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绿帘石族矿物不同元素置换对其晶体结构的影响

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现代地质 2024年

作者：陈胤轩李林中国地质大学(北京)地球科学与资源学院地质过程与矿产资源国家重点实验室中国地质大学(北京) 中国地质大学(北京)科学研究院

绿帘石族矿物是常见的岛状含水Ca-Al硅酸盐矿物。其非等效结构位点较多，使其可显著富集多种微量元素，特别是二价大离子亲石元素(Sr和Pb)、稀土元素(REE)和过渡族金属元素(TME)。在一定温压条件下，这些离子会与绿帘石族中的Ca、Fe、A... 详细信息

绿帘石族矿物是常见的岛状含水Ca-Al硅酸盐矿物。其非等效结构位点较多，使其可显著富集多种微量元素，特别是二价大离子亲石元素(Sr和Pb)、稀土元素(REE)和过渡族金属元素(TME)。在一定温压条件下，这些离子会与绿帘石族中的Ca、Fe、Al等离子进行类质同象替代。本文总结了绿帘石族中Fe、Mn、Sr、Pb、Cr、V、REE等元素在其晶体中发生替代所带来的微观结构变化，论述了这种微观特性在示踪流体源区，指示流体成分和温压条件变化过程中的重要应用，介绍了元素置换与结构变化和帘石族矿物U-Pb同位素定年中方法研究中所起的重要作用。

关键词：绿帘石族矿物元素置换晶体结构地质示踪同位素定年

全波形发射电流激发下地面瞬变电磁法磁场特征

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地球物理学报 2024年第6期67卷 2472-2486页

作者：李建慧易淯凯卢绪山王垚章帆中国地质大学(武汉)地球物理与空间信息学院武汉430074 中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室武汉430074 自然资源部地球物理电磁法探测技术重点实验室河北廊坊065000 加拿大纽芬兰纪念大学地球科学系纽芬兰与拉布拉多省圣约翰斯A1B 3X5

在过去四十年,大部分关于瞬变电磁法的三维建模和反演研究都聚焦于磁场时间导数,而对于磁场数据研究并不多见.如今,随着超导量子干涉仪(SQUID)技术日益成熟,基于磁场数据的瞬变电磁法探测案例逐渐增多.基于矢量有限单元法,采用频谱法和... 详细信息

在过去四十年,大部分关于瞬变电磁法的三维建模和反演研究都聚焦于磁场时间导数,而对于磁场数据研究并不多见.如今,随着超导量子干涉仪(SQUID)技术日益成熟,基于磁场数据的瞬变电磁法探测案例逐渐增多.基于矢量有限单元法,采用频谱法和时步法分别实现了适用于瞬变电磁法磁场数据的三维正演.以低阻覆盖层下的良导体和均匀半空间中板状良导体模型为例,研究了全波形发射电流激发的瞬变电磁法磁场及其时间导数特征,并探讨了二者对深部良导体的探测能力.正演计算结果表明:由于受发射电流全波形效应影响,晚延时磁场随目标体电导率增大而先增强、后减弱,然而即使不考虑全波形效应,磁场时间导数也呈现上述规律;在高阻和低阻围岩情形中,磁场比其时间导数对深部良导体反映更加灵敏,并且晚延时磁场比其时间导数更不易受地磁场背景噪声干扰,说明磁场比其时间导数更适合于深部良导体探测.需要注意的是,发射电流全波形效应降低了瞬变电磁法对深部良导体的识别能力,建议在瞬变电磁法对块状或脉状金属硫化物矿床探测时,尽量采用低基频发射电流波形.

关键词：瞬变电磁法磁场三维正演发射电流全波形

华北克拉通东部早白垩世火山岩:再循环物质差异性改造的记录

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地球科学 2024年第2期49卷 669-684页

作者：汪浪汤华云汪翔宗克清郭京梁程怀汪在聪中国地质大学地球科学学院地质过程与矿产资源国家重点实验室湖北武汉430074 广州海洋地质调查局三亚南海地质研究所海南三亚572025

华北克拉通东部在130~120 Ma早白垩世期间经历强烈改造,并伴随大规模岩浆活动.对比研究了这一时期山东鲁西地区、郯庐断裂带和胶东半岛玄武安山岩-安山岩等幔源岩石的地球化学特征和Sr-Nd同位素组成,探讨了各地区火山岩源区性质以及造... 详细信息

华北克拉通东部在130~120 Ma早白垩世期间经历强烈改造,并伴随大规模岩浆活动.对比研究了这一时期山东鲁西地区、郯庐断裂带和胶东半岛玄武安山岩-安山岩等幔源岩石的地球化学特征和Sr-Nd同位素组成,探讨了各地区火山岩源区性质以及造成源区不均一性的可能原因.这些火山岩均来自富集型地幔且受地壳组分的混染影响较小,并主要经历了单斜辉石、磷灰石和Ti-Fe氧化物的分离结晶,但相较于郯庐断裂带和胶东半岛而言,鲁西火山岩的演化程度更低.不同地区火山岩均具有岛弧型微量元素和富集的Sr-Nd同位素组成,其中,鲁西北部火山岩表现为(^(87)Sr/^(86)Sr)i0.706的Ⅱ型富集地幔特征,这暗示上述火山岩可能均来自被再循环地壳物质改造的富集地幔源区,且其源区富集程度具有从西北到东南逐渐增强的趋势.Sr-Nd同位素两端元混合模拟显示,鲁西北部火山岩EMⅠ型同位素特征可能与其地幔源区受华北下地壳物质的交代有关,而鲁西中-南部、郯庐断裂带和胶东地区火山岩EMⅡ型同位素特点则更可能是源区受三叠纪俯冲扬子陆壳组分改造的结果.古太平洋板块来源的俯冲流体交代和水化也对这些地区的富集岩石圈地幔有不同程度改造.因此,山东半岛不同地区早白垩世火山岩记录了不同性质壳源组分对华北克拉通东部岩石圈地幔的影响,这一差异性改造对华北东部岩石圈地幔的破坏和减薄有重要制约作用.

关键词：早白垩世中基性火山岩富集岩石圈地幔地幔交代华北克拉通地球化学

北祁连山西段黄沙泉铁矿床中发现伴生钴矿(3153吨)

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中国地质 2024年

作者：金鹏陈生民智超李龙鹏张天元胡浩甘肃有色金属地质勘查局张掖矿产勘查院中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室

1 研究目的（Objective）黄沙泉铁矿床位于北祁连造山带西段刃岗沟-镜铁山-古浪峡铁矿带内。区内还产出有桦树沟铁（铜）矿床、黑沟铁（铜）矿床及黄沙泉铁矿等大中型矿床。这些矿床主要赋存于长城系朱龙关群中（图1A）的海相火山-沉...

1 研究目的（Objective）黄沙泉铁矿床位于北祁连造山带西段刃岗沟-镜铁山-古浪峡铁矿带内。区内还产出有桦树沟铁（铜）矿床、黑沟铁（铜）矿床及黄沙泉铁矿等大中型矿床。这些矿床主要赋存于长城系朱龙关群中（图1A）的海相火山-沉积岩中的沉积变质型铁矿床。黄沙泉铁矿床共有8个铁矿体，铁矿石量1.2亿吨，平均品位26%，属于大型铁矿床。

关键词：

洋中脊动力学与俯冲带地震-岩浆-成矿事件远程效应

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地学前缘 2024年第1期31卷 1-14页

作者：成秋明中国地质大学(北京)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)教育部深时数字地球前沿科学中心北京100083 中山大学地球科学与工程学院广东珠海519080

板块俯冲带和大陆岩浆弧的深部过程与极端地质事件之间存在密切的关系。板块俯冲与造山过程会导致地震、岩浆活动和成矿等事件的发生。这些极端事件的发生与俯冲过程中的壳幔相互作用、地幔楔形成、岩石圈部分熔融、构造-岩浆活动等因... 详细信息

板块俯冲带和大陆岩浆弧的深部过程与极端地质事件之间存在密切的关系。板块俯冲与造山过程会导致地震、岩浆活动和成矿等事件的发生。这些极端事件的发生与俯冲过程中的壳幔相互作用、地幔楔形成、岩石圈部分熔融、构造-岩浆活动等因素密切相关。然而,人们对洋中脊新生地壳的不均匀性或先天“缺陷”对以上的极端事件的长远影响和远程效应了解甚少。在洋中脊新的地壳形成过程中,由于受到板块扩张、压力降低、软流圈物质上涌等因素的作用,导致新生地壳温度升高、孔隙度和裂缝发育、密度降低、结构复杂的正反馈过程。因此,新生地壳在密度、强度、温度、厚度等方面存在非均质性。这些地壳的差异性将影响和决定板块在扩张和俯冲过程中的行为,并对板块俯冲作用形成的地震、岩浆和成矿等事件产生远程影响。以太平洋俯冲和安第斯造山带为例研究发现,板块运动速度、板块俯冲角度、板片撕裂、岩石圈厚度、Moho面深度等的突变与地震、火山和斑岩矿床的时空分布存在远程关联效应,这些认知对预测板块俯冲-碰撞带发生的极端地质事件的时空分布具有重要意义。

关键词：洋中脊板块俯冲地震火山成矿远程关联

新疆库尔尕生铅锌矿床成矿作用:来自石英和闪锌矿原位微区成分的约束

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西北地质 2024年第3期57卷 139-153页

作者：李来龙章永梅顾雪祥柳晨雨张英帅中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083 中国地质大学(北京)地质过程与矿产资源国家重点实验室北京100083 中国石化江汉油田湖北潜江433100

库尔尕生铅锌矿床位于新疆西天山赛里木地区,是一个形成于板内伸展环境中的热液脉型铅锌矿床。矿体呈脉状、网脉状以及透镜状赋存于上泥盆统托斯库尔他乌组上亚组中,并受控于3条近平行展布的NW向断裂带。成矿过程可分为无矿石英阶段(Ⅰ... 详细信息

库尔尕生铅锌矿床位于新疆西天山赛里木地区,是一个形成于板内伸展环境中的热液脉型铅锌矿床。矿体呈脉状、网脉状以及透镜状赋存于上泥盆统托斯库尔他乌组上亚组中,并受控于3条近平行展布的NW向断裂带。成矿过程可分为无矿石英阶段(Ⅰ)、石英–多金属硫化物阶段(Ⅱ)(主成矿阶段)和方解石阶段(Ⅲ)3个阶段。笔者利用LA-ICP-MS方法对不同成矿阶段石英和闪锌矿进行了原位微区分析。结果表明:①库尔尕生铅锌矿床Ⅰ阶段和Ⅱ阶段石英中含有多种微量元素,主要富集Al、K、Na和Li。Al、K、Na、Li的质量分数分别为547.56×10^(-6)~4355.49×10^(-6)、9.41×10^(-6)~626.66×10^(-6)、23.78×10^(-6)~994.40×10^(-6)以及43.37×10^(-6)~265.52×10^(-6),Al与Li+Na+K之间呈显著的线性正相关关系;Ti、Ge含量较低,分别为3.17×10^(-6)~14.05×10^(-6)、1.77×10^(-6)~6.50×10^(-6),反映成矿温度较低。从Ⅰ阶段到Ⅱ阶段,石英中Ti含量在逐渐降低,指示成矿流体温度在逐渐降低;Al含量也在降低,反映成矿流体的pH值在逐渐升高。与世界典型的斑岩型和浅成低温热液型铅锌矿床相比,库尔尕生铅锌矿床的石英微量元素特征更类似于浅成低温热液型矿床。②闪锌矿中Mn、In、Fe、Ga、Ge等微量元素的含量和比值表明矿石形成于中低温环境,进一步利用闪锌矿GGIMFis温度计限定成矿温度为122~178℃。Ga/In值与lnw(Ga)-lnw(In)特征反映闪锌矿的形成与沉积作用有关。综合围岩地层的微量元素特征及前人Pb同位素研究,推测库尔尕生铅锌矿床部分成矿物质来源于围岩地层。

关键词：石英闪锌矿原位微区分析库尔尕生铅锌矿床新疆西天山

黄陵隆起片麻岩和花岗岩的^(40)Ar/^(39)Ar年龄及其构造意义

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地球科学 2024年第2期49卷 700-711页

作者：吴阳沈传波邱华宁中国地质大学资源学院湖北武汉430074 中国地质大学构造与油气资源教育部重点实验室湖北武汉430074

黄陵花岗岩是研究扬子陆块构造演化和岩浆活动的关键对象,高精度的^(40)Ar/^(39)Ar定年可以为确定黄陵花岗岩的构造演化提供准确的年代学依据.采用^(40)Ar/^(39)Ar阶段加热技术分别测定了黄陵隆起核部变质岩中角闪石、黄陵庙花岗岩中白... 详细信息

黄陵花岗岩是研究扬子陆块构造演化和岩浆活动的关键对象,高精度的^(40)Ar/^(39)Ar定年可以为确定黄陵花岗岩的构造演化提供准确的年代学依据.采用^(40)Ar/^(39)Ar阶段加热技术分别测定了黄陵隆起核部变质岩中角闪石、黄陵庙花岗岩中白云母和黑云母单矿物的年龄.角闪石^(40)Ar/^(39)Ar坪年龄(835.1±0.8)Ma,白云母坪年龄为(830.0±1.7)Ma,黑云母获得上凸型年龄谱,没有形成明显的年龄坪.分析认为,角闪石年龄指示围岩受到花岗岩侵入烘烤重置的时间,白云母年龄指示黄陵花岗岩冷却至350℃的年龄,岩体侵入时间不晚于835 Ma,在835~830 Ma经历快速冷却事件,冷却速率为50℃/Ma.黑云母低温阶段获得的年轻年龄216 Ma,记录了在晚三叠世黄陵地区缓慢差异隆升过程中发生的一期热事件.

关键词：黄陵花岗岩黄陵隆起 ^(40)Ar/^(39)Ar定年热扰动地球化学

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广东省龙门岩溶热储温度计算及流体演化特征

地球科学 2024年第3期49卷 992-1004页

作者：王思佳张敏黄学莲韩永杰何沛欣王帅祁士华中国地质大学生物地质与环境地质国家重点实验室湖北武汉430078 广东省有色金属地质局九三五队广东惠州516001 中国地质大学环境学院湖北武汉430078 中国地质大学资源学院湖北武汉430074

岩溶地热系统具有巨大的能源开发潜力,广东省龙门县马星和隔陂地热异常区是两个典型的岩溶地热田.为探究热储温度及流体演化特征,基于离子比值关系、氘氧同位素、地温计等方法对其进行分析讨论.结果表明研究区为中性偏碱性低TDS的HCO_(3... 详细信息

岩溶地热系统具有巨大的能源开发潜力,广东省龙门县马星和隔陂地热异常区是两个典型的岩溶地热田.为探究热储温度及流体演化特征,基于离子比值关系、氘氧同位素、地温计等方法对其进行分析讨论.结果表明研究区为中性偏碱性低TDS的HCO_(3)型地热水,方解石类碳酸盐矿物和硅酸盐矿物溶解及阳离子交换作用共同控制了水化学演化过程.大气降水是区内地热水的主要补给来源,马星和隔陂地热田的热储温度分别约为105.0~148.0℃和101.5~131.0℃,冷水混入的体积比约为44.2%和48.5%.在热储水化学及温度特征的基础上,建立了流体演化概念模型.

关键词：岩溶地热水水化学热储温度概念模型地热能

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中国硒矿的矿床类型、分布与资源潜力

中国矿业 2024年第4期33卷 39-50页

作者：王冠智刘家军柳振江汪啸张斌王泽琳汪林炜中国地质大学(北京)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

作为战略性新兴矿产之一的硒,在电子、化工、医学、半导体、光伏、空间探测等产业的众多领域都有重要的应用。目前,中国的硒资源供需矛盾十分突出,摸清中国硒资源的家底,合理利用和开发硒资源,是保障国家硒资源战略安全,推动相关产业高... 详细信息

作为战略性新兴矿产之一的硒,在电子、化工、医学、半导体、光伏、空间探测等产业的众多领域都有重要的应用。目前,中国的硒资源供需矛盾十分突出,摸清中国硒资源的家底,合理利用和开发硒资源,是保障国家硒资源战略安全,推动相关产业高质量发展的关键。本文对中国92个硒矿床进行了资料收集与整理,归纳总结了中国硒矿床的成因类型与时空分布特征,分析了硒资源潜力。研究结果表明:中国硒矿床的成因类型主要为岩浆熔离型、矽卡岩型、斑岩型、岩浆热液型、海相火山岩型、陆相火山岩型、浅成中低温热液型、化学或生物化学沉积型;中国硒矿床自元古代到新生代均有产出,但大部分集中在中生代,其次是晚古生代和早古生代,其他时代的硒矿床数量较少。根据中国硒矿床的矿床类型、分布特征,划分南阿尔泰-北准噶尔、东天山、阿拉善、北祁连、西秦岭南亚带、东秦岭、湘鄂西-黔中南以及长江中下游共8个中国潜在硒矿资源矿集区。

关键词：战略性矿产硒资源资源储量硒矿类型成矿时代