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西昆仑-喀喇昆仑造山带锂矿成矿特征与成矿规律初探

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地质学报 2024年第5期98卷 1421-1439页

作者：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中国科学院广州地球化学研究所广东广州510640 中国科学院大学北京100049 新疆自然资源与生态环境研究中心新疆乌鲁木齐830000 中国科学院地球化学研究所贵州贵阳550002

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... 详细信息

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。

关键词：西昆仑-喀喇昆仑造山带锂等稀有金属成矿特征成矿规律

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地外有机物种类与分布及其天体生物学启示

地球科学 2024年

作者：邱梦凡薛皓中胡森中国科学院地球与行星物理重点实验室中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院大学中国科学院新生代地质与环境重点实验室中国科学院地质与地球物理研究所

本文回顾了地外有机物的探测历程和地外样品中有机物的研究进展，探讨了星际介质和地外天体与地外样品中有机物的种类、结构、化学成分、同位素组成等特征，旨在梳理地外有机物的成因及其相关的科学问题，并探究其天体生物学的启示。星... 详细信息

本文回顾了地外有机物的探测历程和地外样品中有机物的研究进展，探讨了星际介质和地外天体与地外样品中有机物的种类、结构、化学成分、同位素组成等特征，旨在梳理地外有机物的成因及其相关的科学问题，并探究其天体生物学的启示。星际介质普遍存在有机分子，指示宇宙空间中的有机物具有普遍性，并非地球或太阳系独有。碳质球粒陨石中发现羧酸、氨基酸、醇醛酮等有机物种类。随着深空探测技术的发展，火星大气中检测到甲烷的波动，土卫六表面广泛覆盖的液态碳氢化合物，彗星上探测到甘氨酸，小行星返回样品中发现存在氨基酸，这些研究指示太阳系可能广泛分布着有机物，为探寻地外生命和揭示生命起源提供了重要线索。

关键词：地外有机物化学组成太阳系生命起源天体生物学

火星感应磁层边界不稳定性研究:K-H波及其产生的磁通量绳

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地球物理学报 2024年第9期67卷 3301-3310页

作者：吴放葛亚松黄灿王磊杜爱民中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院深地资源装备技术工程实验室北京100029 中国科学院地球科学研究院北京100029 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049

火星感应磁层边界的等离子体不稳定性,如边界层处速度剪切激发的Kelvin-Helmholtz(K-H)不稳定性,对火星感应磁层结构和磁层离子输运过程具有重要的影响.本文利用Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN(MAVEN)卫星搭载的Magnetometer(M... 详细信息

火星感应磁层边界的等离子体不稳定性,如边界层处速度剪切激发的Kelvin-Helmholtz(K-H)不稳定性,对火星感应磁层结构和磁层离子输运过程具有重要的影响.本文利用Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN(MAVEN)卫星搭载的Magnetometer(MAG)和Super Thermal and Thermal Ion Composition(STATIC)仪器所提供的磁场和等离子数据,分析了2018年5月21日火星感应磁层边界处观测到的K-H不稳定性事件,发现在磁场、重离子通量、离子成分与密度、和离子速度上存在五个连续的准周期变化,估算K-H波的周期为~100 s,同时在其中两个K-H涡旋内发现了磁通量绳结构.磁通量绳的轴向方向与边界层法向准垂直,且其中的离子成分与涡旋内电离层等离子体成分接近,表明此处的磁通量绳有可能是在K-H波的发展过程中形成.磁通量绳的整体速度也远大于此处的离子逃逸速度,这可能导致重离子O^(+)和O_(2)^(+)从火星大气中快速逃逸.

关键词： K-H不稳定性磁通量绳大气逃逸

中非新元古代造山带钴超常富集研究进展与展望

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岩石学报 2024年第10期40卷 3037-3054页

作者：刘天宇邱正杰周伶俐胡乔帆莫江平曾庆栋范宏瑞中国科学院矿产资源研究重点实验室中国科学院地质与地球物理研究所北京100029 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 阿姆斯特丹自由大学地球科学系阿姆斯特丹1081 HV 中国有色桂林矿产地质研究院有限公司桂林541004

钴被誉为“低碳能源金属”,是我国乃至全球急缺的关键金属矿产。中非新元古代铜钴矿带内的沉积岩容矿型铜钴矿床每年为全球提供了60%以上的钴金属产量,是研究钴超常富集的最佳区域。前人对该矿带的研究主要聚焦于铜的成矿作用,然而该矿... 详细信息

钴被誉为“低碳能源金属”,是我国乃至全球急缺的关键金属矿产。中非新元古代铜钴矿带内的沉积岩容矿型铜钴矿床每年为全球提供了60%以上的钴金属产量,是研究钴超常富集的最佳区域。前人对该矿带的研究主要聚焦于铜的成矿作用,然而该矿带内的铜矿床并非都伴生钴,目前对伴生钴的来源-富集过程及其与沉积、成岩、造山作用的成因联系仍缺乏系统研究。本文综述了中非铜钴矿带内沉积岩容矿型铜钴矿床主要研究进展及存在问题,认为超大陆裂解过程改变了中非铜钴矿带的沉积盆地环境,使得钴在沉积地层中发生初始预富集,此外古气候条件,包括增氧事件和冰川事件,也可能对该矿带内的大规模钴的聚集产生了积极作用。新元古代造山作用重新活化沉积地层呈分散分布的钴元素,导致钴的进一步富集。因此,中非铜钴矿带中的钴超常富集是大气-地球-水圈-生物圈之间长期相互作用而形成的成矿效应。在矿床尺度,深入理解沉积岩容矿型铜钴矿床的形成过程,有助于在中非铜钴矿带,甚至在全球其他有利沉积盆地内,勘探更多的钴资源。

关键词：新元古代造山带钴超常富集沉积岩容矿型铜钴矿床中非铜钴矿带

橄榄石微量元素:分析、地球化学行为与地球科学应用

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岩石学报 2024年第10期40卷 3160-3190页

作者：毛亚晶吴石头贾丽辉秦克章翟明国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 中国科学院地质与地球物理研究所矿产资源研究重点实验室北京100029

橄榄石化学成分记录了幔源岩浆性质、结晶演化、喷发速率等重要信息。近十年来,橄榄石微量元素分析技术飞速进步,积累了丰富的数据。本文系统综述了电子探针和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱法在橄榄石微量元素分析领域的最新研究进展,... 详细信息

橄榄石化学成分记录了幔源岩浆性质、结晶演化、喷发速率等重要信息。近十年来,橄榄石微量元素分析技术飞速进步,积累了丰富的数据。本文系统综述了电子探针和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱法在橄榄石微量元素分析领域的最新研究进展,总结了橄榄石中微量元素的分配系数与扩散系数等地球化学行为,分析了全球不同岩石单元的橄榄石微量元素特征,重点介绍了岩浆铜镍矿床中橄榄石微量元素的研究进展。实验岩石学表明,控制元素在橄榄石中分配系数的主要因素有温度、压力、岩浆成分等,且不同微量元素行为的主控因素各不相同。在确定的温压条件下,橄榄石中多数元素的配分可由晶格应变模型预测,而Ni、Co和轻稀土元素主要受晶体场效应和结晶动力学控制。橄榄石中元素的扩散速率由快到慢依次为:H和Li(快)→Fe-Mg-Ni(中等)→Ca(较慢)→P-O-Si(慢)。对比全球不同岩石单元中橄榄石微量元素得出:(1)火山岩系列的科马提岩-苦橄岩-玄武岩中橄榄石的Fo值和Ni、Cr、Al、Mn等元素呈演化趋势,但在二元相关性图中不同岩石类型间存在较大重叠区域,机器学习等多维分析手段可大大提升分类准确率;(2)地幔橄榄岩与侵入岩系列(地壳堆晶岩)中的橄榄石微量元素特征相近,难以使用单元素指标区分,例如常用的Ca亏损;(3)碳酸岩中橄榄石的Ni、Mn含量有别于其他岩石,可能与其来源和元素在橄榄石-碳酸岩熔体中特殊的分配行为有关;(4)石榴子石地幔橄榄岩与尖晶石地幔橄榄岩的橄榄石微量元素存在一定差异,橄榄石V/Sc比值和Fe-Mg-Mn-Ca-Ni含量是判别地幔橄榄岩类型和来源深度的重要变量。岩浆铜镍矿床橄榄石微量元素的研究进展有:(1)堆晶-后堆晶阶段再平衡作用驱使Ca-Cr-Al元素向其他矿物迁移,使橄榄石普遍亏损上述元素;(2)橄榄石Ni-Co变化可记录其与硫化物的元素交换反应,Ni-Co正相关可用于指示岩体深边部的找矿潜力;(3)与硫化物共生橄榄石的Ni富集(>5000×10^(-6))或亏损(研究与突破方向有:堆晶-后堆晶阶段元素行为、多元素-多矿物扩散联合限定岩浆时空演化、机器学习判别橄榄石成因类型与镁铁-超镁铁岩体含矿性、挥发份与新兴非传统金属稳定同位素等。

关键词：橄榄石微量元素地球化学行为元素扩散地幔岩浆铜镍矿床

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碳酸岩研究进展

岩石学报 2024年第3期40卷 1003-1022页

作者：尹淑苹谢玉玲侯增谦曲云伟北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 中国地质科学院地质研究所北京100037

碳酸岩(carbonatite)一词自首次被提出至今已有一百多年的历史,它是一种神秘而颇具争议的岩石类型。碳酸岩富含碳酸盐矿物,通常与基性、超基性或碱性硅酸盐岩伴生形成碳酸岩-硅酸盐岩杂岩体,具有独特的化学成分和矿物学特征并具有承载... 详细信息

碳酸岩(carbonatite)一词自首次被提出至今已有一百多年的历史,它是一种神秘而颇具争议的岩石类型。碳酸岩富含碳酸盐矿物,通常与基性、超基性或碱性硅酸盐岩伴生形成碳酸岩-硅酸盐岩杂岩体,具有独特的化学成分和矿物学特征并具有承载重要经济矿床的能力。在过去的几十年里,碳酸岩的研究在岩石成因及岩浆起源、地球化学与地质年代学、高温高压实验、与碳酸岩相关的经济矿产、碳酸岩型稀土矿床中稀土元素的富集分异及成矿机理等领域取得了巨大进步。本文从碳酸岩的定义与分类、成岩背景与时空分布、岩石学特征及矿物组成、岩浆起源及演化过程以及与碳酸岩相关的矿产资源等方面对碳酸岩的研究进展进行了综述与评论,提出从成因角度探索碳酸岩分类方案的必要性,总结和梳理了我国目前发现的碳酸岩的产地和分布特征,并认为碳酸岩岩浆与硅酸盐岩浆演化具有差异性,应重视对碳酸岩岩浆演化过程中熔体-流体过渡阶段的研究。最后从文献计量学角度利用大数据和可视化手段对来自Scopus数据库的近十年以“carbonatite”为检索词的近千篇文献进行了可视化分析,总结归纳了碳酸岩现阶段的研究热点,并对未来碳酸岩的研究趋势进行了展望。

关键词：碳酸岩定义与分类时空分布岩石矿物学特征岩浆经济矿产

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冀东高板河矿床硫同位素特征及其对高于庄组硫化物及锰矿石成矿机制的约束

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岩石学报 2024年第1期40卷 267-281页

作者：高兆富朱祥坤中国地质科学院地质研究所自然资源部同位素地质重点实验室北京100037

河北兴隆县高板河矿床是我国典型的中元古代喷流-沉积(SEDEX)型多金属硫化物矿床,其矿石及赋存围岩类型多样,目前不同类型矿石的主导成矿机制及其成因关系尚存争议。本文聚焦该矿床代表性矿石的硫同位素特征,发现与富锰黑色页岩密切相... 详细信息

河北兴隆县高板河矿床是我国典型的中元古代喷流-沉积(SEDEX)型多金属硫化物矿床,其矿石及赋存围岩类型多样,目前不同类型矿石的主导成矿机制及其成因关系尚存争议。本文聚焦该矿床代表性矿石的硫同位素特征,发现与富锰黑色页岩密切相关的条带状/纹层状黄铁矿矿石和含锰白云岩赋矿的块状、浸染状及脉状硫化物矿石的硫同位素组成呈明显的两端元分布特征:前者主要由自形程度较好的黄铁矿微晶组成,相对富集重的硫同位素(δ34 S值在+6.7‰~+27.1‰之间);而后者以粗粒他形黄铁矿为主,硫同位素组成明显偏轻(δ34 S值总体在-10.0‰~+5.0‰之间)。不同于传统SEDEX模型强调局限盆地硫化水体环境,本文结合前人对该时期海平面及沉积相变化的认识,提出高板河矿化是海侵向海退转化过程中局部热液喷流活动加强的产物。底板黑色页岩上覆于浅水台地相碳酸盐岩地层以及其下部赋存白云质结核等地质证据指示该套富锰黑色页岩属于海侵成因。海侵过程使得潮下带深水区域形成局部硫化水体环境,低浓度海水硫酸盐几乎完全被还原,使得具有明显沉积特征的条带状/纹层状黄铁矿矿石富集重的硫同位素,其δ34 S平均值与前人报道的同时期海水硫酸盐硫同位素组成基本一致。相比之下,含锰碳酸盐岩中大量叠层石出现、硫化物矿层的下伏围岩由黑色页岩横向上过渡为碳酸盐岩的“穿时”特征共同指示层状矿体形成于海侵向海退转换过程中的沉积相突变带。同时,广泛发育的热液交代等地质特征指示碳酸盐岩中硫化物成矿过程中热液活动加强,由于潮间带碳酸盐岩沉积-早期成岩环境中硫酸盐浓度较高,水岩界面附近发生硫酸盐热化学还原作用产生较大的硫同位素分馏,因此碳酸盐岩赋矿的块状、浸染状及脉状矿石的硫同位素相比海水硫酸盐明显偏轻。综上所述,高板河矿床是喷流沉积和热液交代两种方式成矿的产物,成矿过程伴随着海侵向海退转换中发生的沉积相变,不同类型矿石硫同位素组成差异是由于不同水深条件下海水硫酸盐浓度差异导致的硫酸盐还原过程产生不同程度分馏的结果。本次研究为研究高于庄组二段所赋存的硫化物及锰矿石成矿过程提供了有效约束。

关键词：高板河 SEDEX 中元古代硫化物硫同位素

低钼锡比催化剂中钼的价态对甲醇氧化制甲缩醛反应性能的影响

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燃料化学学报（中英文） 2024年第1期52卷 38-46页

作者：王佳高秀娟宋法恩张俊峰王晓星张涛谭猗生韩怡卓张清德中国科学院山西煤炭化学研究所煤转化国家重点实验室山西太原030001 中国科学院大学北京100049 中国科学院洁净能源创新研究院辽宁大连116023

采用两步水热合成法制备了一系列低Mo/Sn比(1∶20,物质的量比)催化剂,并考察了锡前驱体焙烧温度对甲醇氧化制甲缩醛反应性能的影响。通过XRD、Raman、FT-IR、XPS、NH_(3)-TPD及H_(2)-TPR等表征手段对催化剂的晶体结构、表面性质、氧化... 详细信息

采用两步水热合成法制备了一系列低Mo/Sn比(1∶20,物质的量比)催化剂,并考察了锡前驱体焙烧温度对甲醇氧化制甲缩醛反应性能的影响。通过XRD、Raman、FT-IR、XPS、NH_(3)-TPD及H_(2)-TPR等表征手段对催化剂的晶体结构、表面性质、氧化还原性及钼物种价态等进行了分析。结果表明,在Mo1Sn20-600℃Sn催化剂上,反应温度为140℃时,甲醇转化率及甲缩醛选择性分别达30.0%及90.0%。锡前驱体焙烧温度的变化主要影响了Mo1Sn20催化剂的结构、钼物种的价态及存在状态,进而影响其催化活性;高温焙烧的锡前驱体更有利于Mo1Sn20催化剂中甲醇活化的活性位点Mo^(6+)物种的生成。

关键词：甲醇低温氧化甲缩醛 Mo1Sn20催化剂 Mo^(6+)物种

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

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地质学报 2024年

作者：张佳慧闫臻薛传东俞良军魏爱英付长垒王维王宇周红琳中国科学院地质与地球物理研究所昆明理工大学地球科学系中国地质科学院地质研究所

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... 详细信息

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。

关键词：石炭纪—中二叠世沉积-古地理环境物源分析富Li黏土岩牛首山古陆滇中盆地