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新疆东准噶尔晚古生代—中生代的剥露历史:来自裂变径迹和(U-Th)/He热年代学的约束

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地质学报 2025年第1期99卷 320-336页

作者：徐芹芹赵磊王艳楠中国地质科学院地质研究所北京100037 河北省资源勘测研究重点实验室河北工程大学河北邯郸056038

东准噶尔造山带(简称东准噶尔)是中亚造山带的重要组成部分,是造山带时空演化与造山作用方式研究的天然实验室。自古生代以来,东准噶尔经历了多阶段的构造演化,前人的研究多集中于古生代大地构造格局的恢复和构造演化模型的建立,对构造... 详细信息

东准噶尔造山带(简称东准噶尔)是中亚造山带的重要组成部分,是造山带时空演化与造山作用方式研究的天然实验室。自古生代以来,东准噶尔经历了多阶段的构造演化,前人的研究多集中于古生代大地构造格局的恢复和构造演化模型的建立,对构造-热演化历史的解剖相对薄弱,尤其缺少晚古生代剥露历史的刻画。卡拉麦里山是东准噶尔造山带的重要构造地貌单元,揭示其隆升-剥露过程对于认识东准噶尔造山带的构造-热演化历史具有重要的意义。本文对卡拉麦里山东段的4件沉积岩样品进行了锆石(U-Th)/He、磷灰石裂变径迹与磷灰石(U-Th-Sm)/He低温热年代学分析,获得了该区晚古生代—中生代的隆升-剥露信息。热历史反演结果表明,东准噶尔经历了晚石炭世—早二叠世(330~290 Ma)、早二叠世晚期—中二叠世(285~260 Ma)、三叠纪(250~230 Ma)、早白垩世(135~115 Ma)4期快速剥露。第1期(330~290 Ma)剥露推测与额尔齐斯-斋桑洋在晚石炭世的闭合有关;第2期(285~260 Ma)剥露推测与晚古生代卡拉麦里构造带的右行走滑变形有关;第3期(250~230 Ma)剥露推测与羌塘地块和昆仑-柴达木地块碰撞的远程效应有关;第4期(135~115 Ma)剥露推测是北侧蒙古-鄂霍茨克洋的关闭和南侧羌塘地块与拉萨地块碰撞的联合作用的结果。

关键词：磷灰石裂变径迹锆石与磷灰石(U-Th)/He 剥露晚古生代东准噶尔

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中国中东部中生代古构造应力场特征与背景

地质学报 2025年第1期99卷 78-103页

作者：张进张北航赵衡刘玉刚江海曲军峰王振义张义平赵硕自然资源部深地科学与探测技术实验室北京100037 中国地质科学院地质研究所北京100037 中国科学院西北生态环境资源研究院甘肃兰州730000 中国地质科学院北京100037

中生代是中国中东部重要的演化阶段,发育有不同阶段鲜明和丰富的陆内变形。通过统计分析基于断层滑动矢量反演得到的古构造应力场数据,进一步细化了前人关于中国东部古构造应力场的划分方案,将我国中东部的中生代演化划分为4个阶段,即... 详细信息

中生代是中国中东部重要的演化阶段,发育有不同阶段鲜明和丰富的陆内变形。通过统计分析基于断层滑动矢量反演得到的古构造应力场数据,进一步细化了前人关于中国东部古构造应力场的划分方案,将我国中东部的中生代演化划分为4个阶段,即中、晚三叠世、中侏罗世—早白垩世、早白垩世、早白垩世末—晚白垩世初。古构造应力场区域性特征可以用来约束主要构造阶段的环境与背景。统计表明,中、晚三叠世北方以近南北向缩短为主而南方由于旋转以及多板块的作用,显示不同方向的古构造应力场,三叠纪早期还发育有不同性质的韧性变形,古亚洲洋关闭后的陆内变形、华北与扬子板块的碰撞、扬子与印支地块的碰撞以及东、西华夏地块之间的作用是导致不同地区不同变形以及不同古构造应力场的背景;中侏罗世—早白垩世在总体一致的西北西-东南东向区域应力场条件下,叠加了蒙古-鄂霍茨克造山带的作用,同期的古太平洋板块低角度的俯冲是主控因素;早白垩世的区域性北西-南东向伸展指示具有一致的背景,古太平洋板块的回撤可能是主控因素;早白垩世末—晚白垩世初在中国中东部存在一期短暂的北西-南东向缩短,从南向北,变形的时代依次变年轻,指示欧亚大陆东缘存在一期从南至北的构造作用,可能与外来地块的碰撞作用有关。中国中东部中生代的陆内演化或者变形与不同时代来自不同方向的板缘作用有重要关系,当然也不排除其他因素的可能性。

关键词：中国中东部古构造应力场构造演化断层滑动矢量中生代

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岩芯高光谱成像及勘查指示意义研究--以西藏邦铺大型多金属矿床为例

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光谱学与光谱分析 2025年第1期45卷 38-44页

作者：吴畅宇代晶晶宋扬陈伟刘治博刘洪成白龙洋中国地质科学院矿产资源研究所自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室北京100037 自然资源部深地科学与探测技术实验室中国地质科学院北京100094 核工业北京地质研究院遥感信息与图像分析技术国家级重点实验室北京100029

西藏邦铺矿床是冈底斯成矿带上重要的斑岩-矽卡岩型矿床,矿区东段矽卡岩矿体研究程度较低。高光谱成像技术可以快速获取岩芯样品“图谱合一”的高光谱数据,选取邦铺矿床东段矽卡岩典型岩芯为样品,应用国产核工业北京地质研究院自主研发... 详细信息

西藏邦铺矿床是冈底斯成矿带上重要的斑岩-矽卡岩型矿床,矿区东段矽卡岩矿体研究程度较低。高光谱成像技术可以快速获取岩芯样品“图谱合一”的高光谱数据,选取邦铺矿床东段矽卡岩典型岩芯为样品,应用国产核工业北京地质研究院自主研发岩芯扫描仪与国外SPECIM岩芯成像仪,开展短波红外(SWIR)高光谱成像测试及对比分析,揭示典型矿物的短波红外光谱特征,并探讨先进的高光谱成像技术应用于矽卡岩勘探的潜力与优势。对同一批岩芯样品分别进行了国内外仪器的高光谱成像测试,利用最小噪声分离变换以及纯净像元指数进行端元提取,而后结合光谱信息散度法选取不同矿物的训练集和验证集样本,采用光谱角填图法进行蚀变矿物填图。共识别出方解石、绿帘石、绿泥石、角闪石、石英、白云母六种矿物,两种仪器矿物填图的结果大体一致,并反映了不同蚀变矿物之间的组合与分布。SPECIM成像仪对两个钻孔样品的平均填图精度为91.5%,Kappa系数为0.87;核工业高光谱成像仪对两个钻孔的填图精度为75%左右,Kappa系数为0.66。两种仪器获取的高光谱数据信噪比均较高,但是由于核工业仪器的数据空间分辨率相对更低,导致图像中存在更多的混合像元,进而影响了填图精度,其空间分辨率的进一步提高是下一步研发的重点。高光谱成像数据表明ZK0010钻孔绿泥石Fe-OH吸收峰波长变化范围为2252.3~2260 nm,ZK0011钻孔绿泥石Fe-OH吸收峰变化范围为2251.7~2258.5 nm,由上至下均向短波方向移动,表明了绿泥石远离矿化中心而相对富Mg,其高值指示了矿体中心位置。高光谱成像技术相较于传统的点测法可以提供更加丰富的空间信息和光谱信息,为指针矿物的光谱特征参数提取与变化规律分析提供了技术支撑。利用高光谱成像提供的大量光谱数据进行绿泥石Fe-OH峰位统计分析,进而可以通过其波长高值位置指示矽卡岩矿床勘查。

关键词：岩芯高光谱成像短波红外矽卡岩邦铺

原生矿物组分对CO2地质捕获形式影响的数值模拟

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地质通报 2025年

作者：李晓媛岳高凡宋胜华中国地质科学院水文地质环境地质研究所自然资源部地下水科学与工程重点实验室

日益加剧的全球气候变化促使CO2捕集与封存（CCS）技术的实施势在必行。本研究基于中国首个全流程咸水层CCS示范工程，采用TOUGHREACT ECO2N构建神华CCS储层长时间序列的水-CO2-热-化学反应耦合模型，研究储集层原生矿物组分对CO2不同... 详细信息

日益加剧的全球气候变化促使CO2捕集与封存（CCS）技术的实施势在必行。本研究基于中国首个全流程咸水层CCS示范工程，采用TOUGHREACT ECO2N构建神华CCS储层长时间序列的水-CO2-热-化学反应耦合模型，研究储集层原生矿物组分对CO2不同捕获机制转化的影响。结果显示，鄂尔多斯盆地深部咸水储层有利于CO2的矿化封存，1000年时的矿化封存量达总注入量的64.02%。储集层中方解石、奥长石、钠长石、绿泥石和高岭石均发生不同程度的溶解，生成蒙脱石、铁白云石和片钠铝石沉淀。铁白云石是主要的固碳矿物，水气两相区的封存量最大，最大可达15 kg/m3。奥长石、钠长石和方解石的含量变化对气体和溶解封存的影响较小，对矿化封存无影响。绿泥石的含量变化对3种封存形式影响较大，当绿泥石初始体积分数从1.9%升高到8.4%时，1000年时矿化封存量从7×108kg升高至1.6×109kg，变化量达到9×108kg。研究成果可作为优化现有CO2封存工程设计和合理评价未来CO2封存区选址的依据，助力实现中国碳中和目标。

关键词： CO 地质封存原生矿物组分矿化封存数值模拟

中国主要类型铅锌矿床S、Pb、C-H-O同位素特征及其成因意义

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地球学报 2025年第1期46卷 93-115页

作者：刘榆江彪王登红王岩宋学信张长青黄凡中国地质科学院矿产资源研究所自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室北京100037

铅、锌是重要的矿产资源,在工业生产中发挥着至关重要的作用。S、Pb、C-H-O同位素地球化学可以用来解释成矿物质来源、成矿流体来源及矿床成因等地质问题。对铅锌矿床的稳定同位素研究自20世纪80年代至今已取得丰硕成果,为从单矿种角度... 详细信息

铅、锌是重要的矿产资源,在工业生产中发挥着至关重要的作用。S、Pb、C-H-O同位素地球化学可以用来解释成矿物质来源、成矿流体来源及矿床成因等地质问题。对铅锌矿床的稳定同位素研究自20世纪80年代至今已取得丰硕成果,为从单矿种角度进行全国性的总结奠定了良好基础。本文基于全国重要铅锌矿床的相关硫、铅、氢、氧、碳同位素近万条数据进行分析,结果显示,中国铅锌矿床的S、Pb同位素特征揭示其成矿物质来源复杂,主要为深源岩浆和赋矿地层(海水沉积物),H-O、C-O同位素特征表明中国铅锌矿床的成矿流体中的水主要为岩浆水和大气降水,而成矿流体中的碳主要来源于岩浆和海相碳酸盐岩。S同位素的空间分布特征显示,从我国西部到东部地区,北部到南部地区,铅锌矿床的32S趋于富集,表明我国东部和南部铅锌矿床有更多壳源物质参与成矿。C-H-O同位素特征显示相较于西北部地区,我国东南部地区的铅锌矿床有更多大气降水或盆地卤水参与成矿。

关键词：铅锌矿 S同位素 Pb同位素 C-H-O同位素地球化学

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关键元素超常富集与战略资源效应

地学前缘 2025年第1期32卷 11-22页

作者：王学求李龙雪吴慧王玮中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所、自然资源部地球化学探测重点实验室河北廊坊065000

构成战略资源的关键元素有56个,大部分关键元素地壳丰度低,需要数十倍至上千倍的超常富集才能成矿,导致其矿产资源分布极不均匀。因此,圈定元素超常富集区是战略资源找矿预测和发现大型矿床的关键。超常富集核心是元素的富集强度,可以... 详细信息

构成战略资源的关键元素有56个,大部分关键元素地壳丰度低,需要数十倍至上千倍的超常富集才能成矿,导致其矿产资源分布极不均匀。因此,圈定元素超常富集区是战略资源找矿预测和发现大型矿床的关键。超常富集核心是元素的富集强度,可以用成矿富集系数(m.a.i)、矿床规模吨位指数(t.a.i)和异常富集系数(a.c.i)定量刻画富集强度。对贵金属、有色金属、黑色金属、稀有金属、稀散金属、稀土和放射性等35个战略资源矿种进行统计分析,可以得出:成矿富集系数大于1000的元素有锑、铋、铼和金,>100~1000的元素有银、钨、锡、铬、锂、铯、碲、铟、铀和铂族元素(PGE),>10~100的元素有铜、镍、铬、铍、铷、钪、铌、钽、锆和原生稀土矿,≤10的元素有铁、铝、钛和离子吸附型稀土。富集达到大型以上矿床最低矿床规模吨位指数要达到10^(7),一般要达到10^(10)。异常富集系数要达到2以上。元素超常富集还体现在异常空间分布面积>100~1000 km^(2),具有3层以上异常结构,至少存在4个元素组合。元素富集量和潜在资源量,可以用面金属量和体金属量进行定量预测。元素超常富集导致大规模成矿效应,而且在成矿物质背景(源)、成矿过程(运)和最终就位(储)整个富集过程中留下了异常轨迹,可以从定性和定量角度刻画元素超常富集规律,为预测和发现矿床提供找矿标志。

关键词：关键元素超常富集战略资源地球化学找矿标志成矿富集系数(m.a.i) 矿床规模吨位指数(t.a.i)

中国金矿成矿规律与百年勘查成果及新一轮找矿突破行动建议--《中国矿产地质志·金矿卷》研编

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地球学报 2025年第1期46卷 20-34页

作者：王登红秦锦华王成辉刘善宝江彪中国地质科学院矿产资源研究所自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室北京100037

中国金矿成矿地质条件优越,成矿期次、分布和矿床类型极其复杂。中国金矿矿床类型包括2个一级类型,6个二级类型和13个三级类型;时间分布上,包括以燕山期为主的7个主要成矿期,并记录了复杂的多期复合叠加成矿作用;在空间上,金矿在不同构... 详细信息

中国金矿成矿地质条件优越,成矿期次、分布和矿床类型极其复杂。中国金矿矿床类型包括2个一级类型,6个二级类型和13个三级类型;时间分布上,包括以燕山期为主的7个主要成矿期,并记录了复杂的多期复合叠加成矿作用;在空间上,金矿在不同构造单元具有显著的空间差异,以与岩浆作用有关的金矿分布最为广泛,花岗-绿岩型金矿主要分布于太古宙克拉通-元古宙变质岩分布区(华北克拉通、滨太平洋域),产于沉积建造中的金矿床局限于黔桂滇交界、粤中地区、川西地区和秦岭地区。近年来,随着采选冶技术的进步、市场价格的变化和深部找矿的新发现,中国金矿勘查取得了一些突破性进展,一方面是一些低于1 g/t的低品位金矿也能得以开发,另一方面是1000 m深度以下的金矿也能被陆续探明,再一方面是斑岩型、矽卡岩型、浅成低温热液型铜多金属矿床中金的规模越来越大并得以开发利用,形成了多个千吨级金资源基地。这些新进展新趋势,也指明了新一轮找矿行动的方向,既要继续寻找大型-超大型金矿床,加强矿集区勘查与产业基地建设,也要加强共伴生矿床中低品位金的综合回收和尾矿的综合利用。其中,最为关键的是要突破现有思维格架,重点聚焦非传统矿床类型、成矿期次、找矿空间。

关键词：金矿成矿规律成矿类型找矿思路勘查成果

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南海西南次海盆陆缘演化与幕式扩张的岩浆-构造-地层记录

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地球科学 2025年第1期50卷 195-216页

作者：杨天一唐勇任建业巢鹏中国地质大学海洋学院自然资源部第二海洋研究所自然资源部海底科学重点实验室上海交通大学海洋学院中国地质大学海洋地质资源湖北省重点实验室

目前对于边缘海背景下被动大陆边缘的形成演化机制仍存在争议，特别是对洋陆转换带的构造特征与形成过程的认识存在明显不足.为了深入探索边缘海背景下南海陆缘与洋陆转换带构造结构与形成演化特征，通过对横跨西南次海盆V型尖端地震剖... 详细信息

目前对于边缘海背景下被动大陆边缘的形成演化机制仍存在争议，特别是对洋陆转换带的构造特征与形成过程的认识存在明显不足.为了深入探索边缘海背景下南海陆缘与洋陆转换带构造结构与形成演化特征，通过对横跨西南次海盆V型尖端地震剖面的解释与研究，识别出莫霍面（Moho）、基底和海底3个一级陆缘界面，划分出细颈化域、超伸展域、原洋域等构造单元；进一步精细解释了共轭陆缘盆地充填层序和多期断裂系统，识别出破裂不整合界面Bi，将陆缘盆地同裂陷期层序（Tg-Bi）划分为S1-S5五个层序，建立了西南次海盆V型尖端区域共轭陆缘的构造-地层格架.构造-地层格架中S3/S4层序之间的界面CBi、S4/S5之间的界面POBi分别与陆壳破裂和原洋洋壳Ⅰ的破裂对应，记录了西南次海盆共轭陆缘岩石圈伸展破裂过程中发生的重要构造事件.结合断裂活动性和盆地原型的分析，将西南次海盆共轭陆缘同裂陷期的演化划分为伸展、细颈化、超伸展和原洋洋壳四个阶段，建立了西南次海盆共轭陆缘演化模式.还建立了西南次海盆V型尖端共轭陆缘地壳的“鳄鱼嘴”结构，识别出总宽度达231 km的两期原洋洋壳.结合外缘高地和同破裂层序（S4-S5）研究，提出两期原洋洋壳的发育与西南次海盆的两幕扩张过程相对应，由原洋洋壳构成了同期洋盆的洋陆转换带.揭示了西南次海盆张开过程中岩石圈的伸展破裂机制与洋脊传播过程中幕式扩张作用对陆缘构造、地层和岩浆作用的影响，对于深入研究南海岩石圈的伸展破裂过程、洋陆转换带的成因以及南海被动陆缘形成的动力学机制具有重要意义.

关键词：南海西南次海盆陆缘演化模式幕式扩张原洋洋壳洋陆转换带岩浆-构造-地层记录海洋地质学

柴西砂砾型卤水蒸发过程中钾的富集行为及提取技术研究

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地球学报 2025年

作者：王云生乜贞卜令忠余疆江伍倩丁涛中国地质科学院矿产资源研究所自然资源部盐湖资源与环境重点实验室

近年来在柴达木盆地西部发现砂砾型地下卤水,该富钾卤水储量巨大。本文通过盐田蒸发方式,考察了黑北凹地富钾卤水蒸发过程中钾元素的富集行为和析盐规律,发现卤水蒸发过程中基本遵循Na+、K+、Mg2+//Cl--H2O四元水盐体系相图,钾在液相中... 详细信息

近年来在柴达木盆地西部发现砂砾型地下卤水,该富钾卤水储量巨大。本文通过盐田蒸发方式,考察了黑北凹地富钾卤水蒸发过程中钾元素的富集行为和析盐规律,发现卤水蒸发过程中基本遵循Na+、K+、Mg2+//Cl--H2O四元水盐体系相图,钾在液相中的含量由0.2%可富集到1.8%,钾盐析出段的矿物以光卤石为主,其类型为正常光卤石。以试验盐田采收的钾盐矿为原料,采用冷分解-浮选法进行了提钾技术研究,开展了分解水量、浮选工艺、扩大闭路浮选实验。分解水质量与光卤石矿质量为2:5时,捕获剂ZMC选用（120+60） g/t,获得KCl品位91.20%精矿产品50 kg,产品符合国家农业用氯化钾优等品指标要求。研究结果表明,柴西砂砾型地下卤水有潜力成为我国钾盐资源后备基地。

关键词：砂砾型地下卤水钾盐矿富集行为提取技术