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东天山帕尔塔格西铜矿床成矿斑岩体年代学、地球化学特征及其意义

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大地构造与成矿学 2025年第1期49卷 117-129页

作者：朱宝彰柳献军王核邢春辉王振宏高昊白洪阳黄亮王堃宇中国科学院广州地球化学研究所矿物学与成矿学重点实验室广东广州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 新疆地质矿产科技开发有限责任公司新疆乌鲁木齐830000 北京探创资源科技有限公司北京100166

东天山地区的帕尔塔格西铜矿床位于小热泉子石炭纪岛弧带上。本次研究对帕尔塔格西铜矿床的成矿岩体花岗闪长斑岩开展了岩石学、地球化学及同位素年代学分析。锆石U-Pb年代学研究,显示其形成年龄为338.5±1.6 Ma(MSWD=0.92, n=47),属晚... 详细信息

东天山地区的帕尔塔格西铜矿床位于小热泉子石炭纪岛弧带上。本次研究对帕尔塔格西铜矿床的成矿岩体花岗闪长斑岩开展了岩石学、地球化学及同位素年代学分析。锆石U-Pb年代学研究,显示其形成年龄为338.5±1.6 Ma(MSWD=0.92, n=47),属晚石炭世。帕尔塔格西花岗闪长斑岩具有高SiO2(69.16%~72.88%)、Al_(2)O_(3)(13.84%~14.76%)、Na_2O(4.02%~4.28%)、Sr(594~681μg/g)含量和Sr/Y值(77~84)以及低的Y(学和地球化学研究同时结合前人研究成果认为,该花岗闪长斑岩形成于古亚洲洋向北俯冲的构造背景之下,其岩浆源区俯冲板片发生部分熔融形成的熔体向上迁移并交代地慢楔,岩浆随后上侵至地表形成了具有埃达克岩特征的花岗闪长斑岩及其对应的斑岩矿化。

关键词：锆石U-Pb年龄埃达克岩岛弧火山岩帕尔塔格西铜矿床东天山

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高温地质过程硅同位素分馏作用:研究进展与展望

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地球化学 2025年

作者：欧阳一帆郭锋中国科学院广州地球化学研究所同位素地球化学国家重点实验室中国科学院大学

硅（Si）是地球上丰度第三高的元素，存在三个稳定同位素(28Si、29Si和30Si)。由于3个同位素之间存在较大的质量差异，在地质过程中容易发生同位素分馏作用。前人研究表明，岩浆演化过程会导致Si同位素的平衡分馏，即高硅较低硅岩... 详细信息

硅（Si）是地球上丰度第三高的元素，存在三个稳定同位素(28Si、29Si和30Si)。由于3个同位素之间存在较大的质量差异，在地质过程中容易发生同位素分馏作用。前人研究表明，岩浆演化过程会导致Si同位素的平衡分馏，即高硅较低硅岩石具有更重的硅同位素组成(如δ30Si)。尽管如此，由于Si仅具有一种价态(Si4+)，而且Si不容易形成挥发性化合物，因此相对于低温环境下的分馏，硅在高温环境下的同位素分馏程度有限。随着处理方法和分析仪器的发展（碱熔法、LA-MC-ICP-MS和SIMS原位矿物分析等），高精度Si同位素(δ29/30Si)分析取得了长足进步，分析精度（2SD）已优化到0.10‰，能够探测到高温地质过程中发生的细微硅同位素分馏。与此同时，矿物原位Si同位素分析技术的发展为开展硅同位素在固体地球科学的应用提供了技术支撑。近年来，硅同位素地球化学在高温地质领域的应用取得了许多进展和突破，如太阳系星云形成与演化、冥古代水–岩作用记录、太古代TTG成因和俯冲带物质循环过程等。本文简单回顾了硅同位素地球化学性质、硅同位素测试方法的发展和近十年来运用硅同位素示踪高温地质过程等方面的研究进展，并对高温岩浆过程中硅同位素分馏的应用前景和未来研究方向进行了展望。

关键词：硅同位素同位素分馏高温地质过程进展与展望

再循环碳酸盐对蒙古国中部新生代玄武岩成因的影响:来自Mg-Zn同位素证据

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大地构造与成矿学 2025年第1期49卷 142-162页

作者：王升鹏任钟元 Tserendash Narantsetseg 张庆霖中国科学院广州地球化学研究所同位素地球化学国家重点实验室广东广州510640 中国科学院深地科学卓越创新中心广东广州510640 中国科学院大学北京100049 蒙古科学院地质研究所乌兰巴托15160蒙古

玄武岩熔岩中的轻δ^(26)Mg和重δ^(66)Zn特征通常被认为是来自随板片俯冲进入并改造地幔的再循环碳酸盐组分,使得Mg-Zn同位素成为示踪再循环碳酸盐的强有力的工具。为了查明蒙古-鄂霍茨克洋俯冲可能携带的再循环碳酸盐物质及其对蒙古... 详细信息

玄武岩熔岩中的轻δ^(26)Mg和重δ^(66)Zn特征通常被认为是来自随板片俯冲进入并改造地幔的再循环碳酸盐组分,使得Mg-Zn同位素成为示踪再循环碳酸盐的强有力的工具。为了查明蒙古-鄂霍茨克洋俯冲可能携带的再循环碳酸盐物质及其对蒙古国中部新生代玄武岩同位素和地球化学成分的控制作用,本文报道了来自蒙古-鄂霍茨克缝合带北部的蒙古国中部(Jargalant、Tariat、Togo和Orhon)新生代碱性玄武岩的Mg-Zn同位素组成。这些玄武岩整体上具有低的δ^(26)Mg值(-0.43‰~-0.28‰)和高的δ^(66)Zn值(0.33‰~0.52‰),显著低于地幔Mg同位素(平均δ^(26)Mg=-0.25‰±0.04‰)和高于地幔Zn同位素组成(平均δ^(66)Zn=0.18‰±0.05‰)。Mg-Zn同位素异常不能通过地表过程、岩浆分异演化及同位素扩散效应来解释,而是与碳酸盐化辉石岩部分熔融产生的同位素分馏效应相吻合。Mg-Zn-Sr同位素模拟结果表明,当辉石岩源区加入约5%~10%的再循环富镁碳酸盐可以很好地解释玄武岩的低δ^(26)Mg和高δ^(66)Zn特征。鉴于本次研究的火山区均位于蒙古-鄂霍茨克缝合带附近,再循环碳酸盐最可能来自古生代-中生代俯冲的蒙古-鄂霍茨克洋壳。玄武岩同位素和地球化学成分从南向北依次变化,即δ^(26)Mg、^(87)Sr/^(86)Sr、Ti/Ti^(*)和Hf/Hf^(*)值依次降低,δ^(66)Zn、Sm/Yb和La/Yb值依次升高。因此认为,随着俯冲深度的增加,更多的菱镁矿从俯冲板片释放。蒙古国中部新生代玄武岩的化学成分和同位素组成的变化主要受熔融深度和白云石/菱镁矿比例的共同控制。

关键词：玄武岩 Mg-Zn同位素再循环碳酸盐蒙古国中部蒙古-鄂霍次克洋

西昆仑稀有金属成矿带成矿大地构造背景:来自琅达板岩体的地球化学制约

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地球化学 2025年第1期54卷 89-99页

作者：刘铮闫庆贺王核高昊刘好云南大学地球科学与工程学院云南昆明650500 云南省关键矿产成矿过程和机制国际联合实验室云南昆明650500 中国科学院广州地球化学研究所矿物学与成矿学重点实验室广东广州510640

琅达板岩体位于西昆仑造山带西端康西瓦构造带南侧的木吉地区,该岩体主要岩性为石英二长岩,锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果显示,^(206)Pb/238U加权平均年龄为214.3±0.8 Ma,表明其侵位于晚三叠世。琅达板石英二长岩是钾玄质岩石且具有强过... 详细信息

琅达板岩体位于西昆仑造山带西端康西瓦构造带南侧的木吉地区,该岩体主要岩性为石英二长岩,锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果显示,^(206)Pb/238U加权平均年龄为214.3±0.8 Ma,表明其侵位于晚三叠世。琅达板石英二长岩是钾玄质岩石且具有强过铝质的组分;轻、重稀土元素分异明显,稀土元素配分模式呈轻稀土元素富集的右倾型,重稀土元素分异不明显(Dy_(N)/Yb_(N)=1.24~1.66),具有中等Eu负异常(δEu=0.59~0.77);微量元素蛛网图呈现显著的Ba、Nb、Sr、P和Ti负异常。琅达板岩体具有显著的弧岩浆特征,其形成可能与乔尔天山古特提斯洋的北向俯冲有关。西昆仑稀有金属伟晶岩成矿带的侵位时间为209~204 Ma,稍晚于琅达板岩体,也比麻扎-康西瓦古特提斯洋盆闭合时间晚,但早于乔尔天山古特提斯洋盆闭合时间。结合成矿带的大地构造位置以及前人研究成果,认为西昆仑稀有金属伟晶岩成矿带可能形成于麻扎-康西瓦古特提斯洋盆闭合以后的后碰撞和乔尔天山古特提斯洋北向俯冲的复合大地构造环境。

关键词：琅达板岩体 S型花岗岩构造背景晚三叠世西昆仑稀有金属成矿带

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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)

地质环境的地球化学研究——贺“环境地质学的出现”发表30周年暨中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室成立10周年

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第四纪研究 2002年第6期22卷 589-594页

作者：万国江中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室贵阳550002

1972年刘东生院士撰文发表了“环境地质学的出现”。中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室于 1992年正式成立。刘东生院士的环境地质学学术观点聚焦于 :环境地质学发展的动力源于社会需要、地球环境系统的整体性及其与... 详细信息

1972年刘东生院士撰文发表了“环境地质学的出现”。中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室于 1992年正式成立。刘东生院士的环境地质学学术观点聚焦于 :环境地质学发展的动力源于社会需要、地球环境系统的整体性及其与人类关系的相互依存性。 30年来 ,地质环境的地球化学研究以区域环境质量和全球环境变化两大科学问题作为基本目标 ,经历了调查评价、区域综合和界面机理 3个发展阶段 ,研究重点是典型区域环境演化的发生学原理、谱系特征以及健康和生态效应。云贵高原地质环境的特殊性显示出青藏隆起对周边现代环境的影响。环境地质学以“地质学与人类”为宗旨 ,将在 2 1世纪为人类谋求更多的福利。

关键词：地质环境地球化学环境地球化学国家重点实验室云贵高原青藏高原人类

柴北缘盐场北山含铜镍矿镁铁-超镁铁岩体的源区特征及构造背景

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矿物学报 2025年

作者：袁萌柏中杰陈列锰于宋月马博骋邵继中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室中国科学院大学青海省核工业地质局

盐场北山含岩浆铜镍矿矿化镁铁-超镁铁岩体位于柴达木北缘造山带西部，侵位于古元古界金水口群变质地层中，是柴达木盆地晚二叠世到早三叠世岩浆铜镍矿成矿事件中矿化规模最大的岩体。该岩体主要由橄榄二辉岩、二辉橄榄岩和辉长岩组成... 详细信息

盐场北山含岩浆铜镍矿矿化镁铁-超镁铁岩体位于柴达木北缘造山带西部，侵位于古元古界金水口群变质地层中，是柴达木盆地晚二叠世到早三叠世岩浆铜镍矿成矿事件中矿化规模最大的岩体。该岩体主要由橄榄二辉岩、二辉橄榄岩和辉长岩组成。锆石U-Pb定年结果表明，盐场北山岩体年龄为～250 Ma。岩石地球化学具有典型的弧岩浆岩特征，亏损高场强元素（HFSE,Nb、Ta、Ti），富集大离子亲石元素（LILE,K、U、Pb），这表明岩体形成于俯冲阶段，与区域内同期的花岗质岩体、火山岩和镁铁-超镁铁侵入岩的构造背景一致。盐场北山岩体具有较富集的Sr-Nd同位素组成，εNd（t）在–5.5～0.5之间，(87Sr/86Sr)i值范围为0.7043～0.7102，表明岩浆源区存在俯冲物质贡献，并且岩浆在演化过程中混染了约10%的金水口群物质。单斜辉石成分分析表明，母岩浆属于拉斑系列岩浆，含水量（1%～3.5%）显著高于正常洋中脊玄武岩岩浆（0.1%～0.4%）岩浆，但低于弧玄武质岩浆（2%～8%）。综合上述证据，本文推测盐场北山镁铁-超镁铁岩体形成于弧后伸展背景，岩浆源区为受到俯冲板块熔体和流体交代的软流圈地幔。

关键词：盐场北山岩浆铜镍矿床弧后盆地 Sr-Nd同位素单斜辉石柴北缘造山带

水银洞卡林型金矿载金黄铁矿含砷环带特征及砷赋存状态

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矿物岩石 2025年

作者：徐亮鲜海洋杨文淋朱建喜中国科学院广州地球化学研究所中国科学院矿物与成矿重点实验室/广东省矿物物理与材料研究开发重点实验室成都理工大学材料与化学化工学院

卡林型金矿中金主要以“不可见”金的形式赋存于含砷黄铁矿。黄铁矿中As的含量限制着以固溶体形式进入晶格的Au含量，As的掺入对黄铁矿的晶体结构和卡林型金矿中“不可见”金的形成机制的影响亟待研究。本文以贵州水银洞金矿作为典型卡... 详细信息

卡林型金矿中金主要以“不可见”金的形式赋存于含砷黄铁矿。黄铁矿中As的含量限制着以固溶体形式进入晶格的Au含量，As的掺入对黄铁矿的晶体结构和卡林型金矿中“不可见”金的形成机制的影响亟待研究。本文以贵州水银洞金矿作为典型卡林型矿床进行研究，利用扫描电镜（SEM）结合背散射（BSE）、电子背散射衍射（EBSD）、电子探针（EPMA）、聚焦离子束（FIB）以及三维电子衍射（3DED）技术等手段，对载金黄铁矿的含砷环带特征及砷赋存状态进行研究，发现大颗粒黄铁矿通常存在低As多孔的沉积-成岩黄铁矿核心和As震荡环带，反映了成矿流体的周期性剧烈波动；小颗粒黄铁矿的含砷环带大多为1-2层，且含砷环带的外侧As含量逐步降低，与高Au区域耦合；含As震荡环带的晶体取向与核部一致，说明了环带为核部黄铁矿外延生长形成；含砷黄铁矿中的As主要呈随机替代S位置的形式进入黄铁矿的晶格，黄铁矿晶格的整体结构并不发生改变，但由于Fe-S（As）键长、S（As）-S（As）键长均随As含量的增加而变大，黄铁矿的晶胞参数随之变大，其相关性为a0（?）=5.415 + 0.031 × CAs（at%）。含砷黄铁矿的晶胞参数变大为Au替代进入黄铁矿晶格提供了空间，提高了Au在黄铁矿晶格中的稳定性。

关键词：卡林型金矿水银洞金矿含砷黄铁矿含砷环带不可见金

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花岗岩型稀土矿床研究进展

矿物学报 2025年

作者：韩泽恩邓昌州田振东杨毕政曾小慧张兴敏毛光周山东科技大学地球科学与工程学院中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室

关键矿产资源在新兴产业中具有需求量大和不可替代的特点，是国际社会关注的焦点之一。花岗岩型稀土矿床产出大量Nb、Ta、REE等关键矿产资源，梳理该类型矿床的最新研究进展，对深入认识该类型矿床的成矿理论和未来找矿预测研究具有重... 详细信息

关键矿产资源在新兴产业中具有需求量大和不可替代的特点，是国际社会关注的焦点之一。花岗岩型稀土矿床产出大量Nb、Ta、REE等关键矿产资源，梳理该类型矿床的最新研究进展，对深入认识该类型矿床的成矿理论和未来找矿预测研究具有重要意义。本文通过总结国内外花岗岩型稀土矿床文献资料，发现该类矿床主要分布在板块内部环境，少数分布于板块边缘。该类型矿床的成矿年龄跨度较大，阜平期至喜山期均有成矿，其中印支期和燕山期成矿规模较大。该类矿床的成矿岩体常由碱性花岗岩或高演化花岗岩组成。它们的岩石地球化学通常显示A型花岗岩的特征，强亏损Ba、Sr和Eu，富集Th、U、Nb、Ta、和Zr等元素。稀土元素配分模式为典型的“海鸥型”，轻重稀土均富集，常具有四分组效应。研究认为，成矿花岗岩的岩浆源区包括地幔和下地壳两种。幔源岩浆形成于大陆裂谷、剪切带和俯冲带环境，壳源岩浆的形成则与碰撞后或弧后的拉伸环境有关。成矿流体演化包含岩浆阶段、岩浆-热液过渡阶段和热液阶段。岩浆阶段主要为云母、角闪石、斜长石和碱性长石等矿物主导的岩浆结晶分异作用。岩浆-热液阶段主要为富F流体的出溶及岩浆-热液的相互作用。热液阶段主要包括矿物的交代蚀变作用，常形成钠长石化、霓石化和硅化等。该类矿床的形成机制可归纳为岩浆熔体的结晶分异作用和热液流体的交代蚀变作用两种。而成矿模式可总结为三类：第一类为幔源玄武质岩浆经高度结晶分异演化后成矿；第二类以壳源物质为主导，下地壳部分熔融后经岩浆分异和热液交代后成矿；第三类在洋壳俯冲背景下，洋壳流体交代诱发岩石圈地幔部分熔融，幔源岩浆向上迁移经岩浆分异和热液交代成矿。

关键词：花岗岩型稀土矿床时空分布地球化学成矿流体演化成矿机制