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中亚造山带东南缘从俯冲-增生到碰撞的构造-岩浆演化记录

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岩石学报 2023年第5期39卷 1261-1275页

作者：李舢王涛肖文交侯泉林中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 北京离子探针中心中国地质科学院地质研究所北京100037 中国科学院新疆生态与地理研究所新疆矿产资源研究中心乌鲁木齐830011

造山带演化及增生到碰撞的转变是板块构造与大陆动力学研究中的前沿科学问题。中亚造山带被认为是古亚洲洋长期俯冲-增生演化形成的显生宙最大的增生造山带,以发育巨量的面状展布的俯冲-增生相关的弧岩浆岩为特征。并且,由于中亚增生型... 详细信息

造山带演化及增生到碰撞的转变是板块构造与大陆动力学研究中的前沿科学问题。中亚造山带被认为是古亚洲洋长期俯冲-增生演化形成的显生宙最大的增生造山带,以发育巨量的面状展布的俯冲-增生相关的弧岩浆岩为特征。并且,由于中亚增生型造山带在潘吉亚最后聚合过程中发生弧弧(陆)碰撞,因此缺乏大规模且跨构造单元的碰撞相关的构造和变质等物质标志。显然,能否识别出大洋闭合期间碰撞作用的岩浆标志成为确定增生造山带增生过程终止的关键之一。本文系统研究确定:中亚造山带东南缘二叠纪到三叠纪钙碱性-碱钙性岩浆在空间分布上显示出由北西向南东迁移演化的特征;在岩浆性质上具有从二叠纪新生地壳来源的弧岩浆向早-中三叠世碰撞挤压背景下古老陆壳组分逐渐增多的高Sr/Y岩浆以及晚三叠世后造山伸展相关的A型花岗岩演化的特征。这些特征提供了俯冲-增生向碰撞造山演变的关键岩浆岩证据。结合区域资料,厘定出增生造山带最后碰撞相关的标志性岩浆为沿缝合带呈零星线性展布的增厚下地壳源区的高Sr/Y花岗岩类,构建了中亚造山带南缘从双向俯冲-增生到增生楔-增生楔碰撞及后造山伸展的三阶段构造-岩浆演化模型。系统对比研究,揭示出增生-碰撞相关的岩浆记录沿横向展布在中亚造山带南缘甘肃北山到吉林中部一带,表明碰撞挤压相关的岩浆作用在中亚造山带南缘具有一定的普适性。中亚造山带南缘从增生到碰撞的岩浆演化记录的厘定,证实显生宙最大的巨型增生造山带演化末期经历了碰撞造山作用,对进一步深入探索增生造山演化末期碰撞相关的标志性岩浆具有重要意义。

关键词：增生造山带软碰撞离散型双向俯冲高Sr/Y花岗岩中亚造山带

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中亚造山带南缘蛇绿岩研究现状与展望

地球科学 2022年第9期47卷 3107-3126页

作者：敖松坚肖文交韩春明毛启贵万博张继恩张志勇宋东方谭肖博中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室北京100029 中国科学院新疆生态与地理研究所新疆矿产资源研究中心新疆乌鲁木齐830011

蛇绿岩与产于增生楔中的蛇绿岩碎片记录了大洋岩石圈形成、俯冲、消亡等造山作用的全过程信息;是解剖造山带与探讨造山作用的重要研究对象.本文重点阐述蛇绿岩的继承性构造(形成于大洋岩石圈形成阶段:洋‒陆过渡带型(oceancontinental tr... 详细信息

蛇绿岩与产于增生楔中的蛇绿岩碎片记录了大洋岩石圈形成、俯冲、消亡等造山作用的全过程信息;是解剖造山带与探讨造山作用的重要研究对象.本文重点阐述蛇绿岩的继承性构造(形成于大洋岩石圈形成阶段:洋‒陆过渡带型(oceancontinental transition,简称OCT)、洋中脊型(快速扩张脊的Penrose型与慢速扩张的洋底核杂岩型)、supra-subduction-zone(SSZ)型三个基本端元)与造山就位构造(构造就位于造山带阶段:仰冲就位与俯冲刮铲)的特征、区别及其地质意义.强调蛇绿岩形成的“生而不同”与构造就位的“死也有别”;讨论了蛇绿岩两阶段的特征、时代的大地构造配置,呼吁关注蛇绿岩构造就位阶段俯冲流体的叠加作用,其可能导致最终就位在造山带中的蛇绿岩大部分都具有SSZ型特征.最后,结合中亚造山带南部主要蛇绿岩的特征,对未来中亚造山带蛇绿岩研究提出一些思考与展望;指出未来研究应注重对有限洋盆或小洋盆的厘定,关注OCT成因蛇绿岩的识别与研究,重视山弯构造与走滑断裂对蛇绿岩带现今产出的控制与改造作用.

关键词：中亚造山带蛇绿岩变质底板洋底核杂岩洋陆过渡带岩石学

基于逻辑回归的东天山红海矿床三维成矿预测研究

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新疆地质 2022年第1期40卷 27-32页

作者：陶金涛张楠楠常金雨李艳荣中国科学院新疆生态与地理研究所新疆矿产资源研究中心新疆乌鲁木齐830011 中国科学院大学北京100049

结合新疆东天山卡拉塔格地区红海VMS铜锌矿床成矿地质背景,基于矿区积累的地质和物探数据,构建了三维地质模型。利用三维距离分析和地球物理反演方法,定量提取了多种控矿因素;采用逻辑回归模型进行了深部成矿预测并圈定了找矿有利单元... 详细信息

结合新疆东天山卡拉塔格地区红海VMS铜锌矿床成矿地质背景,基于矿区积累的地质和物探数据,构建了三维地质模型。利用三维距离分析和地球物理反演方法,定量提取了多种控矿因素;采用逻辑回归模型进行了深部成矿预测并圈定了找矿有利单元。预测结果表明,逻辑回归模型能够较好地识别红海矿床深部隐伏矿体,圈定的找矿有利单元约占研究区所有块体单元的3.95%,包含了红海已知矿体块体单元的96.43%。找矿有利单元主要沿红海矿区NE向和NW向两条主断裂分布,在已知矿体的南部存在较高成矿概率的区域,体积约为86×10^(6)m^(3),主要埋藏深度为地表下250~600 m,可作为下一步找矿勘探的重点区域。

关键词：逻辑回归三维地质建模红海矿床成矿预测

三维正交各向异性孔隙介质震电波场数值模拟研究

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地球物理学报 2022年第11期65卷 4471-4484页

作者：穆纳尔丁·托合提王一博肖文交周可法中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室乌鲁木齐830011 新疆矿产资源与数字地质重点实验室乌鲁木齐830011 中国科学院新疆矿产资源研究中心乌鲁木齐830011 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 中国科学院地质与地球物理研究所北京100029

各向异性等介质物性参数会对震电波场的传播产生影响.为了定量研究介质物性参数对震电波场传播的影响,本文首先研究了三维正交各向异性介质的震电耦合方程,然后采用时域有限差分方法模拟了爆炸源在该介质中的震电响应.在数值模拟中,首... 详细信息

各向异性等介质物性参数会对震电波场的传播产生影响.为了定量研究介质物性参数对震电波场传播的影响,本文首先研究了三维正交各向异性介质的震电耦合方程,然后采用时域有限差分方法模拟了爆炸源在该介质中的震电响应.在数值模拟中,首先计算地震波场,然后把地震波场作为输入来计算伴随电场.为了验证数值算法的精度,我们将数值结果与从Pride方程获得的解析解进行了对比,结果表明数值解可以很好地近似解析解.我们设计了几种各向异性模型,分析了介质物性参数对震电波场的影响,结果表明爆炸源在各向异性孔隙介质中会产生四种地震波,分别是快慢纵波和两个可分离的横波.产生的地震波都会在均匀各向异性孔隙介质中产生伴随电场.弯曲度对慢纵波的传播有影响,当弯曲度为各向异性时,慢纵波的波场快照为椭圆形,当弯曲度为各向同性时,慢纵波的波场快照为圆形.

关键词：震电波场三维各向异性孔隙介质有限差分波场模拟解析解

基于随机模拟技术和局部奇异性理论的地球化学异常不确定性分析

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地质与勘探 2019年第6期55卷 1416-1425页

作者：刘岳中国科学院新疆生态与地理研究所新疆矿产资源研究中心新疆矿产资源与数字地质重点实验室

地球化学异常通常是直接按某个阈值将整个研究区划分为高异常区或低异常区,这可能导致一些重要异常信息的丢失或决策判断失误。从统计学角度分析,推断未采样点处可能取得结果的概率,或者刻画估计值大于或小于某一地球化学异常阈值的概... 详细信息

地球化学异常通常是直接按某个阈值将整个研究区划分为高异常区或低异常区,这可能导致一些重要异常信息的丢失或决策判断失误。从统计学角度分析,推断未采样点处可能取得结果的概率,或者刻画估计值大于或小于某一地球化学异常阈值的概率分布,更符合勘查地球化学找矿活动的实际需要。针对确定性地球化学场建模方法的局限性,本研究通过集成地统计随机模拟和局部奇异性理论实现地球化学异常识别及其不确定性度量。通过奇异性指数-分位数分析,刻画奇异性指数在频率域中的分布模式,实现地球化学异常阈值分割。采用局部不确定性和空间不确定性算法模拟地球化学异常不确定性传播过程,并以新疆西天山地区为研究区,开展铜异常识别及其不确定性评价应用研究。

关键词：地统计随机模拟局部奇异性理论不确定性分析异常识别西天山地区新疆

基于深度学习的花岗伟晶岩型锂铍矿物识别研究

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地学前缘 2023年第5期30卷 185-196页

作者：蒋果周可法王金林白泳孙国庆汪玮中国科学院空间应用工程与技术中心北京100049 中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室新疆乌鲁木齐830011 新疆矿产资源与数字地质重点实验室新疆乌鲁木齐830011 中国科学院新疆矿产资源研究中心新疆乌鲁木齐830011 中国科学院大学北京100049 中国科学院空天信息创新研究院北京100190

虽然遥感技术在大宗型金属矿产资源勘查方面取得了非常卓越的成效,但将其应用于稀有金属矿物提取的成果较少,尤其是对硬岩型锂铍矿物识别,主要受光谱分辨率、含矿岩体与围岩物性差异小、锂铍矿物光谱区分差异小等因素限制。为此,本研究... 详细信息

虽然遥感技术在大宗型金属矿产资源勘查方面取得了非常卓越的成效,但将其应用于稀有金属矿物提取的成果较少,尤其是对硬岩型锂铍矿物识别,主要受光谱分辨率、含矿岩体与围岩物性差异小、锂铍矿物光谱区分差异小等因素限制。为此,本研究通过野外采集含锂铍矿物伟晶岩和围岩样品并测量其光谱数据,使用光谱增强技术凸显光谱特征,对比分析特征吸收参数相似度模型和深度神经网络模型对矿物识别精度的影响。结果表明:(1)结合包络线去除和混合高斯模型提取的光谱吸收特征参数更简洁且具有更强的地质内涵;(2)光谱增强技术可提高模型识别精度,对比原始光谱,基于对数一阶导数光谱构建的模型的总体精度提高了0.05;(3)从总体精度看,深度卷积神经网络(总体精度=0.78)比浅层网络模型(反向传播模型总体精度=0.55和极限学习机模型总体精度=0.73)能够取得更好的效果。因此,结合高光谱技术和深度学习能够有效快速地识别花岗伟晶岩型矿物,为航空-航天成像高光谱影像直接提取锂铍矿物提供科学依据。

关键词：锂、铍光谱变换 MICA 深度学习高光谱

中新生代天山剥蚀与塔里木盆地北缘沉积耦合过程:新疆库车河剖面的低温热年代学证据

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地球科学 2022年第9期47卷 3417-3430页

作者：郭超张志勇吴林项敦峰王楠肖文交中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化重点实验室北京100029 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 中国科学院新疆生态与地理研究所新疆矿产资源研究中心新疆乌鲁木齐830011

天山造山带中新生代快速剥露对于了解天山构造演化过程意义重大.然而,人们对于中新生代精确的冷却时间还一直存在争议.本文报道了塔里木盆地北缘库车河剖面中生界砂岩中碎屑磷灰石裂变径迹数据和早二叠世流纹岩热史演化模拟结果.热年代... 详细信息

天山造山带中新生代快速剥露对于了解天山构造演化过程意义重大.然而,人们对于中新生代精确的冷却时间还一直存在争议.本文报道了塔里木盆地北缘库车河剖面中生界砂岩中碎屑磷灰石裂变径迹数据和早二叠世流纹岩热史演化模拟结果.热年代学年龄趋势显示碎屑磷灰石裂变径迹的主要年龄组分为143.0~148.9 Ma和35.7~38.1 Ma,其中较年轻的组分已经完全重置,揭示了库车坳陷的剥露信息.热史模拟结果显示了160~140 Ma的快速冷却事件.结合库车河剖面前人的碎屑锆石U-Pb和重矿物数据,笔者认为欧亚南缘拉萨地体的拼贴是通过刚性的塔里木将挤压应力传递至天山,导致其在晚侏罗世‒早白垩世强烈隆升剥蚀,大量碎屑被搬运沉积在塔里木盆地北缘,造成库车坳陷中广泛发育的早白垩世亚格列木组砾岩及其与晚侏罗世地层之间的角度不整合.在欧亚板块南缘多块体持续拼贴的远程效应下,天山经历始新世快速隆升变形,变形持续向南扩展,导致库车坳陷在晚始新世遭受变形和抬升.

关键词：天山库车坳陷磷灰石裂变径迹隆升剥露盆山耦合地质年代学

西准噶尔成矿带金矿异常识别及其不确定性分析

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地球科学 2018年第9期43卷 3186-3199页

作者：刘岳周可法中国科学院新疆生态与地理研究所新疆矿产资源研究中心新疆乌鲁木齐830011 新疆矿产资源与数字地质重点实验室新疆乌鲁木齐830011

西准噶尔成矿带地处中亚成矿域核心区,伴随着古生代强烈的构造岩浆活动,发生了广泛的金成矿作用,形成了一系列金矿床、矿点及矿化点,如萨尔托海、哈图、包古图等金矿床,已成为我国重要的黄金开发基地之一.基于该成矿带水系沉积物地球化... 详细信息

西准噶尔成矿带地处中亚成矿域核心区,伴随着古生代强烈的构造岩浆活动,发生了广泛的金成矿作用,形成了一系列金矿床、矿点及矿化点,如萨尔托海、哈图、包古图等金矿床,已成为我国重要的黄金开发基地之一.基于该成矿带水系沉积物地球化学数据,采用集成序贯指示模拟技术和多重分形局部奇异性分析方法,开展金异常信息识别及其不确定性定量模拟,有效突出局部异常和弱缓异常,实现金元素富集异常在空间上的概率分布与量化表达.研究结果显示,金奇异性指数小于2的条件下,金元素富集异常的高概率区与已知金矿产地在空间分布上非常吻合,该研究可为西准噶尔成矿带金矿勘查及其不确定性风险评估提供决策依据.

关键词：序贯指示模拟局部奇异性不确定性评价西准噶尔成矿带金矿异常识别矿床地质

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东天山小热泉子铜锌矿床伴生硒富集机制

地球科学与环境学报 2024年第3期46卷 384-399页

作者：陈浩男邓小华何西恒阿卜力米提·艾白长安大学地球科学与资源学院陕西西安710054 中国科学院新疆生态与地理研究所新疆矿产资源研究中心新疆乌鲁木齐830011

小热泉子矿床位于东天山大南湖—头苏泉岛弧带西段,是赋存于石炭纪火山-沉积建造中的火山块状硫化物(VMS)矿床。小热泉子矿床伴生硒等关键金属,但硒赋存状态及富集机制研究较为薄弱,制约了硒的综合利用。在矿床地质特征研究基础上,对不... 详细信息

小热泉子矿床位于东天山大南湖—头苏泉岛弧带西段,是赋存于石炭纪火山-沉积建造中的火山块状硫化物(VMS)矿床。小热泉子矿床伴生硒等关键金属,但硒赋存状态及富集机制研究较为薄弱,制约了硒的综合利用。在矿床地质特征研究基础上,对不同成矿期次的矿石中硫化物开展全自动综合矿物分析、电子探针成分分析,探索小热泉子矿床中硒赋存状态和富集机制。结果表明:小热泉子矿床中硒主要呈硒独立矿物硒方铅矿或赋存于硫化物的晶格中。硒方铅矿呈半自形—他形产出,粒径多小于30μm,包裹于喷流沉积期和热液叠加期的黄铜矿中,其Se含量(质量分数,下同)为20.25%~23.87%,平均值为22.15%,S含量为1.11%~2.61%,平均值为1.92%,Pb含量为72.49%~76.57%,平均值为74.51%,平均化学式为Pb(Se_(0.78)S_(0.17)),S/Se值为0.087。不同期次黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿等硫化物中的Se含量分别为0.07%、0.15%和0.29%,S/Se平均值分别为716、222和110。其中,喷流沉积期硫化物的Se平均含量为0.20%,S/Se平均值为212,热液叠加期硫化物的Se平均含量为0.05%,S/Se平均值为938,显示Se含量具有下降趋势。结合前人流体包裹体研究结果,小热泉子矿床中硒富集机制归因于较高温、较高氧逸度的岩浆流体环境,硒富集伴随成矿系统温度和氧逸度的降低而减弱。

关键词：关键金属硒火山块状硫化物矿床铜锌矿赋存状态富集机制东天山