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冈底斯岩浆弧东段米林地区晚渐新世花岗岩成因

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地质学报 2024年第2期98卷 447-466页

作者：王迪张泽明李文坛中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083 中国地质科学院地质研究所北京100037

青藏高原南部的冈底斯岩浆弧广泛发育新生代的花岗岩,然而这些花岗岩的成因仍存在争议。本文对冈底斯东段米林地区的晚渐新世二云母花岗岩进行了年代学和地球化学研究。全岩化学分析结果显示,这些花岗岩为中钾—高钾钙碱性系列,偏铝质,... 详细信息

青藏高原南部的冈底斯岩浆弧广泛发育新生代的花岗岩,然而这些花岗岩的成因仍存在争议。本文对冈底斯东段米林地区的晚渐新世二云母花岗岩进行了年代学和地球化学研究。全岩化学分析结果显示,这些花岗岩为中钾—高钾钙碱性系列,偏铝质,富集轻稀土元素和Rb、Th、U等大离子亲石元素,亏损重稀土元素和Nb、Ta、Ti等高场强元素,高Sr、低Y,具有较高的Sr/Y比值(37~85),显示出埃达克质岩石的地球化学特征。锆石U-Pb定年结果显示,所研究的二云母花岗岩结晶年龄为~26.6 Ma。这些花岗岩中的锆石具有较低的正εHf(t)值(+0.4~+7.3)。综合现有的研究结果,我们认为冈底斯弧东段的晚渐新世花岗岩起源于加厚下地壳始新世弧岩浆岩的部分熔融,但具有古老地壳物质的贡献。印度与亚洲大陆的持续汇聚导致冈底斯弧地壳加厚,加厚下地壳发生高级变质和部分熔融形成了晚渐新世的埃达克质花岗岩。

关键词：冈底斯弧晚渐新世埃达克质花岗岩地壳加厚

南祁连构造带上庄磷稀土钪矿床钪赋存状态及机制

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中国稀土学报 2024年

作者：王进寿陈鑫青海省地质调查院青藏高原北部地质过程与矿产资源重点实验室中国地质大学资源学院

钪是一种重要的战略性关键金属矿产，但不同源岩、岩浆组分和类型的钪矿床中，含钪岩石及矿物钪富集程度差异显著，富钪超镁铁质岩中Sc2O3含量≥50×10-6即可圈定工业矿体。近年来，发现南祁连构造带上庄磷稀土矿床镁铁质-超镁铁质岩体... 详细信息

钪是一种重要的战略性关键金属矿产，但不同源岩、岩浆组分和类型的钪矿床中，含钪岩石及矿物钪富集程度差异显著，富钪超镁铁质岩中Sc2O3含量≥50×10-6即可圈定工业矿体。近年来，发现南祁连构造带上庄磷稀土矿床镁铁质-超镁铁质岩体中普遍伴生钪，岩石中Sc2O3含量一般为75×10-6～192×10-6，但较低的研究程度严重制约着钪资源评价。为了查明上庄磷稀土钪矿床含钪镁铁质-超镁铁质岩的钪赋存状态和富集机制，本文采用岩相学、背散射(EDS)、能谱、电子探针(EPMA)等技术手段对单斜辉石中的钪赋存状态开展了矿物学、微区矿物化学研究，结果表明，富钪岩石单斜辉石岩、磷灰黑云单斜辉石岩和含硫化物磷灰黑云单斜辉石岩全岩中的Sc2O3含量分别为74.9×10-6～90.8×10-6(均值为83.0×10-6)、130×10-6～192×10-6(均值为158×10-6)、76.4×10-6～110×10-6(均值为95.5×10-6)；单斜辉石岩中单斜辉石的Sc2O3含量为103×10-6～113×10-6(均值为108×10-6)、磷灰黑云单斜辉石岩中单斜辉石的Sc2O3含量为124×10-6～204×10-6(均值为161.2×10-6)，含硫化物磷灰黑云单斜辉石岩中单斜辉石的Sc2O3含量为126×10-6～168×10-6(均值为151×10-6)，钪主要赋存于磷灰黑云单斜辉石岩，岩石中Sc丰度具有随岩浆分异演化而逐步富集升高的趋势和规律。Sc在含硫化物磷灰黑云单斜辉石岩中的平衡分配率达92.0 %，单斜辉石为载钪的主要矿物，在Sc的富集成矿机制中，Sc以离子置换方式替代单斜辉石中的Fe2+和Mg2+，置换式为3Sc3+?2 (Mg， Fe)2+，为后续选矿工艺学流程最优设计和稀土、钪回收浸取的药剂优选提供了充分依据；富Sc的地幔源岩、大量挥发分F的加入及熔融程度是影响岩石中Sc富集的主要因素，而岩浆体系挥发分、寄主岩成分、单斜辉石的矿物/熔体分配系数及矿物结晶动力学作用可能共同制约着单斜辉石中Sc的浸入。

关键词：钪赋存状态成因磷稀土钪矿南祁连构造带

青藏高原构造混杂岩带的孕灾地质基因与重大工程地质问题研究

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地质学报 2024年第3期98卷 992-1005页

作者：张永双王冬兵李雪吴瑞安唐渊任三绍李金秋罗亮中国地质大学(北京)工程技术学院北京100083 自然资源部重大工程地质安全技术创新中心北京100083 中国地质科学院水文地质环境地质研究所河北石家庄050061 中国地质调查局成都地质调查中心四川成都610081 中国地质科学院地质力学研究所北京100081

孕灾地质基因是指一定区域所具有的促进地质灾害孕生的内在关键因素。板块构造混杂岩带所处的特殊构造部位决定了其复杂的演化过程和特殊的地质基因。本文在梳理青藏高原构造混杂岩带地质特征的基础上,总结分析了其孕灾地质基因,包括活... 详细信息

孕灾地质基因是指一定区域所具有的促进地质灾害孕生的内在关键因素。板块构造混杂岩带所处的特殊构造部位决定了其复杂的演化过程和特殊的地质基因。本文在梳理青藏高原构造混杂岩带地质特征的基础上,总结分析了其孕灾地质基因,包括活跃的地质构造、复杂的水热条件、混杂的岩性组合、特殊的蚀变软岩和构造岩溶导水通道等,是引发重大地质灾害和工程地质安全风险的根源。结合典型案例,剖析了构造混杂岩带大型滑坡的成因类型主要有三大类:构造控制型、泥质软岩控制型和蚀变蛇绿岩带控制型,其中蚀变蛇绿岩带是构造混杂岩带最具特色的易滑地质结构,具有典型的地质构造与特殊岩性联合控制特征。构造混杂岩带隧道工程变形破坏主要有塌方、水平收敛、环向收敛、底鼓和错断等五种模式,黏土化蚀变软岩的不良工程特性是制约构造混杂岩带隧道围岩稳定性的重要因素。针对传统的工程地质理论和灾害风险防控技术难以适应构造混杂岩带大规模工程建设面临的挑战,提出了有待深入研究的关键问题和防灾减灾策略。

关键词：板块构造结合带地质基因蚀变蛇绿岩带斜坡地质灾害隧道稳定性

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西藏松多地区蛇纹岩成因及其对松多古特提斯洋俯冲的约束

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地球科学 2024年第3期49卷 837-849页

作者：王斌解超明董永胜段梦龙宋宇航郝宇杰吉林大学地球科学学院吉林长春130061 吉林大学青藏高原地质研究中心吉林长春130061 自然资源部东北亚矿产资源评价重点实验室吉林长春130061

蛇纹岩中的锆石不仅可以提供年代学信息,还可以约束蛇纹岩的成因和区域构造演化过程.本文以唐加-松多古特提斯缝合带中的龙崖松多蛇纹岩为研究对象,对其进行了全岩地球化学、锆石U-Pb年代学和Lu-Hf同位素研究.结果显示,龙崖松多蛇纹岩... 详细信息

蛇纹岩中的锆石不仅可以提供年代学信息,还可以约束蛇纹岩的成因和区域构造演化过程.本文以唐加-松多古特提斯缝合带中的龙崖松多蛇纹岩为研究对象,对其进行了全岩地球化学、锆石U-Pb年代学和Lu-Hf同位素研究.结果显示,龙崖松多蛇纹岩具较高的MgO和TFeO含量、高Mg#值以及较低的Al_(2)O_(3)和TiO_(2)含量.样品稀土元素配分曲线呈较为宽缓的“U”型.微量元素蛛网图显示,样品富集U、Ta,亏损Th、Nb、Zr和Hf.龙崖松多蛇纹岩锆石U-Pb定年结果为(230.3±2.3)Ma,εHf(t)值在+13.4到+16.0之间.年代学和地球化学研究表明,龙崖松多蛇纹岩的原岩为地幔楔内尖晶石二辉橄榄岩部分熔融后的残留体.龙崖松多蛇纹岩受到松多古特提斯洋板片俯冲产生的超临界流体的交代形成了交代锆石,可能还受到富水流体的交代,导致流体活动性元素的富集.结合前人研究,本文认为松多古特提斯洋在晚三叠世可能尚处于北向俯冲阶段.

关键词：青藏高原松多古特提斯洋蛇纹岩交代锆石岩石学地球化学

拉萨地块扎扛地区晚寒武世-早奥陶世流纹岩锆石U-Pb定年、岩石成因及其对原特提斯洋俯冲的启示

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地质通报 2024年

作者：陈红灿解超明张家俊白希泰段梦龙吉林大学地球科学学院东北亚矿产资源评价自然资源部重点实验室吉林大学青藏高原地质研究中心

青藏高原南部早古生代岩浆作用对于揭示冈瓦纳大陆北缘的大陆边缘性质及原特提斯洋的俯冲过程具有重要的研究意义。本文通过对青藏高原北拉萨地块申扎县北部扎扛地区流纹岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb定年、锆石Hf同位素及地球化学进行研究。... 详细信息

青藏高原南部早古生代岩浆作用对于揭示冈瓦纳大陆北缘的大陆边缘性质及原特提斯洋的俯冲过程具有重要的研究意义。本文通过对青藏高原北拉萨地块申扎县北部扎扛地区流纹岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb定年、锆石Hf同位素及地球化学进行研究。研究结果表明，流纹岩的锆石206Pb/238U年龄加权平均值为（485±5）Ma，样品显示出高硅、富碱、富铝、低磷、低镁等地球化学特征，SiO2含量为75.10%～77.39%，Al2O3含量为10.74%～12.90%，K2O+Na2O为6.65%～7.99%，P2O5含量介于0.03%～0.11%之间，MgO含量为0.27%～0.35%，A/CNK)值为1.20～1.61，大于1.1，为强过铝质钾玄岩岩石系列。稀土元素方面，扎扛流纹岩表现出轻稀土元素富集，重稀土元素元素相对平坦的特征，有较明显的轻重稀土元素分馏，并伴随强烈的负Eu异常（δEu=0.44～0.48），扎扛流纹岩具有较高的Rb(368.43×10-6～489.42×10-6)含量，Zr/Hf（31.97～37.35）、Nb/Ta（12.17～15.32）值较低，指示其在形成过程中发生了强烈的结晶分异作用，在SiO2-Zr图解及ACF图解中，样品落入S型花岗岩区域，显示出高分异S型花岗岩的特征；锆石εHf（t）值变化范围较小，介于-2.0～-5.5，平均为-3.7，均为负值，指示其可能是地壳部分熔融的产物，其Hf同位素二阶段模式年龄为1581～1752Ma，表明中元古代地壳物质可能为其岩浆源区。综合前人研究资料及样品特征，本文认为扎扛地区晚寒武世-早奥陶世流纹岩可能形成于原特提斯洋洋壳向冈瓦纳大陆北缘俯冲的构造背景之下。

关键词：青藏高原扎扛地区流纹岩地球化学锆石U-Pb年龄

青藏高原灌丛土壤碳氮含量及其相关功能基因分布特征

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生态学报 2024年第1期44卷 392-404页

作者：李传虹张林刘四义韩丽丽姚保民申聪聪郝志鹏张丽梅中国科学院生态环境研究中心北京100085 中国科学院大学北京100049 中国科学院青藏高原研究所青藏高原地球系统与资源环境国家重点实验室北京100101

在微生物的代谢活动下,土壤中有机态碳氮化合物矿化分解释放矿质养分和二氧化碳,深刻影响着自然生态系统土壤碳、氮等元素的循环转化、土壤的养分供应和有机质的更新,并对地上植被的演替和分布有极为重要的意义。青藏高原灌丛面积分布广... 详细信息

在微生物的代谢活动下,土壤中有机态碳氮化合物矿化分解释放矿质养分和二氧化碳,深刻影响着自然生态系统土壤碳、氮等元素的循环转化、土壤的养分供应和有机质的更新,并对地上植被的演替和分布有极为重要的意义。青藏高原灌丛面积分布广泛,地形和气候条件复杂,但目前对灌丛分布地区土壤碳氮含量、矿化作用强度及其影响因素等的认识较少。研究结合土壤理化分析和高通量定量PCR(quantitative microbial element cycling, QMEC)技术研究了青藏高原喜马拉雅山-冈底斯山地区不同类型灌丛土壤碳氮含量、碳氮矿化速率和相关功能基因的分布特征及其与植被、气候和土壤因子间的耦联关系。结果表明,不同类型灌丛土壤的有机碳、全氮含量、CO_(2)释放速率、净氮矿化速率、碳氮矿化基因的丰度有显著差异。其中,位于青藏高原东南部的雪层杜鹃和香柏灌丛分布区土壤有机碳和全氮含量、CO_(2)释放速率、净氮矿化速率显著高于位于中西部的变色锦鸡儿、金露梅和砂生槐灌丛地区,并与年平均降雨量显著正相关。然而,碳、氮矿化基因丰度分布趋势与之相反,在雪层杜鹃和香柏灌丛分布区丰度显著低于中西部的三类灌丛,且与年平均降雨量呈显著负相关,但与土壤pH呈显著正相关。同时pH与年平均降水量、湿润指数和土壤含水率均为显著负相关。这些结果表明降水可通过增加盐基离子淋溶,使土壤盐基饱和度下降、氢饱和度增加,引起土壤酸化,进而影响碳氮循环过程,导致不同类型灌丛土壤碳氮元素的赋存及其周转速率差异。同时,碳、氮矿化相关功能基因丰度各类群间呈现显著的正相关关系,表明土壤碳氮循环过程间紧密的耦联关系。这些结果为准确评估青藏高原土壤碳、氮库及其动态平衡提供了重要信息和参考依据。

关键词：青藏高原高寒灌丛碳氮循环碳氮矿化功能基因高通量定量PCR(QMEC)

拉萨地体中部松多地区白云母石英片岩Ar/Ar定年及其对松多榴辉岩折返过程的约束

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地质通报 2024年

作者：张家俊解超明段梦龙宋宇航王斌董宇超东北亚矿产资源评价自然资源部重点实验室吉林大学青藏高原地质研究中心吉林大学地球科学学院

青藏高原拉萨地体中部以松多榴辉岩为代表的高压变质带对于探讨松多古特提斯洋演化历史具有重要的约束意义。虽然前人对松多榴辉岩开展了精细的研究，但是对榴辉岩围岩的变质时代以及是否发生深俯冲过程仍不清楚，制约了对松多榴辉岩折... 详细信息

青藏高原拉萨地体中部以松多榴辉岩为代表的高压变质带对于探讨松多古特提斯洋演化历史具有重要的约束意义。虽然前人对松多榴辉岩开展了精细的研究，但是对榴辉岩围岩的变质时代以及是否发生深俯冲过程仍不清楚，制约了对松多榴辉岩折返过程的进一步认识。我们在详细的野外地质调查基础上，报道了松多榴辉岩围岩白云母石英片岩中白云母新的40Ar/39Ar年龄。白云母石英片岩的区域性片理和显微构造特征揭示其原岩发生了强烈的区域变质变形改造，白云母充填在石英颗粒之间，呈定向排列，云母鱼构造发育，颗粒大小相对均匀，指示其由泥质矿物变质而来。电子探针结果显示白云母石英片岩中的白云母主要为多硅白云母，40Ar/39Ar测年获得多硅白云母Ar-Ar坪年龄为247±5Ma，指示白云母石英片岩原岩的变质作用发生在早三叠世末期。结合与松多榴辉岩产出的野外地质特征和前人研究，表明白云母石英片岩作为围岩与松多榴辉岩共同经历了松多古特提斯洋的深俯冲过程，并在早三叠世末期开始了快速折返过程。

关键词：青藏高原拉萨地体松多地区白云母石英片岩 Ar-Ar定年

东昆仑大格勒稀有金属矿化碳酸岩和橄榄岩斜锆石U-Pb年代学研究和找矿意义

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地球科学 2024年第4期49卷 1245-1260页

作者：王秉璋李五福金婷婷张晗李玉龙付长垒刘建栋王涛薛万文王泰山青海省地质调查院青海西宁810012 青藏高原北部地质过程与矿产资源重点实验室青海西宁810012 青海省遥感大数据工程技术研究中心青海西宁810012 北京燕都中实测试技术有限公司北京100094 中国地质科学院地质研究所北京100037

东昆仑大格勒地区发现稀有和稀土矿化碱性岩-碳酸岩杂岩体,表明东昆仑稀有和稀土金属成矿也具有较大的前景,在东昆仑地质过程研究和稀有金属找矿方面具有重要的意义.以大格勒杂岩体中碳酸岩和橄榄岩为目标,针对斜锆石开展地球化学和同... 详细信息

东昆仑大格勒地区发现稀有和稀土矿化碱性岩-碳酸岩杂岩体,表明东昆仑稀有和稀土金属成矿也具有较大的前景,在东昆仑地质过程研究和稀有金属找矿方面具有重要的意义.以大格勒杂岩体中碳酸岩和橄榄岩为目标,针对斜锆石开展地球化学和同位素年代学研究工作,橄榄岩中斜锆石化学成分主要为ZrO_(2)(96.48%~97.21%),其次为HfO_(2)(0.83%~1.17%)和Nb_(2)O_(5)(0.61%~0.93%),LA-ICP-MS U-Pb测年结果表明,^(207)Pb校正年龄加权平均值为381.0±2.3 Ma和417.5±3.4 Ma,T-W图的下交点年龄为381.1±2.3 Ma和417.7±3.4 Ma;碳酸岩中斜锆石化学成分主要为ZrO_(2)(91.1%),其次为HfO_(2)(4.3%)、Nb_(2)O_(5)(1.22%)和FeO(2.31%),^(207)Pb校正年龄加权平均值为381.5±2.5 Ma和416.5±4.5 Ma,T-W图的下交点年龄为381.8±1.8 Ma和416.7±4.5 Ma.推断碳酸岩的形成时代为381.8 Ma,橄榄岩的形成时代为417.7 Ma,暗示富集Nb元素的硅不饱和岩浆活动至少存在两期,东昆仑加里东碰撞造山带碰撞后-造山后岩石圈伸展、地幔部分熔融是其形成的最主要的地球动力学机制.推断晚志留世-泥盆纪是东昆仑十分重要的一个稀有金属成矿期,大格勒-诺木洪河地区是东昆仑稀有金属成矿的重要远景区之一.

关键词：东昆仑大格勒橄榄岩碳酸岩斜锆石稀有金属地球化学岩石学

深部过程和物质架构对大陆碰撞带Cu-REE成矿系统的控制:以冈底斯和三江碰撞带为例

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地学前缘 2024年第1期31卷 211-225页

作者：王瑞张京渤罗晨皓周秋石夏文杰赵云中国地质大学(北京)科学研究院地质过程与矿产资源国家重点实验室北京100083 中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083

青藏高原是全球最典型的大陆碰撞带,发育世界级规模的斑岩Cu成矿带和REE成矿带,但目前尚不清楚大陆碰撞如何控制它们的形成。基本问题是:触发碰撞增厚的岩石圈熔融的机制,岩石圈架构与Cu-REE成矿的关系以及Cu-REE和挥发分的来源及成矿... 详细信息

青藏高原是全球最典型的大陆碰撞带,发育世界级规模的斑岩Cu成矿带和REE成矿带,但目前尚不清楚大陆碰撞如何控制它们的形成。基本问题是:触发碰撞增厚的岩石圈熔融的机制,岩石圈架构与Cu-REE成矿的关系以及Cu-REE和挥发分的来源及成矿机制。利用深反射地震和卫星重力数据的联合反演,结合大地电磁(MT)阵列和地球化学数据,对冈底斯正向碰撞带和三江侧向碰撞带的岩石圈结构进行了成像分析,探讨深部过程和物质架构对于Cu-REE成矿的控制。新生代印度大陆-亚洲大陆碰撞过程中,俯冲的印度大陆岩石圈发生了显著的撕裂,从而为软流圈上升流提供了通道,改造了上覆的岩石圈并引发融熔。这一过程产生超钾质熔体,这些熔体上升并在地壳底部积聚,其高的热流值和挥发分释放诱发了上覆新生下地壳的熔融形成富水岩浆,角闪石分离结晶造成岩浆氧化,这种富水高氧逸度的岩浆有利于Cu的迁移和富集。研究表明,三个关键因素形成了与碰撞相关的斑岩矿床:中等角度板片俯冲,板片撕裂和富硫化物新生下地壳的熔融。在三江侧向碰撞带的扬子克拉通边缘,由印度大陆俯冲或地幔对流驱动的热软流圈的垂直上升流和横向流动导致克拉通大陆岩石圈发生热侵蚀和部分熔融。克拉通边缘的大陆岩石圈先前经历了来自再循环海洋沉积物的富含REE和CO_(2)的流体的交代作用,从而富集了REE,后来又被沿着岩石圈不连续面(例如走滑断层、裂谷)上升的碳酸岩熔体携带,形成大型的碳酸岩型稀土矿床。而缺乏源区交代作用的克拉通大陆岩石圈的熔融可能会产生碳酸岩、超钾质岩和镁铁质岩熔体,但它们形成碳酸岩型稀土矿床的潜力有限。

关键词：大陆俯冲大陆碰撞板片撕裂 Hf填图新生地壳