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    2024年第98卷第5期
    • 许志琴

      2024,98(5):1-1, DOI:

      Abstract:

    • 《松潘-甘孜锂矿链及伟晶岩型锂矿成矿规律》专辑
    • 许志琴,郑碧海,朱文斌,魏海珍,洪涛,高建国,舒良树,马绪宣,赵宇涵

      2024,98(5):1333-1357, DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2024108

      Abstract:

      晚三叠世—早侏罗世,基墨里大陆和泛华夏陆块与欧亚大陆的碰撞,形成了4000 km 长的基墨里造山带。位于三大陆之间、现今青藏高原北部的松潘 甘孜地体的造山属性的确定,对于探索松潘 甘孜锂矿链的成因有重要意义。松潘 甘孜地体西部和北部的早侏罗世陆相火山岩、底砾岩和煤系地层(~201 Ma)不整合在晚三叠世褶皱地层及花岗岩体之上,为晚三叠世—早侏罗世的基墨里造山时限提供了直接证据。松潘 甘孜地体中的甲基卡、可尔因、扎乌龙和白龙山 大红柳滩等稀有金属矿集区具有共同特征:赋存在由核部高分异S型花岗岩和幔部中晚三叠世浊积岩组成的片麻岩穹隆构造中、经历了巴罗 巴肯变质作用、含锂伟晶岩脉侵位在花岗岩体上部的伸展空间。通过对松潘 甘孜地体区域地质调查和对矿集区的变质、变形、岩浆和成矿作用及同位素年代学研究,提出该地体经历晚三叠世—早中侏罗世的基墨里造山过程:① 230~220 Ma:地壳缩短和加厚阶段,以盖层大规模强烈褶皱、逆冲带,盖层与基底之间向南的滑脱变形为特征,伴随深熔和巴罗式变质作用;② 220~190 Ma:地壳减压折返阶段,大量花岗岩侵位在中晚三叠世浊积岩中、形成片麻岩穹隆并伴随巴肯式变质作用。由于花岗质岩浆的高度分异及岩浆不混溶作用,导致侵位在片麻岩穹隆顶部伸展空间的伟晶岩稀有金属富集成矿。此外,伟晶岩型锂矿科学钻探(JSD)揭示了甲基卡矿集区多层次穹状花岗岩席控制含锂伟晶岩脉的成矿机制,推测大规模中下地壳基底深熔驱动岩浆上升,岩浆体沿上地壳中的构造面推叠形成岩席。

    • 朱文斌,许志琴,林和丰,周明召,朱鋆悦,靳文楷,罗祥龙,章荣清,车旭东,李广伟,郑碧海

      2024,98(5):1358-1379, DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2024050

      Abstract:

      LCT(lithium- cesium- tantalum)伟晶岩的分带有两种形式,一种是单个伟晶岩脉的内部结构分带,这种伟晶岩脉通常体积巨大,内部结构显示出成分分带的特征,单一脉体中不同结构带中可能发育不同的稀有金属矿化带,例如新疆可可托海3号伟晶岩脉;另一种分带性表现为伟晶岩和成矿系统的区域分带,通常以高分异的过铝质花岗岩为中心,围绕花岗岩数以百计的伟晶岩脉显示出不同的伟晶岩类型和矿化类型,越向外围,伟晶岩的演化程度越高。区域分带内的伟晶岩单个脉体的规模不大、内部分带性差、含矿性各不相同,甲基卡锂矿就是这一类伟晶岩矿床的典型代表。对甲基卡矿区伟晶岩的野外观察发现,含Be的9号脉、含Li的133号脉和含Nb、Ta的528号脉具有相对较好的内部结构分带性,而含Li的104号脉和308号脉的内部分带性则相对较差,推测与脉体内部多期岩浆- 热液活动有关。甲基卡矿区伟晶岩脉的相互穿插现象说明,矿区存在多期次的岩浆与成矿作用。科学钻探在JSD- 2和JSD- 3两个钻孔中均发现含锂辉石的伟晶岩脉和细晶岩脉侵入在不含矿的马颈子花岗岩中,佐证了多期岩浆与成矿事件的存在。伟晶岩中不同矿物U- Pb定年结果表明,全区伟晶岩的形成至少有两期,分别发生在213~206 Ma和199~191 Ma。依据钻孔JSD- 1的研究表明,岩浆由深至浅逐步向高分异方向演化。从下向上,花岗岩与伟晶岩同步演化,花岗岩依次出现黑云母花岗岩、含白云母的黑云母花岗岩、二云母花岗岩、白云母花岗岩和钠长石花岗岩,伟晶岩依次出现微斜长石型伟晶岩、微斜长石- 钠长石型伟晶岩、钠长石型伟晶岩和钠长石- 锂辉石型伟晶岩。根据不同深度伟晶岩的矿化特点,矿床的垂向分带大致划分如下:0~105 m的Li- Be- Nb- Ta矿化带;0~860 m的Be- Nb- Ta矿化带;0~1730 m的第一期Nb- Ta矿化带;1730~3170 m的无矿伟晶岩带;3170~3211 m的第二期Nb- Ta矿化带。

    • 高建国,周明召,郑碧海,李广伟,靳文楷,章荣清,朱文斌,许志琴

      2024,98(5):1380-1402, DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2024106

      Abstract:

      锂- 铍等稀有金属是中国乃至世界上重要的战略性关键金属矿产,美国、澳大利亚和日本等国早已将其列为禁止出口矿产名录,其战略地位非同一般。中国锂- 铍矿产资源丰富,成矿背景优越,但地表第四纪覆盖严重,且分布不均。近年甜水海- 松潘- 甘孜造山带花岗伟晶岩型锂矿资源逐步被勘探发现,引起国内外学者广泛关注。川西石渠县扎乌龙锂矿作为该造山带中部重要的花岗伟晶岩型锂矿点,厘清该矿床锂资源聚集主控因素及其稀有金属富集规律将为甜水海- 松潘- 甘孜造山带下一步战略找矿行动提供指导和重要决策依据。本文对扎乌龙地区锂辉石钠长石伟晶岩脉、白云母钠长伟晶岩脉、电气石钠长石伟晶岩脉、卡吉亚二云母花岗岩体以及岩体边部的含电气石细晶岩、十字石黑云母片岩等进行系统采样分析,利用LA- ICP- MS独居石U- Th- Pb同位素定年技术,确定扎乌龙卡吉亚二云母花岗岩形成于晚三叠世213~211 Ma,含电气石细晶岩约形成于210 Ma,白云母钠长石伟晶岩约形成于210~200 Ma,富锂伟晶岩可能在205 Ma集中产出。结合前人年代学资料,综合分析认为扎乌龙矿区由二云母花岗岩、电气石细晶岩到白云母钠长石伟晶岩和锂辉石钠长石伟晶岩形成时代逐步年轻。

    • 郝雪峰,唐屹,潘蒙,贺洋,何洋飘,周颂德,付小方,梁斌

      2024,98(5):1403-1420, DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2024035

      Abstract:

      四川南部位于二叠纪峨眉山大火山岩省中—外带,广泛分布与火成岩风化- 沉积有关的上二叠统龙潭组黏土岩,具有形成锂等关键金属矿产资源的地质背景和成矿条件。本文对川南兴文地区上二叠统龙潭组下部黏土岩进行了较为系统的地质调查,对研究区以及钻孔岩芯样品进行了化学分析,以确定黏土岩中锂等元素的分布特征及富集规律。在此基础上,利用粉晶X- 射线衍射(XRD)分析了富锂黏土岩的矿物组成,采用聚焦离子束飞行时间二次离子质谱仪(FIB- TOF- SIMS)分析了富锂黏土岩微米尺度上的元素分布特征。结果表明,龙潭组下部黏土岩中富集Li以及Ga、Nb等元素,是一个多种关键金属的富集层,具有良好的成矿潜力和找矿前景。本区黏土岩来源于峨眉山大火山岩省火山岩的风化产物,富锂的矿层主要为含黄铁矿高岭石黏土岩,其沉积成岩环境为海陆过渡地区的潟湖还原咸水环境,Li含量与化学风化强度(CIA指数)密切相关,具有风化- 沉积型矿床的特征。富锂黏土岩中锂除少量赋存于锂云母之中外,主要是被吸附于黏土岩的蒙脱石相中,部分进入蒙脱石矿物结构,还有一部分赋存于伊利石中。Li除了来自火山岩的风化释放以外,部分还可能来自滨海浅层地下卤水的直接补给,从而形成含锂云母的高品位的富锂黏土岩。

    • 王核,王堃宇,高昊,魏小鹏,龙雨兵,黄亮,张晓宇,张嵩,蔡铭泽,沈明宏

      2024,98(5):1421-1439, DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2024215

      Abstract:

      西昆仑- 喀喇昆仑造山带中生代花岗伟晶岩相当发育,主要分布于麻扎- 康西瓦缝合带以南的喀喇昆仑造山带,构成了西自木吉—塔什库尔干,东到大红柳滩长达600 km的喀喇昆仑稀有金属成矿带。通过多年的研究,本文对西昆仑- 喀喇昆仑造山带37处稀有金属矿床(点)进行了全面系统的梳理,认为喀喇昆仑- 喀喇昆仑造山带表现为“西铍东锂”的格局,稀有金属成矿年龄集中213~206 Ma。将喀喇昆仑造山带稀有金属成矿带划分为木吉- 塔什库尔干稀有金属成矿亚带、赛图拉- 大红柳滩稀有金属成矿亚带,从西向东可划定4个矿化集中区:木吉- 布伦口稀有金属集中区、塔什库尔干- 塔吐鲁沟稀有金属矿化集中区、康西瓦稀有金属矿化集中区、大红柳滩- 白龙山稀有金属矿化集中区。同时,认为西昆仑- 喀喇昆仑造山带西段下一阶段的找矿可放在西合休南锂铍找矿远景区、阿然保泰铍找矿远景区、木吉西锂铍找矿远景区。

    • 李文渊,高永宝,任广利,刘诚,李侃,孔会磊

      2024,98(5):1440-1451, DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2024063

      Abstract:

      为揭示花岗岩- 伟晶岩型锂等稀有金属矿成矿系统的深部结构,对西昆仑造山带大红柳滩伟晶岩型锂矿集区开展了大地电磁测深法(MT)探测。通过MT三维反演电阻率模型,探测到两个0~20 km深度范围的高阻体,反映了出露于地表的大红柳滩复式花岗岩基和半隐伏的大红柳滩东花岗岩基;20~80 km深度范围内发现的大范围高导异常,则反映了深达上地幔的地壳重熔形成的大规模长英质岩浆储库。可见,成矿母岩大红柳滩花岗岩基是有根的,而且是规模巨大深达上地幔的岩浆储库,它们为超大型大红柳滩伟晶岩型锂矿的形成提供了物源和热源。与松潘- 甘孜甲基卡超大型伟晶岩型锂矿集区对比,尽管川西甲基卡地区地表出露的花岗岩有限,但MT三维反演电阻率模型显示,其也存在深达上地幔的大范围高导异常,同样反映了大规模长英质岩浆储库的存在,只是剥蚀深度浅,上侵的花岗岩未被剥蚀出来而已。从而,深剥蚀的大红柳滩地区表现为大面积花岗岩出露的“热隆”特征,而浅剥蚀的甲基卡地区则表现为花岗岩围岩“片麻岩穹隆”热变质构造特征。西昆仑- 松潘- 甘孜伟晶岩型锂等稀有金属巨型成矿带两端的晚三叠世超大型矿床是大规模地壳重熔长英质岩浆作用中心的产物,由于锂等稀有金属的喜水性,H2O的饱和度是造就伟晶岩型锂超常富集的关键,并在长英质岩浆储库、上侵花岗岩和伟晶岩不同分异演化阶段,锂的“预富集”为大规模伟晶岩型锂矿成矿奠定了重要基础。

    • 陈衍景,韩金生

      2024,98(5):1452-1472, DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2024079

      Abstract:

      花岗伟晶岩与稀有金属(Li、Be、Nb、Ta等)矿床关系密切。关于伟晶岩成矿模式、伟晶岩与花岗岩之间的成因关系等,已有大量研究和讨论,但仍然存在争议。新疆阿尔泰是我国著名的伟晶岩及稀有金属矿床集中区,研究资料丰富。本文系统分析了阿尔泰伟晶岩的地质背景与成矿地质特征,阐明阿尔泰造山带伟晶岩与花岗岩存在3种关系:① 缺乏成因联系,伟晶岩可能为变质脱水熔融形成的独立伟晶岩;② 可能为“兄弟关系”;③ 可能为“母子关系”,共同构成花岗岩 伟晶岩成岩成矿系统。作者提出一个包含多种成因伟晶岩的成岩成矿构造模式,可能在矿带、矿田、矿床尺度上都适用。阿尔泰造山带稀有金属伟晶岩成矿省的形成受到古生代地层的控制。阿尔泰造山带处于典型的幔坡带,为长期活跃的构造活动带,极易受到外部构造域的干扰,在晚三叠纪受到特提斯构造域的一系列陆块向北漂移并拼贴到欧亚大陆南缘的远程效应影响而发生大规模的稀有金属成矿作用,在侏罗纪,其构造活动及成岩成矿作用则受新特提斯构造域和蒙古 鄂霍茨克洋构造域地质作用的远程效应共同影响。〖

    • 周起凤,秦克章,何畅通,刘宇超,施睿哲,赵俊兴,陈彤,莫凌超

      2024,98(5):1473-1488, DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2024033

      Abstract:

      铌钽矿物是花岗伟晶岩中重要的稀有金属矿物,记录了伟晶岩岩浆分异演化过程。喜马拉雅中段和东段新近取得伟晶岩型锂矿重要找矿发现。本文针对东段库曲岩体中三处含锂辉石伟晶岩脉和白云母花岗岩产出的铌钽矿物(铌铁矿族矿物和细晶石)进行内部结构和化学组成研究。含锂辉石伟晶岩脉中的铌铁矿族矿物(CGM)为铌锰矿- 钽锰矿,产出均一、核- 边、补丁、不规则分带、振荡环带和复合结构,分为三个形成世代(CGM- I、CGM- II、CGM- III),由CGM- I至CGM- II,铌铁矿族矿物向富Ta、Fe和略贫Y方向演化,体系经历了含Nb、Mn和Y矿物的结晶分异作用,形成了富Ta和Fe的富挥发分熔体或流体,由CGM- II至CGM- III,铌铁矿族矿物Ta/(Nb+Ta)和Mn/(Fe+Mn)值变化不一,反映了复杂的矿物- 流体相互作用。含锂辉石伟晶岩脉和白云母花岗岩中的细晶石产出均一、核- 边和不规则分带结构,分别揭示了富Ta和Ca流体作用、边界层效应或富Nb流体交代、以及动荡结晶环境下流体扰动。细晶石的TiO2、UO2、F含量以及Ta/(Nb+Ta)值可作为岩浆分异演化程度的潜在指示标志,但需考虑晚期热液流体对细晶石化学组成的影响。铌钽矿物研究揭示了库曲不同含锂辉石伟晶岩脉的岩浆特征与分异演化过程。1号含锂辉石伟晶岩脉岩浆相对富Fe,依次经历了含Fe矿物、含Nb和含Mn矿物、以及含Ta和含Mn矿物的结晶作用,局部伴随边界层效应或含Fe矿物结晶,晚期存在富Ta和Ca流体活动,并受边界层效应影响。2号含锂辉石伟晶岩脉岩浆就位后首先经历了含Nb和含Fe矿物结晶,之后经历了含Mn和含Y矿物结晶以及含Nb和含Ta矿物结晶耦合作用,晚期发育富Ta和Ca流体活动,随后发生富Nb流体作用。3号含锂辉石伟晶岩脉岩浆相对富挥发分,就位后经历了含Nb、Mn和Y矿物的结晶作用,以及复杂的矿物- 液相介质相互作用,体系晚期存在富Ta和Ca流体活动。库曲含锂辉石伟晶岩脉经历了熔体、富稀有金属和挥发分熔体至复杂流体(富Ta和Ca流体和富Nb流体等)的演化过程。铌钽矿物的内部结构分带和化学组成特征揭示了库曲岩体中淡色花岗岩和伟晶岩脉经历的岩浆分异演化过程以及晚期复杂的流体活动。

    • 左达昇,杨可,魏海珍,王勤,蒋少涌,林和丰,环淳,许志琴

      2024,98(5):1489-1506, DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2024065

      Abstract:

      本文综述了伟晶岩结晶动力学、热力学和伟晶岩熔体稀有金属元素实现超常富集成矿的机制。结晶动力学涉及成核动力学和晶体生长动力学两个方面。低成核速率和高晶体生长速率是伟晶岩结晶动力学的重要特征,在结晶过程受到水、助溶剂以及过冷条件三个因素共同制约。伟晶岩熔体的相态(超临界态)可能在伟晶岩形成和稀有金属元素超常富集中扮演重要角色。花岗伟晶岩稀有金属超常富集程度受到岩浆源区成分、岩浆结晶分异过程与熔体化学成分等因素的控制。花岗质岩浆高度分异结晶或者变质沉积岩部分熔融直接形成的成矿伟晶岩熔体均需要源岩中稀有金属元素预富集。深熔作用产生的低程度、小体积的伟晶岩熔体具有更高的稀有金属元素成矿潜力。在岩浆分异演化过程中,稀有金属元素的超常富集主要通过超临界熔体/流体、岩浆熔体作用、过冷作用实现。超临界熔体/流体发生熔体- 流体不混溶作用使稀有金属元素在熔体相和流体相间再分配和富集;岩浆熔离作用使稀有金属元素选择性分配到富挥发分的熔体中,导致稀有金属元素再次富集;过冷作用降低稀有金属矿物结晶的饱和浓度,促进稀有金属矿物结晶。熔体的化学成分(如挥发分)直接影响熔体的物理、化学性质。例如,挥发分的富集能够降低熔体黏度,促进岩浆分异结晶过程。挥发分和稀有金属元素的亲和性也控制稀有金属元素在不同相熔体中的分配和富集,显著增加稀有金属元素的溶解度和迁移富集能力,有助于伟晶岩中稀有金属超常富集和成矿。

    • 周晋捷,吕正航,刘堃,唐勇,张辉

      2024,98(5):1507-1526, DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2024053

      Abstract:

      本文以新疆阿尔泰切木尔切克地区的混合岩和伟晶岩为例,开展区内混合岩、伟晶岩与周围的变沉积岩(二云母片岩)的野外地质、全岩地球化学以及云母类矿物化学组成研究,目的在于揭示深熔作用形成的熔体中稀有金属富集特征。研究结果显示,阿尔泰切木尔切克地区的伟晶岩与混合岩中浅色体有相似的矿物组合和主要化学组成,且伟晶岩与暗色体呈互补的微量元素组成,表明切木尔切克伟晶岩为变沉积岩深熔成因。从二云母片岩到混合岩中浅色体和伟晶岩,白云母中Li、Be、Nb、Ta、Rb、Cs显示增加趋势,表明深熔作用形成浅色体及其汇聚成伟晶岩脉过程中可促进稀有金属的富集,尤其是Be和Ta,富集程度达3倍以上。低温条件下白云母脱水熔融,导致黑云母作为残留相,明显制约Li、Rb、Cs等稀有金属在熔体中的富集,但对Be的影响非常有限。结合阿尔泰伟晶岩广泛的Be成矿作用,推断阿尔泰伟晶岩很可能是深熔成因的。

    • 秦克章,刘宇超,赵俊兴,赵永能,周起凤,施睿哲,朱丽群,何畅通,李俊瑜,曹明坚

      2024,98(5):1527-1549, DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2024201

      Abstract:

      高演化稀有金属伟晶岩的成矿过程是复杂和苛刻的,涉及到岩浆- 热液过程热历史、岩浆迁移路径与成矿空间、侵位环境的过冷程度以及岩浆组分中稀有金属元素的初始富集等条件。而伟晶岩的分带特征是其形成过程的一种综合体现,不论是伟晶岩区域分带还是伟晶岩内部结构分带,都反映了伟晶岩岩浆结晶分异过程中岩浆的性质与形成环境,而这同时也赋予了造岩矿物在组构上的特殊性,形成遗传代码,对其进行解密,从而能够用于示踪与评估花岗伟晶岩的演化程度与成矿潜力。对于区域伟晶岩群的成矿潜力评估,由于含矿熔体在组分上的跨度较大,随着远离母体花岗岩体距离的增大,伟晶岩群演化程度增加,熔体中铁镁质组分以及Ca、Ba、Sr等碱土金属含量迅速降低,而挥发分、助熔剂组分、碱金属含量在残余熔体中逐渐增加,长石、云母与石英在类别和组构上产生显著变化;其中长石向钾- 钠端元演化,且钠长石相对钾长石占据主导地位,云母由黑云母向白云母以及锂白云母转变,石英阴极发光特征与晶体结构及微量元素成分也表现出规律性的变化。受矿物晶格的限制,长石的K/Rb、K/Cs以及云母的K/Rb、K/Cs、Nb/Ta等比值特征能有效区分不同矿化潜力的伟晶岩群。石英的阴极发光特征能够揭示其生长环境与历史,石英的Li、Al、Ti、Ge等微量元素组成可以用来区分不同类型的伟晶岩矿床,并提供关于岩浆演化和成矿过程的重要线索。伟晶岩内部分带的形成主要受成矿熔体规模、过冷度以及成矿空间的封闭性等因素的控制,但在初始熔体成分上可以具有较大的变化。其中强分带型稀有金属伟晶岩记录了完整的岩浆- 热液演化过程,不同阶段石英、长石和云母在晶体形态、微观结构以及微量元素组成上都具有显著变化。弱分带型稀有金属伟晶岩(钠长石- 锂辉石伟晶岩)的造岩矿物组分在伟晶岩内部变化不大,其受构造控制明显,在空间上与贫矿伟晶岩之间可具有较大的矿物组成差异,表明二者之间存在流动分异过程。而长距离(以更厚的地壳或大型拆离断层为标志)的熔体迁移正是形成超大型伟晶岩稀有金属矿床的有利要素。

    • 胡霞,邓庚辛,陈栩琦,盛佳儒,黄方

      2024,98(5):1550-1572, DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2024085

      Abstract:

      关键金属矿产对于国家经济和安全意义重大,然而其富集机制仍然存在争议,即受控于岩浆的结晶分异作用还是热液流体作用。传统的地球化学手段只能间接制约成矿物质的来源,难以区分分离结晶和岩浆热液作用对成矿的影响,而Rb、Ba、Sr、U等流体活动金属的同位素体系则对这两种机制具有不同的响应。笔者分别对喜马拉雅和华南地区的富关键金属花岗岩进行了Rb和Ba同位素研究,结果表明,当矿物结晶时,残留熔体中Ba同位素变重,Rb同位素不变;而当岩浆热液作用时,花岗岩中Ba同位素变轻,Rb同位素变重。此外,深部岩浆出溶的热液流体对亲流体易迁移的关键金属元素的富集具有重要贡献。上述研究表明,金属稳定同位素(尤其是流体活动金属的同位素)对于示踪岩浆- 热液作用和成矿流体来源具有非常好的效果。

    • 蒋少涌,张浩翔,刘思祺,李雯恬,尹燕梁,车玉滢,苏慧敏

      2024,98(5):1573-1599, DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2024043

      Abstract:

      定年和示踪一直是伟晶岩成岩成矿过程和稀有金属富集机制研究的关键问题。副矿物不仅是伟晶岩中稀有稀土元素的重要载体,还蕴含丰富的微量元素并常常具有较高的U- Th含量,是研究伟晶岩年代学、成岩成矿过程和物质源区的“理想探针”。伟晶岩中常用的适合于U- Pb同位素定年的副矿物有锆石、铌钽铁矿、独居石、锡石、榍石、褐帘石、磷钇矿和磷灰石等。由于封闭温度、矿物学特性和不同性质流体中元素行为的差异,伟晶岩中不同副矿物的U- Pb系统常表现出复杂的年龄谱系,可能记录了伟晶岩中潜在的后期地质过程,如:自交代、后期变质与流体改造等。因此,基于前期光学显微镜、扫描电镜、冷阴极发光、激光拉曼光谱分析等矿物微观结构研究,对不同期次或世代的副矿物进行原位微区U- Pb定年及主微量元素和同位素地球化学分析,对于全面认知多期地质事件和伟晶岩成岩成矿过程演化历史,进而更准确地构建其构造- 岩浆- 热液- 成矿作用时空框架具有重要的科学意义。

    • 陈洁,李建康

      2024,98(5):1600-1614, DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2024202

      Abstract:

      花岗伟晶岩是最重要的硬岩型锂资源来源,近年来前人应用锂同位素对伟晶岩成岩成矿过程开展较多的研究工作。本文在综述伟晶岩锂同位素研究进展的基础上,重点分析了伟晶岩的锂同位素在指示伟晶岩熔体源区、指示伟晶岩熔体分离、结晶和流体出溶中的研究思路,为揭示伟晶岩的锂成矿过程提供了启示。前人研究表明,伟晶岩熔体结晶分异和流体出溶过程均会产生较明显的锂同位素分馏:① 结晶分异使残余伟晶岩熔体富集7Li;② 流体出溶使熔体富集6Li;③ 扩散分馏使快速迁移的6Li累积在熔体远端。全球伟晶岩(包括甲基卡伟晶岩)的Li含量与δ7Li之间均有明显的负相关关系,甲基卡伟晶岩分异程度的增高与δ7Li呈负相关关系。前人研究表明,高分异伟晶岩体系中锂同位素变轻可能是云母和锂辉石等富6Li矿物的大量结晶、富7Li流体出溶丢失或动力分馏作用等原因造成的。另一方面,不平衡结晶分异作用会产生显著的动力分馏,热液蚀变作用会产生强烈的低温分馏,这些过程产生的同位素分馏效应会模糊锂的来源信息,给同位素示踪带来困难。因此,伟晶岩锂同位素组成可能对于指示锂的来源作用有限,但可以较好地指示熔体结晶分异和流体出溶等地质过程,有助于揭示伟晶岩熔体 流体的演化过程,指示锂矿化机制。

    • 胡方泱,杨雷,陈国辉,吴福元

      2024,98(5):1615-1636, DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2024032

      Abstract:

      锂成矿过程中的岩浆- 热液演化过程目前仍不清楚。锆石作为花岗岩和伟晶岩中普遍存在的副矿物,其微量元素成分演化可以记录岩浆演化过程。本文以松潘- 甘孜构造带可尔因地区的花岗岩和伟晶岩中的锆石作为研究对象,对其进行原位微量元素分析。锆石的形态结构特征显示花岗闪长岩与花岗岩中的锆石为岩浆锆石,而伟晶岩中的锆石受到不同程度热液作用影响。元素分析结果显示,从太阳河花岗闪长岩到可尔因二云母花岗岩到无锂辉石伟晶岩到锂辉石伟晶岩,锆石中的稀有金属元素(Li、Sn、Nb、Ta和Hf)和U含量逐渐升高,锆石的Zr/Hf比值逐渐降低。除此之外,太阳河花岗闪长岩和可尔因二云母花岗岩中的锆石具有较低的Fe含量,而无锂辉石伟晶岩和锂辉石伟晶岩中的锆石具有明显升高的Fe含量,且锆石Fe含量与稀有金属元素含量具有正相关关系,反映出热液作用越强,稀有金属含量越高的特征。热液导致伟晶岩中锆石的U- Pb体系受到改造,使得获得的年龄不可靠,而伟晶岩铌钽矿U- Pb年龄(210 Ma)相对可靠。基于锆石的微量元素特征,我们认为太阳河花岗闪长岩与锂成矿伟晶岩没有成因联系,二云母花岗岩与锂成矿伟晶岩具有成因联系,但是二云母花岗岩不是成矿伟晶岩的直接母岩。二云母花岗岩和无锂辉石伟晶岩Li锆石/Li全岩接近甚至超过1,指示其与全岩成分不平衡,表明岩浆演化过程中曾形成富锂熔体,且富锂熔体的形成与液态不混溶作用无关,而是岩浆分异的结果。富锂熔体可能在区域拆离断层作用下从岩浆体系中分离,随后不断演化形成了锂辉石伟晶岩,而残余岩浆逐渐冷却结晶形成了二云母花岗岩和无锂辉石伟晶岩。基于锆石中的微量元素可以有效示踪锂成矿过程,并且利用碎屑锆石的微量元素特征还可以指示区域富锂岩浆的存在及其形成时代,有望成为示踪区域锂成矿的一种新方法。

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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。

    • 李壮, 郎兴海, 刘慧, 詹宏宇, 谭豪, 张鹏

      收稿日期:2022-12-14,网络预出版日期:2024-02-02

      DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2023373

      Abstract:

      位于东特提斯成矿域的西藏冈底斯成矿带是我国著名的铜铅锌等有色金属矿产地之一,浦桑果矿床是该成矿带内近年来找矿勘查新发现的大型富钴铜铅锌矿床,矿体主要赋存在岩体与早白垩世塔克那组接触带内,成矿作用复杂。闪锌矿是浦桑果矿床主成矿期(石英-硫化物阶段)的主要金属硫化物之一,主要发育深棕色~棕褐色的Ⅰ类闪锌矿(SpⅠ)和浅棕色~黄棕色的Ⅱ类闪锌矿(SpⅡ)两种不同类型的闪锌矿。本文采用电子探针(EMPA)和激光剥蚀电感耦合等离子质谱(LA-ICP-MS),对矿区不同类型的闪锌矿开展了原位微区主、微量元素分析。主、微量元素分析结果表明,闪锌矿中普遍富Co元素且SpⅠ中Co元素含量明显高于SpⅡ中的Co元素含量,Co元素主要以类质同象形式替代Zn元素(Co2+→Zn2+);SpⅠ和SpⅡ均具有富集Fe、Mn、Cd而贫Ga、Ge、In的成分特征,其中Fe、Mn、Cd等元素主要以类质同象形式产出,而Cu、Ag、Pb、As等元素则主要以矿物包裹体形式赋存于闪锌矿中。根据不同元素间的相关关系,认为浦桑果矿床闪锌矿中可能存在Fe2++Mn2+→2Zn2+、(In3+, Sn3+)+(Cu+, Ag+)→2Zn2+、As3++Ag+→2Zn2+、Pb2++2As3++□→4Zn2+(□为晶格空位)等简单和复杂的元素替代机制。结合闪锌矿中Fe、Mn、Ge元素含量和In/Ga、In/Ge、Zn/Cd元素比值与闪锌矿GGIMFis地质温度计的计算结果,指示浦桑果矿床闪锌矿形成于中高温(237~345℃)、低氧逸度、低硫逸度(logfS2=-13.4~-8.3)的环境。

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    • 青海省镍钴成矿系列及找矿方向

      王进寿, 潘 彤

      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。

      • 1
    • 云南普阳煤矿新近系褐煤中稀土元素的赋存状态

      汪小妹, 郭星星, 韩宇轩, 徐振宇, 杨浩然, 李宝庆

      Abstract:

      目前对于褐煤中稀土元素(REY)赋存状态的研究还存在较多疑问,主要体现在两个方面:一是褐煤中稀土元素究竟主要赋存于有机质中还是矿物质中?二是褐煤含有较多容易受到酸溶干扰的含氧官能团,在逐级化学提取实验过程中,高比例HCl提取相中的稀土元素究竟来自于碳酸盐、磷酸盐、单硫化物等矿物还是来自于有机质?着眼于此,本文在逐级化学提取这一常规元素赋存状态研究方法的基础上,结合密度分离实验、红外光谱(FTIR)等手段,对普阳煤矿新近系褐煤中稀土元素的赋存状态进行了系统研究。研究结果表明,普阳煤矿M2和M3煤为极低-中灰、中高-高挥发分、中硫分褐煤,其组成矿物主要为石英、方解石、高岭石、黄铁矿。M2和M3煤中常量元素以Al和Si为主,其稀土元素配分模式主要为L型和N型,其中M2煤中稀土元素轻度富集。逐级化学提取实验结果显示M2和M3煤中的稀土元素主要被所HCl浸取,其次被HNO3浸取,同时还有部分REY保留在残渣中,HF对煤中REY的提取率很低(一般<10%)。密度分离实验结果表明稀土元素主要赋存于低密度组分中。红外光谱分析结果显示煤样品经HCl处理后,酚羟基、羟基等含氧官能团增多,可能是经HCl浸取后样品中与酚羟基、羟基点位结合的稀土元素被浸出迁移所致。综合来看,普阳煤矿M2和M3煤中的REY主要赋存于有机质中,少量赋存于硅酸盐矿物中,碳酸盐、磷酸盐、单硫化物和双硫化物也可能是部分稀土元素的赋存载体。逐级化学提取实验过程中HCl所提取的异常高比例的REY可能主要来自于有机质。

      • 1
    • 呵叻高原钾盐矿床空间分布特征与成因及其对钾盐异常富集的影响

      秦占杰, 李庆宽, 山俊杰, 俞永强, 白宝云, 王勇, 才智杰, 李强, 孙亚超, 张西营, 王建萍

      Abstract:

      呵叻高原钾盐矿床是超大型固体钾盐矿床,其钾盐空间分布特征和钾盐异常富集规律至今仍不明晰,这是该钾盐矿床成矿系统的关键核心科学问题。本文基于该矿床447口钻孔岩芯资料,对三个沉积旋回的盐岩和碎屑层进行了系统划分,并对不同岩层的空间沉积厚度及埋深进行重建,得到以下主要认识:三个沉积旋回空间分布范围不同,且呈由东向西增厚趋势,钾镁盐主要集中于西部,且局部空间钾盐异常富集,其厚度明显大于下伏岩盐;盆地形态、晶间卤水迁移、区域构造挤压、重力差异载荷及盐岩自身浮力等相互耦合可能是造成局部空间钾盐异常增厚的主要控制因素;钾盐局部异常富集,而非钾盐体量的绝对增加,是该矿床“异常”的显著特征之一。本研究对该矿床成矿规律深入理解和后续勘探开发及资源评估具有重要指导意义。

      • 1
    • 西藏盐湖卤水钾含量时空分布特征与影响因素分析

      雷从林, 叶传永, 郑绵平, 赵元艺, 刘喜方, 张烨, 曹舒萍

      Abstract:

      钾盐是我国战略性矿产资源之一,西藏盐湖卤水蕴藏丰富的钾盐资源,急需开展调查评价,而卤水中钾含量是重要内容。本文通过构建多时段西藏盐湖卤水钾含量数据集,对时空分布特征进行了细致分析,并深入探讨其制约因素。研究表明,(1)在时间上,1980年到2000年,西藏盐湖卤水钾含量升高,主要是冰雪融水补给较少引起的;2000年到2020年,钾含量降低,降雨量增加是主要因素。(2)空间上,西藏盐湖卤水钾含量呈现出明显的地域差异,高值区集中于东经82°~ 85°、北纬31.5°~ 34°范围,表现为西高东低、南高北低分布格局,物源、气候差异、汇水面积是空间分布差异的主因。(3)不同水化学类型卤水钾含量:硫酸钠亚型>氯化物型>硫酸镁亚型>碳酸盐型。本研究将为西藏盐湖卤水钾含量变化规律研究和钾盐资源评价提供重要的基础数据。

      • 1
    • 鲁西泰山岩群新太古代构造特征及其地质意义

      李晓东, 王伟, 田忠华, 贾督, 罗博文, 周进伟

      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。

      • 1
    • 安徽巢湖凤凰山栖霞组臭灰岩段黄铁矿结核的地球化学

      陈健, 李洋, 齐啸威, 李秀丽, 王嘉怡, 张鑫迪, 冯敏, 谢婉秋

      Abstract:

      沉积黄铁矿的地球化学是认识重金属汇、矿床金属来源、古海洋化学及环境条件的重要途径。巢湖北郊凤凰山上石炭统黄龙组至下二叠统栖霞组臭灰岩段地层揭露良好,臭灰岩中黄铁矿结核普遍,集中产出于碳质页岩上2-3 m的沥青质灰岩中,其地球化学特征及成因不清。为查明黄铁矿结核的地球化学特征,分析臭灰岩段的沉积环境,推断早二叠世早期古环境演化,厘清碎屑岩段与臭灰岩的关系,从该剖面采集10个黄铁矿结核和灰岩样品,采用偏光显微镜、X射线荧光光谱仪和电感耦合等离子体质谱仪分析测试其矿物成分和主微量元素组成。结果表明:凤凰山下二叠统栖霞组臭灰岩段下部普遍发育的黄铁矿结核呈块状和微晶粒状,与灰岩界限清晰,并未切割或破坏有机质纹层,为成岩孔隙水交代生物而成。臭灰岩中SO3和Fe2O3显著富集,分别与高有机质含量和与下伏碎屑岩段一致的陆源供应有关。与上陆壳相比,臭灰岩中Se、Mo和Cd富集,黄铁矿结核中Cr、Ni、As、Se、Mo、Cd、Sb和Hg富集。碎屑岩-臭灰岩的岩性组合、黄铁矿结核的分布范围及其主微量元素地球化学特征均表明臭灰岩和黄铁矿结核沉积于受一定程度陆源物质影响的稳定大陆边缘的缺氧强还原海相环境。

      • 1
    • 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。

      • 1
    • 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。

      • 1
    • 湖南头石露天矿测水组煤中锂的富集与成矿前景

      张涵, 李晶, 王园, 林阳, 庄新国, 李宝庆, 张晓阳

      Abstract:

      本文以湖南涟邵煤田头石露天矿下石炭统测水组煤为研究对象,采用X射线衍射分析(XRD)、X射线荧光(XRF)、电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)和高分辨率透射电镜(HR-TEM)等方法系统分析了煤的矿物学及元素地球化学特征。湖南头石露天矿测水组煤为中高灰低挥发分烟煤,煤中主要矿物为高岭石、铵云母和方解石,其次为石英、锐钛矿、铁白云石、微斜长石、菱铁矿和伊利石,含有少量黄铁矿。与世界煤相比,头石露天矿测水组煤中高度富集Li(富集系数为15.6),越接近顶底板和夹矸,Li的含量越高。透射电镜分析及其与灰分、Al2O3和K的明显正相关性表明,煤层中Li主要赋存在铝硅酸盐矿物,如高岭石、绿泥石中。煤中Li的高度富集主要来源于蚀源区长英质母岩及盆地周缘花岗岩体,在泥炭聚集期间进入泥炭沼泽,或在间歇性海水-岩浆热液等流体的共同作用下由围岩淋滤并运移至煤中富集。头石露天矿大部分煤层中Li含量达到回收标准,尤其是煤层底板和附近煤层中Li的成矿潜力值得关注。

      • 1
    • 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。

      • 1
    • 宁东煤田横城矿区太原组煤中关键金属的物质来源和富集机理

      黄鹏程, 郭雅杰, 李宝庆, 史禹韬, 田继军, 上官云飞, 庄新国

      Abstract:

      对宁东煤田横城矿区太原组9号煤层进行了矿物学和地球化学研究,以便查明煤中关键金属的分布、赋存和富集特征,并评价其综合利用前景,研究结果表明:(1)横城矿区9号煤以高的镜质组含量、特低-低灰分产率和中-高硫含量为特征;(2)煤中矿物主要由高岭石组成,以细胞充填状、透镜状和薄层状等形式存在。煤层底板中矿物主要由石英、高岭石和白云母组成,其主要为碎屑成因;(3)煤层中常量元素主要由SiO2和Al2O3组成,煤中Li、Zr、Nb、Hf、Pb和Th的含量达到轻度富集-富集程度,其中Li、Pb和Th主要赋存于高岭石,Zr和Hf赋存于锆石,Nb赋存于高岭石和锐钛矿。矿区9号煤层形成于受海水影响的潮坪-潟湖环境,煤层下部形成于铁源供给不足的低位沼泽环境,煤层上部形成于铁源严重不足的高位沼泽环境,故下部煤层中硫以黄铁矿硫为主而上部以有机硫为主。煤中碎屑物质主要来源于阴山古陆和阿拉善地块,阴山古陆主要提供了元古代的陆源碎屑物质,阿拉善地块主要供给了早石炭世的碎屑物质,此外也有少量的火山灰和奥陶系灰岩风化残积物进入到含煤盆地。煤中的Li、Zr、Nb等关键金属的富集主要受控于长英质的碱性-过碱性物质输入量的大小,同时水/岩作用过程也导致了关键金属的活化、迁移和重新分配。煤灰中Li2O含量超过其边界品位,REO、Ga、Zr和REY接近相应边界品位,故可考虑Li-Ga-Zr-REY等的综合开发利用。

      • 1
    • 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。

      • 1
    • 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

      杜兵盈, 刘飞

      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。

      • 1
    • 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。

      • 1
    • 南堡凹陷断裂系统特征及其新生代构造演化

      商琳, 高广亮, 姚丹丹, 孙彦春, 王淼, 李春麟

      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。

      • 1
    • 华南基底变质岩的铌钽赋存状态及对铌钽富集和分异的指示

      毛志奇, 于津海, 蔡元峰, 孙涛, 夏浪, 苟树林

      Abstract:

      华南板块东南部的华夏地块和江南造山带是我国前寒武纪基底和显生宙铌钽等稀有金属矿床重点分布地区。显生宙铌钽等稀有金属成矿作用是否与前寒武纪基底成分有关,以及基底变质岩中铌钽等稀有金属的赋存状态如何影响部分熔融产生的岩浆中铌钽含量和比值是重要的基础科学问题。本文详细分析了华夏地块和江南造山带各种基底变质岩中变质矿物的Nb-Ta含量。结合全岩地球化学、矿物成分、矿物含量、变质温度和部分熔融模拟,本研究揭示了各种变质矿物的Nb-Ta含量和变化的规律,讨论了不同条件下不同矿物熔融对熔体Nb-Ta富集的影响。分析结果显示,黑云母是华南变质岩中最富集Nb-Ta的造岩矿物,Nb和Ta平均含量为64.1×10-6和4.93×10-6,对Nb和Ta的相容性相似。白云母的Nb-Ta富集能力略弱,在固相线下更相容Nb,平均Nb/Ta比值为16.9,是潜在的高Nb/Ta储库。辉石、角闪石、石榴子石和长石等造岩矿物的Nb-Ta含量很低,不会对体系Nb-Ta富集和分异产生明显的影响。固相线下黑云母和白云母的Nb-Ta含量、Nb/Ta比值以及与全岩的分配系数主要受控于寄主岩成分、矿物组合、矿物晶体化学成分以及变质温度。云母中的Nb-Ta含量和与全岩的分配系数与变质温度呈良好的线性正相关,与矿物含量呈反相关,体现了矿物含量效应(modal abundance effect)。当云母发生部分熔融后,其化学成分和分配系数发生变化,Nb-Ta含量快速下降,不再受控于固相线下的影响因素,这种转变被称之为“熔融效应”(melting effect)。根据对南岭地区一个二云母片岩的部分熔融模拟,可以得出熔体的Nb-Ta富集和分异程度主要取决于原岩Nb-Ta含量、熔融矿物组合、氧逸度以及熔融程度。高的氧逸度和压力能有效促进Nb-Ta在熔体中的富集。模拟结果显示在0.6 GPa和FMQ+2条件下,熔体的Nb和Ta含量最高达45.1×10-6和3.44×10-6,相比于原岩富集了2.65倍。分离结晶模拟指出正常的分离结晶对熔体的Nb-Ta富集作用非常有限,极端的分异,达到富流体阶段,才能导致Nb-Ta在熔流体中明显的富集。

      • 1
    • 新疆“木吉火山群”的属性与特征

      刘嘉麒, 吴成桥, 张斌, 孙智浩, 朱泽阳, 许立青, 张蕾, 叶张煌, 郭正府

      Abstract:

      本文是首次对“木吉火山群”综合地质调查研究结果的展示。在对该“火山群”进行全面深入野外调查和系统分析研究的基础上,笔者提出了“热火山”和“冷火山”的新概念,将泥火山和“木吉火山群”纳入“冷火山”。“木吉火山群”沿木吉河谷分布,至少有63个大小不等的“火山锥”,其中锥底直径>50 m,锥高>5 m的有13个。锥顶多具“火山口”,口中多有积水。锥体主要由石灰岩组成,“火山口”水化学分析显示Ca2+、HCO3-含量高,这都与围岩中富含碳酸盐岩石相呼应。这些“火山锥”主要由木吉河谷地下水、泉水和流水溶蚀碳酸盐,喷出地表,再沉积而成。它们似火山,却不是传统意义上的火山,也不同于一般的泥火山,应属于钙质泉华型“冷火山”。

      • 1
    • 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

      张晓悦, 李广伟, 蔡东旭, 鹿化煜, 王先彦

      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。

      • 1
    • 帕米尔东缘上新世走滑与冲断构造转换

      , 汪新

      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。

      • 1
    • 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

      刘磊, 梅佳成, 温汉捷, 张贵山, 张群佳, 尹春涛

      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。

      • 1
    • 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。

      • 1
    • 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

      马坤元, 涂丹, 龚一鸣

      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。

      • 1
    • 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。

      • 1
    • 连通的黄河出现在早更新世:来自华北平原郑州钻孔的约束

      林旭, 谢克家, 刘静, 宋睿智, 刘海金, 李庆康, 任利平

      Abstract:

      大河的形成与构造活动和气候变化紧密相关,研究大河的形成历史有助于了解地球过去的演化过程。黄河是我国北方最大的河流,但其形成时代还存在较大争议。基于这一现状,我们选取黄河流出三门峡东流入海必经的开封坳陷开展沉积钻孔古地磁、磁化率、粒度和碎屑锆石U-Pb年龄分析,结果表明钻孔ZK02底部已经打穿第四系地层,而钻孔ZK04底部的沉积时代为早更新世晚期。钻孔ZK02的沉积环境以河流相为主,而钻孔ZK04在1.0-0.15 Ma时为河流相、湖相沉积,自0.15 Ma开始到顶部转变为黄土沉积。碎屑锆石U-Pb年龄物源示踪结果表明钻孔ZK04在1.0-0.15 Ma时的物源主要来自秦岭东部,自0.15 Ma 受邙山黄土的影响较大。钻孔ZK02的物源主要和黄河演化过程有关。三门峡东部的物质至少自2.2 Ma已经出现在现今郑州和黄河三角洲附近。但是黄河上游、中游和下游的整体连通发生在1.9-1.6 Ma,这主要和区域内的湿润气候有关。黄河流域在0.7-0.5 Ma经历了一期沉积粒度变粗的事件,这主要受中更新世气候转型的驱动。类似现今华北地区的黄河和渤海分布格局在中更新世形成。钻孔ZK02在0.15 Ma依然存在黄河的物质信号,说明黄河自2.2 Ma流经该区域后,主要的河道形态并没有发生明显的摆动。

      • 1
    • 低温热年代学和构造模拟约束下逆冲推覆带的构造-热演化及剥露历史恢复

      冯乾乾, 邱楠生, 腾格尔, 吴航, 龙康杰

      Abstract:

      利用古温标进行热史模拟时,需要设置时间域和温度域的地质约束,其中时间域约束条件的设置限制了热史结果的准确性。逆冲推覆带发生逆冲推覆时,地层抬升和冷却的同时也发生差异水平滑移,使得同一逆冲席的构造抬升过程存在差异,但古温标模拟热史仅揭示样品的冷却过程,无法获得水平位移的信息,因此如何设置合适的时间域约束模拟热史并准确揭示逆冲推覆带的构造-热演化过程是低温热年代学领域探索研究的科学难题。本文以华南地区川东逆冲推覆带为示例,介绍了一种联合构造模拟、平衡剖面解析和低温热年代学、镜质体反射率等多种古温标的热运动学方法,实现“点-面”结合和整体-局部定量耦合,精细剖析逆冲推覆过程抬升剥露的起始时间、方式、速率、期次和幅度,为逆冲推覆带构造-热演化研究提供思路参考。

      • 1
    • 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。

      • 1
    • 黄河上游乌海宽谷河流阶地特征与地貌演化研究

      刘晓波, 李荣西, 全成, 吴小力, 张皓颖, 曹鹏举

      Abstract:

      位于银川盆地和河套盆地交界处的乌海宽谷的形成,直观记录了黄河上游末段的历史演化过程。然而,该段黄河阶地的地层-年代序列还未建立、黄河的形成和切割历史仍不明确。本文在野外地貌、地层和沉积学调查的基础上,确定了乌海宽谷东侧的4级河流阶地,结合光释光(OSL)测年方法对阶地沉积物进行了定年。结果表明,T1阶地为堆积阶地,阶地废弃年龄大于0.52±0.04 ka;T2-T4阶地为基座阶地,沉积序列相似,上部为河流相沉积,下部为湖相沉积。T2、T3和T4阶地废弃年龄约为41.98±2.7 ka、67.48±4.07 ka和102.32±6.00 ka;阶地T4-T3、T3-T2和T2-T0间的平均下切速率分别为:0.11 mm/a(102~67 ka)、0.24 mm/a(67~42 ka)、0.26 mm/a(42 ka~至今),显示黄河下切速率逐渐增加的特征。乌海宽谷T2-T3阶地中湖相地层时代与晚更新世“吉兰泰-河套古大湖”发育时间一致,说明当时该古大湖的范围已到达乌海宽谷。乌海宽谷河流阶地的形成是在古大湖范围缩小、消亡的过程中发育的,代表着晚更新世黄河上游末端湖-河地貌之间的演变。通过与鄂尔多斯盆地周缘各黄河阶地低级序列的详细对比,结合区域构造及气候信息,认为晚更新世乌海宽谷河流阶地的形成及湖-河地貌的演变主要受控于区域构造活动。

      • 1
    • 甘肃北山新场花岗岩的成因、构造意义及对高放废物地质处置的启示:来自地球化学、锆石U-Pb年代学及Lu-Hf同位素的约束

      贵仁高, 王驹, 孙嘉, 石开拓, 肖文舟, 周淼, 张晓平, 李南, 吴鹏, 段先哲

      Abstract:

      新场位于甘肃北山南部东段,是研究北山南部构造演化和开展高放废物地质处置选址评价的关键地区。新场岩体由中细粒黑云母二长花岗岩、花岗闪长岩、片麻状英云闪长岩三个岩相单元组成。黑云母二长花岗岩与花岗闪长岩总体富硅、富钾(K2O>Na2O)、富碱、铝含量中等,属于弱过铝质的高钾钙碱性A2型花岗岩;英云闪长岩低硅、富钠(K2O

      • 1
    • 黔中寒武纪梅树村期磷块岩小壳动物化石结构和成分:对生物成磷的制约

      彭柔, 杨瑞东, 高磊, 高军波, 陈吉艳, 高川黔

      Abstract:

      小壳动物化石微结构及壳体成分的鉴定对于揭露寒武纪早期小壳动物群的演化具有重要意义,黔中地区早寒武世梅树村期磷块岩中就保存了大量的小壳化石,而以往对小壳化石微结构及成分方面的研究较少。本文利用电子显微镜、扫描电镜对岩石薄片和酸处理的小壳化石个体观察测试,分析了贵州织金熊家场、清镇落夯磷块岩中小壳动物化石微结构、壳体成分特征。结果显示,织金、清镇磷块岩中小壳化石多样性及其壳体成分表现一致,主要为软舌螺类,其成分为P、Ca、F、O等氟磷灰石组成元素;小壳化石壳体保存有明显的纳米级磷灰石矿化颗粒骨架、多圈层结构、溶蚀多孔隙和管体嵌套的现象。另外,通过电子探针对小壳化石进行原位微区元素面扫描,发现主要元素P、Ca分布在小壳化石及小壳化石碎片中,胶结物几乎不含P元素;同时借助薄片全玻面扫描推断全岩小壳动物化石(含化石碎片)含量,与磷块岩中磷含量呈正相关关系,认为寒武纪梅树村期小壳动物的繁盛对同期磷块岩的形成具有重要贡献。

      • 1
    • 条带状铁建造:旋回地层学的研究进展与挑战

      白阳, 马坤元, 张连昌, 王长乐

      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。

      • 1
    • 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。

      • 1
    • 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

      范庆凯, 郭金瑞, 高敏, 吴高奎, 王炎阳

      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。

      • 1
    • 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

      韩光

      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。

      • 1
    • 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。

      • 1
    • 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

      张承杰, 邱添, 熊发挥, 文武, 穆小平, 陈钦

      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。

      • 1
    • 贵州埃迪卡拉系-寒武系凝灰岩锆石U-Pb年代及地质意义

      徐进鸿, 吴承泉

      Abstract:

      灯影组和老堡组作为华南埃迪卡拉系-寒武系重要地层单位,其沉积时限和区域对比关系长期存在争议。本次对台地相黔北岩孔地区新寨剖面、黔北松林地区尖峰顶和王见山剖面灯影组,过渡带黔东偏岩地区牛角冲和新冲剖面以及斜坡相黔东南三穗挂榜剖面老堡组出露的凝灰岩层开展锆石阴极发光和U-Pb年代学分析。锆石LA-ICP-MS U-Pb 定年结果表明新寨、王见山和新冲剖面凝灰岩层分别形成于532±4Ma、536±5 Ma和535±4Ma,尖峰顶、牛角冲和挂榜剖面凝灰岩层分别形成于520±4Ma、517±3Ma和521±3Ma。综合前人研究结果表明灯影组和老堡组沉积时限分别介于551.1±0.7Ma到518±5Ma之间和550.6±3.3Ma到517±3Ma之间,属于同时异相沉积;岩孔、松林和偏岩地区老堡组及相当层位内发育的富铀磷块岩层分别形成于546.3±2.7Ma到532±4Ma之间、536±5Ma到520±4Ma之间和535±4 Ma到517±3Ma之间。

      • 1
    • 湘南晚白垩世风成砂岩及其环境气候意义

      李祥辉, 王旌羽, 郑辰予, 刘芮岑

      Abstract:

      风成砂岩作为气候指针广泛应用于古气候分析。华南晚白垩世风成砂岩的环境及气候研究尚存不足,古风向成因解释存在较大争议!本文对湖南南部长沙盆地、醴-攸盆地和茶-资盆地红花套组砂岩的岩相、结构特征和古风向进行了综合分析。结果显示:砂岩风化色多呈橘红、砖红色,层系组厚一般3?10 m,可达20 m以上,发育大型高角度斜层理;碎屑颗粒以细粒砂为主,分选磨圆中等-较好;石英边缘发育红棕、褐色沙漠漆;颗粒表面见碟形、新月形、V形等撞击坑;砂岩颗粒支撑,颗粒间多铁泥质填隙;砂丘由再活化面(R)、叠置界面(S)、砂丘间迁移面(I)分隔。这些特征表明湖南红花套组砂岩系风成成因。同时,这些风成砂岩相不仅垂向上发育在下伏罗镜滩组冲积扇体系之上,侧向也显示与冲积扇岩相交互与共生。冲积扇以阵发性碎屑流、泥质流沉积为特征,属于旱地扇类型。风成砂岩相与旱地扇相组合指示干旱-半干旱气候,可能形成于相对温凉气候条件。风成砂岩在盆地中的分布局限特点及与近源冲积扇相伴生规律指示华南晚白垩世风成砂形成于山间砂丘环境,并非沙海型沙漠产物。研究区风成砂丘砂岩中存在NE和SE两组盛行地表去向古风向记录,与现代行星风系风向不甚匹配,可能是行星风系、东亚季风和局部反-折射风向叠加的综合印记。

      • 1
    • 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

      刘磊, 张昭, 张群佳, 梅佳成

      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。

      • 1
    • 俯冲动力学数值模拟中的网格选择

      杨少华, 潘家伟, 李海兵

      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。

      • 1
    • 鄂尔多斯盆地下侏罗统富县组孢粉植物群对Jenkyns事件的响应

      韦一, 南青民, 杨兵, 张新智, 孙思远, 苏桂芬

      Abstract:

      为研究Jenkyns事件对内陆盆地古气候的影响,通过对鄂尔多斯盆地南部富县组孢粉鉴定、分析,划分出3个孢粉组合,由下至上:Cyathidites-Deltoidospora-Chasmatosporites组合,地质年代为早侏罗世普林斯巴期; Classopollis-Quadraeculina-Chasmatosporites组合,地质时代为早侏罗世托阿尔期早-中期,与Jenkyns事件发生的时间一致; Cyathidites-Cycadopites-Psophosphaera组合,地质时代为早侏罗世托阿尔期晚期。孢粉群落反映的古气候信息显示:早侏罗世鄂尔多斯盆地经历了由亚热带湿润性气候→亚热带半湿润半干旱型气候→亚热带湿润性气候的转变。与前人在特提斯洋和泛大洋区域研究所得出的结论不同的是,Jenkyns事件在鄂尔多斯盆地(亚欧大陆腹地)表现为趋干趋热事件。

      • 1
    • 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。

      • 1
    • 莺歌海盆地一号断层成因机制新认识—模拟实验和讨论

      肖坤泽, 童亨茂, 杨东辉, 李雪松, 李绪深, 崔浩

      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。

      • 1
    • 2023年8月6日山东德州平原M5.5地震同震变形及地震活动性变化数值模拟研究

      孟秋, 王子韬, 张怀

      Abstract:

      2023年8月6日,山东省德州市平原县发生M5.5地震,造成了严重的经济损失,打破了山东省近40年未发生M≥5.0地震的平静期。平原地震震中区域人口稠密,经济发展迅速,其引起的区域地震活动性变化与未来强震发生的可能性是社会关注的热点。本文通过有限元数值模拟方法,建立三维模型研究震中孕震环境及其邻区同震形变应力场,利用假定破裂模型模拟地震同震位错,根据库仑应力变化理论探究周围区域地震活动性变化。结果表明,本次地震主要形变集中于发震断层10km范围内,震中位置库仑应力下降超过500kPa,未来短期内强震发生概率不大。平原地震对附近地震活动性造成了一定影响,可能促进了北部走滑型中小震活动,抑制了西侧正断型地震的发生。对于华北平原及邻近断层地震活动性变化仍需要更长时间地震数据和更深入的研究工作。

      • 1
    • 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。

      • 1
    • 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。

      • 1
    • 黔桂地区泥盆纪富有机质竹节石页岩:一个重要的潜在性页岩气勘探目的层

      梅冥相, 岑文攀, Muhammad Riaz

      Abstract:

      泥盆纪是地球历史之中碳质页岩的全球性沉积作用一个特别显著的幕。在黔桂地区深水沉积主导的台间盆地相之中,从早泥盆世的埃姆斯期到晚泥盆世的弗拉斯期,集中发育一套总厚度超过600米的富有机质竹节石页岩,以下特征表明这些富有机质的竹节石页岩将成为重要的潜在性页岩气勘探目的层:1)页岩的总有机碳含量(TOC)值多为2%~4%,可以高达5%~6%;2)从早泥盆世的埃姆斯期至中泥盆世,有机碳多集中富集在三级海平面相对上升期沉积的、而且单层厚度常常超过百米的富有机质竹节石页岩主导的缺氧盆地相沉积之中,相对应的三级海平面下降期则为亏损有机碳的陆棚相沉积;3)在晚泥盆世弗拉斯期硅质岩主导的榴江组之中,有机碳多富集在三级海平面下降期的、单层厚度为30至40米的缺氧盆地相富有机质竹节石页岩之中,所对应的三级海平面上升期则为硅质岩主导的而且亏损有机碳的远洋盆地相沉积。暂时归为缺氧盆地相的富有机质竹节石页岩中的有机质堆积作用,主要受到以下三个因素之间的复杂的非线性相互作用所控制:生产率、保存作用和沉积作用速率;更为特别而且重要的是,基于高密度保存的竹节石化石(含量可以超过30%),研究区的泥盆纪富有机质竹节石页岩,除了这三个因素之外,浮游动物的“生物碳泵(The biological carbon pump)”作用过程,将是这些竹节石页岩富集有机质的另外一个重要机理。

      • 1
    • 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。

      • 1
    • 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。

      • 1
    • 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。

      • 1
    • 西藏班公湖-怒江缝合带中段东巧豆荚状铬铁矿地球化学特征及构造意义

      张博扬, 熊发挥, 徐向珍, 邱添, 张承杰, 何兰芳, 王天泽, 杨经绥

      Abstract:

      东巧蛇绿岩位于班公湖-怒江缝合带中段北部,岩石组合较为完整,由地幔橄榄岩和铬铁矿组成,其中地幔橄榄岩主要为方辉橄榄岩和纯橄岩。铬铁矿多呈透镜状和条带状,并常带有纯橄岩包壳,二者一起赋存在方辉橄榄岩脉中。东巧地幔橄榄岩中橄榄石Fo值(91.2~92.9)和副矿物铬尖晶石Cr#值(70.16~76.60)均较高,与班公湖-怒江缝合带上丁青、切里湖、依拉山等岩体较为相似,表明东巧蛇绿岩经历了较高程度的部分熔融。东巧铬铁矿的铬尖晶石化学成分表明岩体内同时存在高铬型铬铁矿(Cr#值为60.67~82.67,Mg#值为54.45~68.08)和高铝型铬铁矿(Cr#值为56.36~59.62,Mg#值为67.20~72.68)。东巧地幔橄榄岩稀土元素特征表明其具有弧前地幔橄榄岩特征,微量元素配分模式与Izu-Bonin-Mariana具有极高相似性这一特征,指示东巧蛇绿岩可能形成于板块俯冲消减带上盘海底扩张环境。铬铁矿的PGE元素配分模式与罗布莎高铬铬铁矿相似,具有富集IPGE,亏损PPE的特点。对东巧地幔橄榄岩及其铬铁矿平衡熔体进行分析,高铬型铬铁矿形成于SSZ型弧前盆地,高铝型铬铁矿形成于MORB型环境,并对比班怒带毗邻岩体,指示东巧地幔橄榄岩及其铬铁矿经历了MOR→SSZ的多期次演化过程。从纯橄岩包壳到条带浸染状铬铁矿的过渡带中,铬尖晶石Cr#值增加(67.22~68.48),Mg#值降低(57.35~74.56),反映了地幔源区存在着不同程度的部分熔融作用,同时进一步表明东巧地幔橄榄岩及其铬铁矿可能经历了一定程度的熔体-岩石反应。

      • 1
    • 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。

      • 1
    • 吉林省小红石砬子铅锌(银)矿床Fe同位素特征及指示意义

      王高天, 王达, 白峰, 徐德兵, 王贵龙

      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。

      • 1
    • 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。

      • 1
    • 构造序次及其在找矿预测中的应用

      陈柏林

      Abstract:

      构造序次是地质力学和构造地质学的重要概念。构造序次是指在同一场地壳运动中,岩块或地块在遭受同一时期、同一动力作用方式持续作用下,所形成的不同性质和排列方位的各项结构面先后出现的次序,或者是由于边界条件的局部改变,各项构造形迹依挨次控制关系。构造序次强调了构造形迹之间的成生联系,是厘定构造型式、建立构造体系的基础。构造序次关系是非常多见的,它不同于构造级别,不同序次构造之间具有时差性、派生性、绝对性、可隐性等特点,低序次构造往往展布在高一序次构造所影响的范围内,受局部构造应力场控制。控矿构造研究要从低序次到高序次,从含矿构造入手,开展力学性质和组合规律分析,厘定控矿构造型式,总结构造控矿规律;找矿预测要从高序次到低序次,根据构造控矿型式和序次的挨次控制规律,分析低序次含矿构造可能出现的位置和方向,开展找矿预测。通过控矿构造的序次分析,认为江西相山邹家山铀矿床不是受NE向的邹家山-石洞断裂控制,而是受NEE向、中-低倾角倾向NNW的隐性构造带控制,找矿方向是沿现有矿带SWW方向、中等倾角的深部。长江铀矿田不是受棉花坑断裂和油洞断裂控制,而是受NNW(近SN)向陡倾角构造带控制,浅部次级断裂含(储)矿、其下延归并的主构造带起导矿、运(配)矿作用,找矿方向是沿NNW(近SN)向含矿构造的延伸、延深部位以及地表矿带内空白区的深部。在进行构造序次分析时要特别注意构造形迹的成生联系,也要注重构造期次,更要区分成矿前、成矿期和成矿后构造,对具体的矿田、矿床或矿化带,对导矿、运矿(配矿)、储矿(含矿)构造间的关系(也即控矿构造与含矿构造的关系)要进行客观分析,厘定控矿构造型式,构建构造控矿模型,指导找矿预测实践。

      • 1
    • 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。

      • 1
    • 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。

      • 1
    • 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。

      • 1
    • 青藏高原盐湖硼矿沉积特征与地球化学约束条件

      向鸿潞, 樊启顺, 李庆宽, 陈天源, 杨浩田

      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。

      • 1
    • 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。

      • 1
    • 中国镓锗资源的矿床类型划分、空间分布和开发利用现状

      余金杰, 陈其慎, 毕珉烽, 陈绍聪, 陈小丹, 张蕊

      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。

      • 1
    • 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。

      • 1
    • 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

      畅莹磊, 罗金海, 陈卓

      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。

      • 1
    • 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

      张晓玉, 李江海, 豆方鹏, 徐海轩, 柳晨

      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。

      • 1
    • 合成金刚石的氮、氢杂质实验进展与地质应用

      鲁智云, 杨经绥, 连东洋, 吴魏伟, 杨彧

      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。

      • 1
    • 四川盆地前震旦系裂谷特征与成因探讨

      唐浩, 邬光辉), 邹禺, 苏琛, 代兰, 张晨, 马兵山

      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。

      • 1
    • 西藏波密地区深部密度结构与地震活动的关系

      范鹏啸, 于常青, 王瑞雪, 曾祥芝, 李卫强, 张玥

      Abstract:

      西藏波密地区位于南迦巴瓦构造结东北部,是研究喜马拉雅东构造结演化的关键地区,同时也是我国“十四五”期间重点交通项目--川藏铁路项目的必经之路,因此研究其深部地质结构导致的稳定性和安全性具有重要意义。但受地质地貌条件限制,该地区地球物理资料匮乏,因此波密地区的深部密度结构与地震的关系研究甚少。本文首次获得波密地区1:20万布格重力数据,并利用小波变换多尺度分解方法、刻痕分析方法和重力三维反演方法,获得了不同尺度的重力异常、断层分布和密度结构。结果分析表明,波密地区整体地壳密度变化明显,与断裂分布密切相关。同时结合区域地质资料,在波密地区推断了20条断裂,发现了4处较大的横向密度不均匀带,并推断了贯穿研究区的嘉黎断裂带的产状。在此基础上利用该地区地震及余震活动记录,本文分析了深部密度结构与地震的关系。通过对研究区的断裂构造、地震活动与重力异常的密度横向变化可知,该地区地震活动、断裂带与岩石密度扰动的横向不均匀性密切相关,地震主要位于密度差异带的高密度区域。最后讨论了深部密度结构对波密地区重大铁路工程-川藏铁路的潜在影响,并提出了相应建议。

      • 1
    • 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。

      • 1
    • 压缩感知提频技术在莺琼盆地W1井区地震资料处理中的应用

      李雷, 王祥春, 刘梦灵, 廖仪, 张国栋

      Abstract:

      针对莺琼盆地地震资料分辨率低、砂体展布及叠置关系复杂的问题,综合莺琼盆地W1井区三个年份的原始资料,设计了一套包括预处理,去噪处理,偏移以及偏后处理的整套资料处理流程。在偏后处理中将压缩感知提频技术应用于叠前深度偏移剖面上,并且与蓝色滤波提频技术,零相位反褶积提频技术进行了对比,体现了压缩感知提频技术的优势,并运用压缩感知提频技术解决了目前存在的地质问题,证明了它在莺琼盆地后续开发实施上的合理性。结果表明:相较于其他两种提频技术,采用压缩感知提频技术可以保护主频以下可靠的低频信息,拓展高频,提高了资料的分辨率。通过压缩感知提频后的地震数据,砂体的叠置特征得以揭示,验证了其对后续反演工作也有一定帮助。压缩感知提频技术作为一种新的地震资料处理技术,能够较好地解决地震资料分辨率低、砂体展布及叠置关系复杂等问题,值得在实际地震资料处理中推广应用。

      • 1
    • 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

      韩帅

      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。

      • 1
    • 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。

      • 1
    • 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。

      • 1
    • 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。

      • 1
    • 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。

      • 1
    • 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

      唐文龙

      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。

      • 1
    • 拉萨地体南缘中新世埃达克质斑岩中熔体包裹体特征

      赵晓燕, 杨竹森, 董艳蕊, 刘畅

      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。

      • 1
    • 走滑拉分盆地中断裂发育特征的离散元数值模拟

      李鑫, 黄雷

      Abstract:

      走滑断裂带的发育演化过程与拉分盆地的形成演化有着密切的关系,主断层不同叠置范围下所发育的次级断裂及拉分盆地具不同的规模及形态。前人多利用物理模拟对走滑拉分盆地演化过程及断裂发育特征进行研究,缺乏对盆地演化过程中断裂变形特征分析及主断层不同叠置程度下断裂演变规律的探讨。本文基于离散元计算软件PFC2D,模拟了拉分盆地演化过程中走滑主断层在未叠置(underlapping)、侧接(neutral)、叠置(overlaping)三种情况下断裂的几何形态变化特征及其平面演变规律。结果表明拉分盆地断裂发育经历了从走滑主断层端点处向释压弯曲内部发育、再向外部扩展的过程,且无论走滑主断层叠置程度如何,该规律均有较好体现。此外,断裂发育位置与拉伸区域叠合度高,表明断裂的发育规律对拉分盆地的沉降中心迁移或具有重要指示意义。

      • 1
    • 基于岩性指数和三维特征空间的岩性分类方法研究

      张群佳, 王乐, 刘磊, 王亚磊

      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。

      • 1
    • 鄂尔多斯盆地走滑断裂特征及控油气效应

      何发岐, 黄雷, 张茹, 张威, 王朝

      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。

      • 1
    • 增强玄武岩风化对土壤重金属的影响

      唐晓尉), 廖立兵), 王丽娟), 刘昊), 谢修鑫), 焦晨楠)

      Abstract:

      增强玄武岩风化会使玄武岩中重金属溶出并富集在土壤中,同时玄武岩风化产物对土壤重金属具有一定钝化效果。因此,探究增强玄武岩风化过程中土壤中重金属的生物有效性对增强玄武岩风化固碳技术的实际应用具有重要意义。本文利用Tessier法、SEM和EDS等手段研究增强玄武岩风化对土壤重金属的影响。结果表明,玄武岩的风化提高了土壤pH值,使土壤中的重金属更易钝化。玄武岩溶出的大部分Cr和Ni被玄武岩蚀变产物以及土壤粘土矿物以残渣态的形式固定,仅有极少量重金属Cr、Ni随滤出液流出,不会造成土壤污染。玄武岩的风化产物及玄武岩溶解释放的Ca、Mg和Fe等离子形成的新矿物可将土壤中的重金属转变为稳定的形态,降低其生物有效性,达到修复土壤重金属污染的目的。

      • 1
    • 阿舍勒矿集区VMS型矿床深部勘查模型研究

      孟贵祥, 邓震

      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。

      • 1
    • 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。

      • 1
    • 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

      刘宝山

      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。

      • 1
    • 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。

      • 1
    • 峡东寒武纪第二期三管缠绕形壳Anabarites cf. tripartitus的螺旋手性研究

      彭佳欣, 赵晓芳, 郭俊锋, 强亚琴, 宋祖晨, 孙洁, 韩健

      Abstract:

      在现生生物和化石记录中螺旋手性十分常见,然而其发生机制一直悬而未决,尤其是寒武纪早期小壳化石。阿纳巴管类(anabaritids)是一类广布于寒武纪纽芬兰世地层中呈明显三辐射对称的管状化石,前人对该类化石中螺旋扭转属种的研究大多仅限于形态描述,其手性机制讨论甚少。本文依托湖北宜昌寒武系纽芬兰统岩家河组中111枚均为右手螺旋手性的Anabarites. cf. tripartitus,探讨其右手螺旋模式生长机制,认为其螺旋扭转原因并非外部环境所致(水流变化、埋藏作用、科里奥利力),而应从生物自身因素(功能形态学、分子发育生物学)出发探究其固定的右旋不对称性的机制。

      • 1
    • 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

      范志伟, 熊伊曲, 邵拥军, 文春华

      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。

      • 1
    • 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

      徐晓春, 余文, 金林森, 夏彩莲, 谢巧勤, 闫峻

      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。

      • 1
    • 大尺度自成因机制与自成因地层学

      王俊辉, MUTO Tetsuji, 鲜本忠

      Abstract:

      在海平面升降、构造活动、沉积物供给等外部驱动作用下,沉积地层的叠置受自成因和他成因两种机制的控制。其中,自成因机制可发生在沉积过程的各个时空尺度,这一认识是近年的主要进展之一。不同于小尺度自成因机制仅发生在沉积系统的局部,大尺度自成因机制可在盆地范围内控制地层的发育,能够修饰甚至改变他成因过程。要想准确地探究地层的叠置样式与外部驱动条件之间的关系,必须有效地鉴别大尺度自成因与他成因过程。基于对大尺度自成因过程的认识,逐渐建立与发展了自成因地层学。它提出的自成因与他成因观、平衡响应与非平衡响应观为解析地层叠置样式与外部驱动条件之间的关系提供了新的视角。自成因地层学一方面对外部驱动条件分为稳定的(速率等作用方式保持不变)与不稳定的(速率等作用方式发生改变),由前者形成的地层叠加样式(或过程)称为自成因的,后者形成的地层叠加样式(或过程)称为他成因的。另一方面也将地层叠置样式分为稳定的(加积速率与进积速率的比值Ragg/Rpro保持不变)与不稳定的(Ragg/Rpro发生改变)。若稳定的外部驱动条件形成稳定的地层叠加样式,称为平衡响应,是自成因过程;稳定的外部驱动条件形成不稳定的地层叠加样式称为自成因的非平衡响应。此外,不稳定的外部驱动条件也可能形成稳定的地层叠加样式,称为他成因的非平衡响应。自成因地层学认为,由于自成因非平衡响应机制的普遍存在,地层的叠加过程通常表现得不稳定。相比而言,稳定的地层叠加样式仅在特殊情况下才能发生。传统成因地层学默认平衡响应机制的观点及其推论应当重新审视。

      • 1
    • 广东河台金矿田糜棱岩磁组构对剪切带变形与成矿的约束

      李康, 焦骞骞

      Abstract:

      内容提要:河台金矿田是广东省内规模最大的金矿,由于金矿床都产于糜棱岩带中,因而被认为是典型的与剪切带有关的金矿。然而,对于Au矿化与剪切带变形条件之间的关系目前仍不十分清楚。高村和云西是河台金矿田两个代表性的金矿床,分别受ML11和ML9两条剪切带的控制。本文在对两条剪切带中的含矿和无矿糜棱岩的变形特征进行野外调查和室内岩(矿)相学观察的基础上,分别开展岩石磁学和磁化率各向异性(AMS)特征研究。糜棱岩x-T曲线显示了磁黄铁矿的居里温度,结合磁滞回线、等温剩磁(IRM)以及矿相学特征,表明河台金矿田糜棱岩几乎不含磁铁矿,载磁矿物主要为黑云母和磁黄铁矿,但是磁黄铁矿的贡献要远大于黑云母。两条糜棱岩带中不含矿糜棱岩的平均磁化率Km(<500μSI)、磁化率各向异性度Pj、椭球体形状参数T、磁面理F和磁线理L没有明显差别。并且形成两条剪切带的主应力方向也近于一致,最大主应力方向σ1(K3)为近水平NNW-SSE向,最小主应力σ3(K1)为NEE-SWW向,倾伏角较缓。运动学涡度Wk值也近似,在0.12~0.65之间,小于0.71。上述特征暗示两条含金剪切带都是在印支期NNW-SSE向近水平的强烈挤压作用下形成的,其中发育的糜棱岩为S型和SL型构造岩,具有强烈压扁的特征,并且在剪切变形过程中纯剪切作用所占的比重要明显大于简单剪切。然而,两条剪切带中含矿糜棱岩与无矿糜棱岩的AMS特征有明显的区别。含矿糜棱岩的K1近于直立,且Km(>500μSI)和Pj值都明显大于无矿糜棱岩。因此,糜棱岩的变形强度与含矿性具有一定的正相关关系,剪切带中韧性变形越强、且糜棱岩最大应变主轴(磁线理)倾伏角越陡的部位越有利于后期叠加脆性破裂和金的富集成矿。

      • 1
    • 川西理塘断裂晚第四纪活动性及古地震复发特征

      张献兵, 杨镇, 钟宁, 于皓, 郭长宝, 杨桂芳, 李海兵

      Abstract:

      块体内部活动断裂具备发生7级以上大地震的能力,其空间展布特征、活动性及地震危险性不容忽视。理塘断裂带位于川滇块体内部,是川西高原理塘地区重要的发震构造。关于理塘盆地地表破裂的形成时代、理塘断裂的古地震复发特征及运动性质仍存在争议。本文基于遥感解译、野外调查、无人机摄影测量、古地震探槽、碳十四测年等手段,厘定了理塘断裂的空间几何展布、活动性及古地震历史。研究结果表明,理塘盆地地表破裂可能为1948年理塘M71/4级地震和1729年理塘地震叠加形成。理塘断裂古地震复发行为符合丛集地震特征,与毛垭坝断裂强震复发特征较为相似,指示两者可能同时发生破裂。理塘断裂运动性质为左旋走滑兼有正断分量,除受控于青藏高原东南缘侧向挤出运动,可能还受雅江和香格里拉次级块体差异运动的影响。本研究为理解川滇块体内部活动断裂的地震危险性、构造变形机制以及区域重大工程规划建设与安全运营提供了详实资料。

      • 1
    • 基于地球物理数据融合的大兴安岭中段东缘地壳结构研究

      赵维俊, 秦涛, 李建平, 肖锋, 韩江涛, 荣幸, 郭宝东, 葛欢, 牛兴国

      Abstract:

      位于中亚造山带东段的兴安地块和松辽锡林浩特地块被晚古生代贺根山-黑河缝合带分开。随后,大兴安岭与松辽盆地被中新生代嫩江-八里罕断裂所分开。在大兴安岭中段,这两构造带的位置及板块拼合时间是不明确的。为研究大兴安岭中段东缘重要构造断裂、构造单元及结晶基底属性特征,在扎兰屯-阿荣旗地区采集处理一条60 km长 重力、磁法和大地电磁数据,重新处理了1:20万扎兰屯幅、阿荣旗幅区域布格重力异常数据。通过多种地球物理数据融合,解译了7条重要断裂,其中庞家街断裂和红星断裂是控制贺根山-黑河缝合带的深大断裂。北西向阿伦河断裂为深大断裂,至少切割到中地壳。发现了两个中地壳低阻带,其中C2异常解释为贺根山-黑河缝合带。通过1:25万阿荣旗幅地质填图资料,证实了地球物理数据融合的推断结果,为大兴安岭中段东缘构造带演化研究提供了重要支撑。

      • 1
    • 早三叠世南漳湖北鳄(双孔亚纲:湖北鳄目)头骨再研究

      赵璧, 邹亚锐, 李姜丽

      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。

      • 1
    • 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。

    • 中国稀土矿床的矿床类型、时空分布和找矿方向

      余金杰, 陈绍聪, 陈小丹

      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。

      • 1
    • 西准噶尔构造带洋-陆转换过程:来自白杨河组玄武岩的制约

      李永军, 张坚烨, 杨高学, 段丰浩, 李伟

      Abstract:

      西准噶尔构造带位于中亚造山带西南缘,是研究古亚洲洋演化的关键地区。该带在晚石炭世构造属性与演化认识久存争议。最新发现的西准噶尔早二叠世白杨河组火山岩为解决这一争议提供了可能。白杨河组火山岩主要为玄武岩及其共生的次火山岩,发育完整的陆相火山机构,不整合于早二叠世佳木河组陆相磨拉石建造之上。火山岩高Al2O3、低TiO2,属钙碱性中低钾系列。∑LREE/∑HREE为2.31~5.00,富集LREE,δEu为0.99~1.29。富集大离子亲石元素Ba、K、Sr,亏损高场强元素Nb、Ta、Zr、Hf,具有明显“TNT”负异常。(206Pb/204Pb)i=17.924~18.000,(207Pb/204Pb)i=15.469~15.509,(208Pb/204Pb)i=37.737~37.879。正的εNd(t)(+5.93~+6.76)值和相对低的初始87Sr/86Sr比值(0.703974~0.704299),表明源区可能为俯冲板片脱水产生的流体交代的亏损地幔。这些特征与晚石炭世海相弧火山岩地球化学特征总体一致,时空上密切相关,具有同源、同成因、同构造背景特色,显示了较好的继承性。白杨河组晚于佳木河组陆相磨拉石,明显滞后于洋盆闭合时限,属“滞后弧型”建造。结合前人研究和区域地质背景,本文认为西准噶尔地区洋盆在晚石炭世关闭后,深部的俯冲作用持续到早二叠世白杨河组形成后,其洋-陆转换过程中经历了“滞后弧”这一独特的构造演化过程。“滞后弧型”火山岩为追索古亚洲洋在本区闭合位置和约束构造演化过程提供新的制约。

      • 1
    • 东秦岭沙沟Ag-Pb-Zn矿床矿物沉淀机制和矿床成因研究

      徐进鸿, 吴承泉, 张正伟, 唐燕文, 姜玉平, 胡书礼, 郑超飞, 李溪遥, 靳子茹

      Abstract:

      东秦岭发育多个脉状银多金属矿床,其中沙沟大型Ag-Pb-Zn矿床普遍发育与硫化物共生的自形石英颗粒,记录了不同成矿阶段的物理-化学条件和流体中金属矿物沉淀的重要信息,为揭示矿物沉淀机制和矿床成因提供良好的契机。本文详细地描述矿床地质特征,通过阴极发光、流体包裹体显微测温和单个流体包裹体成分等分析,对沙沟矿床中的石英开展精细的矿物学研究和单个流体包裹体成分分析。根据矿物组合可划分出3个成矿阶段:(1)石英(Q1)-菱铁矿-黄铁矿阶段,以发育亮色石英为特征,位于石英颗粒核部, CL 图像发光强度均一,生长环带不发育,代表成矿前;(2)石英(Q2)-白云石-多金属硫化物阶段,以发育暗色石英为特征,Q2位于石英颗粒幔部,与硫化物共生,生长环带不规则,代表成矿期;(3)石英(Q3)-方解石阶段,以亮色石英为特征,位于石英颗粒边部,CL 图像发光强度均一,生长环带发育,代表成矿后。通过对各阶段石英的成分分析显示,Al 与Li具有明显的正相关关系(R2=0.97),并且和阴极发光亮度密切相关,指示Al3+ 与Li+替代Si4+进入石英中。Q1和Q2的Ti含量分别为0.722~3.62 ppm和0.387~1.12 ppm,Al含量分别为81.9~2436 ppm和3.67~132 ppm,表明成矿体系为中-低温、中-碱性热液环境,温度下降和pH升高是引发矿物沉淀的主要因素。LA-ICP-MS流体包裹体分析显示,成矿流体富集碱金属,具有较高的Rb/Na和Cs/Na比值,表明沙沟矿床与岩浆作用有关。综合研究认为沙沟矿床具有多阶段热液成矿特点,并且被识别为是岩浆-热液成矿系统的远端产物,对寻找隐伏斑岩型Mo(W)矿床具有指示意义。

      • 1
    • 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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    • 西准噶尔包古图组的岩石组合及其时限

      李永军a), 王绪龙a), 李伟, 段丰浩b), 朱钊a), 郑孟林b), 杨高学a), 张越迁a)

      Abstract:

      包古图组是西准噶尔增生造山带西北缘早石炭世重要沉积记录。确认其完整的沉积序列、岩石组合及其与上覆和下伏地层的接触关系,对解析本区晚古生代盆地构造演化具有重要意义。作者团队新实测的白碱滩北红山梁剖面上,出露了岩石组合截然有别,色调区分性极强的两大套地层,上部深灰—灰黑色调“(含碳)细碎屑岩”与其下伏鲜红色调的“硅质岩—凝灰质硅质粉砂岩间夹中基性火山岩”为连续沉积(整合接触),分属包古图组和红山梁组。本次于包古图组底部和红山梁组顶部获得345Ma和365.9Ma的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄,限定其时代分别为早石炭世和晚泥盆世。这一新发现,不仅确立了包古图组是区内石炭纪最老地层单位,佐证了包古图组老于希贝库拉斯组这一久争悬疑,而且使得区内下石炭统有了完整的地层序列,揭秘了石炭系最底部的沉积建造及其岩石组合,也为完整认识泥盆纪—石炭纪这一重要时期的盆地沉积特征及其构造演化提供了新资料。

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    • 西藏中部尼雄地区“敌布错组”安山岩夹层的发现及地质意义

      刘海永, 唐菊兴, 王雨, 唐佐其, 叶强, 曾庆高, 孔明明

      Abstract:

      因缺乏高精度年代学制约,尼雄地区“敌布错组”形成时代及地层归属存在争议。本次工作通过对“敌布错组”安山岩夹层进行锆石U-Pb测年,获得~120 Ma的加权平均年龄,结合该区“敌布错组”碎屑锆石研究成果,表明其形成于早白垩世中晚期(130~120 Ma),与区域上则弄群火山-沉积地层形成时代一致,建议将其新厘定为则弄群。根据安山岩样品的全岩地球化学及锆石原位Hf同位素组成,认为其是壳源长英质岩浆与幔源玄武质岩浆混合的产物,形成于洋壳俯冲的构造环境。通过进一步对拉萨地体中、新生代岩浆作用的时空变换规律的总结分析,本文研究认为该套安山岩形成的动力学机制主要与新特提斯洋北向俯冲相关。

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    全选
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    2024年第98卷第5期
      研究论文
    • 张岳桥,施炜,李建华,王瑞瑞,李海龙,董树文

      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。

    • 毛景文, 陈懋弘, 袁顺达, 郭春丽

      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。

    • 林战举, 牛富俊

      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。

    • 曲晓明, 辛洪波, 杜德道, 陈华

      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, SiO2含量在68.62%~75.36%之间,全碱(K2O+Na2O=8.03%~9.37%)和全铁(Fe2O3T=0.86%~5.39%)含量偏高,Al2O3(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87Sr/86Sr、87Rb/86Sr及Isr比值分别在0.719842~0.786395 、6.7171~48.8063和 0.706900 ~0.710378之间;143Nb/144Nb和147Sm/144Nd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。206Pb/204Pb、207Pb/204Pb和208Pb/204Pb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。

    • 研究论文
    • 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762~735Ma)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。

    • 许志琴,杨经绥,李海兵,嵇少丞,张泽明,刘焰

      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。

    • 周印章, 韩宝福, 徐钊, 任荣, 苏犁

      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。

    • 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。

    • 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。

    • 研究论文
    • 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。

    • 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。

    • 董树文 张岳桥 龙长兴 杨振宇 季强 王涛 胡建民 陈宣华

      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。

    • 应立娟, 王登红, 唐菊兴, 畅哲生, 屈文俊

      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。

    • 李传新

      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。

    • 研究论文
    • 陈文, 万渝生,李华芹,张宗清,戴橦谟,施泽恩,孙敬博

      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。

    • 乔秀夫, 王彦斌

      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。

    • 孙吉明, 马中平, 唐卓, 李向民

      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。

    • 李玮, 胡健民, 渠洪杰

      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。

    • 高源, 郑常青, 姚文贵, 王浩, 李娟, 施璐, 崔芳华, 高峰, 张行行

      2013,87(9):1293-1310, DOI:

      Abstract:

      骆驼脖子岩体位于大兴安岭哈多河地区东南部,大地构造上位于兴蒙造山带东段,其岩性由正长花岗岩、花岗闪长岩(其中含石英闪长岩包体)、二长花岗岩组成。其中锆石呈自形晶,发育细微振荡生长环带,具有较高的Th/U值,表明锆石的岩浆成因。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果显示,加权平均年龄和岩性分别为127±1Ma的正长花岗岩、126±1Ma的花岗闪长岩、131±1Ma的石英闪长岩、130±1Ma的二长花岗岩,集中在早白垩世。除闪长岩包体外,岩体具有高硅(SiO2=71.11%~76.89%)、富碱(Na2O+K2O=8.04%~9.17%)、较低的Al2O3(12.9%~14.99%)、贫钛(TiO2=0.08%-0.22%),属于高钾钙碱性系列。A/CNK值为0.97~1.10,属于准铝质到弱过铝质,分异指数(DI)为86.1~97.46,固结指数(SI)为0.1~5.59,岩体经历了较强的分异演化作用,δEu为0.26~2.51,正、负异常皆有,LREE/HREE为6.35~32.16,LaN/YbN比值为4.59~43.04,轻稀土相对富集,重稀土相对亏损。微量元素亏损Ti、Ta、Nb等元素;富集Th、U、Hf、Zr、La、Rb等元素, TFeO/MgO比值较低,为2.37~6.41,Zr+Nb+Ce+Y=106.48×10-6~162.74×10-6,均低于A型花岗岩的下限值,同时锆石饱和温度也较低(723.43~760.48℃),结合岩相学、年代学、地球化学及区域地质资料,骆驼脖子岩体具有高分异的高钾钙碱性I型花岗岩的特点,其成因可能为东北地区中生代古太平洋板块斜向俯冲后,大陆岩石圈拉张减薄的产物。

    • 童亨茂, 赵宝银, 曹哲, 刘国玺, 顿小妹, 赵丹

      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。

    创刊于1922年, 月刊

    主编 :杨经绥

    主管单位 :中国科学技术协会

    主办单位 :中国地质学会

    国际标准刊号 :ISSN 0001-5717

    国内统一刊号 :CN 11-1951/P

    国内邮发代号 :2-113

    国外发行代号 :M 78

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