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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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华南中生代陆内成矿作用

地学前缘 2024年第1期31卷 226-238页

作者：胡瑞忠高伟付山岭苏文超彭建堂毕献武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贵州贵阳550081 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049

陆内成矿机制是全球性科学难题。华南陆块中生代成矿大爆发,成矿作用远离活动大陆边缘,形成西部金锑铅锌低温成矿省和东部钨锡多金属高温成矿省,是研究陆内成矿的理想场所。因为空间上的分离,两个成矿省长期被认为是互为独立的体系。研... 详细信息

陆内成矿机制是全球性科学难题。华南陆块中生代成矿大爆发,成矿作用远离活动大陆边缘,形成西部金锑铅锌低温成矿省和东部钨锡多金属高温成矿省,是研究陆内成矿的理想场所。因为空间上的分离,两个成矿省长期被认为是互为独立的体系。研究发现,西部低温成矿(230~200 Ma、160~130 Ma)与东部高温成矿时代一致并显示类似的地球化学指纹,印支期陆内造山和燕山期软流圈上涌是其共有成矿驱动机制,两个成矿省是具有成因联系的整体,共同构成面状展布的巨型多金属陆内成矿区;成矿后华南从西向东剥蚀程度的增强控制了目前近地表矿西部低温、东部高温的空间分布格局,低温成矿省东部区域的深部可能存在高温钨锡多金属矿床。在此基础上,建立了定位于陆内岩石圈先存薄弱区、陆壳供给矿源、高低温矿并重、成矿面状展布从而明显区别于板块边缘成矿机制的华南陆内成矿新理论。

关键词：华南陆块高温成矿省低温成矿省陆内成矿机制

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锂辉石在花岗质熔体中溶解度及其成矿意义

岩石学报 2024年第2期40卷 615-622页

作者：徐雨生唐勇张辉吕正航中国科学院地球化学研究所地球内部物质高温高压院重点实验室贵阳550081 中国科学院大学北京100049

本次研究利用快速淬火高温高压实验装置,在100MPa和650~850℃条件下,开展了锂辉石在简单花岗质熔体中溶解度及其影响因素的高温高压实验。实验结果表明温度是影响锂辉石在简单花岗质熔体中溶解度最为重要的因素,其次为铝饱和指数(ASI),... 详细信息

本次研究利用快速淬火高温高压实验装置,在100MPa和650~850℃条件下,开展了锂辉石在简单花岗质熔体中溶解度及其影响因素的高温高压实验。实验结果表明温度是影响锂辉石在简单花岗质熔体中溶解度最为重要的因素,其次为铝饱和指数(ASI),而熔体的Na/K比值对锂辉石的溶解度几乎没有影响。结合已有的数据,建立了锂辉石溶解度与温度、铝饱和指数的关系:logLi_(2)O(%)=-0.61×(1000/T)+0.53×ASI+0.10,R^(2)=0.60其中T为绝对温度。该关系式可以用来量化锂辉石的结晶温度或评价花岗伟晶岩的成矿潜力。本次研究结果表明,伟晶岩矿床中锂的成矿潜力受限于初始岩浆中锂的含量和伟晶岩的结晶温度。

关键词：高温高压实验溶解度锂辉石伟晶岩

新疆阿尔泰将军山天河石花岗岩的岩石成因及其对铷成矿的制约

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岩石学报 2024年第3期40卷 907-926页

作者：佘贵民刘堃周晋捷吕正航张辉中国科学院地球化学研究所地球内部物质高温高压实验室贵阳550081 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049

新疆阿尔泰盛产稀有金属伟晶岩,但缺乏数量上相当的高分异花岗岩。将军山天河石花岗岩是阿尔泰目前发现的唯一富Rb花岗岩,但其岩石成因、Rb的赋存状态及其与周边伟晶岩的关系尚不清楚,从而制约了对Rb富集机理和成矿潜力的认识。据此,本... 详细信息

新疆阿尔泰盛产稀有金属伟晶岩,但缺乏数量上相当的高分异花岗岩。将军山天河石花岗岩是阿尔泰目前发现的唯一富Rb花岗岩,但其岩石成因、Rb的赋存状态及其与周边伟晶岩的关系尚不清楚,从而制约了对Rb富集机理和成矿潜力的认识。据此,本文对将军山天河石花岗岩和伟晶岩开展了全岩组成、年代学、同位素和矿物学研究。结果显示,阿尔泰将军山天河石花岗岩为高分异的A型花岗岩,独居石U-Pb年龄为276.9±2.7Ma,表明形成于早二叠世。独居石Nd同位素组成(ε_(Nd)(t)为+4.15~+6.05,二阶段模式年龄t DM2为548~708Ma)显示亏损的源区特征,表明源自新生地壳或有幔源物质的参与。天河石花岗岩与周边的天河石伟晶岩具有空间、时间和成分上的联系,表明二者具有分异演化上的成因关系。将军山天河石花岗岩类型以及天河石伟晶岩矿物组合指示伟晶岩属于NYF族(富Nb、Y、F)。天河石花岗岩与伟晶岩都显示出Rb的矿化,矿石矿物主要为天河石和多硅白云母。从花岗岩到伟晶岩,天河石和云母中的Rb逐步富集。岩浆高度分异是天河石花岗岩Rb富集的主要机制,但新生地壳物源或幔源物质的加入从源区上限制了Rb的矿化程度。除天河石花岗岩以外,阿尔泰未来的Rb资源勘查应同时关注稀有金属伟晶岩中的钾长石和云母类矿物。

关键词：天河石花岗岩伟晶岩岩石成因阿尔泰

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海南岛印支-燕山期花岗岩年代学格架与成因

岩石学报 2024年第3期40卷 741-763页

作者：江小燕卫巍李献华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贵阳550081 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 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049

海南岛分布着大面积的印支-燕山期岩浆岩,是华南岩浆活动的重要组成部分。近年来,对这些花岗岩已开展了一系列工作,但其年代学格架仍需完善,成因类型及源区性质仍需限定,区域构造机制仍存在争议。本文详细梳理了已发表的海南岛晚古生代... 详细信息

海南岛分布着大面积的印支-燕山期岩浆岩,是华南岩浆活动的重要组成部分。近年来,对这些花岗岩已开展了一系列工作,但其年代学格架仍需完善,成因类型及源区性质仍需限定,区域构造机制仍存在争议。本文详细梳理了已发表的海南岛晚古生代-中生代花岗岩地球化学和年代学数据,结合作者近年来的相关工作,对海南岛花岗岩的年代学格架和岩石地球化学特征进行总结,并对源岩、岩浆演化过程和地球动力学背景进行讨论。海南岛印支期(二叠纪-三叠纪)花岗岩(部分具有片麻状构造)整体以NE走向展布,形成于278~225Ma,峰期为240Ma。岩相学和地球化学研究表明,此期岩浆活动形成了具有不同地球化学特征的S型、I型和A型花岗岩。其中,S型花岗岩(278~241Ma)与I型花岗岩(272~233Ma)均为高钾钙碱性花岗岩,具有较低的全岩锆饱和温度(平均所需的温度,可能是由底侵玄武质岩浆释放的水加入到下地壳诱发部分熔融的产物;A型花岗岩(257~225Ma)的全岩锆饱和温度较高(>800℃),表明源区无流体加入或为已有花岗岩生成的去水源岩在高温条件下脱水熔融形成。此外,本区还存在少量燕山期花岗岩,包括燕山早期(侏罗纪)岩浆活动(如本研究识别出的161Ma高钾钙碱性I型花岗岩)以及集中在白垩纪的三期侏罗纪-白垩纪岩浆活动(按年龄可分为:ca.120Ma、ca.110~90Ma和ca.70Ma,峰期为ca.100Ma)。地球化学数据表明燕山期花岗岩具有高钾钙碱性I型特征,源区中有幔源年轻组分的加入。据此,本文作者认为:(1)印支-燕山期大规模的花岗岩浆作用与古太平洋板块向华南大陆俯冲有关;(2)古太平洋板块向华南大陆的俯冲可能起始于早-中二叠世(ca.280Ma),结束于晚白垩世末期(ca.70Ma);(3)自二叠纪起至白垩纪末期安第斯型活动大陆边缘结束,海南岛保存了古太平洋俯冲相关的岩浆活动记录。

关键词：花岗岩海南岛印支期燕山期古太平洋俯冲华南

新疆可可托海式伟晶岩型稀有金属矿床成矿机制

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岩石学报 2024年第9期40卷 2769-2785页

作者：张辉李国胜中国科学院地球化学研究所关键矿产成矿与预测重点实验室贵阳550081 中国科学院大学北京100049

可可托海3号脉形成于晚三叠世(~220Ma),侵入于3号脉的白云母钠长石花岗岩形成于早侏罗世,而同时代的阿拉尔花岗岩不是稀有金属花岗岩。因此,3号脉不可能是花岗岩分异的产物,而是变质深熔成因。可可托海3号脉具有低的锆石ε_(Hf)(t)(+1.2... 详细信息

可可托海3号脉形成于晚三叠世(~220Ma),侵入于3号脉的白云母钠长石花岗岩形成于早侏罗世,而同时代的阿拉尔花岗岩不是稀有金属花岗岩。因此,3号脉不可能是花岗岩分异的产物,而是变质深熔成因。可可托海3号脉具有低的锆石ε_(Hf)(t)(+1.25~+2.39)、δ^(18)O(7.57‰~8.85‰)等特征,指示物源为新生地壳与古老地壳的混合物。可可托海3号脉经历了岩浆(I-IV带)、岩浆-热液过渡(V-VIII带)和热液(IX带)阶段,伟晶岩经历了70%的分离结晶后进入晶体、熔体、流体共存的岩浆-热液过渡阶段。高分异伟晶岩以显著内部结构分带为特征,而结构单元也是伟晶岩的组成部分,与岩浆过冷条件下不平衡结晶或热液蚀变有关。Be矿化主要在3号脉岩钟体部分中的I、II、IV带,Li矿化主要产于V、VI、VIII带,指示3号脉铍、锂矿体分别形成于岩浆阶段和岩浆-热液过渡阶段。3号脉II带中板状绿柱石与骸晶磷灰石、石榴子石和少量白云母共生,磷灰石结晶前后熔体体系的ASI显著变化,是导致3号脉II带中大量绿柱石饱和结晶的成矿机制;从早期到晚期结构带,碱性长石和云母类矿物中K/Rb比值随Li、Rb、Cs含量增大而减小以及锆石中Zr/Hf比值随Hf含量增大而降低的分异趋势,指示岩浆分离结晶作用是伟晶岩型锂矿床中Li超常富集的主要机制。

关键词：源区特征岩石成因成矿时代成矿机制可可托海3号脉

峨眉山大火成岩省钒钛磁铁矿矿床成因研究进展

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矿物岩石地球化学通报 2024年第2期43卷 292-305,I0003页

作者：柏中杰钟宏朱维光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贵阳550081

钒钛磁铁矿矿床主要赋存于与大火成岩省相关的镁铁-超镁铁层状岩体中,虽然全球大火成岩省形成的镁铁-超镁铁层状岩体众多,但大规模的钒钛磁铁矿成矿作用并不常见。峨眉山大火成岩省内带的攀西地区赋存有数个超大型钒钛磁铁矿矿床,是全... 详细信息

钒钛磁铁矿矿床主要赋存于与大火成岩省相关的镁铁-超镁铁层状岩体中,虽然全球大火成岩省形成的镁铁-超镁铁层状岩体众多,但大规模的钒钛磁铁矿成矿作用并不常见。峨眉山大火成岩省内带的攀西地区赋存有数个超大型钒钛磁铁矿矿床,是全球最大的钒钛磁铁矿矿集区。钒钛磁铁矿大规模的成矿与母岩浆成分和磁铁矿的成因机制密切相关。此外,形成巨厚的钒钛磁铁矿矿层还需要高效的富集机制。本文系统总结了上述几个方面的研究进展,分析了导致钒钛磁铁矿大规模成矿的主要控制因素,指出钒钛磁铁矿矿床下一步研究值得关注的问题。

关键词：峨眉山大火成岩省钒钛磁铁矿矿床关键控制因素母岩浆成分

岩浆通道成矿核心内涵“两深一浅一通道”及其找矿意义

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地质学报 2024年第7期98卷 1941-1952页

作者：宋谢炎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贵州贵阳550081

岩浆通道成矿模型的建立深刻改变了岩浆铜镍硫化物矿床成因研究的范式,成为该领域的研究前沿,而且已经成功地应用于找矿勘查中。该模型揭示了硫化物熔离与聚集成矿在空间上的不一致性以及成矿与相关玄武岩铂族元素强烈亏损的成因联系,... 详细信息

岩浆通道成矿模型的建立深刻改变了岩浆铜镍硫化物矿床成因研究的范式,成为该领域的研究前沿,而且已经成功地应用于找矿勘查中。该模型揭示了硫化物熔离与聚集成矿在空间上的不一致性以及成矿与相关玄武岩铂族元素强烈亏损的成因联系,很好地解释了为什么很多含矿岩体围岩贫硫化物的现象。笔者将该模型的核心内涵概括为“两深一浅一通道”,“两深”指成矿物质来源于地幔、硫化物熔离发生在深部,“一浅”指硫化物的聚集成矿主要发生在较浅的岩浆房,“一通道”指较稳定的岩浆通道更有利于成大矿。结合对典型矿床和成矿带的分析,笔者提出侵位较浅的、规模相对较大的岩体,其成矿潜力好于深部的岩浆通道相。因此,认为地表矿化并不是唯一可靠的、甚至不能作为最重要的找矿标志,要提高找矿效率(特别是隐伏矿床),首先要全面分析成矿带岩浆通道系统在不同区域的埋藏、剥蚀和暴露状况,目标岩体地质产状及其与围岩时代差异等宏观地质要素,查明深部通道相与浅部岩体空间分布和形成深度的差异,在此基础上,判断浅部岩体的位置、合理部署重点勘查区域、选择有效的勘查技术、定位目标岩体,进行钻探验证。

关键词：岩浆铜镍硫化物矿床岩浆通道成矿模型含矿岩体产状侵位深度围岩时代

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天山冰川退缩区土壤汞分布特征及累积

中国环境科学 2024年第3期44卷 1397-1406页

作者：彭诗雅刘楠涛李鑫王训常顺利新疆大学生态与环境学院新疆乌鲁木齐830046 中国科学院地球化学研究所贵州贵阳550081

本文以新疆天山乌鲁木齐河源一号冰川退缩区为研究区域,通过^(210)Pbex、^(137)Cs放射性同位素测年和侵蚀性堆积地貌判定退缩区的年代演替序列,并据此设置了系列采样点,对土壤进行分层采样,测定样品总汞浓度等指标,计算各年代退缩区的... 详细信息

本文以新疆天山乌鲁木齐河源一号冰川退缩区为研究区域,通过^(210)Pbex、^(137)Cs放射性同位素测年和侵蚀性堆积地貌判定退缩区的年代演替序列,并据此设置了系列采样点,对土壤进行分层采样,测定样品总汞浓度等指标,计算各年代退缩区的汞累积速率,探究乌鲁木齐河源一号冰川退缩区土壤中汞的分布特征及其累积过程.结果表明:冰川退缩区土壤汞含量和汞储量随着退缩时间增长呈现出增加的趋势,各层土壤汞的平均含量由大到小依次为:0~5cm[(13.28±6.60)μg/kg]>5~10cm[(11.47±7.34)μg/kg]>10~15cm[(10.19±6.57)μg/kg]>基岩[(0.23±0.09)μg/kg];冰川退缩区植被生长促进了土壤汞的富集,退缩区内土壤汞浓度与土壤有机碳、氮含量呈显著正相关,而且由于植被生物量很小,退缩区土壤中汞的累积速率也较低(0.09~33.43μg/(m^(2)·a),平均值为16.92μg/(m^(2)·a));近250a来(1777年以来),天山一号冰川退缩区土壤汞累积速率呈加速增加趋势,由1777年的0.09μg/(m^(2)·a)增加至2017年的33.43μg/(m^(2)·a),这意味着自工业革命以来大气汞含量及沉积量在不断增加.

关键词：天山冰川退缩区土壤汞分布大气Hg^(0)沉降汞累积速率