不同而呈现出明显地域差异特征,钴矿产地分散产出于秦祁昆成矿域和特提斯成矿域,但具经济价值的独立钴矿和伴生钴矿出露于东昆仑成矿带、南祁连成矿带和阿尼玛卿成矿带,主要矿床类型有岩浆型、海相火山岩型和接触交代型;钴矿产成矿时代较为复杂,大致可分为早古生代奥陶纪、志留纪,晚古生代泥盆纪、石炭纪和中生代三叠纪四个成矿阶段,不同成矿期的成矿地质环境差异显著,成矿作用随矿床类型而迥异,但基本与主矿种富集成矿过程一致,奥陶纪—泥盆纪成矿于造山后伸展环境,发育与非蛇绿岩型镁铁质—超镁铁质岩有关的岩浆型伴生钴矿;石炭纪成矿于古特提斯大洋扩张环境,形成海相火山岩型独立钴矿或伴生钴矿,三叠纪成矿与陆缘弧岩浆侵入有关,接触交代型伴生钴矿床是该成矿期的鲜明特色。依据矿床时空分布特征、成矿作用及成矿地质背景,将青海镍钴矿产划分为10个矿床成矿系列、15个矿床成矿亚系列、9个矿床式。基于镍钴区域成矿地质背景、区域成矿条件、已知矿化信息及最新找矿成果、区域元素地球化学场、矿床成矿系列和研究程度分析,提出了成矿区带不同类型镍钴矿产找矿远景,对镍矿而言,原特提斯洋构造活动时空域中的南祁连成矿带、柴北缘成矿带和东昆仑成矿带仍为实现找矿突破可能的首选地,野外应重点调查与蛇绿岩无关的富Ni铁质系列基性—超基性岩体,其次在蛇绿混杂带中探寻与蛇绿岩组分镁铁质—超镁铁质岩相关的岩浆型镍矿。对研究程度较低的钴矿,一是重点研究海相火山岩型独立钴矿床的成矿地质环境和有利成矿条件,二是着重于攻关已知矿床中Co元素的赋存状态及超常富集机制;此外认为,柴北缘成矿带和东昆仑成矿带为岩浆型镍伴生钴矿的有利远景区,东昆仑成矿带西部尕林格—野马泉地区昆北岩浆弧和东部都兰地区祁漫塔格—夏日哈岩浆弧有利于寻找接触交代型多金属伴生钴矿,东昆仑成矿带和阿尼玛卿成矿带则可能会成为与古特提斯洋扩张期洋脊岩浆作用有关海相火山岩型钴矿取得找矿突破的重要远景区。总体而言,岩浆型镍矿、海相火山岩型独立钴矿和共生钴矿、岩浆型伴生钴矿以及接触交代型伴生钴矿可作为今后镍钴矿勘查的主攻方向。
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鲁西泰山岩群新太古代构造特征及其地质意义
Abstract:
新太古代末期是地球大地构造演化的重要转折期,近年来数值模拟工作认为该时期是垂向运动向水平运动发生转变的重要时期。位于华北克拉通东部陆块的鲁西地区由于未受到古元古代及晚期构造事件的影响,是研究太古宙构造演化的理想场所。本研究以东部陆块鲁西蒙阴地区太古宙泰山岩群为研究对象,通过详细的野外构造解析及年代学工作,得出泰山岩群太古宙构造包含3个阶段的变形:DA-1内早期面理S1及紧闭褶皱F1,DA-2中大量直立褶皱、S2面理以及逆冲断层,DA-3形成大量韧性剪切带。结合区域内已发表的年代学资料,本研究认为DA-1形成于2.56~2.53 Ga之间,DA-2发生于2.53~2.52 Ga之间,而DA-3发生于2.52~2.50 Ga之间。大量变形峰期构造要素的构造几何学特征表明,泰山岩群内发生的变形与垂向作用机制下的穹窿-龙骨构造不同,而与显生宙侧向挤压造山作用所形成的构造极为相似,鲁西3个变形阶段诠释了完整的太古宙造山事件。因此本研究认为,鲁西地区太古宙水平构造是板块构造体制下水平运动的结果。
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贵州织金下寒武统黑色岩系低温成矿元素富集对大面积低温成矿作用的指示
谭泽东, 杜丽娟, 陈军, 彭柔, 杨瑞东, 高军波, 刘旭阳, 刘林林, 杨再风
Abstract:
位于扬子地块西南缘的右江盆地是我国大面积低温成矿域的重要组成部分,盆地内低温Au、Sb、Hg矿床的金属来源及富集过程仍需明确。前人研究显示下寒武统黑色岩系富集低温成矿元素(如As、Sb、Au等),有可能为右江盆地低温成矿提供物质基础。为进一步揭示寒武系多金属黑色岩系与右江盆地低温成矿之间的联系,本文对下寒武统(牛蹄塘组和戈仲伍组)黑色岩系(含磷块岩层)及其中发育的后期热液脉开展了元素地球化学、激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)原位微量元素以及流体包裹体显微测温工作。结果显示:1)这套下寒武统岩系的Sb、As元素含量高于上地壳(富集系数为2~69)。lg(U)-lg(Th)关系图表明下寒武统戈仲伍组含热液脉磷块岩Sb-As富集主要受热水(液)作用影响;2)后期热液石英脉流体包裹体温度集中在为137.4~260℃之间,盐度为0.18~5.11 wt% NaCl equiv,与右江盆地低温成矿流体温度基本一致(140~270℃,1.5~7.0 wt% NaCl equiv);3)含热液脉磷块岩中发育两类磷灰石,分别为沉积磷灰石(Fap1)和热液磷灰石(Fap2)。其中,Fap1具有典型的生物碎屑结构,Fap2表面平整且主要发育在后期热液石英脉附近。电子探针(EPMA)和LA-ICP-MS分析显示,相对Fap1,Fap2更富集Sb、As、Cu等低温热液元素,亏损稀土元素。综合上述分析,本文认为Fap1为典型的生物沉积磷灰石,是磷块岩中稀土元素的主要载体。Fap2为后期形成的热液磷灰石,其明显富集低温成矿元素(Sb、Cu、As)。Fap1中较低的低温成矿元素(Sb、Cu、As)含量揭示下寒武统地层不足以为低温成矿提供物质基础,相反这种起源于深部(如变质基底或岩浆)的后期热液流体(如卡林型成矿流体)可能是下寒武统黑色岩系低温成矿元素异常富集的原因之一。
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渤海湾盆地南堡凹陷构造成因解析—来自地震资料解释与三维砂箱物理模拟实验的启示
王于恒, 于福生, 宋璐, 王丹丹, 赵宝银, 齐伊梨, 孟令箭
Abstract:
裂陷盆地形成过程受多因素制约,如基底先存构造、沉积物质能干性、裂陷期次与裂陷方向,最终会形成多组走向不同,规模各异的断裂系统,组成多种构造样式。这无疑使盆地构造解析变得极为困难,本文通过三维地震资料解释与对照组构造物理模拟实验,重现多因素影响下东营组以来南堡凹陷南北向伸展形成演化过程。研究表明:(1)南堡凹陷是发育在先存构造基底条件下的多期裂陷产物。最终在明化镇组形成南北分区变形,东西分段相连,上下分层变形的构造格局。(2)凹陷南部的先存古隆起影响均匀分布的伸展变形,北部形成分段相连的网状交织式新生断裂系统,南部先存构造再活化形成东西两侧弧形雁列式继承断裂系统。多期异向裂陷过程中形成的北东向先存断层面是制约晚期断层定向排列的重要因素。(3)韧性滑脱层是增强断层相互作用的关键物质因素,将始于预设边界的应变传递到盆地变形的各处。促进了孤立断层彼此连接,形成东西向分段连接的正断层组合,断层通过自身的弯曲容纳由先存构造导致的斜向伸展位移。
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南天山造山型金矿容矿碎屑岩的构造属性探讨:以阿万达金矿为例
依丽旦娜·塔拉提, 尼加提.阿布都逊, 刘学良, 阿比旦.阿力木江, 杨刚
Abstract:
南天山造山型金矿的容矿地层主要为浅变质浊积岩,其形成时代与构造属性尚存在争议。本文以南天山黑英山地区阿万达金矿为例,在前人对该金矿已有的研究基础上,结合课题组近几年的最新研究成果,探讨阿万达金矿容矿碎屑岩的构造属性。阿万达金矿南部出露一套由洋中脊型和洋岛型枕状玄武岩、薄层硅质岩和浊积岩组成的大洋板块地层残片。从30件硅质岩中挑选出放射虫微体化石,主要属于内射虫类,时代为晚泥盆世—早石炭世。阿万达金矿的容矿碎屑岩与其南部卡尔果尔大洋板块地层中浊积岩的最大沉积时代一致,且与硅质岩中放射虫化石的时代相近。在大洋板块地层模型基础上,结合区域地质资料,认为这些碎屑岩为南天山增生杂岩的组成部分,是形成于伊犁—中天山地块南缘汇聚板块边缘的造山带非史密斯地层,并不属于塔里木北缘的被动大陆边缘沉积体系。增生杂岩中广泛发育多种尺度、不同构造层次的断层作用,与金矿化密切相关。“汇聚板块边缘浅变质浊积岩系+构造变形+岩浆热液”是南天山造山型金成矿的关键找矿预测标志和勘查准则。
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基于密集线性台阵地震被动源成像的渭河盆地西缘精细沉积结构研究
徐勇, 邓宝, 田晓峰, 倪红玉, 段永红, 肖本夫, 李俊伦
Abstract:
为研究渭河盆地西缘强震风险重点区域的地下精细结构和沉积特征,本研究布设了一条由平均台站间距200 m、共254个短周期三分量节点式地震仪组成的密集线性台阵,进行了为期30天的连续地震数据采集。我们首先计算了背景噪声垂直分量的互相关,应用近期发展的拓距相移法提取了3 Hz~3.3 s的基阶瑞利面波频散曲线,进而反演得到测线下方2.5 km以浅的高分辨率横波速度结构。此外,利用采集到的三分量背景噪声数据,采用单台噪声谱比法(HVSR)计算峰值频率,根据经验公式估计了渭河盆地沉积层厚度。背景噪声成像获得的二维横波速度剖面呈现出高速-低速-高速的横向变化特征,与典型沉积盆地隆起-坳陷-隆起的地质结构吻合,清晰刻画了区域内3条主控断裂和2个地质构造单元,与地震主动源反射剖面结果一致;HVSR成像结果揭示了研究区域内沉积层较厚,层序明显,新生代的古近系、新近系和第四系的地层层序发育完整;结合背景噪声成像、HVSR和已有主动源地震反射剖面等资料,综合研究表明测线下方存在的3条主控断裂在该区域均未穿透第四系地层。本研究表明背景噪声拓距相移法和HVSR方法结合在沉积盆地结构探测中具有良好的实际应用效果,为沉积盆地结构探测提供了新的技术方法和途径。
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同江-跃进山增生杂岩晚石炭—中二叠世玄武岩的厘定及地质意义
Abstract:
中国东北那丹哈达地体西缘的同江-跃进山增生杂岩对于重建古大洋板块的俯冲-增生过程具有重要意义,然而同江-跃进山增生杂岩限定的洋盆时限和构造属性还不清楚。本文在地质调查基础上,报道了同江-跃进山增生杂岩中的岩浆岩岩块的年代学和地球化学特征。结果显示,跃进山玄武岩LA-ICP-MS 锆石 U-Pb年龄为313.8 ± 2.3 Ma,具有洋岛玄武岩(OIB)的地球化学属性;同江斜长角闪岩LA-ICP-MS 锆石 U-Pb年龄为271.7 ± 2.3 Ma,具有洋中脊玄武岩(MORB)的地球化学属性,同江玄武岩与前弧玄武岩(FAB)地球化学特征类似。结合前人研究成果,表明同江-跃进山增生杂岩为古太平洋板块二叠纪—晚三叠世俯冲-增生过程的物质记录。
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重庆地区早侏罗世自流井组粪化石层的发现及古环境意义
周政达, 陈阳, 栾进华, 张瑞刚, 王倩, 张拉, 李伟, 李大华, 聂磊
Abstract:
粪化石是一种重要的遗迹化石,不但可以提供生物饮食结构、生物种群多样性等信息,还可以重建古生态系统的营养结构和能量流模型,但常是单点发现,鲜有报道区域上连续的粪化石层。本文首次报道了在重庆渝北、北碚、万州、四川邻水等地区的下侏罗统自流井组东岳庙段中发现的以粪化石为主、伴生鳞齿鱼类、叶肢介类、芦木类、爬行类等生物的化石层位,并对化石层中的粪化石进行了采样。据粪化石的形态观察及薄片特征认为:(1)采集的粪化石分为了四个类型,其动物源主要为不同食性的爬行类、硬骨鱼类及软骨鱼类。(2)东岳庙段时期古巴蜀湖形成了由茂盛植物作为生产者,双壳、介形虫作为初级消费者,鱼类、爬行类作为中-高级消费者构成的复杂生态系统。(3)东岳庙段时期古巴蜀湖发生了一次小型的缺氧事件,导致了大量鱼类集群性死亡,爬行类可能由于可以脱离水体呼吸而免遭其难,这次缺氧事件可能是托阿尔期大洋缺氧事件的序幕。
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南堡凹陷断裂系统特征及其新生代构造演化
Abstract:
南堡凹陷位于华北克拉通的东部,是渤海湾盆地北部的一个富烃凹陷。长期以来,关于南堡凹陷的构造演化模式一直存在是伸展断陷叠加走滑裂陷成盆还是多期伸展断陷成盆的争论。本文对横穿南堡凹陷的八条地震剖面进行了构造解译,发现NE–SW向断裂带以发育铲式正断层、多米诺式正断层、X型正断层、地堑–地垒构造和伸展型双重构造等为特征,代表典型的伸展变形系统;NW–SE向断裂带具有左行走滑-斜向伸展的特点,它们的存在主要是为了协调NE–SW向正断层上盘向南东的滑动。通过南堡凹陷不同地质时期地层底界构造图的分析,发现南堡凹陷新生代的沉积中心具有自NW向SE迁移的规律。在上述分析的基础上,结合区域构造演化资料,本文建立了南堡凹陷新生代四阶段构造演化模式,并提出南堡凹陷新生代时期是一个多阶段伸展的裂陷。这项工作不仅可以为南堡凹陷下一步的油气勘探提供服务,而且也可以为断裂系统的理论研究提供可靠的素材。
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黄河上游谷地磷灰石裂变径迹记录的青藏高原东北缘中中新世连续扩展过程
Abstract:
探究青藏高原东北缘的构造地貌过程,对理解高原隆升和生长的演化机制有重要意义。前人通过低温热年代学方法等开展了高原东北缘断裂带抬升-剥蚀过程的研究,揭示了青藏高原晚新生代向东北的扩展过程,而断裂带之间地块的低温热年代学数据则相对缺乏,部分结果显示断裂带之间的块体基本呈现新生代之前的年龄,似乎没有记录到高原向东北缘扩展的过程。为了进一步解析高原东北部断裂带间的相对稳定区域的隆升剥蚀历史,本文选取位于龙羊峡河床的基岩花岗岩体及青海湖以东胡丹河附近的岩体为研究对象,采集了6个样品,进行了磷灰石裂变径迹分析,通过热历史反演模拟,限定了这些岩体的剥露历史;同时结合区域已有的低温热年代学资料,利用区域剥蚀速率反演计算的Age2exhume软件,估算了高原东北缘自中中新世以来稳态垂直剥蚀速率及剥蚀厚度。上述结果表明: (1)在非断裂带区域明显存在<10 Ma的一期相对快速冷却事件,反应了高原向东北缘的持续扩展;(2)中中新世以来,拉脊山-积石山一带呈现了较高的剥蚀速率和较大的剥蚀厚度,进一步佐证了高原东北缘中中新世以来的扩展过程。低温热年龄结合精确的热历史模拟揭示出的断裂带之间相对稳定块体的隆升剥蚀历史,为中中新世以来高原持续扩展提供了新的证据。
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帕米尔东缘上新世走滑与冲断构造转换
Abstract:
帕米尔东缘的构造特征和演化历史对于揭示青藏高原西构造结的变形演化、帕米尔–西昆仑与塔里木盆地的盆山耦合关系、指导该地区的油气资源勘探和地震灾害防御等都具有重要意义。本文在详细地表填图的基础上对横切帕米尔东部边界关键构造部位的地震剖面进行了解析,对帕米尔东缘盆山结合带构造格架进行了约束。本文展示的填图资料、野外照片、地震剖面等数据揭示帕米尔东缘不仅发育出露的右行走滑断裂系,相邻盆地还发育隐伏挤压冲断带,包括棋盘构造楔和齐姆根构造楔。棋盘构造楔上覆构造生长地层底界位于上新统阿图什组下段,齐姆根构造楔上覆构造生长地层底界位于上新统阿图什组顶部,指示隐伏冲断带自上新世发育。帕米尔东缘上新世经历了走滑构造体系向挤压构造体系的转变。上新世之前,构造变形主要由乌伊塔克-莫莫克断层的右旋走滑作用调节;上新世之后构造体系转为向东逆冲推覆为主,走滑活动性减弱。这些基础资料以及本文提出的基本观点对于建立该地区的构造格架和演化序列等都具有很好的指示意义。
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基于SWIR光谱滇中地区碳酸盐黏土型锂矿黏土矿物与锂含量定量分析
Abstract:
锂是我国重要的新兴战略资源,近年在滇中地区发现的碳酸盐黏土型锂矿具有储量大、品位高、易开采等特点,已成为锂资源勘探的重要方向之一。此类矿产中锂主要以吸附形式赋存于黏土矿物层间,蒙脱石吸附能力最强,伊利石次之。为探究黏土岩中蒙脱石-伊利石与锂元素含量间的耦合关系,本研究采用定量X射线衍射(QXRD)和短波红外光谱(SWIR)技术,通过伊利石-蒙脱石梯度样品的特征分析证实SWIR可实现伊利石和蒙脱石的区分和定量分析,并优选出18个敏感波段;运用偏最小二乘算法,以SWIR数据为自变量对滇中地区32个富锂黏土岩样品进行伊利石和蒙脱石定量分析,验证集中蒙脱石和伊利石含量R2分别为0.89和0.87,定量分析精度较高;以伊利石和蒙脱石定量分析结果作为自变量对锂含量进行定量分析,验证集R2为0.86,表明本方法可实现黏土矿物和锂含量准确分析。SWIR光谱测试方法具有仪器便携、易操作、样品无损等优势,非常适合野外快速测定碳酸盐黏土型锂矿样品黏土矿物成分并估算锂含量,对该类型矿产勘查具有重要意义。
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VELSD1.0:面向深度学习的长白山火山喷发地貌遥感数据集
李成范, 韩晶鑫, 武成智, 刘岚, 颜丽丽, 刘学锋, 赵俊娟
Abstract:
作为保存最完整的多成因复合活火山之一,长白山火山喷发地貌场景中的地表覆盖类型广泛发育且遥感解译标签清晰。目前,遥感数据集是利用深度学习进行大区域火山喷发地貌场景遥感分类的数据基础。本文以哨兵2(Sentinel-2)遥感图像为数据源,结合地质资料和野外调查建立了一个面向深度学习分类的长白山火山喷发地貌遥感数据集(VELSD 1.0)。该数据集中地表覆盖类型包含高植被覆盖、中植被覆盖、低植被覆盖、裸露土壤、玄武岩、粗面岩、混合岩、水体、阴影、人工景观,组成元素包括遥感图像、标签数据、解译标签及说明文件;覆盖范围约2500 km2,共计40000个样本;单张样本图像尺寸为25像元×25像元,空间分辨率为10 m。利用经典的卷积神经网络(GoogLeNet、ResNet)和Transformer(Vision Transformer、Swin Transformer)模型对构建VELSD 1.0数据集进行了验证和分析。结果表明,本数据集对深度学习模型具有良好地适用性和可迁移性,总体分类准确度、Kappa系数和多类平均精度分别达到82.93%、75.64%和84.22%。可为其他火山喷发地貌深度学习分类提供借鉴,提升火山地貌遥感调查的信息化和智能化。
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鄂尔多斯盆地西缘下岭南沟下奥陶统剖面旋回地层及古气候变化的天文驱动力研究
Abstract:
奥陶纪是地球环境和生命过程中非常关键的时期,在此期间发生了引人瞩目的奥陶纪生物大辐射事件,地球气候从早奥陶世温室期向晚奥陶世后期冰室期转变。鄂尔多斯盆地西缘贺兰山区下岭南沟剖面寒武系芙蓉统–中奥陶统出露良好,该剖面牙形石生物地层资料为旋回地层学研究提供了良好的时间约束。本文通过选取Ca、Fe和Fe/Ca作为古气候替代指标,对下岭南沟剖面进行旋回地层分析,根据稳定的405-kyr长偏心率周期建立了~8.9 Myr的连续高分辨率天文年代标尺,并计算出特马豆克阶的持续时间为6.9 ± 0.28 Myr。斜率和短偏心率与总能量比值的演化图谱显示出早奥陶世~1.2 Myr的超长斜率周期(s4–s3)和~2.4 Myr的超长偏心率周期(g4–g3)。同时,调谐后Ca、Fe和Fe/Ca时间序列的沉积噪声模型显示出与海平面变化相对应的高分辨率的沉积噪声变化,揭示了在早奥陶世早特马豆克期三级海平面变化主要受到天文轨道旋回超长斜率周期(s4–s3)驱动,在中特马豆克期-早弗洛期三级海平面变化主要受到天文轨道旋回超长偏心率周期(g4–g3)的调控。早奥陶世天文轨道周期的调整可能对奥陶纪生物大辐射事件起着重要的推动作用。
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敦煌地块晚志留世石英二长闪长岩的岩石成因及其地质意义
甘保平), 唐菊兴), 第五春荣), 朱利辉), 孙清飞), 刘园园)
Abstract:
敦煌地块作为中亚造山带中段最南部的微陆块,其早古生代的岩浆作用成因及其构造演化问题仍未圆满解决,从而限制了对于古亚洲洋南部洋-陆俯冲、增生演化及深部岩浆物质循环的全面理解。本文在敦煌地块党河水库东侧长沙梁地区识别出了志留纪闪长岩岩体,并对其进行了详细的岩石学、锆石U-Pb年代学、全岩主、微量地球化学和锆石Hf同位素研究。锆石U-Pb定年结果显示,长沙梁石英二长闪长岩形成年龄为428~426 Ma。地球化学组成揭示,石英二长闪长岩相对富钠(K2O/Na2O = 0.84~0.99)、高Al2O3 (16.5~17.0%)含量、Mg#(51.5~53.0)值以及低A/CNK(0.96~1.00)值,属于高钾钙碱性准铝质系列;所测试的样品显示出负的Eu异常(Eu/Eu* = 0.70~0.77),富集大离子亲石元素Rb、Ba和Th等,亏损Nb,Ta和Ti等高场强元素,低的Y(16.3~19.0 × 10-6)和Sr/Y比值(20.3~24.5),具有典型弧岩浆的地球化学特征。Hf同位素结果表明,石英二长闪长岩具有负的锆石εHf(t)值(-12.0~-2.2)和古老的二阶段模式年龄(TDM2 = 2136~1525 Ma)。上述特征表明,长沙梁石英二长闪长岩可能是由俯冲沉积物熔体交代上覆地慢楔熔融产生的幔源岩浆,上升并底侵古老玄武质下地壳部分熔融形成。综合已有的研究结果,本研究认为敦煌地块早古生代时期强烈卷入中亚造山带南部相关的造山事件使其发生改造与活化,进而产生了不同成分、多阶段的弧岩浆作用事件,并处于古亚洲洋向敦煌地块持续俯冲的陆缘弧环境。
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安徽藕塘-滁县-上腰铺一带构造演化的磷灰石裂变径迹年代学约束
田朋飞, 何姿霏, 吕金梁, 和雅杰, 袁万明, 杨晓勇, 段留安
Abstract:
安徽藕塘-滁县-上腰铺一带位于华北克拉通东南缘、长江中下游成矿带北缘,秦岭—大别造山带北部前锋带、郯庐断裂带东侧,是周边多种大型区域动力学系统交汇、过渡部位,且周边发育大量铜矿床具重要经济价值,但区域内低温热历史研究程度较低,对该区进行磷灰石裂变径迹热史分析对认识区域构造演化具有重要意义。我们利用磷灰石裂变径迹对藕塘-滁县-上腰铺一带的构造活动展开研究,获得9件磷灰石裂变径迹分析结果,中心年龄最大值为113.2±7.8 Ma,最小值为78.6±5.3 Ma。热史模拟研究结果显示郯庐断裂带周边经历了多期次热事件:藕塘-滁县-上腰铺一带在130~100 Ma体现出快速降温,其动力背景与伊泽纳崎板块的高速斜向俯冲相关;100~60 Ma 研究区降温较缓慢,直至~60 Ma在安徽藕塘-上腰铺一带出现较快速降温,为印度板块与欧亚板块碰撞远程效应的体现。热历史较清晰的反映了印度板块与欧亚板块硬碰撞(55~52 Ma)对研究区热史的影响,印度板块与欧亚板块硬碰撞开始后造成了藕塘-上腰铺一带较快速降温,至此研究区受控于太平洋板块俯冲和印度板块与欧亚板块碰撞远程效应两大构造体系。
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条带状铁建造:旋回地层学的研究进展与挑战
Abstract:
条带状铁建造(BIF)是前寒武纪特有的海相化学沉积岩,是早期地壳的重要组成部分,记录了早期地球构造演化、古环境变化和原始生命活动等重要信息。富有不同尺度的韵律条带是BIF的重要特征,尽管BIF的成矿物质来源和沉积条件等研究已经取得丰富的成果,但关于BIF中不同尺度条带的成因仍是极具争议的话题。近年来,地质学家在BIF地层中识别出大量可靠的米兰科维奇旋回记录,创新性地提出了天文轨道驱动了BIF中不同规模韵律条带的形成。本文系统梳理了旋回地层学在BIF地层中的研究进展,关注地球轨道旋回驱动的气候变化对BIF的影响,并进一步探讨其在华北克拉通BIF中的研究前景。
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基底倾斜对冲断变形的控制作用——以龙门山冲断带为例
于景强, 赵利, 张云银, 董大伟, 于正军, 王永诗, 张鹏飞, 魏文
Abstract:
基底倾斜是控制冲断带构造变形的重要因素。目前,学者对龙门山冲断带基底倾斜变形的研究较为薄弱。本文解译地震剖面发现,龙门山冲断带北、中、南段的基底变形亦具有差异性:北段整体向前陆倾斜2.6°,形成于冲断席的隆升作用;中段向后陆倾斜3.2°,形成于多期前陆压陷作用;南段向后陆倾斜2.6°,形成于早期伸展断陷和后期前陆压陷作用;新近纪以来,中、南段的后陆基底在青藏高原隆升作用下显著隆升。数值模拟实验表明,基底向后陆倾斜、水平沉降均会抑制构造变形向前陆扩展、产生冲断席叠加,而基底先存倾角的控制作用则反之;基底保持水平或向前陆倾斜时,后陆冲断席的隆升作用强于前陆,会造成基底整体向前陆倾斜;基底向后陆倾斜、浅表沉积时,楔形地层会促进斜坡带发育反向冲断。结合低温热年代学证据,数值模拟验证了龙门山冲断带南段基底的构造演化:晚白垩世以前,南段发育伸展断陷,沉积西厚东薄地层,基底向西倾斜;晚白垩世—始新世,南段发育前陆盆地,基底向后陆倾斜沉降;渐新世—中新世,南段的冲断变形向盆内强烈传递,基底基本无沉降;上新世以来,南段的后陆基底在青藏高原隆升作用下隆升,形成现今陡变地形。
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数值模拟揭示岩石圈强度结构对被动大陆边缘形成的控制作用
Abstract:
被动大陆边缘的形成演化受到裂前岩石圈强度及其垂向结构的控制。为研究两个因素对岩石圈破裂时间、破裂方式、被动陆缘规模和形态等方面的影响,本文引入岩石圈综合强度(σt)和壳-幔刚性层耦合度(Coc)两个综合指标,并通过地球动力学数值模拟来揭示这种规律。数值模拟结果表明,岩石圈强度结构是控制其破裂持续时间的本质因素,其裂前强度越大,裂谷活动的持续时间越长,而在此基础上,壳-幔刚性层耦合度的降低则将进一步延长该过程。对于完全耦合(Coc=1)的岩石圈来说,在其开裂过程中往往上地壳先断,以纯剪模式形成对称陆缘。壳-幔刚性层耦合度降低(Coc<1)时地壳和上地幔刚性层分开变形,伴随裂谷中心的侧向迁移形成不对称型陆缘。这种情况下,当上地幔厚度相对有限时将率先断开,巨厚上地幔发育时则为上地壳先断,导致地幔岩剥露地表。另外,壳-幔刚性层低耦合度是产生大规模宽缓被动大陆边缘盆地的必要条件,具体表现为耦合度越低,裂谷中心迁移距离越大,形成的共轭陆缘规模也越大,而地壳厚度的增加本质上导致壳-幔刚性层耦合的降低,从而增大了陆缘规模,并已在南大西洋中段验证了上述认识。
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柴达木盆地中西部古近纪-新近纪背斜构造裂隙孔隙卤水成矿规律与模式
Abstract:
近年来在柴达木盆地中西部古近纪-新近纪背斜构造地层中发现了深层裂隙孔隙卤水,其储卤层厚度大、钾锂硼资源元素含量高、部分区域成矿条件已达边界品位或工业开采品位,进一步找矿潜力巨大。本研究详细梳理柴达木盆地古近纪-新近纪地层沉积及成盐演化、卤水矿床储层特征和元素地球化学,总结了卤水资源元素的时空成矿特征及成因机制,发现盆地西部储卤地层岩性为灰质泥岩和泥岩,而盆地中部则为泥岩和粉砂岩,钾锂硼资源元素含量总体呈现由西(狮子沟-南翼山)向中(红三旱-鸭湖)、向北(鄂博梁-冷湖-南八仙)逐渐递减的趋势,这与古湖盆沉积中心迁移演化密切相关,并建立了古近纪-新近纪背斜构造裂隙-孔隙卤水矿床成矿模型,对于今后开展勘查评价及成矿预测具有较好的指导意义。
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粤北下庄花岗岩体岩石成因及与铀成矿关系:锆石微量元素和矿物化学的约束
陶继华, 张泽凤, 任志, 徐志添, 孙俊杰, 曹俊, 苏献源, 冷成彪, 许德如
Abstract:
华南花岗岩型铀矿床常常与U含量大于10×10-6的富U花岗岩在空间上紧密共生,了解这些富U产铀花岗岩的岩石成因有助于铀矿找矿勘探和铀成矿理论研究。本文以下庄富U产铀花岗岩为研究对象,开展系统的锆石U-Pb年代学和锆石微量元素特征,以及黑云母和绿泥石矿物化学成分特征研究。结果显示,下庄花岗岩形成年龄为234~236 Ma。下庄花岗岩来自古元古代沉积岩部分熔融,熔体具有高F含量特征,并经历了较高程度的分离结晶作用,随着岩浆演化,氧逸度逐渐降低,U元素不断富集,并最终形成了含大量晶质铀矿、独居石、磷钇矿和钍石等富U副矿物的富U(>10×10-6)花岗岩。受燕山期基性岩浆作用形成的相对酸性和低度氧化性热液流体影响,下庄花岗岩中富U副矿物的U元素被大量萃取,成为铀矿化作用的重要成矿物质来源。
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福建德化县茶坑铜-钾长石矿床地质特征、地球化学及成因初探
Abstract:
福建省德化县茶坑铜-钾长石矿床(推断铜资源量236 t、钾长石资源量 41.52 wt)位于东南沿海中生代岩浆带德化矿集区中部,赋存在琼溪似斑状黑云母花岗岩体中。矿体类型包括钾长石矿体和铜矿体两类,受区内NNE向F1、F2和F3断裂及其次级断裂控制。根据脉体穿切及矿物共生组合关系,识别出三个热液演化阶段:钾化(阶段I)、硅化及白云母化(II)和碳酸盐化阶段(III)。其中,阶段I和II分别为主要的钾长石矿化和铜矿化阶段。铜矿化叠加在钾长石矿化之上,形成富铜又富钾长石的铜-钾长石矿石。综合矿床地质、矿物化学、全岩地球化学及锆石内部结构特征,认为茶坑铜-钾长石矿床为热液交代成因。铜-钾长石矿石中的岩浆锆石可能是流体在运移过程中从琼溪黑云母花岗岩中捕获/继承而来,其206Pb/238U加权平均年龄159.4±1.0 Ma (MSWD=0.21) 代表琼溪黑云母花岗岩的成岩年龄,并限定了铜-钾长石成矿时代的上限。茶坑矿区花岗斑岩呈脉状侵入黑云母花岗岩中,前者明显富集Ba、Sr、P、Ti、Pb和Cu,与铜-钾长石矿石的微量元素富集特征相似,初步推测茶坑铜-钾长石矿床的成矿物质及流体来源可能与区内花岗斑岩的演化有关。
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基于ASTER和SDGSAT-1热红外数据的新疆卡拉麦里蛇绿岩带岩性识别
Abstract:
热红外光谱(TIR,7–14 μm)对于造岩矿物的识别具有无可比拟的优势,但目前可用的星载热红外数据源较少,且影像普遍空间、光谱分辨率较低。我国2021年发射的可持续发展科学卫星1号(SDGSAT-1)携带的热红外成像仪(TIS)具有大幅宽(300 km)、高空间分辨率(30m)和高探测灵敏度等特点,在岩性填图中具有较好的应用前景。本研究选取新疆东准噶尔卡拉麦里地区ASTER和SDGSAT-1两种热红外影像,建立镁铁-超镁铁质岩、富石英岩、富长石岩和花岗岩类岩石指数,结合主成分分析结果分析不同岩石类型在二维、三维波谱特征空间中的分布特征,分别构建了两种数据的多维波谱特征空间岩性识别模型。结果表明:1)ASTER TIR和SDGSAT-1 TIS数据构建的岩石指数可以有效识别镁铁-超镁铁质岩、富石英岩、富长石岩和花岗岩,岩性识别总体精度分别为95.16%和98.02%;2)两种数据构建的多维波谱特征空间模型岩性识别效果也较好,总体精度分别提升至96.78%和98.54%;3)SDGSAT-1 TIS较ASTER TIR提取镁铁-超镁铁质岩精度提升了13.26%,对于露头较小岩体识别能力更强,在岩性填图方面应用潜力巨大。
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俯冲动力学数值模拟中的网格选择
Abstract:
包括俯冲动力学数值模型在内的地学中各种基于数学物理方程的数值模型必然涉及由离散节点组成的计算网格,它控制着数值计算精度进而控制着数值模型在解决实际地球科学问题中的可信度。近年来俯冲动力学数值模拟取得了长足进步,然而随意使用计算网格导致的数值计算精度仍然不清楚。本文针对经典科学问题,基于3套精度不同的计算网格构建了数值模型,通过比较不同精度计算网格导致的数值结果偏差,评估了低精度网格在实际研究过程中的可能影响。本文认为近十年来较常用的加密区精度为2km×2km的计算网格有可能得到包含明显数值误差的计算结果,进而影响数值模型在地学中的应用。因此,可能有必要重新审视近年来低精度网格的模型及其相应的地学结论。随着俯冲动力学数值模型越来越高的非线性特征,选择尽可能高精度的计算网格可能是必然选择。对于高非线性问题使用低精度网格的情况,需要确切证据证明网格可靠性。本文提出了一套新的适用于俯冲动力学的网格剖分形式:含悬挂点的局部加密结构化四边形网格。该网格可能在网格总数较少的情况下完成高精度数值计算,并且实现过程相对简单。
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红河断裂带在莺歌海盆地的延伸——中央断裂的识别
付永涛, 陈鹳霏, 吴涛, 王万银, 徐涛, 周章国, 杨安
Abstract:
红河断裂带的早期左行和后期右行走滑剪切作用对莺歌海盆地的构造演化和沉积过程具有重要的控制作用。虽然在莺歌海盆地的中央坳陷北部和南部已识别出红河断裂,但仍不清楚红河断裂带在中央坳陷是如何延伸的,因此对莺歌海盆地的构造演化和沉积过程研究造成了一定影响。目前都是基于盆地东侧的1号断裂和西侧的莺西断裂为边界,研究莺歌海盆地的构造演化。本文基于莺歌海盆地卫星测高重力异常,采用重力异常归一化总水平导数垂向导数(NVDR-THDR)方法厘定了中央断裂的分布,且在中央坳陷北部和中部得到了2D地震剖面的证实。中央断裂是红河断裂带在莺歌海盆地的延伸,在东方底辟区以北发育左阶断层,在平面上形成向东的错断;在昌南底辟区以东为数条平行断层组成的断裂带,在乐东底辟区发展为左行左阶断层系,发育了乐东南洼陷(拉分盆地)。地震剖面显示中央断裂在中央坳陷的埋深较大,在双程反射时长大于6 s的深度以下,依据地层层序判断其主要活动期为早于30 Ma并持续至15.98 Ma。依据双界面模型快速反演方法计算的莺歌海盆地沉积物厚度,在中央坳陷发育5个厚度大于15 km的沉积中心。总体上,中央断裂以西为沉降中心,以东为沉积深度变浅的梯度带。同时,中央坳陷的5个底辟构造带均分布于中央断裂以西,尤其是乐东区的左行左阶断层系对3个平行分布的底辟带有明显的控制作用。中央断裂对莺歌海盆地构造演化和油气勘探具有重要的意义。
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莺歌海盆地一号断层成因机制新认识—模拟实验和讨论
Abstract:
莺歌海盆地由于其特殊的构造位置(红河断裂带向海域的延伸区)以及丰富的天然气资源,长期受学术界和石油产业界的高度关注。自提出印度-欧亚大陆碰撞-挤出模式来解释东南亚的构造变形特征以来,莺歌海盆地一直被学术界认为是中国典型的走滑拉分盆地。然而,基于“广义断层理论”,通过对三维地震资料系统的构造解析,发现莺歌海盆地的主控边界断层(一号断层)的构造特征以及断距分布均与传统的走滑断层明显不匹配,但又很符合斜向伸展下的构造变形特征。为此本文在一号断层构造特征解剖的基础上,结合模拟实验,提出了一号断层的成因机制新认识。结果表明:一号断层具有明显的斜滑正断层特征,沿断层走向不同段的走滑和倾滑位移量以及对盆地沉积充填的控制作用都存在显著的差异;该边界断层是在渐新世-中新世时期南北向伸展作用下,由于先存构造复活而发育的斜滑正断层,这些认识也得到了砂箱模拟实验的验证。一号断层成因机制的新认识,从理论上揭示莺歌海盆地的成因机制,并能够对莺歌海盆地的构造解析及其后期的油气勘探开发等方面提供指导。
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西藏嘎日阿统超大型花岗岩铷矿床锆石U-Pb年龄及铷的赋存状态
谢金玲, 唐菊兴, 林 彬), 唐攀, 祁婧, 邓世林, 何 亮, 张晓旭
Abstract:
青藏高原广泛分布大量的高分异花岗岩,但其稀有金属的成矿潜力和找矿方向尚不清晰。嘎日阿统矿床是近年来在拉萨地体中部新发现的超大型花岗岩型铷矿床。详细的地质调查和钻孔编录结果显示,嘎日阿统矿床铷矿化主要赋存在二长花岗岩及其围岩中。锆石U-Pb测年结果显示含矿的二长花岗岩的加权平均年龄为 20.0 ± 0.5 Ma(n=14,MSWD=1.8),说明其是中新世岩浆侵位的产物。显微矿物学及电子探针分析数据揭示铷主要以类质同象的形式赋存在白云母和黑云母中,未发现独立的富铷矿物。此外,白云母和黑云母的地球化学特征,进一步揭示与成矿作用有关的岩浆起源于低氧逸度环境下壳源物质重熔,岩浆经过强烈的结晶分异后形成的富氟岩浆热液,最终形成大规模铷矿床。最后,嘎日阿统超大型花岗岩铷矿床的发现,不仅丰富了中国铷矿资源的分布规律,也支撑了青藏高原高分异花岗岩的稀有金属的勘查评价。
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黔北遵义二叠纪沉积碳酸锰矿中稀土元素富集过程
徐海, 高军波, 杨瑞东, 徐进鸿, 刘志臣, 谯文浪, 叶飞, 张旭
Abstract:
稀土元素及钇(REY)作为国家战略性关键金属矿产资源长期以来备受关注。近年来,国外相继报道了许多沉积锰矿显著富集 REY(>500×10-6),然而沉积锰矿中REY富集的物源、赋存载体及富集过程等仍缺乏精确约束。值得关注的是,笔者及课题组通过对遵义锰矿床中稀土元素组成分析发现遵义锰矿普遍富集REY,矿石及底部凝灰质粘土岩中REY平均总量分别可达693.97×10-6和1464.54×10-6,并主要以富集La、Ce、Nd及Y为特征,系我国首个报道的含稀土碳酸锰矿床。岩矿石宏微观矿物组构、共生、穿插关系及REY分异特征等表明,锰矿中REY来源于峨眉山大火成岩省(ELIP)岩浆-热液系统的主要贡献。锰矿中REY主要以磷酸盐的形态存在,矿石及凝灰质粘土岩中REY分别以独立稀土矿物(独居石及磷钇矿)和含稀土磷酸盐(磷铝锶石)为主要赋存载体。矿石中独居石和磷钇矿主要呈细粒(<10μm)它形散点状与菱锰矿及铁菱锰矿等自生矿物共生,并与菱锰矿内部少量的残余铁锰氧化物及蚀变凝灰岩矿物紧密共存;同时凝灰质粘土岩中磷铝锶石呈微晶颗粒状或胶体状与伊利石和石英等细粒矿物紧密共生,且局部可见蚀变火山碎屑残余物,上述特征记录了在早期成岩-蚀变作用过程中REY由铁锰氧化物及凝灰岩中转移进入磷酸盐的特征。综上所述,本文认为遵义锰矿中REY富集受ELIP古构造-岩浆-热液、多种赋存载体及多沉积阶段等因素共同控制,其中REY最初可能赋存于铁锰氧化物及凝灰岩中,而后在早期成岩-蚀变过程中转移至磷酸盐形成自生(含)稀土磷酸盐矿物。
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鄂尔多斯西北缘三叠纪伸展作用—来自狼山地区玄武岩的限定
惠洁, 范立勇, 赵伟波, 康锐, 王宇菲, 张进, 张北航, 赵衡
Abstract:
本文报道了阿拉善东北缘狼山地区新发现的三叠纪玄武岩,通过对该三叠纪玄武岩形成环境以及同时期的构造变形开展相关研究,探讨了鄂尔多斯西北缘晚三叠世盆地的类型及形成背景。40Ar/39Ar年代学和全岩地球化学分析结果显示,该玄武岩形成于晚三叠世(217 Ma),表现出OIB的化学特征,为石榴石和尖晶石二辉橄榄岩经历约5% ~ 10%的部分熔融而形成的,形成于板内伸展环境下软流圈的减压熔融。同时,该地区发育有晚三叠世NE-SW走向左行韧性剪切带,该期左行剪切向南可与巴彦乌拉山和贺兰山地区的同时期左行剪切相连,向北可延伸至蒙古国境内,时间的同时性说明该左行剪切与玄武岩的形成密切相关。本文通过将狼山和贺兰山地区发育的同时代玄武岩、延长组沉积以及左行走滑剪切进行对比,认为鄂尔多斯西北缘在晚三叠世发生过一期左行走滑剪切并伴随有拉分盆地的形成,导致了岩石圈的伸展,进而使得软流圈发生减压熔融形成了玄武岩。该期左行走滑剪切的形成是由于华北板块和华南板块的碰撞导致阿拉善与鄂尔多斯地块之间发生了相对运动。
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滇中盆地石炭纪?中二叠世沉积–古地理特征与富Li黏土岩物源分析
张佳慧, 闫臻, 薛传东, 俞良军, 魏爱英, 付长垒, 王维, 王宇, 周红琳
Abstract:
滇中盆地石炭系–中二叠统产有铝土矿、煤、方解石矿、石灰岩等矿产,并伴生大量的富Li黏土岩,其成矿环境受沉积环境及其构造古地理时空演变的制约。系统的野外调查研究显示,滇中盆地石炭系是一套形成于滨岸潮坪–潟湖环境的陆源碎屑岩和碳酸盐岩组合,下–中二叠统则为潟湖–潮坪–开阔台地相沉积组合。其中,下石炭统大塘组主体表现为潮坪环境的碳酸盐岩夹泥页岩组合,潟湖相沉积仅出现在牛首山古陆周缘;上石炭统威宁组和马平组仅在牛首山古陆旁侧零星出露,为滨岸潮坪相沉积;下二叠统倒石头组是一套细粒陆源碎屑沉积组合,局部夹少量灰岩透镜体,产有铝土矿、煤矿及富Li黏土岩,形成于潮坪–潟湖环境;中二叠统栖霞组和茅口组为藻屑灰岩、白云质亮晶生屑灰岩及中–粗晶白云岩组合,为开阔台地相沉积。空间上,大塘组和倒石头组地层厚度变化较大,总体具有向南地层厚度变薄且煤层和铝土质岩层数减少的趋势,显示水体向南逐渐变浅;栖霞组和茅口组向北的出露面积和厚度增大,与古水流分析揭示的早、中二叠世时期滇中地区具有东南高、西北低的古地貌特征相一致。这说明,滇中盆地东南侧的牛首山古隆起是该盆地倒石头组的主要沉积物供给区。岩石地球化学资料显示,倒石头组为富Al和Li的黏土岩,并受物源区风化强度和沉积环境的控制,当Al2O3 <55%、Al2O3/SiO2<3时,Li与Al2O3含量呈正相关关系,其余均呈负相关关系。区域资料分析显示,牛首山古隆起以前寒武纪中–基性火山岩和相关沉积岩为主,在早石炭世–中二叠世受古特提斯洋持续打开的影响发生区域隆升,导致其火山–沉积地层发生风化剥蚀并伴随区域火山活动,从而成为其旁侧的滇中盆地铝土矿和富Li黏土岩的重要来源。
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青海海德乌拉铀矿床萤石微量元素地球化学特征及其地质意义
吴佳, 刘晓东, 王凯兴, 戴佳文, 余驰达, 孙立强, 朱坤贺, 杨建俊
Abstract:
青海德乌拉铀矿床是目前西北地区唯一探明的单铀型火山岩型热液铀矿床,查明该矿床成矿流体性质与成矿机制,有利于矿床成因的认识和找矿实践的开展。本文首次对青海德乌拉铀矿床中与成矿作用关系密切的脉石矿物——萤石开展了详细的矿物学、岩相学和微量元素(含稀土元素)研究,以探讨成矿流体特征。研究表明,海德乌拉铀矿床产出有紫黑色、紫色两期热液萤石脉,其中紫黑色萤石与成矿关系更为密切。两期萤石的微量元素特征和稀土配分模式明显不同,成矿期紫黑色萤石相对富集Sr和Ba,而成矿后期紫色萤石相对富集REE以及Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Rb、Y、Zr、Nb、Mo、Cs、Pb、Th和U等微量元素。其中,成矿期紫黑色萤石ΣREE变化范围较大(59.98×10-6~118.31×10-6),中值为75.02×10-6,稀土配分模式呈轻稀土富集的右倾型(ΣLREE/ΣHREE中值为5.06),轻重稀土分异明显((La/Yb)N中值为12.24),具有中度铕负异常(δEu中值为0.56),铈异常不明显(δCe中值为0.99)和钇正异常(δY值中值为2.21);成矿后期紫色萤石ΣREE含量较高(194.12×10-6~207.67×10-6),中值为195.55×10-6,稀土配分模式呈轻稀土富集的右倾型(ΣLREE/ΣHREE中值为4.76),轻重稀土分异较明显((La/Yb)N中值为6.37),具有强烈铕负异常(δEu中值为0.09)、明显的铈正异常(δCe中值为1.33)和钇正异常(δY值中值为1.90)。根据与围岩和沥青铀矿的地球化学特征的对比结果,认为海德乌拉铀矿床中成矿期和成矿后期的两期萤石形成于不同来源的流体,成矿期萤石反映了其形成于富含F-、Cl-的酸性流体,可能是大气降水与岩浆水的混合,且在相对还原的环境下沉淀成矿;成矿后期紫色萤石主要继承了赋矿火山岩围岩的Eu负异常特征,但Ce明显正异常,暗示成矿后期萤石形成于更为氧化的环境,具有更高比例大气降水的加入,且成矿后期流体的氧逸度和pH值与成矿期的流体相比更高。
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东非肯尼亚裂谷地裂缝的多层级结构和成因机制
贾智杰, 卢全中, 黄伟亮, 庄建琦, 朱兴华, 马鹏辉, 王飞永, 王祚鹏, 刘阳, 贺鸣, 赵俊彦, 何芝远, 霍秉尧, 彭建兵
Abstract:
东非大裂谷作为地球最著名的大陆裂谷和断陷带,开展裂谷内的地裂缝成因研究对理解主动裂谷作用以及指导裂谷区工程建设具有重要意义。本文在对东非肯尼亚裂谷地裂缝进行野外调查,槽探,地球物理勘探以及氦同位素检测的基础上,建立了地裂缝在地壳内的多层级结构,并分析了其成因机制。结果表明:研究区共发育22条大型地裂缝,地裂缝主要分布于研究区的东侧边界断裂与两座火山之间的裂谷盆地内。地裂缝在地表表现为松散沉积物的破裂塌陷,在火山碎屑岩表面显示为单纯的拉张裂缝并具有冒气现象,电阻率探测表明地裂缝是地壳内岩石裂隙在浅表部的延伸。结合氦同位素特征,揭示了地裂缝-基岩破裂-断层-岩浆房-断层-上地幔组成的地裂缝壳-幔-岩石圈多层级结构。在以上研究的基础上,根据研究区地壳形变特征和数值模拟,揭示了东非肯尼亚地裂缝的成因机制并总结为:地幔上涌-地幔入侵-岩浆房膨胀-地表成缝。
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吉林省小红石砬子铅锌(银)矿床Fe同位素特征及指示意义
Abstract:
小红石砬子铅锌(银)矿床是吉中-延边铜镍多金属成矿带中具有代表性的中型矿床,矿床类型划分观点主要包括VMS型、中-低温热液脉型、喷流沉积-热液叠加改造型。为了约束矿床成因,本文系统研究了黄铁矿和磁黄铁矿Fe同位素特征。δ56Fe值的总体变化范围为–0.82‰ ~ 1.00‰;通过和各种类型矿床Fe同位素组成进行对比,发现其Fe同位素组成兼具热液型和沉积型矿床特点,成矿热液可能为地热卤水,最符合的矿床类型为MVT型。黄铁矿的δ56Fe值从第一阶段(1.00‰)到第二阶段(0.21‰ ~ 0.83‰)再到第三阶段(0.08‰ ~ 0.12‰)逐渐降低,磁黄铁矿的δ56Fe值从第一阶段(–0.82‰)到第二阶段(–0.55‰ ~ 0.13‰)再到第三阶段(–0.23‰ ~ –0.21‰)不断升高,表现出典型的瑞利分馏特征。共生矿物对中,磁黄铁矿相对于黄铁矿优先富集轻Fe同位素,与前人研究结果相同。本文还建立了该矿床Fe同位素分馏模型,该模型指示采集的样品对应成矿过程的中间阶段(33.96% ~ 63.70%),早阶段(0.00% ~ 33.96%)和晚阶段(63.70% ~ 100.00%)对应的72.26%的金属资源仍未找到。综上所述,小红石砬子铅锌(银)矿床Fe同位素分馏主要受瑞利过程的控制,虽然Fe同位素证据指示矿床成因为MVT型,但是地质特征略有差别,应为类MVT型矿床,矿区仍具有进一步找矿的潜力。
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四川盆地东南部顺层裂缝充填脉体生长模式及其地质意义
田鹤, 李跃纲, 曾联波, 陈丽清, 伍秋姿, 殷樱子, 李虹, 徐亮, 李彦佑, 杨雪, 李度, 陈瑶
Abstract:
顺层裂缝在富有机质页岩中广泛发育,是页岩气重要的储集空间和侧向运移通道,影响着页岩气的运移、富集、保存以及储层压裂改造效果。但由于顺层裂缝的形成具有多成因性和多期性,导致顺层裂缝的成因机理十分复杂,难以判别。本次研究以四川盆地东南部五峰组-龙马溪组页岩为例,通过野外、岩心、薄片以及扫描电镜资料,对顺层裂缝的宏观特征及其充填脉体的显微结构特征开展研究,分析顺层裂缝的形成机理,建立顺层裂缝脉体的生长模式,并对顺层裂缝及其充填脉体地质意义进行了探讨。四川盆地东南部五峰组-龙马溪组页岩顺层裂缝十分发育,未充填顺层裂缝表面光滑,具有明显的镜面特征,缝面的擦痕、阶步可指示裂缝两侧围岩相对位移方向,裂缝沿层面向前延伸几米至几十米远。顺层裂缝多被条带状方解石和石英矿物充填,宽度介于0.5cm~5cm。脉体内发育张开-愈合条带、轨迹条带及延长块状晶体三种显微结构,其中张开-愈合条带的形态受初始裂缝形态的控制,条带数量可指示裂缝的开启-闭合次数;轨迹条带与裂缝的张开方向平行,可用于追踪裂缝的张开轨迹。根据脉体形成时裂缝张开动力的不同,可将顺层裂缝脉体生长模式分为流体超压型、构造挤压型以及构造-流体超压复合型3种类型。顺层裂缝及其充填脉体生长过程中可为页岩气侧向运移提供通道,影响页岩气的富集与保存;形成以后与围岩接触面为岩石力学薄弱面对储层的压裂改造效果具有重要影响。
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铝土矿成矿铁铝分异过程研究:以黔中石炭系九架炉组铝铁岩系为例
杨瑞东, 莫洪成, 罗朝坤, 高军波, 倪莘然, 彭柔, 高川黔, 陈军, 陈吉艳
Abstract:
通过对黔中石炭系九架炉组铁质岩、铝土矿沉积层序、沉积结构构造、地球化学分析研究,认为铁铝分异主要在沉积期就发生,铁质岩中条带状、碎屑状和鲕状结构,说明铁质岩是沉积形成,而不是沉积后铁质迁移形成。地球化学特征显示,铁质岩和铝土矿具有明显不同的元素组成,应该是沉积期物源差异和沉积环境引起。区域上高铁铝土矿靠近物源,低铁铝土矿远离物源,也说明铁铝分异主要在沉积期。石炭系九架炉组铁铝分异与全球古气温、降雨转变密切相关,早石炭世维宪期是干燥炎热气候向寒冷气候转变期,降雨突然增强,风化壳中铁质被淋漓,以胶体形式搬运至湖泊和泻湖沉淀形成铁质岩,随后强烈的降雨引起洪泛事件,富铝土风化壳以碎屑流形式搬运到湖泊或泻湖沉积,碎屑状铝土矿就是洪泛事件产物。
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小秦岭华阳川铀多金属矿床新生代隆升剥露的裂变径迹证据
陈智柏, 严杰, 孙岳, 康清清, 潘春蓉, 夏菲, 潘家永
Abstract:
华阳川铀多金属矿床是一个以铀铌铅为主并伴生稀土元素的综合性超大型矿床。为理清该矿床的剥露历史和矿体保存情况,本文依据矿体展布特征在华阳川矿区系统采集10个片麻岩样品,进行磷灰石裂变径迹测试。径迹结果显示样品的径迹年龄介于52.0±2.9 ~ 35.2±0.77 Ma,平均径迹长度为11.53~13.73μm之间。热史模拟显示,华阳川地区新生代以来主要经历了①始新世(54~34 Ma)和③中中新世至今(13~0 Ma)2期快速隆升剥露以及②渐新世至中中新世(34~13 Ma)缓慢剥蚀过程。结合区域构造演化,构建了华阳川地区新生代构造演化模式,认为该地区始新世时期的快速隆升剥蚀是受小河断裂自南向北逆冲推覆以及华山山前断裂伸展活动共同影响;34~13Ma期间研究区整体处于构造寂静期;13Ma以来快速隆升剥露主要受华山山前断裂影响,导致研究区发生北仰南倾的掀斜。裂变径迹数据和热史模拟表明研究区南东侧矿体保存状况良好,找矿潜力较大。
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变质岩中磷灰石变形与元素分布特征-以青藏高原东构造结变质岩为例
张岩岩, 赵中宝, 杜瑾雪, 梁凤华, 毛小红, 田作林, 马绪宣
Abstract:
变质变形岩石中副矿物的变形及元素分布特征能记录变质变形岩石的变质变形信息,特别是结合原位定年,可以更为精确地揭示岩石的变质变形历史。磷灰石是变质岩中常见的副矿物,伴随着磷灰石原位定年技术的快速发展,使其成为岩浆岩和矿床学研究当中重要的定年矿物,在不同变质-变形过程中,磷灰石的变形机制与行为及其对元素扩散过程的制约效应等一系列重要问题还未得到解决。本研究选取喜马拉雅造山带中构造变形和变质作用最强的东构造结内的岩石开展研究。通过SEM和CL观测,显示麻粒岩中的磷灰石并未显示明显的成分结构,而糜棱岩中的磷灰石则呈现明显的明暗变化,也即成分变化。通过对薄片中磷灰石的展布特征统计发现两类变质岩中磷灰石的长轴方向近平行于面理的方向。EBSD组构分析显示麻粒岩中的磷灰石呈现出明显的粒内形变,而糜棱岩中的磷灰石几乎未发生粒内形变。EPMA对磷灰石成分面扫的结果显示麻粒岩中磷灰石的主量元素分布相对均匀,而糜棱岩中磷灰石的Si元素分布呈现明显的环带或者不均匀,这和CL图像的结果相一致。综合以上的磷灰石变形和元素分布特征可初步得出:(1) 尽管麻粒岩中的磷灰石定向分布,参与了岩石的变形,但可能由于其变质温度较高,促使了元素的快速扩散,使元素分布趋于均一,但是后期的流体作用在沿着低角度颗粒边界或者近垂直于最大拉伸应力方向的裂隙发生了成分交代;(2) 糜棱岩中磷灰石平行于糜棱面理排列,但其几乎未发生粒内形变,可能是由于形变温度较低 (< 450o),或者是由于糜棱岩的应变主要集中在石英和云母域,而相对强硬的磷灰石并未参与变形,其CL图像和部分主量元素分布图显示的成分变化可能是原生的,这预示着较低变质变形温度可能并未导致磷灰石中元素的快速扩散;(3) 初步的年龄结果显示麻粒岩中磷灰石记录了多期年龄,指示继承的磷灰石发生元素再平衡和晚期流体对磷灰石同位素体系的改造,而长英质糜棱岩中磷灰石则是在糜棱岩化过程中流体不断活动致使磷灰石不断结晶的结果。这些重要的认识为变质变形岩石中磷灰石年龄的解释提供了重要的信息。
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青藏高原盐湖硼矿沉积特征与地球化学约束条件
Abstract:
内容提要:硼是我国战略性关键非金属矿产,广泛用于新能源、新材料、电子信息等高新技术领域。盐湖型硼矿主要分布在青藏高原,是我国最主要、最具开采前景的硼矿类型。青藏高原富硼盐湖由南至北呈现水化学分带性和硼矿类型差异性,然而,不同区带富硼盐湖的对比研究仍然薄弱。本文系统总结对比青藏高原碳酸盐型(Ⅰ区)、硫酸钠-硫酸镁亚型(Ⅱ区)、硫酸镁-氯化物型(Ⅲ区)盐湖的固体硼矿沉积特征及富硼卤水地球化学参数,获得主要认识如下:①硼酸盐矿物多沉积于碎屑物之上,呈现交互多层沉积特征,表明硼矿的沉积需要有淡咸水补给或水文环境的改变,符合“稀释成盐”硼矿理论;②硼砂及钠硼解石沉积均有大量芒硝共生,柱硼镁石及库水硼镁石的沉积多有大量含镁碳酸盐矿物(水菱镁矿、白云石)伴生,指示硼砂、钠硼解石的沉积于高Na+水体,柱硼镁石、库水硼镁石沉积自高Mg2+水体;③Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区盐湖硼矿析出条件具有相似性,表现为卤水pH值大于8、B含量大于400 mg/L;但在TDS、Mg和Na含量上,不同盐湖存在差异;④结合硼矿类型主要含Na+、Mg2+化学组成,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区B×10-Na-Mg三角当量图表明各区硼矿沉积时Na、B当量值分别在0.2-0.6、0.4-0.7范围,而Mg当量值有一定差异,Ⅰ区<0.1,Ⅱ、Ⅲ区在0.1-0.4范围。
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胶东西岭超大型金矿勘探成果与金成矿作用综述
Abstract:
胶东是我国最重要的金矿集中勘查区,“十四五”期间,山东黄金地质矿产勘查有限公司在三山岛-仓上断裂带间又探获一超大型金矿床—西岭金矿,其累计探获金资源量达580t,平均品位4.24g/t,是目前国内发现的最大单体金矿床。它介于三山岛金矿与北部海域金矿之间,是三山岛金矿床在北东向的深部延伸及侧伏部分,在深部又与北海域矿体相连接,三者实则为同一矿体。西岭金矿体控制最大走向长近2000m,最大延深2057m;在水平向上呈近似北东斜置的“短柄斧”形态,在垂向上分布具有明显的梯次性,金资源量主要集中于标高-1000~-2200m;在矿区北东端矿体已延伸至-2600m,继其以深矿体厚度变薄、品位低,深部金成矿变弱;矿体由浅入深呈多级台阶式延伸分布,总体上显示出陡缓交替的梯次成矿式特点。对矿床流体包裹体研究发现,金成矿流体属富CO2的中温(199~347℃)、中低盐度(0.35~8.28 wt.%)的H2O-CO2-NaCl流体,与胶西北大规模金成矿流体具有一致性,但在金矿沉淀和运移过程中略有差异,西岭金沉淀机制主要为流体不混溶作用,主成矿期流体的温度和盐度变化最为明显,越往浅部和越到成矿晚期,成矿流体性质越趋于均一,流体的就位成矿阶段与空间梯次成矿存在一定的耦合关系,金成矿主要集中于第二、三阶梯空间,对应成矿阶段的中-中晚期。S同位素的研究显示黄铁矿的δ34S值具有先升高再降低的趋势,西岭金矿的初始硫源可能更为接近岩浆硫,在成矿的过程中,成矿物质和成矿流体混入了其他来源。区内金矿石经历了较强的同化混染与蚀变交代作用,其主量元素SiO2显示偏中酸性,具有高Al2O3、K2O相对贫Na2O、TiO2、MgO、CaO的特点,为过铝质的钾玄岩-高钾钙碱性系列花岗岩类;稀土元素配分形式为富集轻稀土元素的右倾型,富集大离子亲石元素(LILE)、亏损高场强元素(HFSE),与伸展构造背景下的岛弧岩浆岩具有相似的地球化学特征。综合研究表明,西岭金矿床按成因类型属于中温岩浆热液充填-交代作用而形成的蚀变岩型金矿床,形成于早白垩世华北克拉通破坏机制下伸展构造背景,在早白垩世岩石圈减薄、软流圈上涌,造成大规模的岩浆活动,构造、岩浆、流体三者耦合造就了本区大规模金成矿。
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中国镓锗资源的矿床类型划分、空间分布和开发利用现状
Abstract:
镓、锗是中国优势矿产资源,均为共(伴)生矿产。中国镓矿床类型划分为含镓热液矿床、含镓以一水铝石为主的铝土矿矿床和含镓煤矿,前二种矿床类型资源量占主导地位,并且是可利用的矿床类型。中国锗矿床类型划分为含锗中低温铅锌矿床、含锗有机岩矿床、含锗岩浆热液型矿床、含锗沉积型矿床和含锗火山岩型矿床,其中,前二种矿床类型资源量占主导地位,并且是可利用的矿床类型。本文编制了中国镓和锗矿空间分布及开发利用现状图,目前,全国含镓资源的矿区数共计423个,其中,完全开发的矿区数117个,部分开发的矿区数112个,闭坑的矿区数7个,未开发的矿区数187个;含锗资源的矿区数共计69个,其中完全开发的矿区数18个,部分开发的矿区数12个,闭坑的矿区数4个,未开发的矿区数35个。总体而言,中国镓、锗矿具有广泛展布且局部集中的特点,可划分出22个镓成矿区带和13个成锗区带。中国是世界上镓、锗的最主要生产国和出口国,整个镓、锗产业体量较小,每年都有大量的初级镓、锗产品出口到西方发达国家,但高端镓、锗产品等基本依赖进口。
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北秦岭东段官坡地区花岗伟晶岩锆石U-Pb年代学、岩石成因及其构造背景
陈国超, 张晓飞, 裴先治, 李瑞保, 李佐臣, 王硕, 陈孝珍, 王永强, 张荣臻
Abstract:
北秦岭构造带花岗伟晶岩是我国重要的伟晶岩矿区,花岗伟晶岩的形成时间和岩石成因存在一定争议。本文通过对北秦岭东段官坡地区峡河村花岗伟晶岩和上河村花岗伟晶岩开展岩石学、锆石U-Pb年代学、锆石Hf同位素地球化学及全岩主微量元素地球化学研究,限定北秦岭东段花岗伟晶岩的形成时代,揭示花岗伟晶岩的岩浆来源和岩石成因。LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年结果显示峡河村花岗伟晶岩和上河村花岗伟晶岩的结晶年龄分别为360~361 Ma和334.8 Ma。峡河村花岗伟晶岩和上河村花岗伟晶岩含有石榴石、白云母和电气石,富集SiO2、Na2O和K2O,CaO、FeOt和MgO含量较低,主体呈过铝质。峡河村花岗伟晶岩和上河村花岗伟晶岩轻重稀土元素分异不明显,具较明显的Eu正异常;微量元素富集Rb、Th、Ba、Cs等大离子亲石元素(LILE),亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素(HFSE),具有低的Nb/Ta和Zr/Hf比值,指示岩浆经历了高度结晶分异作用。峡河村花岗伟晶岩具有较低的εHf(t)值,为-11.7~-6.2;上河村花岗伟晶岩εHf(t)值明显高于峡河村花岗伟晶岩,为-4.9~1.1。以上结果显示,峡河村花岗伟晶岩为古老地壳部分熔融产物,上河村花岗伟晶岩为新生地壳部分熔融的岩浆在上侵过程中同化混染围岩的结果。北秦岭东段花岗伟晶岩初步可分为北部稀有金属花岗伟晶岩和南部铀花岗伟晶岩。
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秦岭—祁连接合部陇山地区中志留世斜长角闪片岩及其构造意义
Abstract:
内容提要 秦岭和祁连造山带在华北地块西南部的陇山地区交汇,陇山地区是揭示华北地块、北秦岭造山带与北祁连造山带时空联系的关键区域。前人在陇山地区确定的新街中元古代石英闪长岩在岩石类型、形成时代和形成环境等方面都存在疑问,本文对这套岩石和其中包裹的黑云二长片麻岩进行了岩石学、地球化学和独居石、锆石U-Pb年代学研究。这套岩石被重新定名为新街斜长角闪片岩,根据地球化学对其进行的原岩恢复表明其原岩是一套基性岩浆岩,锆石U-Pb测年给出原岩的形成时代为433.15 ± 3.42 Ma(中志留世),变质锆石和独居石U-Pb 测年给出变质年龄427.9 ± 1.46 Ma,原岩在形成后不久就受到变质作用改造,这是新街斜长角闪片岩在形成与演化历史上的一个重要特征。结合区域地质资料分析表明,晚奥陶世—中志留世,陇山地区在北祁连洋东段向北俯冲的背景下整体处于强烈的弧后伸展构造环境,发育大规模的基性—酸性岩浆活动,新街斜长角闪片岩的原岩就是在这种伸展背景下形成的基性岩浆岩。原岩经历由同期岩浆作用伴生的热液交代作用而成为斜长角闪片岩。被包裹在斜长角闪片岩之中的黑云二长片麻岩的碎屑锆石年龄与陇山地区南部葫芦河群(S1H)碎屑锆石年龄具有很好的一致性,其物源区与鄂尔多斯地块和北秦岭造山带都有比较好的亲缘性。本文的研究结果表明,陇山地区在晚奥陶—中志留世期间由弧后伸展作用引发的岩浆作用规模大,持续时间长,在此背景下的岩浆作用、变质作用与沉积作用具有很好的时空联系。
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多滑脱层对大巴山前陆褶皱冲断带构造变形的影响--基于离散元数值模拟
Abstract:
大巴山构造带是我国典型的陆内造山带,处于秦岭造山带和四川盆地间的过渡位置,是现今四川盆地大中型油气藏探明储量的主要分布区域。研究区发育多套滑脱层,滑脱层的分布控制了研究区的构造变形。前人依据地质露头资料、三维地震资料等技术方法厘定了研究区的主要构造样式,但对于构造变形过程及运动学特征尚缺乏定量化分析。本文采用离散元数值模拟方法,通过PFC2D软件计算相同时间步长内显示的构造样式的差异,进行离散元单因素对比模拟实验,探讨多滑脱层体系中构造样式的差异。实验表明(1)滑脱层对于剖面中构造的发育具有控制作用。一方面,从断层的发育数量来看,双滑脱层体系与多滑脱层体系中断层的发育数量均多于单滑脱层体系,滑脱层的引入使得体系中的构造发育更加复杂;另一方面,从发育的断层性质分析可知,随着滑脱层数量的增加,体系中正向逆冲断层数量呈递增趋势,反向逆冲断层的数量在多滑脱层体系中表现为少于前两个模型,且明显少于双滑脱层体系中反冲断层的数量,中间滑脱层对于形成反冲断层具有抑制作用。(2)滑脱层的引入加快了断层在垂向上的逆冲速度,中间滑脱层起到了联结基底滑脱层和上部滑脱层的作用。双滑脱层体系中普遍存在构造解耦现象,多滑脱层体系中以发育次级断层和次级褶皱为主要特征。(3)多滑脱层体系表现了明显的次级褶皱及次级断层特征,与大巴山东段剖面较为贴合,双滑脱层体系表现为具有较多构造解耦特征,与西段剖面较为贴合。
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合成金刚石的氮、氢杂质实验进展与地质应用
Abstract:
天然金刚石中普遍存在氮、氢杂质,其存在形式、含量及分布特征对理解深部地幔物质循环、金刚石在地幔中的滞留过程具有重要参考意义。自从第一颗人造金刚石被通过高温高压法(HPHT)合成以来,前人在不同压力、温度(P-T)及介质组分的金刚石合成实验中积累了大量的数据。本文对前人在金属-碳、碳酸盐-碳、碳酸盐-硅酸盐-碳、硫化物-碳、氮化物-碳、氮化物-硫化物等体系合成的金刚石氮、氢杂质的存在形式及含量进行了系统性总结。此外,本文还从金刚石晶体结构的角度分析了[111]和[100]生长取向差异对金刚石中氮、氢含量的影响差异性原因;讨论了P-T条件、组分对合成金刚石中氮、氢杂质存在形式的影响;回顾了金刚石晶格中的氮缺陷Ib→IaA , IaA→IaB聚合的二级动力学过程。通过对比不同类型天然金刚石中的典型氮、氢杂质存在形式及含量,为研究天然金刚石的形成环境提供新的借鉴。
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四川盆地前震旦系裂谷特征与成因探讨
Abstract:
四川盆地德阳–安岳震旦纪裂谷周缘发现了我国最大的震旦系气田,但由于缺乏地质资料、地震资料分辨率低,是否发育前震旦纪裂谷存疑,裂谷成因研究对开拓超深层勘探领域具有重要意义。本文在地震构造解析的基础上,综合区域地质资料与锆石?Hf同位素分布特征分析,探讨四川盆地前震旦纪裂谷成因机制。研究结果表明:①四川盆地存在前震旦纪北东向深大裂谷,其分布与结构不同于震旦纪坳陷,而且存在前震旦纪构造间断;②新元古代岩浆锆石?Hf值呈现先降低后升高的分布趋势,并出现~830–780 Ma的俯冲构造转换期;③四川盆地发育转换俯冲作用下的南华纪裂谷体系,不同于地幔柱机制与俯冲机制的裂谷模式。结论认为,四川盆地存在受控于转换俯冲机制的北东向广泛分布的前震旦纪裂谷体系,值得进一步研究与勘探。
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东天山镜儿泉地区地壳电性结构特征及其地质含义
郝泽江, 张强, 龚胜平, 赵克强, 李勇, 陆桂福, 苏文利, 付燕刚, 段壮, 高健翁, 林鲁军, 王振亮
Abstract:
为了研究东天山镜儿泉成矿区深部电性结构及其构造特征,并为其成矿机制提供电性依据,在东天山镜儿泉成矿区完成了一条大地电磁测深剖面。通过大地电磁三维反演,获得了可靠的的电性结构模型。研究表明:(1)康古尔-黄山韧性剪切带浅部存在低阻薄层,在强烈的韧性剪切变形作用下,浅地表岩层可能比较破碎松散,容易赋存流体。(2)雅满苏断裂为流体向深部运移提供了通道,使断裂下方表现为低阻异常。(3)葫芦铜镍硫化物矿床成矿模式符合岩浆通道成矿模型,康古尔断裂为幔源岩浆提供了向上侵入的通道,携带铜镍硫化物的岩浆在通道转折、岩浆房或膨大部位发生重力沉降和聚集成矿;推测在2 km深的地方可能存在富含硫化物的基性岩体,暗示深部可能存在铜镍成矿潜力。
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喀喇昆仑断裂南段晚第四纪分段活动特征与扎西岗地表破裂带研究
Abstract:
青藏高原在近20-30年间发生了一系列大地震,引起了国内外学者的广泛关注。然而,高原上还存在一些规模巨大的断裂带,不仅具有较强的晚第四纪活动性,而且具有孕育和发生强震的构造条件。喀喇昆仑断裂是青藏高原西部的一条规模巨大的右旋走滑断裂,其中龙木错断裂以南的部分是活动性更为明显的段落,且曾发生过1883年普兰Ms 7.0大地震。查明断裂的分段活动特征和地表破裂,有助于理解断裂最新的变形行为并分析其发震习性。文中基于高分辨率遥感影像解译和野外地质调查,详细研究了喀喇昆仑断裂南段晚第四纪分段活动性和最新的扎西岗地表破裂带。结果表明断裂南段可分为拉达克-扎西岗段、昆莎-巴尔段和门士-公珠错段三个一级段落,分别表现为右旋走滑、右旋走滑拉分和右旋走滑兼马尾状正断。地震地表破裂带测得的最小水平位移为8-9m,结合~200km的破裂长度,推测此次地震震级可达~7.5级。喀喇昆仑断裂带在调节高原西部物质向东挤出的方式,由北西段的刚性块体运移方式,向东南段逐渐转化为较为分散的弧形正断和走滑变形。
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藏北安多地区侏罗纪地壳深熔作用与花岗岩成因机制研究
简珍珠, 彭银彪, 蒋兴洲, 高翔宇, 纪文涛, 李传志, 于胜尧
Abstract:
内容:西藏安多微陆块作为班公湖-怒江缝合带内的微陆块,记录了新元古-中生代以来的多期构造热事件,是研究深熔-花岗岩成因的理想对象,为了揭示大洋板块俯冲-折返过程中流体/熔体活动特征,本文结合全岩地球化学、系统的岩石学、锆石内部结构、锆石U-Pb年龄和Lu-Hf同位素进行了综合研究。岩相学观察结果显示混合片麻岩保留了关键野外宏观和微观深熔证据:(1)浅色体和暗色体相间呈层状分布,伴随微弱的褶皱变形;(2)石英的边界和钾长石的边界有细小颗粒的集合体,钾长石边部到中间也有不规则的结晶现象;(3)斜长石和钾长石边界显示出高度尖状、细长或楔形的石英颗粒和长石颗粒,沿着石英和长石颗粒边界有“串珠”结构。阴极发光图像和锆石U-Pb定年结果表明混合岩化片麻岩的锆石具有明显的核-边结构,锆石核部具有明显的震荡环带特征,给出的岩浆结晶年龄约为~510Ma,边部具有较窄的变质或深熔边。浅色体中锆石具有明显的核-边结构,CL图像显示锆石核部呈高度发光且具有振荡环带,可能是继承岩浆锆石,锆石边部呈现灰暗色到暗色的弱分带或无分带等深熔特征,核部年龄约为510~470Ma代表原岩结晶年龄,边部年龄为~184Ma指示熔体结晶年龄。花岗闪长岩的锆石具有典型的岩浆锆石特征,岩浆结晶年龄为~180Ma,与浅色体的年龄在误差范围内一致。浅色体中深熔成因锆石的εHf(184)值为-5.0~-3.3,花岗闪长岩岩浆锆石的εHf(180)值为-10.97~-5.21。全岩地球化学分析表明Fe2O3T、MgO、TiO2、CaO和REEs几乎完全保留在暗色体中,而大量的LILEs(Rb、Sr、K、Ba)则到浅色体中,根据全岩REE特征以及是否携带残留角闪石将浅色体分为Ⅰ型浅色体和Ⅱ型浅色体,其中Ⅰ型浅色体总稀土含量较高,负Eu异常;Ⅱ型浅色体总稀土含量较低,正Eu异常;花岗闪长岩稀土(REE)分布趋势与Ⅰ型浅色一致,富集大离子亲石元素(Rb、Ba、Th),负Eu异常;综合区域已有资料以及本文获得的野外关系、显微结构、年代学和地球化学结果,表明安多微陆块的黑云斜长片麻岩在俯冲折返阶段发生了黑云母参与的水致部分熔融作用,混合岩中的I型浅色体经大规模汇聚、迁移演化和侵位形成了同期花岗闪长岩体。
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摩天岭达亮铀矿床类型再讨论:来自沥青铀矿元素和同位素的证据
王凯兴, 叶凡琛, 朱坤贺, 章健, 刘晓东, 谭双, 孙立强, 杨建俊
Abstract:
达亮铀矿床位于广西北部新元古代摩天岭岩体内,是华南与花岗岩有关最老的热液铀矿床。近些年的研究成果显示达亮铀矿床与华南中生代花岗岩有关的热液铀矿床呈现截然不同的特征,暗示可能属于不同的矿床成因类型。沥青铀矿元素和同位素组成是厘定成矿时代、探讨矿床成因类型有利的工具。因此,在总结前人研究工作的基础之上,本文开展沥青铀矿元素分析和同位素定年等工作,以制约达亮铀矿床成矿年龄并探讨其成因类型。结果表明,达亮铀矿床沥青铀矿具有轻重稀土分异不明显及弱的Eu负异常等特征,与同变质铀矿床沥青铀矿稀土稀土元素配分模式相似。电子探针U-Th-Pb化学定年LA-ICP-MS U-Pb同位素定年测得达亮铀矿床成矿年龄分别为378 Ma和376±4 Ma(MSWD=0.62),与区内韧性变形事件时间耦合,表明矿床形成于中泥盆世,暗示矿床的形成与区域韧性变形存在联系。结合前人对于达亮铀矿床成矿流体高盐度(平均19% NaClequvi)和稳定同位素限定的变质流体来源,可认为达亮铀矿床可能并不是传统的与花岗岩有关的热液脉型铀矿床,可能属于同变质铀矿床的范畴。在泥盆纪摩天岭地区正向剪切拆离的过程中,先在中下地层形成的韧性剪切带上隆抬升至浅地表时,花岗糜棱岩进入脆-韧性变形区。变质流体萃取花岗岩中的铀并运移到脆-韧性变形区沉淀,形成达亮同变质铀矿床。本研究提出华南花岗岩中可能存在同变质铀矿床,这暗示华南热液铀矿床可能存在不同的成因类型和成矿作用过程,这一发现对于今后华南铀矿找矿及科研工作具有重要有意义,值得引起关注。
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腾冲地块那俄铍矿床成矿时代和流体包裹体特征研究
明添学, 何小虎, 唐忠, 陈雷, 杨清标, 薛戈, 王云晓, 苏肖宇
Abstract:
铍(Be)广泛应用于国防尖端科技和战略新兴领域,是一种国家亟需的战略性资源,面向找寻铍潜力的资源区是快速解决我国铍资源困境的“捷径”。腾冲地块是东特提斯造山带的重要组成部分,经历了复杂的地质构造过程,其中早白垩世-新生代以来岩浆活动频繁,发育大量与岩浆作用相关的锡(钨)稀有金属矿床(点),地质调查评价表明该区域可能形成潜在的铍、铷、铌、钽等稀有金属矿床。那俄铍矿床是腾冲地块中发育的典型花岗伟晶岩型矿床,花岗伟晶岩侵入到早白垩世二长花岗岩围岩中。本文对花岗伟晶岩和二长花岗岩围岩开展锆石U-Pb年代学,对花岗伟晶岩中绿柱石和石英开展流体包裹体研究,从而探讨那俄铍矿床成矿年代及成矿物理化学条件。LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究显示,那俄地区含绿柱石花岗伟晶岩年龄为44.3Ma~46.9Ma,二长花岗岩围岩年龄为122.9Ma,表明那俄铍矿床形成于始新世,二长花岗岩围岩形成于早白垩世,两者不存在演化关系。结合腾冲地块岩浆活动和构造演化历史,我们认为那俄铍矿床可能是印度-欧亚板块碰撞后构造背景下地壳物质熔融的产物,为典型的造山期后LCT伟晶岩型铍矿床。绿柱石和石英中流体包裹体特征显示,那俄铍矿床中主要发育气液两相NaCl-H2O包裹体以及少量纯液相水包裹体、CO2包裹体,成矿流体具有中低温(172.0℃~299.4℃)、低盐度(0.70%~3.87% NaCl eqv.)、低密度(0.723 g/cm-3~0.913g/cm-3)的特征。成矿流体压力和深度估算,表明那俄铍矿床形成于低压浅层环境。腾冲地块锂铍地球化学异常中心与腾冲地块主要锡矿化、伟晶岩带分布一致,暗示腾冲地块稀有金属成矿作用与锡矿化、伟晶岩带关系密切。结合区域已发现铌钽、铷、锂等矿化点,表明腾冲地区存在较大的稀有金属成矿潜力。该研究结果对理解那俄铍矿床的成因和地质背景提供了重要的科学依据,同时也为腾冲地区的稀有金属矿产勘查和开发提供了有益的指导。
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华阳川铀-铌矿床碳酸岩中烧绿石化学特征及其对成矿的指示意义
黄卉, 潘家永, 王凯兴, 钟福军, 万建军, 邬斌, 尹烁, 严杰
Abstract:
陕西省华阳川矿床位于华北克拉通与秦岭造山带接触的小秦岭成矿带内,是一个与碳酸岩有关的世界级铀铌多金属矿床,铌和铀主要赋存于烧绿石矿物中。前人对华阳川成矿机理进行了详细的研究,但关于矿床岩浆-热液演化过程及其与成矿的关系均较薄弱,因此本论文运用电子探针对华阳川发育的2种原生烧绿石(pcl Ⅰ, pcl Ⅱ)和3种蚀变烧绿石(pcl Ⅰ alt1, pcl Ⅰ alt2和pcl Ⅱ alt)开展详细的矿物学和化学组成及其演化特征研究。结果显示华阳川碳酸岩体中U-Nb富集过程与晚三叠世岩浆作用关系密切,地幔部分熔融形成原始的富铀铌碳酸岩浆,再通过结晶分异等过程形成原生(岩浆)烧绿石pcl Ⅰ、原生(岩浆)烧绿石pcl Ⅱ和原生晶质铀矿Ur1。早白垩世,华阳川碳酸岩体受到高温热液蚀变作用,高温富氟流体交代早期原生烧绿石pcl Ⅰ,从烧绿石pcl Ⅰ中释放出的部分Nb和U被溶解、再活化,从而形成原生晶质铀矿Ur2、蚀变烧绿石pcl Ⅰ alt1和次生榍石Ttn2。此外,华阳川矿床还受到成矿后低温热液蚀变作用,原生烧绿石pcl Ⅰ和原生烧绿石pcl Ⅱ被交代形成蚀变烧绿石pcl Ⅰ alt2和蚀变烧绿石pcl Ⅱ alt。由此表明华阳川矿床在晚三叠世-早白垩世发生了两次岩浆-热液铀铌矿化及一次成矿后低温热液蚀变作用。
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中南部非洲碳酸岩型稀土矿床时空分布规律、资源潜力与勘查进展
Abstract:
作为内生稀土矿床最重要的成矿类型,中南部非洲碳酸岩型稀土矿床成矿地质条件优越,资源潜力巨大。结合火成碳酸岩时空展布特征,本文对中南部非洲碳酸岩型稀土矿床区域成矿规律、资源潜力及勘查进展进行了探讨与总结。将中南部非洲划分为4条碳酸岩型稀土成矿带:匹林斯堡-帕拉波瓦稀土元素成矿带,成矿时代主要集中于古元古代-中元古代;纳马夸兰-布什曼兰-瓦姆拜德稀土元素成矿带,成矿时代为80~40Ma;纳米比亚-安哥拉西缘稀土元素成矿带,可进一步划分为2类,一类受巴拉纳-伊滕德卡热点影响的碳酸岩型稀土矿床,成矿时代为140~125Ma,一类受达马拉造山作用控制的碳酸岩型稀土矿床,成矿时代集中于750~550Ma;东非裂谷系稀土元素成矿带,可进一步细分为东非裂谷系南段成矿亚带、东非裂谷系西支成矿亚带和东非裂谷系东支成矿亚带,东非裂谷系南段成矿亚带自津巴布韦布海拉至马拉维马隆贝地区,成矿时代主要集中于135~110Ma;东非裂谷系西支成矿亚带自马拉维奇帕拉,经坦桑尼亚恩格拉,向北延伸至乌干达阿尔伯特湖,成矿时代可划分为三期:1100~1000Ma、700~500Ma和120~100Ma;东非裂谷系东支成矿亚带自坦桑尼亚韦古山向北延伸至埃塞尔比亚阿法尔三角洲,成矿时代可以划分为2期,分别为120~110Ma和5~25Ma。对各条成矿带时空分布规律、典型矿床成矿地质背景、矿床特征、成矿条件等进行了系统的梳理与总结,对成矿带资源潜力及近年来的勘查进展进行了分析与解剖。我国在中南部非洲开展稀土工作起步较晚,目前虽取得了一定的进展,仍需加快步伐开展资源勘查开发活动。
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拉萨地体南缘中新世埃达克质斑岩中熔体包裹体特征
Abstract:
拉萨地体南缘大量分布着中新世埃达克质斑岩体,但在成矿元素组合及成矿规模上存在明显的差异。为更全面的理解拉萨地体南缘中新世斑岩差异性成矿的制约因素,本文选取带内典型的邦铺成Mo、甲玛成Cu斑岩为研究对象,开展不同斑岩石英斑晶中的单个熔体包裹体的TIMA扫描及电子探针研究。结果显示,甲玛和邦铺的熔体包裹体都以结晶质为主,结晶矿物主要包括石英、钠长石、正长石、斜长石以及云母等;甲玛和邦铺熔体包裹体中SiO2和K2O具有明显的负相关关系,属于高钾钙碱性-钾玄岩系列;相比于邦铺,甲玛含矿斑岩具有更低的Cl(0~0.03 wt%)和更高的H2O(1.12~4.35 wt%)含量。研究表明,超钾质岩浆的注入和强烈的钾长石结晶分异作用对碰撞造山背景下的斑岩矿床具有重要的作用;此外,挥发份(包括H2O、Cl等)的含量对成矿的差异性发挥了很大作用。
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基于岩性指数和三维特征空间的岩性分类方法研究
Abstract:
遥感岩性分类特别是镁铁-超镁铁质岩和花岗岩体自动识别对于矿产勘查具有重要意义,目前尚缺少综合可见光-近红外(VNIR)、短波红外(SWIR)和热红外(TIR)影像的岩性分类方法。本研究以甘肃北山辉铜山和新疆东天山黄山2个区域为研究区,基于先进星载发射与反射辐射计(ASTER)数据,根据岩石在VNIR-SWIR区间的反射光谱特征及TIR区间的辐射特征建立镁铁质-超镁铁质岩指数(MI)、含石英岩指数(QI)和综合比值,利用岩性指数和综合比值结果构建三维特征空间模型,根据岩石在特征空间中的聚类特征实现特定岩性的分类提取。将该模型用于甘肃北山辉铜山和新疆东天山黄山地区岩性分类,野外检查证实分类结果精度较高。结果表明本文提出的综合利用VNIR-SWIR和TIR数据的岩性指数和三维特征空间岩性分类模型,可有效提取目标岩性,具有较高精度和适用性,在我国西部地区具有较好的应用前景。
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鄂尔多斯盆地走滑断裂特征及控油气效应
Abstract:
鄂尔多斯盆地是中国最稳定的克拉通盆地,其内部被认为极少断层发育。近年的三维地震解释中发现在该盆地内有大量小尺度断层发育,这为盆地内部构造特征和油气勘探带来极大的认识转变。然而,这些新发现断层的几何、运动特征及成因机制仍不清晰,其对油气富集的控制机理尚不明确。本研究通过三维地震资料对发育于盆内不同构造单元的此类断裂特征进行对比研究,发现鄂尔多斯盆地内部主要发育NEE、NW、N-S和近E-W向4组断裂。各断层具有高倾角、小滑移距、隐蔽性强的共同特征,且均表现出走滑性质。但在盆地的不同区域断层的优势走向存在差异,北部断裂近E-W向,南部断裂以NE向为主,西南部NW向断裂为优势走向,盆地腹部断裂多走向、断续发育。通过对比发现盆内断裂与盆缘断裂的几何和运动学特征具有较大差异,但盆地内部断裂与周缘断裂具有相同的动力学背景,其形成与演化受到盆地周缘构造应力场的控制。靠近盆地外缘形成的断裂在应力场性质上与邻近的周缘应力场相仿;盆地腹地地区,由于远离周缘强烈应变区及受到多方向构造应力的影响,断裂走向复杂且强度较弱。鄂尔多斯盆内断层及派生裂缝形成特殊的储层甜点区,在中生界碎屑岩地层中主要表现为断缝体油气藏,而在下古生界碳酸盐岩地层中主要表现为断溶体油气藏。由于断层的特殊性,其上、下含油气系统表现出独立性。
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阿舍勒矿集区VMS型矿床深部勘查模型研究
Abstract:
阿舍勒是我国西北典型的VMS型铜锌多金属矿床,随矿床勘查开发持续深入,矿床成矿模式和勘查模型得到不断完善,并在指导矿床深边部找矿勘查的过程中起到了积极作用。本文通过回顾阿舍勒矿(集)区勘查(找矿预测)模型从共性到个性、由浅至深、从简单到综合的完善过程,对基于不同尺度矿床(体)结构模型而建立的有效地质勘查模型进行了梳理,提出了基于矿集区尺度研究的“裂隙簇式多通道火山喷发带”地质勘查结构模型,并从“就矿找矿”综合勘查思路和“多元”综合勘查思路两方面出发,对阿舍勒矿集区VMS型铜锌多金属矿床深部综合勘查模型构建进行了探讨。
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榴辉岩部分熔融热力学及微量元素地球化学模拟研究:以柴北缘锡铁山地体为例
蒋晓聪, 李传志, 于胜尧, 彭银彪, 蒋兴洲, 高翔宇, 王林涛
Abstract:
地壳深熔作用是高级变质岩石中普遍存在的现象,也是造山带演化的重要地质过程之一。榴辉岩作为研究大陆俯冲、超高压变质以及壳幔相互作用的主要岩石类型,其部分熔融与地壳生长、板片折返过程以及俯冲隧道中元素的迁移与分配等具有紧密联系。柴北缘锡铁山地体退变榴辉岩中普遍保留了代表深熔作用的原位和源区钠质浅色体,为研究超高压榴辉岩的深熔作用提供了有利条件。本文对锡铁山榴辉岩中的浅色体进行锆石U-Pb年代学研究,获得浅色体的结晶年龄为425.3±5.9Ma (MSWD=0.74)。通过对锡铁山榴辉岩的深熔过程开展岩石热力学及微量元素地球化学模拟,结合区域上榴辉岩退变P-T轨迹获得了赋存于榴辉岩中的钠质浅色体平衡结晶的温压条件为12.27~10.71kbar/794~797℃。锡铁山榴辉岩初始部分熔融发生在退变过程中的榴辉岩相阶段(~19.54kbar/~780℃),熔融机制为在近升温降压过程中,以绿辉石主导,少量多硅白云母及黝帘石参与的脱水熔融。整个部分熔融过程中榴辉岩可产生~8~9vol%的熔体,满足熔体迁移的最低要求,表明锡铁山榴辉岩可能对于该区内的同折返花岗岩的源区有少量贡献。
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黑龙江三合屯金矿床S-Pb-H-OHe-Ar同位素组成及矿床成因探讨
Abstract:
三合屯金矿床位于黑龙江省嫩江县境内,矿体赋存于晚三叠世花岗质糜棱岩中,靠近下白垩统光华组火山岩与晚三叠世花岗质糜棱岩接触带附近。为探讨成矿流体的来源,对矿石样品S、Pb、H、O同位素和惰性气体He、Ar同位素组成进行了系统研究,稳定同位素结果表明:硫化物的δ34S在-4.4‰~4.9‰之间,与陨石硫的δ34S值接近,反映为深源地幔岩浆硫;黄铁矿Pb同位素的206Pb/204Pb=17.284~18.290, 207Pb/204Pb=15.505~15.561, 208Pb/204Pb=37.656~38.116;石英中的206Pb/204Pb=18.206~18.449, 207Pb/204Pb=15.526~15.652, 208Pb/204Pb=38.050~38.648,成矿物质主要来自壳幔混源;H、O 同位素石英的δDV-SMOW 值为-77.5‰~ -96.3‰,δ18OV-SMOW 为7.4‰~11.6‰,δ18OH2O 为-0.2‰~4.8‰,反映成矿流体主要来自大气降水并有岩浆水参与;黄铁矿流体包裹体的3He/4He比值为l.19~1.54R/Ra,高于地壳的3He/4He比值数十~百余倍,但明显低于地幔流体的3He/4He比值;40Ar/36Ar=608.5~922.6,高于地壳流体(40Ar/36Ar>295.5)氩的同位素组成;40Ar*/4He比值0.14~1.56,平均值0.95,其中SHT19样品数据40Ar*/4He (0.14)接近地壳40Ar*/4He(0.2)流体,其它样品40Ar*/4He (0.88~1.56)远高于地幔(0.33~0.56)流体,说明成矿流体可能以大气降水为主,又有地壳及深源地幔流体的加入。综合区域矿床成矿时代,显示三合屯金矿床为早白垩世晚期,成矿物质来源与早白垩世光华期火岩浆活动密切相关。
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安哥拉地盾Quibala地区古元古代斑状花岗岩的年代学、地球化学特征及地质意义
靳立杰, 张洪瑞, 罗迪柯, 贾鹏飞, 刘伟, 王子圣, 李金镇, 周永刚, 江振国
Abstract:
安哥拉前寒武纪经历多次构造旋回,其中以古元古代Eburnean旋回最为重要,对认识其构造演化过程具有重要地质意义。精确的年代学和地球化学数据的缺失,使得中央Eburnean区岩浆岩的形成时代尚缺乏有效数据支撑,也是造成岩石成因和构造演化尚未明确的主要原因之一。本文以发育在安哥拉地盾中央Eburnean区的Quibala斑状花岗岩为研究对象,开展了岩石学、年代学和地球化学研究。LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究表明,Quibala斑状花岗岩的形成时代为1987~1956Ma,代表了Eburnean运动在安哥拉地盾的主体活动时间。岩石地球化学研究表明,斑状花岗岩具有富硅富碱高全铁,Ba、Sr、P、Ti元素亏损和Rb、Th、K、Hf元素富集,稀土元素总含量高的特征,说明其为A型花岗岩。此外,片麻岩等古老基底的捕虏体、含钾长石斑晶的闪长质包体及Rb/Nb、Th/U、Nb/Ta等特征元素比值说明其可能为壳幔物质混染的结果。Nb-Y-3Ga、Rb-(Y+Nb)等图解显示斑状花岗岩形成于古元古代的后碰撞伸展环境。
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湘东北白沙窝伟晶岩型铍锂铌钽矿床中铍的赋存状态和成因机制
Abstract:
铍(Be)作为一种关键金属,是高精尖领域和新能源行业必不可少的工业原料。我国是主要的Be消费国,对外依存度高,Be资源呈现供不应求的严峻局势。白沙窝铍锂铌钽矿床位于湖南省东北部,是新近发现的大型伟晶岩型稀有金属矿床,但Be的赋存状态和成因机制尚不明确。基于此,本次研究在系统野外地质调研的基础上,结合光学显微镜观察、SEM、X-ray maps、EPMA、LA-ICP-MS、TIMA等方法,对白沙窝矿床中3#伟晶岩脉的绿柱石、电气石、石英、钠长石和白云母等主要矿物进行了详细的岩相学及矿物学研究。结果表明:Be不仅以独立矿物的形式赋存于绿柱石中,还以类质同象的形式赋存于电气石、石英、钠长石及白云母中。绿柱石主要发育在3#脉外侧带和过渡带中,外侧带绿柱石呈淡绿色,晶体颗粒大小为2×3×5 cm,与钠长石、白云母和石榴子石等矿物共生;过渡带绿柱石晶体颗粒较大(~50 cm),呈短柱状,晶体表面有平行于c轴的纵纹。该矿床外侧带绿柱石中BeO的含量为12.87%~14.01%,Li2O的含量为0.14%~0.33%,Cs2O的含量为0.05%~0.12%;而过渡带绿柱石中的BeO的含量为13.38%~13.96%,Li2O和Cs2O含量均较外侧带稍高,分别为0.25%~0.39%,0.13%~0.39%。此外,石英中Be含量(0.20×10-6~7.13×10-6,平均2.50×10-6)相对其他含Be矿物较低,电气石(4.13×10-6~8.73×10-6,平均5.94×10-6)和钠长石中的Be含量(1.22×10-6~6.98×10-6,平均4.54×10-6)接近,白云母中的Be含量(16.9×10-6~53.8×10-6,平均21.77×10-6)最高。综合研究认为白沙窝3#伟晶岩脉外侧带伟晶岩为花岗质熔体结晶分异成因,而过渡带伟晶岩处于岩浆-热液过渡阶段,受到后期热液流体的交代作用。白沙窝矿床中绿柱石与钠长石等碱性长石共生,且具有较好的工业价值,可采用酸法浮选等方法进行绿色选冶。本文对伟晶岩型稀有金属矿床中铍赋存状态和矿床成因研究提供了参考,同时为伟晶岩型稀有金属矿床中铍资源的勘探开发和评价预测提供了科学依据。
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安徽铜陵矿集区中生代中酸性侵入岩成因:来自锆石和磷灰石地球化学证据
Abstract:
安徽铜陵矿集区广泛发育中生代中酸性侵入岩,且其与区内铜金多金属成矿关系密切。关于其成因已有大量研究成果发表,但仍存有极大争议。本文选择区内铜官山和冬瓜山石英闪长岩以及凤凰山和胡村花岗闪长岩为研究对象,在主微量元素和全岩Sr-Nd同位素地球化学研究基础上开展锆石Hf-O同位素以及磷灰石主微量元素地球化学研究,以进一步探讨其成因机制。综合前人研究资料和本次工作成果可以确定,区内中酸性侵入岩主微量元素和稀土元素组成特征基本一致,指示其均属高钾钙碱性岩石系列,具有弧型岩浆岩和埃达克质岩特征和富集的Sr-Nd同位素组成,结镁铁质微粒包体以及斜长石反环带结构等岩石学特征,指示其岩浆具有壳幔混合来源。本次工作测得岩石中的锆石εHf(t)值介于-20.5~-5.1之间,对应两阶段Hf模式年龄(tDM2)为1.5~2.9Ga,δ18O值介于5.93‰~8.85‰之间,且发现较多年龄分别集中于1.0Ga~0.8Ga和2.4Ga~2.0Ga的继承锆石;磷灰石具有高Cl 含量(平均为0.3wt%)和Cl/F值、较高REE含量(1714×10-6~5903×10-6)及负铕异常(δEu=0.26~0.68)。基于主微量元素和同位素地球化学特征以及上述锆石和磷灰石地球化学特征,结合区域地质背景和构造演化,本文对前人有关区内中酸性侵入岩不同成因观点进行了深入分析和质疑,进而提出自己的成因观点。作者认为,铜陵矿集区中生代中酸性侵入岩起源于壳幔岩浆混合,即富集岩石圈地幔源岩浆与新元古代新生弧地壳源岩浆的混合,上升过程中可能混入了少量古元古代―中元古代古老地壳物质。其中的富集岩石圈地幔源岩浆并非起源于古太平洋俯冲洋壳或俯冲洋壳析出流体交代上覆岩石圈地幔,而是新元古代华夏洋俯冲析出流体交代扬子板块岩石圈地幔所形成。中生代古太平洋板块俯冲之后的回卷是导致古老造山带加厚再伸展、岩石圈地幔减薄和熔融的地球动力学机制。
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早三叠世南漳湖北鳄(双孔亚纲:湖北鳄目)头骨再研究
Abstract:
南漳湖北鳄是南漳-远安动物群典型分子和最古老的海生爬行动物之一。为补充其仍缺失甚多的头骨关键特征信息,对近期采集的1件化石标本开展精细修理和比较解剖学研究。修订了该属种头骨的如下特征:上颌两支沿头骨中线发育狭长骨间隙,前上颌骨最前端接触,鼻骨仅最后端接触;前上颌骨及上颌骨背侧发育同走向凹槽;颅顶平,无矢状嵴;顶骨比额骨大,顶孔位于顶骨前中部;上颞孔围成骨骼包括顶骨、后额骨、眶后骨和鳞骨,不包括上颞骨;轭骨三射状,前支细长,具短的腹后突;上枕骨大,近圆形;外枕骨见神经孔。比较分析认为,南漳湖北鳄、南漳龙和扇桨龙均见上颌两支之间的骨间隙,这可能是湖北鳄目同源性状。南漳湖北鳄上颞骨未参与上颞孔围成,轭骨腹后突未完全退化,下颞孔形态残存,与古老双孔亚纲类似,与进步鱼龙型类不同。推测鱼龙型类随着发展演化,上颞骨逐步前移并参与上颞孔围成,下颞孔逐渐闭合。新材料还显示南漳湖北鳄鼻孔朝上,咬合力不强,推测其具有独特的、不同于其他鱼龙型类的活动和捕食习性。
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青藏高原东缘汶川-茂县断裂韧性变形对龙门山早期隆升的制约
葛成隆, 李海兵, Philippe Hervé Leloup, 郑勇, 刘栋梁, 张蕾, 叶小舟, Thomas Courrier, 张进江
Abstract:
青藏高原东缘的汶川-茂县断裂是龙门山构造带中发育有深层次韧性变形的断裂,对于揭示龙门山隆升中的深部过程有着重要的意义。本文通过断裂带物质组成、宏观/微观构造变形和石英组构的分析,对断裂带内韧性变形的运动学、流变特征和变形条件进行了约束。结果表明:(1)断裂带内存在宽约3 km、向北西陡倾的韧性剪切带;(2)在剪切带内部识别出两期剪切变形:早期北西向正断剪切和晚期东向逆冲剪切;(3)石英晶格组构特征显示逆冲韧性变形以石英底面滑移为主,伴随膨凸重结晶作用,指示变形温度为300 - 400℃;正断韧性变形以石英柱面滑移为主,伴随亚颗粒旋转重结晶作用,对应温度为350 - 650℃。结合已发表的地质年代学和低温热年代学数据,我们认为汶川-茂县断裂带在渐新世发生了北西向的正断韧性剪切,在中新世发生东向的逆冲韧性变形。汶川-茂县断裂在中晚新生代期间的强烈活动导致了龙门山后缘大量深部物质的抬升,最终形成了现今构造地貌雏形。
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中国稀土矿床的矿床类型、时空分布和找矿方向
Abstract:
我国稀土矿床类型划分为3类:(1)岩矿型(硬岩型);(2)风化壳离子吸附型;(3)砂矿。岩矿型(硬岩型)资源量占比96.4%,风化壳离子吸附型资源量占比3.2%,砂矿资源量占比0.5%。我国稀土矿由12个成矿区带组成,成矿高峰期为中元古代和新生代,前者以白云鄂博矿床为代表,后者以冕宁-德昌成矿带中稀土矿床和南方6省的风化壳离子吸附型稀土矿为代表。我国目前可利用的稀土矿床类型为碳酸岩-碱性岩型和风化壳离子吸附型,前者是轻稀土的来源,后者是重稀土的来源。碳酸岩-碱性岩型稀土矿的控制因素包括克拉通边缘裂谷构造背景或同碰撞-后碰撞的构造背景、区域性深断裂和碳酸岩岩浆及期后热液演化,风化壳离子吸附型稀土矿的控制因素为成矿母岩高分异富稀土花岗岩和外源性因素(剥露-剥蚀之间的准平衡、低洼的平缓坡度、亚热带气候条件下足够的降水量和有利的地下水条件)。本文介绍了碳酸岩-碱性岩型稀土矿和风化壳离子吸附型稀土矿的普适性成矿模型。已知矿床的深边部是碳酸岩-碱性岩型轻稀土矿找矿勘查重点地段,但也不应该忽视兴蒙成矿带和波孜果儿-依兰里克成矿带中硬岩型重稀土矿的寻找。而赣南和粤北地区是寻找风化壳离子吸附型重稀土矿关键地区。
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东昆仑造山带塔妥地区奥陶纪辉绿岩年代学、地球化学及构造意义
张敏, 李瑞保, 裴先治, 李佐臣, 裴磊, 陈国超, 陈有炘, 刘成军, 吴树宽
Abstract:
东昆仑造山带出露有一套奥陶纪基性岩墙,对研究东昆仑造山带早古生代活动大陆边缘与原特提斯洋相关的俯冲过程具有重要意义。本文对出露于东昆仑东段塔妥地区的基性岩墙进行了详细的锆石U-Pb年代学、全岩地球化学及Sr-Nd同位素等研究。两件辉绿岩样品的锆石U-Pb测年结果表明该基性岩墙锆石U-Pb形成年龄为486~483Ma,形成时代为早奥陶世。全岩地球化学结果表明该套基性岩墙具低SiO2(50.06%-51.68%)、中等MgO(5.08%~6.77%)和TiO2(0.99%~1.20%)含量特征,属于拉斑玄武岩系列。微量和稀土元素方面,岩石呈现大离子亲石元素(Rb、Sr、Ba、Th、K)富集和高场强元素(Nb、Ta、Ti)负异常的特点;球粒陨石标准化稀土元素配分图呈现轻稀土元素弱富集、重稀土元素亏损以及弱的Eu正异常的特征。样品具有高的(87Sr/86Sr)i值(0.7126-0.7133)和相对低的εNd(t)同位素组成(-9.80~-4.31),综合研究表明该基性岩浆起源于俯冲带流体交代的富集地幔,形成于大洋俯冲带上盘岩浆弧(伸展)构造环境。在综合区域地质资料基础上,本文认为东昆仑原特提斯洋在早古生代早期存在向北俯冲,并于早奥陶世俯冲大洋板块后撤导致俯冲带上盘出现伸展构造背景。
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2010,84(9):1300-1315, DOI:
Abstract:
基于野外观察和构造测量,论述了大巴山前陆弧型构造带的基本构造特征,包括弧型带展布特征、分带特征、分段特征、分层特征、构造变形样式、叠加变形特征和古构造应力场特征等,在此基础上探讨了大巴弧形成的主要控制因素。指出大巴弧形成的机理不同于经典的碰撞造山模式,该弧型构造带经历了古生代大陆边缘伸展裂陷初始期、中晚三叠世碰撞造山雏形期和中晚侏罗世陆内造山定型期。造山作用前的古大陆边缘伸展作用及其产生的不规则边界形态对弧型带的形成起到了决定作用。其中先成的城口-房县弧型断裂带不仅控制了早古生代沉积-岩浆作用,同时成为大巴弧形成的主导边界条件,而弧型带两端的基底隆起也起到了重要的限制作用。根据实际地质资料设计的简单沙箱模型模拟了这个弧型带的形成条件和过程。
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2011,85(5):636-658, DOI:
Abstract:
钦杭成矿带位于华南板内,尽管是扬子与华夏古陆在新元古代拼接部位,但绝大多数矿床形成于中晚侏罗世至白垩纪。本文在梳理前人工作成果的基础上,将钦杭带及旁侧矿床归纳为两个成矿系列和三个成矿亚系列,即:新元古代海底喷流沉积型铜锌矿床成矿系列和燕山期与花岗岩有关的钨锡铜铅锌多金属矿床成矿系列,后者可以进一步分为中晚侏罗世斑岩-矽卡岩-热液脉状铜多金属矿床成矿亚系列,晚侏罗世与花岗岩有关的钨锡多金属矿床成矿系列和白垩纪与次火山活动有关的浅成低温热液型金银铅锌钨锡矿床成矿亚系列。进而讨论了各成矿系列和亚系列的主要矿产类型、基本特点、形成过程、时空分布关系和成矿规律。初步认为其成矿背景为:新元古代的块状硫化物铜锌矿形成于弧后或弧前盆地,由于成矿物质主要来源于地幔,因而更可能为弧前盆地;中晚侏罗世斑岩-矽卡岩-热液脉状铜多金属矿床可能是俯冲板片沿古钦杭结合部位发生局部重熔,形成高钾钙碱性花岗岩,然后上侵定位与成矿的产物;而160-150Ma的大规模钨锡多金属成矿作用及大花岗岩事件可能与板片窗有关,钦杭带中段是板片窗的西部边界,也是壳幔相互作用的中心,因而有大量地幔物质参与成矿;135Ma之后,由于俯冲板片运动发生调整,从斜俯冲变成几乎平行大陆边缘运移,导致大陆边缘大规模岩石圈伸展,相应绝大多数不同来源的矿产资源聚集在火山盆地和断陷盆地。此外,结合前人工作和以往工作的基础,提出了在钦杭成矿带进一步矿勘查的一些思考。
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2013,87(5):737-746, DOI:
Abstract:
热融湖是多年冻土区普遍存在的一种热融现象,热融湖作为热源向湖底及湖岸传递热量,导致多年冻土温度升高,在湖底形成融化夹层,甚至贯穿性融化夹层;在湖岸造成上限下降、下限抬深,加速了湖底、湖岸多年冻土的退化速度。在柱坐标下,运用带相变的数值热传导模型,预测了热融湖影响下湖底、湖岸多年冻土的地温场发展趋势和多年冻土的退化状况。模拟的结果表明,湖底年平均温度越高,对湖底和湖岸多年冻土的热扰动越明显。当湖底年平均温度为4℃、水深2.0m时,在经历1000a后,湖心下部地温增幅为4.7~3.2℃、湖边下部地温增幅为2.2~1.1℃、湖岸下部地温增幅为0.3~0.1℃;当湖底年平均温度等于0℃时,湖心下部一般不会形成融化层;当湖底年平均温度等于1℃时,在500a时湖心下部融化层厚度达到25m,在900a时,多年冻土被融穿。随着湖底年平均温度升高,融穿多年冻土的时间缩短。
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2013,87(6):759-772, DOI:
Abstract:
近年来地质调查在班公湖 怒江缝合带中段发现了一批A 型花岗岩,岩体呈大小几百平方米的岩株产出,岩性上分为黑云母花岗岩和花岗闪长斑岩两种,侵入白垩系地层中。全岩元素地球化学分析显示这些A 型花岗岩相对富硅, SiO2含量在68.62%~75.36%之间,全碱(K2O+Na2O=8.03%~9.37%)和全铁(Fe2O3T=0.86%~5.39%)含量偏高,Al2O3(12.76%~15.54%)偏低,显示弱过铝质和亚铝质特征。微量元素中大离子亲石元素(LILE)Rb、Th、U、K、Pb明显富集,Ba、Sr明显亏损;同样在高场强元素(HFSE)中Nb、Ta、Ti亏损明显,但Zr、Hf 相对富集,这些与岛弧型花岗岩都是明显不同的,显示出了A 型花岗岩的特征。岩体稀土元素含量总体较高(∑REE=122.37×10-6~291.19×10-6,平均为201.31×10-6),相对富集轻稀土元素(LREE/HREE=4.89~9.58,平均为5.93),负Eu异常明显(〖QX(Y12#〗δ〖QX)〗Eu=0.14~0.54,平均为0.34),造成分配曲线呈向右缓倾的V 型分布型式。Nd、Sr、Pb同位素分析显示班公湖 怒江缝合带中段的这些A 型花岗岩富集放射成因同位素,其中87Sr/86Sr、87Rb/86Sr及Isr比值分别在0.719842~0.786395 、6.7171~48.8063和 0.706900 ~0.710378之间;143Nb/144Nb和147Sm/144Nd比值分别在0.512123~0.512392和0.0853~0.2847之间,〖QX(Y12#〗ε〖QX)〗Nd为较大的负值(在-3.37~-10.34之间),显示出地壳组分的重要影响。206Pb/204Pb、207Pb/204Pb和208Pb/204Pb比值分别在18.703~19.070、15.680~15.732、和39.121~39.576之间,在Zartman等(1981)的Pb构造模式图上位于上地壳线和造山带演化线之上,显示出异常高的富集组分。分析表明班公湖 怒江缝合带中段的A 型花岗岩是岩石圈地幔在洋壳俯冲过程中受到沉积物熔体的交代富集,之后早白垩世晚期(110Ma±)在碰撞后伸展阶段由于俯冲的洋壳板层断离形成了“板片窗”,软流圈物质借此上涌,引起富集的岩石圈地幔(接近EMⅡ)发生部分熔融形成的。
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旷红伟, 柳永清, 董超, 彭楠, 许欢, 王宝红, 章朋, 王克柏, 陈树清, 张艳霞
2014,88(8):1353-1371, DOI:
Abstract:
山东诸城是中国以晚白垩世大型鸭嘴龙类为主的恐龙化石产地。本文从化石埋藏地地质背景、埋藏沉积相与古水流、骨骼化石分布、改造与聚集特征及分类学、骨骼化石微观组构和埋藏模型等方面,系统阐述了诸城晚白垩世恐龙骨骼化石埋藏学特征。诸城晚白垩世晚期(火山岩长石Ar Ar年龄为762~735Ma)恐龙化石主要集群埋藏于冲积扇泥石流(DF)、洪泛平原(FP)与辫状河道(BRC)沉积层中,化石密集、成层分布,但残体骨骼层内骨骼化石大小、形状混杂、疏密不均、属种的单—以及残体骨骼大小、形状和规模不等,多数骨骼化石为不完整的长柱状、板状形态,骨骼呈定向排列,具有短距离搬运、异地快速埋藏及集群埋藏特点。沉积物及薄片分析显示,诸城恐龙生存及骨骼化石埋藏的环境为半干旱—干旱气候条件。埋藏—保存模式可概括为:恶劣的生存环境—恐龙批量死亡—遗体腐烂—骨骼被洪流或泥石流冲刷、搬运至目前沉积场所—快速掩埋—浅埋藏成岩—地壳抬升暴露。诸城恐龙化石埋藏学的研究,为我们了解和恢复中国华北地区晚白垩世时期的古地理、古环境和古气候提供了依据。
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2011,85(1):1-33, DOI:
Abstract:
印度-亚洲碰撞是新生代地球上最为壮观的重大地质事件。碰撞及碰撞以来,青藏高原的广大地域发生了与碰撞前截然不同的变形,地貌、环境及其深部结构都发生了深刻地变化。根据青藏高原形成、周缘造山带崛起以及大量物质侧向逃逸的基本格局,作者从大陆动力学视角出发,将“印度-亚洲碰撞大地构造” 与“前碰撞大地构造”区别开来进行研究,将印度 亚洲碰撞的大地构造单元划分为:青藏中央高原、冈底斯-喜马拉雅主俯冲/碰撞造山带、青藏高原周缘挤压转换造山带和侧向挤出地体群等, 其中青藏中央高原即青藏腹地,“冈底斯-喜马拉雅主俯冲/碰撞造山带”包括冈底斯“安第斯山型”俯冲造山带和“喜马拉雅山型”主碰撞造山带,青藏高原周缘挤压转换造山带包括北缘“西昆仑-阿尔金-祁连”挤压转换造山带、东缘“龙门山-锦屏山” 挤压转换造山带、东南缘“中缅”伊洛瓦底挤压转换造山带和西南缘“印-巴-阿”阿莱曼挤压转换造山带,侧向挤出地体群包括青藏高原东构造结东南部以大型走滑断裂: 鲜水河-小江、哀牢山-红河、澜沧江、嘉黎 高黎贡、那邦和三盖断裂为边界的南松甘、兰坪、保山、腾冲等挤出地体群; 以及青藏高原西构造结两侧的“甜水海“、“兴都库什”、“ 喀布尔”和“阿富汗”侧向挤出地体群。本文探讨了上述各构造单元形成的主要制约因素, 例如:楔形印度小板块与亚洲大板块的碰撞以及印度大陆东西拐角的构造作用,主碰撞和斜向碰撞的影响,大型走滑与侧向挤出地体的形成关系,挤压与走滑并重的挤压转换机制对整个青藏高原和周缘造山带形成的制约,碰撞大地构造单元的特性以及与前碰撞大地构造的区别和叠置或改造的关系等等。最后,本文还基于青藏高原地幔结构探讨印度-亚洲碰撞大地构造学及青藏高原大陆动力学的意义。
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2014,88(1):25-35, DOI:
Abstract:
本文以内蒙古西部英巴地区一个典型剖面为例,开展了详细的构造解析和年代学研究,初步构建这一地区晚古生代-中生代的构造岩浆事件框架。这一地区至少发育三期岩浆活动和三期构造变形事件。锆石U-Pb定年结果和前人的资料显示,三期岩浆活动分别为石炭纪(325~313 Ma)的花岗闪长岩和花岗岩、早二叠世(291~277 Ma)的钾长花岗岩和中细粒花岗岩及早白垩世(~134~130 Ma)的伟晶岩和石英二长岩。第一期构造变形事件为NW-SE向挤压,发生在早二叠世之后,使花岗闪长岩和钾长花岗岩发生挤压变形,形成主体低角度北西倾的片麻理,局部发育同期褶皱,变形温度为450~600℃;第二期为NW-SE向伸展,大致发生在早白垩世,使片麻状花岗闪长岩和片麻状钾长花岗岩发生中高温(450~650℃)的糜棱岩化作用,形成南东倾的低角度韧性剪切带,具有正断性质,后被伟晶岩脉切穿。第三期为NW-SE向伸展,发生在早白垩世之后,形成北西倾的中角度脆性正断层,断距2~10米,并使伟晶岩变形为碎裂岩。
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高峰, 郑常青, 姚文贵, 李娟, 施璐, 崔芳华, 高源, 张行行
2013,87(9):1277-1292, DOI:
Abstract:
哈多河“花岗质糜棱片麻岩”为一套变质变形的花岗质岩石,其岩石组合为细粒黑云母二长花岗质糜棱片麻岩、细粒黑云母花岗质糜棱片麻岩和细粒石榴二云母花岗质糜棱片麻岩。SiO2含量在66.4%~74.52%之间,K2O+Na2O介于7.36%~8.84%之间,Al2O3含量在13.43%~15.74%之间,A/CNK=0.974~1.092,属于高钾钙碱性、准铝质到过铝质岩石;具有较高的稀土总量(ΣREE=94.15×10-6~164.30×10-6 ),稀土元素配分模式表现为轻稀土元素(LREE)富集、重稀土元素(HREE)相对亏损的右倾型曲线,具有弱的负铕异常;富集Rb、Ba、U、K 等大离子亲石元素,相对亏损Ta、Nb、P、Ti 等元素。锆石U-Pb测年结果表明,哈多河“花岗质糜棱片麻岩”的岩浆侵入期次可分为两期,第一期在320Ma左右,代表性岩石为细粒黑云母花岗质糜棱片麻岩和细粒石榴二云母花岗质糜棱片麻岩;第二期在304Ma左右,代表性岩石为细粒黑云母二长花岗质糜棱片麻岩。综合岩相学、年代学及岩石地球化学特征,哈多河“花岗质糜棱片麻岩”原岩为高钾钙碱性I型花岗岩,形成于晚石炭世兴安地块与松嫩地块的后碰撞构造环境下,之后在早二叠世末遭受“后碰撞作用”的影响,发生较强的韧脆性变质变形。
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董树文, 李廷栋, 高锐, 吕庆田, 吴珍汉, 陈宣华, 周琦, 刘刚, 刘志强, 梅琳
2010,84(6):743-770, DOI:
Abstract:
探测人类居住的地球内部的结构和组成是地质学家和地球物理学家共同的奋斗目标。本文介绍了上世纪70年代以来世界主要国家的国际地球探测计划的主要内容,包括美国大陆反射地震探测计划(COCORP)、地球透镜计划(EarthScope),欧洲地球探测计划(EUROPROBE)、德国大陆反射地震计划(DEKORP)、英国反射地震计划(BIRPS)、意大利地壳探测计划(CROP)、瑞士地壳探测计划(NRP20),俄罗斯深部探测计划,加拿大岩石圈探测计划(LITHOPROBE),澳大利亚四维地球动力学计划(AGCRC)、澳大利亚玻璃地球计划(Glass Earth)和澳大利亚地球探测计划(AuScope),简要概括了国际地球探测计划的成果,回顾了我国地球深部探测的历史与工作基础,简要论述了我国开展地壳探测计划的必要性,并介绍了近期启动的国家科学专项“深部探测技术与实验研究”的目标与“两网、两区、四带、多点”的工作部署,展望了我国地球深部探测发展的未来。
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赵文广, 吴明安,张宜勇,王克友,范裕,汪龙云,魏国辉,车英丹
2011,85(5):789-801, DOI:
Abstract:
泥河铁矿床位于庐枞火山岩盆地西北部边缘,紧邻郯庐断裂带,南西距罗河铁矿仅3千米,为一大型含硫磁铁矿、大型硫铁矿、中型硬石膏矿组成的多矿种隐伏矿床。 磁铁矿体分布于矿床的南西部,呈透镜状或似层状产于侵位于早白垩统砖桥组的辉石闪长玢岩岩侵穹窿的顶部;硫铁矿体分布于矿床的北东部,主要有两个产出部位,一是产于辉石闪长玢岩体内,与铁矿体共生;二是产于砖桥组下段火山岩中,与层位有关;硬石膏矿体分布在矿床中部,呈透镜状产于砖桥组下段火山碎屑岩中。矿石类型复杂,磁铁矿划分了8个自然类型,硫铁矿划分了5个自然类型。矿物种类多达40余种,铁矿石本身为高硫、高磷矿石,有用组分除铁、硫、硬石膏外,磁铁矿和硫铁矿矿石中还伴生有磷、钒、钛、钴、铜、锌等有益有害组分。 矿床围岩蚀变强烈,分布范围广,蚀变类型多,规律性十分明显,在横向上具成层性,在垂向上具分带性。其中,膏辉岩化是最为重要的近矿围岩蚀变。矿床类型与宁芜地区陶村式较为相似,成因类型属玢岩型。
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许志琴, 杨经绥, 嵇少丞, 张泽明, 李海兵, 刘福来, 张建新, 吴才来, 李忠海, 梁凤华
2010,84(1):1-29, DOI:
Abstract:
中国(东亚)大陆受特提斯、古亚洲和太平洋构造体系的制约,具有复杂的地体构架和特殊的岩石圈结构。本文从地学前沿——大陆动力学的视野出发,围绕中国大陆构造及动力学四个方面的研究,总结已有的进展并提出新的思考:①中国大陆板块下的构造和整个地幔运动的构架:地震层析资料揭示西太平洋板片向西俯冲到东亚大陆之下,其倾角逐渐减小,最后近水平地插进400~600km深度的地幔过渡带中,成为箕状几何形态的超深俯冲板片。印度岩石圈板片超深俯冲至青藏高原之下~800km的深度,在喜马拉雅西构造结部位发生双向不对称深俯冲,印度岩石圈板片向东俯冲至东构造结东侧之下300~500km的深度。②中国大陆变质基底的再活化:中国大陆的大部分陆块未受显生宙以来构造、变质和岩浆事件的改造与激活,在冈瓦纳大陆北缘的印度陆块和阿拉伯陆块北缘还发育有形成于泛非期(530~470Ma)的造山带,其影响范围至高喜马拉雅、拉萨地体和三江地区。新生代的变质活化普遍出现在喜马拉雅、南迦巴瓦、拉萨地体和三江 缅甸地区,最新的变质年龄仅2~1Ma(南迦巴瓦)。③中国主要高压 超高压变质带的大地构造背景及深俯冲 折返机制:中国及邻区含榴辉岩的高压 超高压(HP/UHP)变质带有洋壳(深)俯冲和陆壳(深)俯冲之分。青藏高原中,大部分洋壳俯冲形成的高压/超高压变质带与原 古特提斯洋盆中诸多微陆块之间的小洋盆的汇聚碰撞有关,陆壳深俯冲作用有两种机制,它们分别是大陆块之间剪式碰撞和撕裂式岩石圈舌形板片的深俯冲。④中国大陆造山带的深部物质可经3类机制挤出,即深部地壳物质“牙膏式”挤出、侧向挤出和“挤压转换式”挤出。
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2007,81(11):1449-1461, DOI:
Abstract:
随着一系列新构造观察资料和高精度同位素测年数据的累积,加深了对发生在中国东部晚侏罗世—早白垩世时期构造变革事件的认识,对燕山运动的性质、时限和动力学内涵有了新的诠释。中—晚侏罗世初期(165±5Ma)东亚多板块拼贴运动学发生重大调整,构造体制发生重大转换,启动了以中朝地块为中心、来自北、东、南西不同板块向东亚大陆"多向汇聚"的构造新体制,形成以陆内俯冲和陆内造山为特征的东亚汇聚构造体系。同时大陆地壳岩石圈发生显著增厚,并紧随早白垩世以剧烈的大陆岩石圈伸展和火山—岩浆活动为特征的岩石圈巨量减薄和克拉通破坏,导致燕辽生物群灭绝和热河生物群兴盛的重大生物群更替,成为中国大陆和东亚重大构造变革事件,这是燕山运动的基本内涵。本文依据燕山运动构造变形型式、动力学背景以及产生的深部过程,将"燕山运动"定义为起始于165±5Ma的"东亚多向汇聚"构造体制及其形成的广泛陆内造山和构造变革,并将中国东部岩石圈巨量减薄视作燕山期陆内造山和陆内变形的后效。
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2011,85(11):1917-1947, DOI:
Abstract:
同位素地质年代学是地球科学、物理学、化学和技术科学相互交叉发展起来的一门新兴学科,是地球系统科学中一个年轻而充满活力的分支学科。它根据放射性同位素衰变规律确定地质体形成和地质事件发生的时代,以研究地球和行星物质的形成历史和演化规律。本文对几种常用的精度比较高的同位素测年方法从理论、实验技术、应用范围、使用的注意事项等方面予以简要总结和介绍,期望为地质同行们提供有益的参考。所涉及的同位素测年方法主要有U-Pb法、Ar-Ar法、Rb-Sr法、Sm-Nd法、Re-Os法、(U-Th)/He法等。(1)U-Pb法:是最早用来测定地质年龄的放射性方法之一,也是国内目前最重要的同位素测年方法。近10年来,近乎完美的锆石微区U-Pb年龄测定技术的引进对我国的地质科学研究起到了巨大的推动作用,并且其应用领域仍在进一步扩展中。(2)Ar-Ar法:Ar-Ar同位素地质测年方法已经成为同位素地质年代学研究最主要的方法之一。该方法具有以下特点:①测量的时间域较宽,最老可到38亿年(月岩年龄),最年轻可测到千年级(意大利维苏威火山喷发年龄);②测量对象广泛,原则上,所有的含钾矿物、岩石都可以用作Ar-Ar法同位素测年,甚至含有微量钾盐包裹体的非钾矿物如石英、闪锌矿等也有成功测定出Ar-Ar年龄的报道;③独特的分步加热技术和内部组分的Ar同位素相关图处理技术不仅可以获得高精度的年龄,还可以揭示被测定对象所经历的多期地质演化信息;④和激光技术配套可以直接在岩石光片上寻找待测矿物进行微区(几十微米-几百微米)Ar-Ar测年,从而能够获得变质岩P-T-t轨迹研究中最精确的时间信息;⑤应用领域广泛,几乎所有的地质学分支学科中都有应用;⑥是矿床年代学研究的最主要的技术手段;⑦是同位素热年代学研究的支柱技术。Ar-Ar法测年也有其局限性:首先是分析技术复杂导致其成本高、分析周期长。其次中子参数测定的准确性直接影响样品年龄测定的准确性。核反冲效应会导致极细粒的粘土矿物Ar-Ar年龄结果偏高。对于早元古代和太古代古老变质岩样品,由于可能存在K和Ar的自然扩散作用或后期变质、变形等多因素的扰动作用,用Ar-Ar法很难测出早期的变质事件年龄。(3)Rb-Sr法:是一个应用很广泛的方法,利用等时线技术可以测定侵入岩、火山岩、变质岩和某些沉积岩的同位素地质年龄。在用Rb-Sr同位素系统测定中酸性侵入岩和火山岩的年龄时,如果岩石迅速冷却,无论用全岩等时线法或矿物等时线法得到的年龄都可能是岩石的形成年龄。对于变质岩,矿物Rb-Sr等时线年龄一般代表岩石遭受最后一次强变质热事件Sr同位素均一化时间。对于沉积岩,可以利用Rb-Sr法测定成岩自生矿物年龄。对于金属矿床,可以用包裹体的Rb-Sr等时线确定矿床的形成时间。通过断层和韧性剪切带形成的矿物的Rb-Sr年龄测定,可以限定构造形成时间。Rb-Sr法最大缺点是,由于Rb的流动性,极易形成开放系统,从而得到不正确的年龄。此外,还还经常受到假等时线的困扰。(4)Sm-Nd法:由于Sm-Nd体系的保存性能良好,抗蚀变和变质作用的能力较强,因此Sm-Nd法年龄能代表原岩生成的时间和反映成岩物质源区的特性。对于基性岩、超基性岩,对太古宙古老岩石,Sm-Nd等时线法是较好的测年方法。Sm-Nd模式年龄代表地壳岩石从CHUR地幔源中分异出来的时间,利用碎屑沉积岩的模式年龄可以鉴别沉积物的源区,判断岩石形成构造背景,了解其物源区存留地壳的平均年龄,揭示地壳形成和演化历史等。其缺点是由于Sm、Nd地球化学性质的类似,地质作用过程中难以发生相互分离,Sm、Nd在岩石中的比值变化范围就很小,给Sm-Nd等时线法测年带来了困扰,有时不能给出正确可信的年龄。(5)Re-Os法:Re-Os同位素测年法是目前能够直接测定金属矿床矿化年龄的唯一成熟方法。但在实验技术和应用方面还存在不少问题:①近年来发现有些金属矿床辉钼矿的Re-Os年龄高于其赋矿围岩的年龄,原因不明;②黄铁矿等多数硫化物矿物含Re量很低,并含有一定程度的普通Os,对样品化学制备过程中低本底的要求很高,一般实验室难以达到,普通Os也难以准确扣除;③后期的热液活动有时可以使Os同位素发生重置,因此,金属硫化物Re-Os同位素体系封闭温度及其影响因素是一个亟待解决的问题。(6)(U-Th)/He法:(U-Th)/He同位素系统的优势是其封闭温度是已有同位素体系中最低的,能够记录地质体经历较低温度范围的时代与温度信息。该方法在矿床年代学研究中也具有可观应用前景。其不足之处是因为封闭温度很低,在用于地质体定年时要特别关注冷却速率和再加热作用的影响。
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2010,84(8):1165-1174, DOI:
Abstract:
西藏墨竹工卡县甲玛铜多金属矿中,辉钼矿普遍发育,产于各类矿石中,尤其在矽卡岩型和角岩型矿石中最常见,其次是斑岩型矿石,极少量产于大理岩和结晶灰岩型矿石中。本文采集了甲玛铜多金属矿矽卡岩、角岩和斑岩中不同产状、不同形态的辉钼矿,进行Re-Os同位素定年,获得了27件样品的模式年龄为14.2~17.5 Ma,等时线年龄为15.22±0.59 Ma。其中,斑岩型辉钼矿等时线年龄为14.78±0.33 Ma,角岩型辉钼矿等时线年龄为14.67±0.19 Ma,结果一致。辉钼矿中187Re含量变化于38.75~387.4 g/g,其中,角岩中辉钼矿187Re含量为121.5~387.4 g/g,矽卡岩中为123.7~304.7 g/g,含量较高,而斑岩中辉钼矿的187Re含量相对较低,38.75~130.5 g/g,平均69.0 g/g;辉钼矿187Os含量变化情况基本与187Re相同。甲玛辉钼矿187Re值与冈底斯其他矿体的值对比,显示冈底斯成矿带斑岩-矽卡岩型矿床成矿原岩具有相对较高187Re值的特点。本文研究成果表明,甲玛大型铜多金属矿床形成于中新世Langhian期,辉钼矿为主成矿期的产物之一。鉴于辉钼矿的产出状态,以及其与黄铜矿等的共生组合关系,辉钼矿的成矿时代可代表矿区内主要矿石矿物的成矿时代,且与冈底斯成矿带上一大批大中型斑岩型铜矿的成矿时代一致,成矿集中在20~10 Ma之间,形成于印度大陆与亚洲大陆碰撞之后,从而否定了前人海底喷流沉积的成因观点,为矿区内及其外围进一步的找矿指明了方向。
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2010,84(12):1727-1734, DOI:
Abstract:
三维地震资料解析研究表明,塔中低凸起古生代断裂样式复杂,发育有四期不同性质的断裂:(1)寒武纪-早奥陶世张性正断裂,其展布形态和发育规模为后期构造活动奠定了基础;(2)晚奥陶世逆冲及走滑断裂,具有明显的分带、分段性,东部主要为基底卷入逆冲断裂,中西部为盖层滑脱和北西向走滑断裂;(3)志留-泥盆纪挤压应力环境下形成的走滑断裂体系,北东南西向展布,包括主干边界断裂、尾端羽列断裂和拉分地堑三个组成要素。主干断裂在剖面上断面近于直立,直插基底,延伸较远,与其它各级断裂构成花状构造,其尾端发育有羽列断裂。拉分地堑受多级断层控制,平面上呈菱形;(4)二叠纪岩浆活动派生断裂,岩浆刺穿对早期断裂进行叠置和改造,形成一系列似“花状构造”。从断裂平面展布来看,塔中古生代断裂整体上呈发散的帚状,其构造枢纽端位于东段,内旋层左旋扭动,外旋层右旋,内旋层指向发散端,属张扭性帚状构造。
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2014,88(9):1623-1637, DOI:
Abstract:
国际地层委员会将中元古界底界界线年龄定为1600 Ma,1600-1400 Ma为Calymmian(盖层系),表示全球地台盖层形成时期。华北地台基底固结时间为1800 Ma,固结后即进入伸展裂解作用时期,首先是山西吕梁山区、晋南中条山、豫西熊耳山区裂解发展成三叉裂陷槽(Aulacogen)。吕梁山区小两岭组火山岩形成年龄有1763±42 Ma(SHRIMP U-Pb锆石)及1779±20 Ma(LA-ICP-MS U-Pb锆石)两个数值;豫西熊耳群顶部马家河组和中部鸡蛋坪组及下部许山组火山岩年龄分别为1776±20 Ma、1791±20 Ma和1783±13 Ma(SHRIMP U-Pb锆石),1776 -1800 Ma为火山岩的形成年龄;将1800 Ma作为小两岭组与熊耳群两个火山岩组的底界年龄应当是合理的。吕梁山区的汉高山群为碎屑岩夹火山岩,代表吕梁-陕豫三叉裂陷槽北支中的快速充填,与小两岭组为同时期沉积。汉高山群、大古石组(熊耳群底部沉积岩)为1800 Ma裂解开始的盖层沉积,小两岭组火山岩、相关的辉绿岩墙及熊耳群火山岩均为裂解时期的岩浆作用产物。北京密云环斑花岗岩侵位时间为1700 Ma,代表燕山-太行山裂陷槽裂解的起始时间也即燕山地区长城系常州沟组底界年龄。北京密云地区环斑花岗岩风化壳上覆常州沟组年龄可确定为1650 Ma,它不应被看作常州沟组最低层位的年龄,而是裂陷槽裂解后密云地区开始接受沉积的年龄,1700 Ma、1650 Ma代表常州沟组在不同地区的底界年龄,但均不等于长城系或中元古界的底界年龄。1600 Ma为高于庄组底界年龄,即长城系与蓟县系的界线年龄,也是国际地层委员会中元古界的底界年龄。1600 Ma代表燕山-太行山裂陷槽闭合的年龄,也是华北地台始自1800 Ma伸展裂解作用的最终结束时期。1600 Ma是新的陆表海盆地发展的起始时间,是重要的华北地台构造转换的时期。因此,1800与1600 Ma代表华北地台重大地质构造事件的年龄,具大区域构造意义,依据对前寒武系界线年龄确定的原则,两个年龄值均可被选择为中元古界底界的界线年龄。但本文赞同中国全国地层委员会采用1800 Ma作为中元古界的底界年龄,因其更符合中国的地质构造实际:华北地台裂解-克拉通内裂陷槽中的盖层充填,底界为1800 Ma。 华北地台中元古界盆地在不同时期,它的构造性质完全不同:1800~1600 Ma为裂陷槽;1600~1400 Ma发展成陆表海;1400~1300 Ma转化为弧后盆地;1800 Ma、1600 Ma及1400 Ma代表中元古代三个重要的区域构造转换的时间点。
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2012,86(2):247-257, DOI:
Abstract:
阿尔金南缘鱼目泉花岗质岩体中含有大量暗色闪长质包体,岩相学及地球化学特征研究表明该岩体是由同期的幔源基性岩浆和酸性岩浆在近于液相(或“晶粥状”)状态下发生不均匀混合作用的产物。LA-ICP-MS 锆石U-Pb同位素测年结果显示其形成年龄(496.9±1.9 Ma)与南阿尔金山大陆深俯冲超高压变质岩的峰期变质年龄(504~487Ma)相一致,且在地球化学特征上具有高Al2O3(平均15.88%),较高的K2O/Na2O值(平均1.26),高Sr(平均446×10-6),高(La/Yb)N值(平均24.04)和Sr/Y值(平均40),极低的Y(平均14.0×10-6)及Yb含量(平均1.5×10-6),类似于加厚地壳背景下形成的高Sr低、Y及Yb型花岗岩,反映出~500Ma时的南阿尔金造山带总体上处于地壳相互叠覆增厚的陆-陆碰撞造山作用阶段。分析认为,~500Ma时,南阿尔金山地区伴随着增厚地壳发生熔融作用产生大规模酸性岩浆活动的同时,还存在幔源基性岩浆的底侵,其原因可能与同时期大陆深俯冲作用所诱发的深部热地幔上升有关。
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邹才能, 杨智, 朱如凯, 张国生, 侯连华, 吴松涛, 陶士振, 袁选俊, 董大忠, 王玉满, 王岚, 黄金亮, 王淑芳
2015,89(6):979-1007, DOI:
Abstract:
新世纪非常规油气获战略突破,微纳米孔喉页岩系统油气成为油气资源接替的重要新领域,非常规油气资源在能源格局中的地位愈发重要。致密气、煤层气、重油、沥青砂等已成为勘探开发的重点领域,致密油成为亮点领域,页岩气成为热点领域。中国在致密气、页岩气、致密油、煤层气等非常规油气资源勘探开发获重要突破,油页岩、天然气水合物、重油、油砂矿等获重要进展,初步评价中国非常规石油资源量(223~263)×108t,天然气资源量(890~1260)×1012m3。中国非常规油气研究取得重大进展,细粒沉积学在陆相敞流湖盆大型浅水三角洲砂体、湖盆中心砂质碎屑流沉积、海陆相细粒沉积等研究新进展,提供了盆地中心储集体形成和分布的理论依据;非常规储层地质学在研究方法技术、多尺度数据融合、地层条件物理模拟等方面取得重大进展,多方法多尺度整体表征非常规储层已成为研究热点,推动了非常规油气地质学地质理论和方法技术快速发展;创新发展了连续型油气聚集理论,构建了非常规油气地质学理论体系框架,明确了非常规油气地质研究的内涵、地质特征、形成机理、分布规律和核心技术,为大面积非常规油气规模勘探开发奠定了理论基础;非常规油气勘探开发技术方法快速发展,涌现了烃源性、岩性、物性、脆性、含油气性与应力各向异性评价等“六特性”、“甜点区”地质-工程综合评价等核心评价方法,微地震监测、水平井钻完井、“工厂化”生产、“人工油气藏”等开发工程核心理念和技术,推动非常规油气“革命性发展”。非常规油气的突破,带来了坚持理论创新、坚持核心技术进步等4点重要启示,对延长石油工业生命周期、推动理论技术升级换代、改变能源格局具有深远意义。
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2010,84(2):171-182, DOI:
Abstract:
通过准噶尔盆地东西两侧造山带地质剖面观察、系统裂变径迹测年与热演化模拟结果分析,并结合前人研究结果,准噶尔盆地周缘造山带中,主要经历了中生代晚期构造热事件。通过裂变径迹分析对比,准噶尔盆地两侧造山带具有不同的隆升历史,盆地西北缘早于东部隆升,隆升速率亦大于东部。准噶尔盆地西北缘自白垩纪以来经历了由准噶尔盆地边缘向扎伊尔山先后依次隆升事件,表明了准噶尔西北缘逆冲断裂系向盆内后展式逆冲推覆。准噶尔盆地东西两侧造山带岩石裂变径迹数据均反映了白垩纪以来的冷却隆升事件,充分证实了燕山晚期构造运动在准噶尔地区的普遍存在,为详细研究燕山期新疆北部陆内构造活动提供了证据。
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2013,87(11):1647-1661, DOI:
Abstract:
本文在对南堡凹陷三维联片地震资料构造解析的基础上,应用先存构造构造条件下的断层作用模式,结合构造物理模拟实验成果,系统分析了南堡凹陷的断裂系统和构造样式。表明,南堡凹陷是典型的斜向伸展构造样式,其中受铲式和(或)坡坪式边界正断层及先存断裂共同控制的复式 “y” 形样式是南堡凹陷基本的构造样式,其次是复式“x”形、“多米诺式”、“阶梯式”和“铲式扇”断块构造样式。平面上划分出为4个断裂系统:北堡-老爷庙断裂系统,高柳断裂系统,柏各庄断裂系统和南堡断裂系统,其中高柳断裂系统和南堡断裂系统进一步分别划分为2个和3个子断裂系统;纵向上划分出下部(E2s3构造层)和上部(E2s1-Q地层)两个断裂系统,E2s2是上下两个断裂系统的过渡层,断层不发育。断层的平面组合形式有4种,分别为:平行状、平行交织状、“梳状”和“帚状”。“两期伸展” 的变形叠加模式可以合理地解释南堡凹陷新生代的构造变形:E2s3期的构造变形在是以中生代形成的先存构造为基础,北西-南东方向伸展作用的结果;E2s1以来的变形是以E2s3期形成的断裂为先存构造,南北向伸展作用的结果;E2s2是应力体制转换的过渡阶段。凹陷边界断层(西南庄断层、柏各庄断层和高柳断层)存在显著的分段性,不同段落断层的走向、性质和活动性、均表现出很大的差异,而且在不同构造演化阶段发生显著的变化。凹陷边界断层及凹陷内的南堡断层、和蛤坨断层组成的构造格架对南堡凹陷断裂系统的形成和演化起重要的控制作用,复杂的先存构造是造成断裂系统横向差异的根本原因。