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滇西保山地块西缘象达岩基晚白垩世花岗岩成因及其大地构造意义

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大地构造与成矿学 2025年第1期49卷 178-193,I0011-I0013页

作者：彭世利彭头平范蔚茗刘用民武利民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 中国科学院大学北京100049 中国科学院青藏高原研究所北京100101

腾冲和保山地块广泛分布晚白垩世岩浆岩,主要集中于腾冲地块中部和保山地块西缘的龙陵-象达-平河地区,关于其岩浆起源、成岩构造背景、动力学机制以及其与新特斯洋演化的关系一直以来没有得到很好的约束。本文对滇西保山地块西缘象达岩... 详细信息

腾冲和保山地块广泛分布晚白垩世岩浆岩,主要集中于腾冲地块中部和保山地块西缘的龙陵-象达-平河地区,关于其岩浆起源、成岩构造背景、动力学机制以及其与新特斯洋演化的关系一直以来没有得到很好的约束。本文对滇西保山地块西缘象达岩基晚白垩世花岗进行了详细的岩石学、锆石U-Pb年代学、Hf同位素和全岩地球化学研究。年代学研究结果表明,象达岩基晚白垩世花岗形成于~91 Ma、~83 Ma和~76 Ma;矿物组成和主量元素组成上,象达岩基晚白垩世花岗岩普遍发育白云母,具高SiO_(2)含量和总碱含量,以及高铝饱和指数(A/CNK>1.21),低P_(2)O_(5)、MgO、TiO_(2)含量等特征,属于高分异的S型花岗岩。微量元素组成特征和富集的锆石Hf同位素组成表明,象达岩基晚白垩世花岗岩是古老的上地壳泥质岩石脱水部分熔融,并经历斜长石、磷灰石和含钛铁矿物分离结晶作用的产物。基于前人对青藏高原和滇西地区班公湖-怒江中特提斯洋演化过程的研究结果,滇西保山地块西缘象达岩基晚白垩世100~70Ma的花岗岩应该是新特提斯洋板片俯冲的产物。综合分析显示,腾冲-保山地块晚白垩世岩浆作用具多幕次爆发性特点,这些多幕次的岩浆爆发作用是新特提斯洋壳板片俯冲角度多期次调整的结果。

关键词：晚白垩世 S型花岗岩保山地块西缘新特提斯洋板块俯冲

单个流体包裹体成分激光剥蚀原位分析方法及其在矿床学中的应用

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大地构造与成矿学 2025年第1期49卷 130-141页

作者：高振丽杨武斌屈潘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/广东省矿物物理与材料研究开发重点实验室广东广州510640

流体包裹体是矿物晶体生长过程中或生长后被捕获的微小珠滴,可以直接保存有关古流体的物理和化学信息,被广泛应用于矿床学研究。单个流体包裹体激光剥蚀分析能够原位测量流体包裹体中的多种元素组成,是有效检测成矿流体组成的重要分析手... 详细信息

流体包裹体是矿物晶体生长过程中或生长后被捕获的微小珠滴,可以直接保存有关古流体的物理和化学信息,被广泛应用于矿床学研究。单个流体包裹体激光剥蚀分析能够原位测量流体包裹体中的多种元素组成,是有效检测成矿流体组成的重要分析手段,目前主要有LA-ICP-MS、LIBS和LA-ICP-AES等方法,其中以LA-ICP-MS的优势最为明显。本文对流体包裹体原位分析过程中包裹体选择策略、包裹体剥蚀方法、检测测量方法及其定量计算原理等方面的研究进展进行综述,并认为光谱和质谱的联用分析技术可以有效地提高分析精确度和准确度,是未来单个流体包裹体原位分析应该重点发展的方向。同时,总结了近年来单个流体包裹体成分分析在矿床学研究中的重要应用和贡献,包括成矿流体的来源、成矿元素的迁移和沉淀过程。

关键词：流体包裹体微区分析激光剥蚀电感耦合等离子质谱仪激光诱导击穿光谱仪

构造火山作用对辽西早白垩世九佛堂组沉积环境的影响——以燕山科学钻探YSDP-1钻孔为例

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地球化学 2025年第1期54卷 126-140页

作者：蔡士玺韦刚健胡建芳曾提徐义刚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 中国科学院大学北京100049 中国科学院广州地球化学研究所有机地球化学国家重点实验室广东广州510640

构造火山作用与沉积环境的耦合规律是揭示深地过程对地球表层系统及生命演化调控作用的关键。辽西九佛堂组发育巨厚的富有机质泥页岩,保存大量精美的热河生物群化石,其沉积环境受到华北克拉通破坏导致的大量构造火山作用影响,是探索这... 详细信息

构造火山作用与沉积环境的耦合规律是揭示深地过程对地球表层系统及生命演化调控作用的关键。辽西九佛堂组发育巨厚的富有机质泥页岩,保存大量精美的热河生物群化石,其沉积环境受到华北克拉通破坏导致的大量构造火山作用影响,是探索这一科学问题的良好研究对象。本文通过对燕山科学钻探YSDP-1钻孔中九佛堂组沉积岩矿物组成、主量、微量元素和有机质含量等进行综合分析。结果表明,九佛堂组沉积岩包含火山碎屑岩、凝灰岩及经风化搬运沉积的细粒沉积岩,它们均为与中酸性火山岩有关的长英质物源,指示其来源于同一构造背景下的火山-沉积作用,主要受古太平洋板块俯冲作用控制。每次构造伸展活动会导致盆地加深,并伴随火山灰和火山碎屑流等物质输入。火山灰输入为湖泊带来大量营养物质,藻类勃发导致初级生产力增大,沉降大量有机质消耗底层水氧气,导致缺氧环境,进而使大量有机质被保存,形成富有机质油页岩,并且促进了热河生物群化石的保存;而在半深湖区域火山碎屑流携带大量溶解氧进入,导致湖泊底层水体氧化,进而稀释甚至中断有机质的沉积。这些不同火山物质输入的差异作用形成了九佛堂组复杂的火山-沉积地层。

关键词：构造火山活动九佛堂组物源示踪沉积环境华北克拉通破坏

南海北缘IODP U1502B钻孔蚀变洋壳的热液作用特征及对海盆初始张裂过程的启示

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大地构造与成矿学 2025年第1期49卷 194-205页

作者：郑长声黄小龙杨帆于洋丁兴朱圣柱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深地科学卓越创新中心广东广州510640 南方海洋科学与工程广东省实验室(广州) 广东广州511458 中国科学院大学北京100049

本文对国际大洋发现计划(IODP)在南海北缘洋陆过渡带的U1502B钻孔下部的蚀变玄武岩进行了岩石学和矿物研究。按蚀变矿物的类型及含量样品可分为轻度(蚀变矿物含量80%)蚀变玄武岩;随着蚀变程度增加,蚀变玄武岩的CaO含量显著降低。轻度和... 详细信息

本文对国际大洋发现计划(IODP)在南海北缘洋陆过渡带的U1502B钻孔下部的蚀变玄武岩进行了岩石学和矿物研究。按蚀变矿物的类型及含量样品可分为轻度(蚀变矿物含量80%)蚀变玄武岩;随着蚀变程度增加,蚀变玄武岩的CaO含量显著降低。轻度和中度蚀变玄武岩的主要蚀变矿物组合为“富Fe绿泥石+钠长石+石英”,并含少量的“绿帘石+碳酸盐+阳起石”,应经历了主要温度范围为280~340℃的高温热液作用。重度蚀变玄武岩的主要蚀变矿物组合为“钠长石+石英+高岭石+镁铁氧化物/氢氧化物”,含少量富铁绿泥石、黏土矿物、黄铁矿,应经历了高温和中温热液作用并叠加了低温蚀变作用。高温热液作用应发生在洋脊形成阶段,形成于脊轴岩浆透镜体作用下产生的高温、低水岩比环境,而该区域后期强烈的构造活动导致高水岩比的低温蚀变作用。位于狭窄的洋陆过渡带上的U1502B与U1500B两个钻孔玄武岩剖面在结构与热液蚀变作用特征上存在明显差异,暗示了南海海盆由初始陆缘裂解到洋脊扩张为快速的构造转换过程。

关键词：洋中脊初始张裂热液系统蚀变洋壳蚀变矿物组合南海

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下陆壳形成和分异的一种机制——刮垫作用

大地构造与成矿学 2025年第1期49卷 1-16页

作者：赵振华唐功建王强中国科学院广州地球化学研究所广东广州510640

大陆地壳的形成和演化是地球科学长期关注的重点基础科学问题。普遍认为,大陆地壳总体化学成分是安山质或花岗闪长质的。俯冲和碰撞带的岩浆作用常常被认为是导致大陆地壳生长的重要形式,而俯冲、碰撞带则是其保存的关键场所。近些年来... 详细信息

大陆地壳的形成和演化是地球科学长期关注的重点基础科学问题。普遍认为,大陆地壳总体化学成分是安山质或花岗闪长质的。俯冲和碰撞带的岩浆作用常常被认为是导致大陆地壳生长的重要形式,而俯冲、碰撞带则是其保存的关键场所。近些年来提出了一简单、定量的下陆壳形成和分异模型,在俯冲带,镁铁质岩石转变为榴辉岩沉入地幔,轻的长英质弧物质从俯冲板片和上覆板块下面拆离、熔融,底劈上升到下地壳,导致镁铁质下地壳转变为长英质下陆壳,这一过程被称为“刮垫作用(Relamination)”。刮垫作用的类型依赖于构造背景,可在四种俯冲带过程中产生:俯冲沉积物刮垫、俯冲的洋内弧刮垫、俯冲侵蚀的地壳刮垫和俯冲大陆壳刮垫。弧岩浆与刮垫共同作用形成下陆壳。刮垫作用被认为是形成大陆地壳,特别是下陆壳简单、有效的过程。对太古宙以来镁铁质俯冲地壳和碰撞带岩石刮垫样式开展的数值模拟研究,解释了大陆地壳长期演化规律,提出了碰撞造山带的刮垫类型及其重要控制因素和动力。对某些岛弧及造山带岩浆岩的岩石、地球化学系统研究提供了刮垫作用实例。

关键词：陆壳刮垫作用地壳演化

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镁同位素示踪古亚洲洋再循环碳酸盐

大地构造与成矿学 2025年第1期49卷 163-177页

作者：王升鹏任钟元 Tserendash Narantsetseg 张庆霖袁超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

低δ^(26)Mg值的玄武岩熔岩通常来自被俯冲碳酸盐岩改造的地幔源区,因此, Mg同位素成为追踪俯冲板块的潜在工具。为了探讨古俯冲碳酸盐的命运及其对大兴安岭-太行重力带(DTGL)西部新生代玄武岩成分的控制作用,本文报道了蒙古国东部Darig... 详细信息

低δ^(26)Mg值的玄武岩熔岩通常来自被俯冲碳酸盐岩改造的地幔源区,因此, Mg同位素成为追踪俯冲板块的潜在工具。为了探讨古俯冲碳酸盐的命运及其对大兴安岭-太行重力带(DTGL)西部新生代玄武岩成分的控制作用,本文报道了蒙古国东部Dariganga新生代玄武岩的Mg同位素组成。与大陆地幔(δ^(26)Mg=-0.25‰±0.04‰)相比,这些玄武岩的δ^(26)Mg(-0.35‰~-0.30‰)整体偏低。岩浆期后蚀变、地壳混染、结晶分异及部分熔融均不能解释Dariganga新生代玄武岩的轻δ^(26)Mg异常,因此低δ^(26)Mg同位素组成可能与源区存在的俯冲碳酸盐有关。Mg-Sr同位素定量模拟计算表明,向辉石岩源区中加入3%~6%的白云质碳酸盐可以解释Dariganga新生代玄武岩Mg同位素异常和^(87)Sr/^(86)Sr值。根据地震层析成像数据以及DTGL横剖面Mg-Zn数据分布规律,排除了古太平洋板块作为再循环碳酸盐的可能来源。结合区域构造历史,认为地幔源区中的再循环碳酸盐来源于古亚洲洋板块俯冲。

关键词：玄武岩 Mg同位素古亚洲洋碳酸盐

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

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中国镍地球化学基准值特征及地质背景的影响

地学前缘 2025年第1期32卷 36-49页

作者：李龙雪王学求迟清华刘东盛刘汉粮张必敏周建徐善法聂兰仕王玮柳青青自然资源部地球化学探测重点实验室中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所河北廊坊065000 联合国教科文组织全球尺度地球化学国际研究中心河北廊坊065000

随着中国新能源产业和新基础设施项目对镍的需求增加,镍的战略价值不断提升,确定镍的含量和分布对于寻找新的镍矿床和缓解镍资源短缺至关重要。中国地球化学基准计划(CGB)通过3382个表层和3380个深层汇水域/土壤样品以及11602个岩石样... 详细信息

随着中国新能源产业和新基础设施项目对镍的需求增加,镍的战略价值不断提升,确定镍的含量和分布对于寻找新的镍矿床和缓解镍资源短缺至关重要。中国地球化学基准计划(CGB)通过3382个表层和3380个深层汇水域/土壤样品以及11602个岩石样品建立了镍的地球化学基准。中国岩石镍的基准值为12.1×10^(-6),背景值为22.2×10^(-6),与中国东部出露地壳丰度一致。超基性岩和基性岩的基准值分别为1317×10^(-6)和63.4×10^(-6),远高于中性岩基准值(17.5×10^(-6))和酸性岩基准值(3.19×10^(-6))。中国汇水域沉积物/土壤表层、深层镍基准值分别为23.6×10^(-6)和22.4×10^(-6),略低于其他大陆(国家),与中国区域化探水系沉积物镍中位值一致。母岩类型尤其是超基性-基性岩主要控制汇水域沉积物/土壤镍高值区的分布。镍的高值区(累频>85%)主要出现在蛇绿岩带、大火成岩省等超基性-基性岩区和长江中下游沿岸等黑色岩系区。镍地球化学异常与岩浆型镍矿耦合较好。岩石和汇水域沉积物/土壤中镍基准值主要受地质背景控制,但在化学风化作用强烈和碳酸盐岩发育区域,汇水域沉积物/土壤中镍基准值将发生富集。镍地球化学基准将为后续资源评价和环境基准建立提供定量参照标尺和数据基础。

关键词：镍地球化学基准岩石汇水域沉积物土壤

影响弧岩浆成矿潜力的因素:来自台湾岛东部火山岩内熔体包裹体和锆石组成的指示

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中国科学:地球科学 2025年第03期55卷 789-802页

作者：李建平张世涛初高斌陈华勇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 Department of Earth and Planetary Sciences McGill University 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广州拓岩分析技术有限公司广东省矿物物理与材料重点实验室中国科学院大学

俯冲相关的斑岩Cu（-Au）矿床代表了上地壳中金属和硫的巨量富集,通常与弧岩浆密切相关.然而,形成这些矿床的富矿岩浆和贫矿岩浆之间的根本差异目前仍存在很大争议.本研究报道了来自台湾岛东部贫矿弧火山岩内锆石和硅酸盐熔体包裹体（S... 详细信息

俯冲相关的斑岩Cu（-Au）矿床代表了上地壳中金属和硫的巨量富集,通常与弧岩浆密切相关.然而,形成这些矿床的富矿岩浆和贫矿岩浆之间的根本差异目前仍存在很大争议.本研究报道了来自台湾岛东部贫矿弧火山岩内锆石和硅酸盐熔体包裹体（SMIs）的化学成分,旨在增加对影响弧岩浆成矿潜力因素的认识.锆石U-Pb年龄显示岩浆活动发生在距今约0.7Ma,且安山质熔体在约900～950℃的还原环境中形成.斜长石内的熔体包裹体显示母岩浆具有安山质组成特征和较高（且可变）的Cu含量,经计算熔体的H2O含量接近3～4wt.%.以上证据表明,岩浆氧化还原状态和H2O含量可能是控制弧岩浆Cu（-Au）成矿潜力的关键因素,文章认为还原且相对贫水的岩浆可能是导致台湾岛东部缺乏斑岩铜矿的潜在重要因素.

关键词：硅酸盐熔体包裹体锆石氧化还原状态弧岩浆 Cu(-Au)成矿潜力