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库车坳陷早始新世短暂海侵演化史：来自锶同位素的证据

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矿物学报 2025年第6期44卷 889-897页

作者：曾锡泽徐洋张华黄振宁东华理工大学地球科学学院江西南昌 330013 东华理工大学核资源与环境国家重点实验室江西南昌 330013 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

塔里木盆地在白垩纪-古近纪主要识别出5次海侵-海退旋回，其中晚古新世-早始新世海侵事件是规模最大的一次。目前对于库车坳陷早始新世海侵演化史的研究还比较薄弱，尤其是通过碳酸盐岩锶同位素手段对其开展研究还尚未涉及。本文通过对... 详细信息

塔里木盆地在白垩纪-古近纪主要识别出5次海侵-海退旋回，其中晚古新世-早始新世海侵事件是规模最大的一次。目前对于库车坳陷早始新世海侵演化史的研究还比较薄弱，尤其是通过碳酸盐岩锶同位素手段对其开展研究还尚未涉及。本文通过对库车坳陷西部小库孜拜剖面下始新统蒸发岩段进行岩相学特征分析和碳酸盐岩锶同位素组成研究，以期探讨该地区早始新世海侵演化历史。根据岩相学特征和蒸发岩沉积序列变化，认为早始新世库车坳陷气候炎热干燥，主要发育障壁潟湖相。研究表明小库孜拜剖面下始新统灰岩锶同位素组成介于0.708 627 ～0.708 909之间，略高于同时期海水锶同位素值（0.7077～0.7078），远低于同期陆源锶同位素值，结合泥晶灰岩镜下特征和锶同位素特征，本文认为该时期主要以海水沉积为主，伴有少量陆源物质输入。对比小库孜拜组灰岩和西藏岗巴地区碳酸盐岩锶同位素组成演化曲线和硫同位素组成变化，推测早始新世库车坳陷发生一次短暂的海侵事件，海平面变化原因可能是对全球海平面变化的响应。

关键词：锶同位素碳酸盐岩海平面变化库车坳陷

燕山地区北京中生代上庄辉长岩-闪长岩-花岗岩杂岩体的壳幔岩浆混合成因及意义

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岩石学报 2025年第1期41卷 31-65页

作者：李友连郭敬辉欧阳东剑王浩彭澎钱青杨进辉中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化与环境演变全国重点实验室北京100029 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049

华北克拉通北缘东部的燕山地区,在晚中生代发育了广泛的中酸性岩浆岩。但是,在这期规模巨大的岩浆活动过程中,地幔的贡献方式和程度,一直不甚明了。在燕山西段北京上庄地区,发育一套辉长岩-闪长岩-花岗岩杂岩,其中包含空间上密切共生的... 详细信息

华北克拉通北缘东部的燕山地区,在晚中生代发育了广泛的中酸性岩浆岩。但是,在这期规模巨大的岩浆活动过程中,地幔的贡献方式和程度,一直不甚明了。在燕山西段北京上庄地区,发育一套辉长岩-闪长岩-花岗岩杂岩,其中包含空间上密切共生的辉长岩、辉长闪长岩、二长闪长岩、正长岩和花岗岩5个岩相单元,完整记录了从基性到中性、酸性连续的成分变化,是壳幔相互作用的理想研究对象。本文最新的高精度离子探针原位锆石U-Pb定年结果显示,这5个岩相单元的形成时代在125.9±1.1Ma~127.2±1.1Ma之间,相差不超过2Myr。成分差异显著的5个岩相,在如此短的时间内相继侵位形成,暗示了其成因上的密切关联。上庄杂岩体5个岩相单元的主、微量元素组成和主要地球化学指标,都不同程度地表现出连续变化的趋势,进一步指示了5个岩相单元之间密切的成因演化关系。结合全岩Sr-Nd同位素组成资料,我们提出上庄杂岩体的5个岩相单元来自富集岩石圈地幔和古老下地壳两个岩浆源区,经历了两类岩浆的混合作用,以及各自的分离结晶作用,最终形成这一杂岩体。具体来说,上庄杂岩体成因特征可以概括为:(1)作为基性端元的辉长岩单元,主体岩性为辉长岩和辉长苏长岩,以及少量橄长岩,ε_(Nd)(t)集中在-10.0~-8.5,来自EM1型的富集陆下岩石圈地幔。(2)辉长闪长岩和正长岩单元具有和辉长岩单元相同的Nd同位素组成范围,是由同源岩浆经历分离结晶作用所形成。(3)辉长闪长岩单元是稍早期侵入相中面积最大的,其中发育稍晚期沿裂隙贯入的多种类型的岩脉。其中,有一组花岗质岩脉,具有最低的ε_(Nd)(t)值(-19),其两阶段Nd模式年龄为2.5Ga,代表了来源于古老下地壳部分熔融的熔体。(4)将这些花岗质岩脉作为古老下地壳组成端员,二长闪长岩单元的元素和同位素组成,正好落在其与上述岩石圈地幔组成的混合线上,具有鲜明的壳幔组分混合特征;二长闪长岩中发育丰富的暗色微粒包体,斜长石斑晶发育复杂的内部结构和成分环带,如正环带、反环带和震荡环带等,且An值变化范围大(56~2),这些证据更直接表明其形成于基性和酸性岩浆的岩浆混合作用;岩浆混合模拟结果表明,二长闪长岩可以是约20%~30%幔源基性岩浆注入到壳源花岗质熔体的产物。(5)花岗岩单元具有与二长闪长岩单元相同的Nd同位素组成,高的SiO_(2)含量(71%~76%),显著Eu负异常、低Sr、Ba含量和高Rb/Sr比值,表明其应该是二长闪长质岩浆经由长石为主的分离结晶作用形成。上庄杂岩体的上述成因特征,显示出幔源岩浆活动的主导作用,不仅为大规模地壳熔融提供热流,更有相当高比例的直接物质贡献。综合区域上晚中生代中酸性岩浆岩资料,有相当高比例的岩体,其组成特征与上庄杂岩体的中酸性部分相当;相关岩性单元不能简单地归为埃达克质岩石,其成因不是由加厚下地壳部分熔融,而可能是古老下地壳受到幔源岩浆强烈影响的产物。

关键词：燕山侵入杂岩体岩石成因岩浆混合中生代

阿拉善-华北北缘晚古生代-早中生代岩浆作用:对古亚洲洋俯冲-闭合过程的制约

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岩石学报 2025年第1期41卷 66-90页

作者：曾浩宋东方肖文交李普庆中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化与环境演变全国重点实验室北京100029 中国科学院地球科学研究院北京100029 中国科学院新疆生态与地理研究所干旱区生态安全与可持续发展全国重点实验室乌鲁木齐830011 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049

位于中亚造山带南部的阿拉善-华北北缘地区保存了丰富的晚古生代-早中生代岩浆记录,为理解古亚洲洋从俯冲至闭合的构造演化过程提供了关键信息。本文对位于内蒙古西部的甘其毛都地区的4个侵入体进行了岩相学、地球化学、锆石U-Pb年代学... 详细信息

位于中亚造山带南部的阿拉善-华北北缘地区保存了丰富的晚古生代-早中生代岩浆记录,为理解古亚洲洋从俯冲至闭合的构造演化过程提供了关键信息。本文对位于内蒙古西部的甘其毛都地区的4个侵入体进行了岩相学、地球化学、锆石U-Pb年代学和Lu-Hf同位素分析。锆石U-Pb定年表明这些岩体分别形成于早二叠世(283±3Ma、273±5Ma、272±5Ma)和中三叠世(238±3Ma)。早二叠世岩体以石英闪长岩和闪长玢岩为主,富集轻稀土与大离子亲石元素,亏损高场强元素Nb、Ta等,Hf同位素显著亏损(-4.0~+15.6)。它们可能是由俯冲板片流体交代地幔楔部分熔融形成的基性岩浆经分离结晶演化而成。中三叠世侵入体为花岗闪长岩,轻重稀土元素强烈分异,锆石ε_(Hf)(t)值均为正值(+5.0~+8.5),可能代表了碰撞造山阶段新生下地壳物质部分熔融的产物。在此基础之上,本文系统收集并分析了阿拉善-华北北缘地区晚古生代-早中生代岩浆岩的时空分布规律与地球化学特征,以限定其构造背景与深部动力学过程。结合前人研究成果提出:石炭纪时期,古亚洲洋向南俯冲至阿拉善-华北克拉通之下并不断向北后撤;至早二叠世,俯冲板片转变为前进式俯冲,整体处于挤压环境,发育大规模岩浆活动与弧背前陆盆地;早-中三叠世,古亚洲洋闭合,阿拉善-华北克拉通沿索伦缝合带与北侧的中亚弧增生体系发生碰撞-拼贴。

关键词：阿拉善华北北缘晚古生代-早中生代古亚洲洋俯冲-闭合

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华北克拉通沉积矿产与地球环境演变的关系

古地理学报 2025年

作者：张连昌佟小雪张新董志国王长乐朱明田高炳宇李文君岩石圈演化与环境演变全国重点实验室中国科学院地质与地球物理研究所航天工程大学

华北克拉通广泛发育铁、锰、磷、镁、硼、铝等沉积类矿产,时间范围包括新太古代、古—中元古代及古生代和中生代,其形成规律与华北克拉通的形成与演化、大气—海洋环境的演变以及生物进化等重大事件密切有关。本文作者从华北克拉通铁、... 详细信息

华北克拉通广泛发育铁、锰、磷、镁、硼、铝等沉积类矿产,时间范围包括新太古代、古—中元古代及古生代和中生代,其形成规律与华北克拉通的形成与演化、大气—海洋环境的演变以及生物进化等重大事件密切有关。本文作者从华北克拉通铁、锰、磷、镁、硼、石墨、铝等沉积类矿产的时空展布、矿床地质和地球化学特征的角度,结合华北克拉通形成与演化及地球表生环境演变,综合分析了华北克拉通地区有关沉积矿产的分布规律及其与表生重大地质事件之间的关系。研究表明,新太古代大范围阿尔戈玛型BIF铁矿与古海洋整体缺氧环境有关;古元古代苏必利尔铁矿、沉积—变质磷矿、石墨矿、菱镁矿及硼矿等巨量成矿与大氧化事件相耦合,而石墨与磷矿的产出还反映了生物的大规模活动,菱镁矿与硼镁铁矿是干旱气候条件的反映;中元古代沉积锰矿、铁矿和磷矿的明显富集,可能与中元古代海洋局部升氧事件有关;石炭纪—二叠纪大规模铝土矿与晚古生代冰期在时间上相吻合。

关键词：沉积矿产大规模成矿成矿规律地球环境演变华北克拉通

内蒙古白云鄂博矿床发现一种新的含羟基、铌-镁氧化物新矿物——福元铌矿

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岩石学报 2025年第1期41卷 1-3页

作者：佘海东范宏瑞展云翔谷湘平李晓春杨奎锋王其伟中国科学院地质与地球物理研究所矿产资源研究重点实验室北京100029 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 白云鄂博稀土资源研究与综合利用全国重点实验室包头014030 江西应用科技学院宝石与矿物资源学院南昌330100

铌具有熔点高、耐腐蚀、耐磨和超导性等优点,被广泛应用于特种钢铁、超导材料和航空航天等领域,是发展低碳绿色能源产业的战略性关键金属。内蒙古白云鄂博矿床是全球最大的稀土矿床,也是中国最大的铌矿床。据统计,在该矿床已发现的矿物... 详细信息

铌具有熔点高、耐腐蚀、耐磨和超导性等优点,被广泛应用于特种钢铁、超导材料和航空航天等领域,是发展低碳绿色能源产业的战略性关键金属。内蒙古白云鄂博矿床是全球最大的稀土矿床,也是中国最大的铌矿床。据统计,在该矿床已发现的矿物达210余种,其中新矿物23种;铌矿物近31种,其中新矿物10种。福元铌矿是近期在该矿床发现的又一种新的含铌矿物,呈红褐色至褐色,板状,自形至半自形,粒度约为40~60μm,通常与鄂博铌矿、铌钙矿、烧绿石、磁铁矿及碳酸盐矿物等共生。福元铌矿是一种结构简单的含羟基、镁-铌氧化物类矿物,理想化学式Mg_(7)Nb_(6)O_(18)(OH)_(8),铌氧化物平均含量为67.3%,属于三方晶系,空间群P 3(#147)。福元铌矿是鄂博铌矿水热蚀变后的产物,且Nb_(2)O_(5)含量显著升高。福元铌矿新矿物的发现增加了白云鄂博可用铌金属选冶矿物种类,也表明了蚀变作用过程中Nb的弱迁移性。

关键词：新矿物福元铌矿含羟基铌镁氧化物白云鄂博

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中天山科克苏河地区隆升剥蚀历史——来自(U-Th)/He年龄的制约

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地球物理学报 2016年第8期59卷 2922-2936页

作者：喻顺陈文张斌孙敬博李超袁霞沈泽杨莉马勋中国地质科学院地质研究所同位素热年代学实验室北京100037 中国地质科学院re-os同位素地球化学重点实验室北京100037 中原油田分公司采油五厂河南濮阳457001

天山是中亚造山带重要组成部分,其中-新生代构造热演化及隆升剥露史研究是认识中亚造山带构造变形过程与机制的关键.本文应用磷灰石(U-Th)/He技术重建中天山南缘科克苏河地区中-新生代构造热演化及隆升剥蚀过程.磷灰石(U-Th)/He数据综... 详细信息

天山是中亚造山带重要组成部分,其中-新生代构造热演化及隆升剥露史研究是认识中亚造山带构造变形过程与机制的关键.本文应用磷灰石(U-Th)/He技术重建中天山南缘科克苏河地区中-新生代构造热演化及隆升剥蚀过程.磷灰石(U-Th)/He数据综合解释及热演化史模拟表明该地区至少存在晚白垩世、早中新世、晚中新世3期快速隆升剥蚀事件,起始时间分别为~90Ma、~13Ma及~5Ma,且这3期隆升剥蚀事件在整个天山地区具有广泛的可对比性.相对于磷灰石裂变径迹,磷灰石(U-Th)/He年龄记录了中天山南缘地质演化史中更新和更近的热信息,即中天山在晚中新世(~5 Ma)快速隆升剥蚀,其剥蚀速率为~0.47mm·a^(-1),剥蚀厚度为~2300m.总体上,中天山科克苏地区隆升剥蚀起始时间从天山造山带向昭苏盆地(由南向北)逐渐变老,表明了中天山南缘隆升剥蚀存在不均一性,并发生了多期揭顶剥蚀事件.

关键词：中天山科克苏隆升剥蚀 (U-Th)/He 低温热年代学

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岩浆岩中磷灰石的地球化学特征及应用

岩石学报 2025年第1期41卷 321-338页

作者：李子木令狐苗苗孙金凤孙之晗周宝全杨进辉中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 中国科学院大学北京燕山地球关键带国家野外科学观测研究站北京101408 中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化与环境演变全国重点实验室北京100029

不同类型的岩浆岩可能来源于不同源区,经历复杂的岩浆演化过程,导致岩浆成分、温度和压力等条件发生变化。磷灰石在岩浆岩中广泛发育,可以形成于不同的岩浆环境。作为富含多种地球化学指示元素(如稀土元素、锶、锰及多种挥发分),并且对... 详细信息

不同类型的岩浆岩可能来源于不同源区,经历复杂的岩浆演化过程,导致岩浆成分、温度和压力等条件发生变化。磷灰石在岩浆岩中广泛发育,可以形成于不同的岩浆环境。作为富含多种地球化学指示元素(如稀土元素、锶、锰及多种挥发分),并且对寄主岩浆环境的变化十分敏感的副矿物,近年来被广泛应用于岩浆岩和矿床成因等研究中。了解不同类型岩石中磷灰石的矿物学和地球化学特征,是深入开展相关研究的基础。本文对GEOROC数据库及其他文献报道的岩浆岩中磷灰石稀土元素数据进行了汇总整理和归纳分析,获得了不同类型岩石中磷灰石的矿物学和稀土元素组成特征。结合多元统计分析方法,深入分析不同类型岩浆岩和花岗岩中磷灰石的稀土元素变化规律。计算结果显示,不同类型岩石中磷灰石的La元素、Eu/Eu*和Yb含量之间存在明显差异,推断综合利用La含量与(Eu/Eu^(*))/Yb值特征可以有效区分形成于不同岩浆岩的磷灰石。本文的研究表明,磷灰石在示踪岩浆源区和岩石成因方面具有独特优势,综合运用磷灰石产状、共生矿物组合、微量元素及同位素组成等分析可以为岩浆岩成因研究提供全面信息。

关键词：岩浆岩花岗岩磷灰石地球化学稀土元素岩石成因

基于机器学习的不同地幔端元来源玄武岩判别及其元素地球化学特征研究

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岩石学报 2025年第1期41卷 339-350页

作者：崔岩王彦飞孟凡超刘浩毅刘展飞山东科技大学地球科学与工程学院青岛266590 中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院油气资源研究重点实验室北京100029 中国科学院大学北京100049 中国科学院地球科学研究院北京100029 中国石油大学(华东)地球科学与技术学院青岛266580

地幔地球化学是固体地球科学研究的重要组成部分,认识和识别地幔不均一性对于探讨地幔内部物质循环、揭示地球演化规律具有重要意义。目前国际上公认的地幔端元划分方案主要依赖于幔源岩浆岩的同位素数据,但在实际应用中具有一定的局限... 详细信息

地幔地球化学是固体地球科学研究的重要组成部分,认识和识别地幔不均一性对于探讨地幔内部物质循环、揭示地球演化规律具有重要意义。目前国际上公认的地幔端元划分方案主要依赖于幔源岩浆岩的同位素数据,但在实际应用中具有一定的局限性。相较于同位素数据,主、微量元素数据的数量更大,实际应用前景更广阔。从数据分析的角度看,幔源岩浆岩的主微量元素有27个指标,远多于常用的Sr、Nd、Pb同位素指标,变量数目的增加可能会提高分类判断的精度,但是也会给分类带来两个问题:一是建模所需的样本数量大大增加;二是传统的二维、三维图版法不再适用。针对上述问题,本文从数据和方法两个层面入手:首先从全球共享地球化学数据库GEOROC和PetDb获取数据;然后采用机器学习方法建立判别模型,最终获得了基于元素特征的玄武岩地幔端元类型逻辑回归模型。该模型不仅具有很好的分类效果,而且有助于分析和总结来自不同地幔端元的玄武岩的元素地球化学特征。该研究对地幔不均一性的精细识别及与其相关的研究工作具有一定的促进作用。

关键词：玄武岩地幔端元划分主、微量元素地球化学数据库机器学习

基于锶和氢氧同位素方法解析富锶矿泉水中锶的来源

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地球与环境 2025年

作者：徐昌乾何钟强刁玉山黄鑫郭静胡峰罗安平张子茵张晓博中国地质大学(武汉)环境学院青海省水文地质工程地质环境地质调查院青海省水文地质及地热地质重点实验室资源与生态环境地质湖北省重点实验室湖北省地质局湖北省地质环境总站中国地质大学(武汉)新能源学院

富锶矿泉水作为湟水河流域重要的饮用水源，其锶的富集机理以及不同锶来源的贡献率，是水文地球化学领域的重要研究内容。本文以湟水河流域为典型研究区，基于Pearson相关分析、因子分析和水化学分析研究手段，分析了区内典型富锶矿泉... 详细信息

富锶矿泉水作为湟水河流域重要的饮用水源，其锶的富集机理以及不同锶来源的贡献率，是水文地球化学领域的重要研究内容。本文以湟水河流域为典型研究区，基于Pearson相关分析、因子分析和水化学分析研究手段，分析了区内典型富锶矿泉水中锶的分布特征，识别了锶的来源并揭示其在矿泉水形成过程中的富集机理；通过不同来源矿泉水的锶同位素建立了三元混合模型，计算了不同锶来源的贡献率。水化学分析结果表明，HCO3–Ca·Mg型矿泉水的主要组分来源于碳酸盐矿物和硅酸盐矿物的溶解；而SO4–Na、HCO3·SO4–Na·Mg·Ca、HCO3·SO4–Ca·Mg以及Cl–Na·Mg型矿泉水中高浓度的锶则主要来源于蒸发岩类矿物的溶解。湟水河流域的古咸水湖沉积环境是富锶矿泉水形成的物质基础，大气降水为其提供了持续的补给，蒸发浓缩作用则为矿泉水的形成创造了有利条件，而岩石的风化和溶滤作用则是矿泉水中锶元素富集的主要水化学过程。基于锶同位素和锶浓度的三元混合模型表明碳酸盐端元和硅酸盐端元对于补给区矿泉水中锶的贡献占比均为40%～50%，蒸发岩类矿物的贡献占比则低于10%；随着矿泉水向排泄区运移，蒸发岩端元的贡献占比显著增大（>20%），矿泉水中锶浓度也相应急剧上升。本研究表明蒸发岩类矿物的溶解对矿泉水中Sr浓度及87Sr/86Sr比值具有显著影响，有效促进了矿泉水中锶的富集。这一发现为富锶矿泉水资源的形成机理提供了新的见解，同时也为优质矿泉水的保护与可持续开发利用提供了科学依据。

关键词：富锶矿泉水物源分析 Sr同位素水化学湟水河流域