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基于地质大数据的中国金矿时空分布规律定量研究

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地学前缘 2024年第4期31卷 438-455页

作者：王岩王登红王成辉黎华刘金宇孙赫高新宇金雅楠秦燕黄凡中国地质科学院矿产资源研究所自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室北京100037 广西壮族自治区地质调查院广西南宁530023 中国地质大学(北京)地球科学与资源学院/地质过程与矿产资源国家重点实验室北京100083 河北地质大学河北省战略性关键矿产资源重点实验室河北石家庄050031 成都理工大学地球与行星科学学院四川成都610080

在大数据科学成为新的科学范式的背景下,基于地质大数据理念,将传统的定性地质研究方法推向定量研究的高度。文章通过对5300余处金矿产地资料的系统梳理,定量分析了中国省(自治区)、市、县级及Ⅲ级成矿区带金矿成矿密度、成矿强度和各... 详细信息

在大数据科学成为新的科学范式的背景下,基于地质大数据理念,将传统的定性地质研究方法推向定量研究的高度。文章通过对5300余处金矿产地资料的系统梳理,定量分析了中国省(自治区)、市、县级及Ⅲ级成矿区带金矿成矿密度、成矿强度和各成矿时代金矿的成矿强度问题。研究表明,中国金矿具有明显的时空集中分布趋势。中国金矿空间分布具有区域性集中的明显趋势,以胶东、小秦岭等区域为金矿高密度、高强度成矿区;新疆矿床数量最多;山东省金矿成矿密度最大,成矿强度最强;在地级市统计中,山东烟台市和河北承德市是全国仅有的两处矿产地数量过百的地级市,山东烟台市的金矿无论是矿产地数量、成矿密度,还是成矿强度均居全国首位;在县级行政区统计中,新疆塔城地区托里县金矿矿产地数量最多(52处),安徽铜陵市区金矿成矿密度最大,山东烟台市莱州市的金资源储量最大(2341 t),成矿强度最强(1.35 t/km^(2));在成矿区带统计中,华北陆块北缘东段成矿带(Ⅲ-57)金矿矿产地数量最多(345处),胶东成矿带(Ⅲ-65)金矿成矿密度最大,成矿强度最强。中国金矿时间分布不平衡,具有成矿强度老弱新强、东西南北成矿有别、叠加成矿时间跨度大和新生代金矿资源潜力大的特点;燕山期是中国金矿最重要的成矿时期,成矿强度大,达到10.5个矿区/Ma,金资源储量93 t/Ma。今后中国金矿地质工作的核心依然是加强金矿找矿工作、保障国家金融安全。

关键词：金矿地质大数据成矿规律成矿密度成矿强度定量分析

中国首例太古宙LCT型矿化伟晶岩——鲁中雁翎关锂辉石伟晶岩的发现及意义

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岩石学报 2024年第9期40卷 2621-2637页

作者：李鹏李建康刘秦龙王登红姜鹏飞覃海宝中国地质科学院矿产资源研究所自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室北京100037 河北地质大学地球科学学院石家庄050031

新太古代是地球演化历史上的重要时期,众多克拉通完成聚合并趋于成熟稳定,在此过程中广泛的陆块拼合及碰撞造山事件,形成了世界范围的稀有金属成矿作用高峰。我国的稀有金属成矿事件主要集中于显生宙,未见太古宙LCT型矿化伟晶岩的报道... 详细信息

新太古代是地球演化历史上的重要时期,众多克拉通完成聚合并趋于成熟稳定,在此过程中广泛的陆块拼合及碰撞造山事件,形成了世界范围的稀有金属成矿作用高峰。我国的稀有金属成矿事件主要集中于显生宙,未见太古宙LCT型矿化伟晶岩的报道。本文第一作者所在的研究团队通过建立中国稀有金属伟晶岩的成矿谱系,厘定了大地构造演化与稀有金属成矿的关系,提出华北克拉通在我国具有产出太古宙伟晶岩的最佳条件。通过详细的野外地质勘查,我们在鲁中雁翎关地区首次发现了我国太古宙LCT型(Li-Cs-Ta)矿化伟晶岩。铌钽铁矿原位U-Pb定年结果显示,雁翎关伟晶岩经历了2609.0±13.0Ma和2501.6±8.6Ma两阶段成矿事件。其中,2609Ma成矿事件与华北克拉通东部块体雁翎关绿岩带的形成时代对应,2502Ma成矿事件则对应了与华北陆块克拉通化有关的大规模壳熔花岗岩事件。矿物学研究表明,雁翎关矿床伟晶岩中锂辉石Li_(2)O为7.66%~7.93%,接近锂辉石中Li_(2)O的理论上限,为高品质锂资源。同时伟晶岩还含有锂电气石、富Cs长石、钽锰矿和磷灰石,是典型的LCT型伟晶岩。相比于国内外同类型矿床,雁翎关伟晶岩结晶温压条件较高,故无透锂长石产出。~2.50Ga华北克拉通频繁的陆-陆碰撞作用,伴随了多期次的岩浆活动,为太古宙基底的渐进式部分熔融创造了持续的热供给,为稀有金属元素的超常富集及LCT型伟晶岩的形成提供了理想的条件。“富陆源组分基底+微陆块构造带”可作为华北克拉通伟晶岩型稀有金属资源的重要找矿标志。

关键词：稀有金属 LCT型伟晶岩太古宙雁翎关华北克拉通

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月球内部水和月表水冰资源的评估研究

高校地质学报 2024年第2期30卷 165-177页

作者：吴言蔚贺佳峰王国光内生金属矿床成因机制研究国家重点实验室地质流体研究所南京大学地球科学与工程学院关键地球物质循环前沿科学中心南京210023

水是地球上的生命之源,也是未来星际旅行重要的推进剂材料,因此在人类对月球和其他地外天体的探测过程中,水是最受关注的战略资源之一。美国Apollo和前苏联Luna登月计划之后二十多年间,月球“无水”的观点曾被广泛接受。文章系统阐述了... 详细信息

水是地球上的生命之源,也是未来星际旅行重要的推进剂材料,因此在人类对月球和其他地外天体的探测过程中,水是最受关注的战略资源之一。美国Apollo和前苏联Luna登月计划之后二十多年间,月球“无水”的观点曾被广泛接受。文章系统阐述了月球内部水和月表水研究进展、月球水成因、水资源量评估和开发利用方法。近年对月表水资源的探测和月球样品中水含量的深入研究,揭示出月球并非“无水”,月球内部含有较为丰富的水,月表的极区可能有可观的水资源,月表中低纬度地区也广泛存在太阳风成因的水。月球的水成因主要包括自身来源的水、小行星和彗星来源水、太阳风成因水等。据估测,月表极区水冰的资源量约为142.8亿吨,月表太阳风成因水含量约为34万吨,为未来月球基地的建设和深空探测提供了重要的资源保障。并就月球水资源利用的提出多种开发利用方案,包括热能采矿法、月球极地推进剂开采前哨战、钻取一体化开发利用系统等。

关键词：矿物结合水水冰资源量极区月球

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胶东型金矿

岩石学报 2024年第6期40卷 1691-1711页

作者：杨立强邓军张良杨伟谢东汪龙邱昆峰李大鹏中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室深时数字地球前沿科学中心北京100083 自然资源部金矿成矿过程与资源利用重点实验室山东省金属矿产成矿地质过程与资源利用重点实验室山东省地质科学研究院济南250013 山东黄金地质研究院济南250101

胶东是全球唯一已知赋存于前寒武纪变质地体中的晚中生代巨型金矿省,其成矿系统独具特色,具体表现为:(1)位于陆内复合构造域,经历了多期重大构造-热事件,大规模金成矿作用受控于120±2Ma古太平洋板块俯冲方向变化及其诱发的软流圈上涌... 详细信息

胶东是全球唯一已知赋存于前寒武纪变质地体中的晚中生代巨型金矿省,其成矿系统独具特色,具体表现为:(1)位于陆内复合构造域,经历了多期重大构造-热事件,大规模金成矿作用受控于120±2Ma古太平洋板块俯冲方向变化及其诱发的软流圈上涌、岩石圈改造和伸展-挤压变形交替及控矿断裂剪压-剪张转换;(2)多重控矿构造和多样赋矿建造联合控制了不同规模和类型金矿的发育,形成了三山岛、焦家、招平、栖霞、郭即和牟乳六条NE向金矿带和三山岛-栖霞EW向富金廊带,导致了金矿化类型(焦家式/破碎带蚀变岩型、玲珑式/石英脉型、蓬家夼式/蚀变砾岩±角砾岩型、辽上式/黄铁矿-碳酸盐脉型)及其地质-地球化学特征的多样性;(3)主要矿化元素Au、Ag、Cu、Pb和Zn均达到工业利用要求,并有多种共/伴生关键金属超常富集;(4)不同金矿带中硫化物Pb同位素组成与探明金资源储量及到郯庐断裂带的距离线性相关,反映距离幔源流体主通道越近、金属硫化物中放射性成因Pb含量和幔源组分占比越多、金成矿强度越大;(5)区域总体相对均一的Δ199 Hg(平均~0.012‰)及Δ199 Hg/Δ201 Hg与金品位呈线性负相关,表明成矿物质来源于富集岩石圈地幔、且地幔被俯冲洋壳及其上覆沉积物交代的程度控制了金品位的高低;(6)区域恒定的Δ33 S同位素组成(~0‰)排除了巨量金源自太古宙变质基底及其重熔花岗岩的可能,重的δ34 S(平均9.0±3.7‰)来源于俯冲的古太平洋板片及其上覆沉积物的脱挥发份;不同金矿带Δ33 S/δ34 S与探明金资源储量及其到郯庐断裂带距离线性相关,反映成矿期地壳伸展程度控制了金成矿强度;(7)区域He-Ar和H-O同位素组成显示壳幔混合特征,焦家式金矿的成矿流体组成更靠近地幔、玲珑式金矿位于地幔与地壳过渡带;三山岛、焦家和招平金矿带的成矿流体相对接近幔源流体,而郭即金矿带具有相对开放的构造环境;不同金矿带氢-氧同位素组成和探明金资源储量正相关,可能表征了从西到东成矿流体通量和流体-岩石反应强度逐渐降低。基于对上述特征的总结,提出了胶东型金矿的成因模式,明确了其成矿地球动力学背景和深部驱动、巨量金属和流体及络合物来源、输运通道和方式、源→汇过程和机制、成矿后变化和保存等成矿系统形成的关键因素,确立了“拆离断裂系与基底活化带及幔源流体通道复合控矿”的勘查思路和“四步式”的勘查模型。综上,胶东金矿不同尺度的鉴别特征及其形成的关键因素明显不同于全球已知的其他金矿类型,难以被已有成矿模式所涵盖,属于一种新的金矿类型——胶东型,其成因模式对华北、华南、西伯利亚、西澳伊尔岗、北美怀俄明和南美圭亚那等陆内金矿床具有普适性;系列找矿突破则验证了该成因模式与勘查模型的合理性和适用性。因此,本文认为胶东型金矿是全球研究热点和重要的金矿勘查方向,而该地区找矿的主攻目标是资源量大且品位和产状稳定的破碎带蚀变岩型金矿。

关键词：矿床地质-地球化学特征成矿系统时-空结构成矿动力学控矿因素成因及勘查模型胶东型金矿

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库车坳陷早始新世短暂海侵演化史：来自锶同位素的证据

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矿物学报 2024年

作者：曾锡泽徐洋张华黄振宁 1.东华理工大学地球科学学院 2.东华理工大学核资源与环境国家重点实验室 3.中国地质科学院矿产资源研究所自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室东华理工大学地球科学学院东华理工大学核资源与环境国家重点实验室中国地质科学院矿产资源研究所自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室

塔里木盆地在晚白垩世-古近纪主要识别出5次海侵-海退旋回，其中晚古新世-早始新世海侵事件是规模最大的一次。目前对于库车坳陷早始新世海侵演化史的研究还比较薄弱，尤其是通过碳酸盐岩锶同位素手段对其开展研究还尚未涉及。本文通过... 详细信息

塔里木盆地在晚白垩世-古近纪主要识别出5次海侵-海退旋回，其中晚古新世-早始新世海侵事件是规模最大的一次。目前对于库车坳陷早始新世海侵演化史的研究还比较薄弱，尤其是通过碳酸盐岩锶同位素手段对其开展研究还尚未涉及。本文通过对库车坳陷西部小库孜拜剖面下始新统蒸发岩段进行岩相学特征分析和碳酸盐岩锶同位素组成研究，以期探讨该地区早始新世海侵演化历史。根据岩相学特征和蒸发岩沉积序列变化，认为早始新世库车坳陷气候炎热干燥，主要发育障壁潟湖相。研究表明小库孜拜剖面下始新统灰岩锶同位素组成介于0.708 627～0.708 909之间，略高于同时期海水锶同位素值（0.707 7～0.707 8），远低于同期陆源锶同位素值，结合泥晶灰岩镜下特征和锶同位素特征，本文认为该时期主要以海水沉积为主，伴有少量陆源物质输入。对比小库孜拜组灰岩和西藏岗巴地区碳酸盐岩锶同位素组成演化曲线和硫同位素组成变化，推测早始新世库车坳陷发生一次短暂的海侵事件，海平面变化原因可能是对全球海平面变化的响应。

关键词：锶同位素碳酸盐岩海平面变化库车坳陷

^(210)Pb同位素在人类世沉积物定年中的应用

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地球科学进展 2024年第1期39卷 71-81页

作者：吴亚妮陈旸王野莫朋军高伟斌表生地球化学教育部重点实验室南京大学地球科学与工程学院江苏南京210023 关键地球物质循环前沿科学中心江苏南京210023

人类世作为一个新近被确定的地质年代单位,对其开展相关研究要求较高的时间分辨率,因此需要寻找合适的定年方法。目前主要的定年方法有^(137)Cs、^(210)Pb和^(239,240)Pu定年,相比其他两种方法,^(210)Pb定年适用范围广,在环境中的地球... 详细信息

人类世作为一个新近被确定的地质年代单位,对其开展相关研究要求较高的时间分辨率,因此需要寻找合适的定年方法。目前主要的定年方法有^(137)Cs、^(210)Pb和^(239,240)Pu定年,相比其他两种方法,^(210)Pb定年适用范围广,在环境中的地球化学行为和分布相对稳定,测年可靠性相对更高,可用于人类世河口、湖泊和海洋等多种沉积环境的定年和沉积速率的估算。总结了^(210)Pb定年方法及其定年原理与模式,分别阐述了^(210)Pb定年法在河口、湖泊和海洋等不同沉积环境中建立人类世年代标尺与沉积速率获取时的应用,并讨论了其影响因素,指出了^(210)Pb定年法的误差来源,如沉积速率的变化等,需要深入研究这些误差来源。未来研究可以考虑将^(210)Pb定年与其他定年方法相结合,从而得到更全面和准确的人类世年代框架。总之,^(210)Pb定年法在人类世的研究中将继续发挥重要作用,帮助我们更好地了解人类活动与地球环境演变的关系。

关键词：人类世 ^(210)Pb定年沉积环境

塔里木大火成岩省方解霞黄煌岩的成因及其对大陆板内深部碳循环的启示

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大地构造与成矿学 2024年第4期48卷 771-799,I0001-I0004页

作者：曹俊易辉陈苗苗王慧丽万淑敏郑佳琪吴鹤张欣悦巫道川陈垂幸东华理工大学地球科学学院核资源与环境国家重点实验室江西南昌330013 中国地质科学院地质研究所自然资源部深地动力学重点实验室北京100037 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

作为典型深部地幔来源的岩石,碱性超镁铁质煌斑岩的源区特征和岩浆演化为揭示再循环壳源物质对地幔的改造及深部碳-水-硫等循环提供重要信息。本次研究通过对塔里木大火成岩省瓦吉里塔格方解霞黄煌岩岩石学、矿物学和全岩地球化学研究,... 详细信息

作为典型深部地幔来源的岩石,碱性超镁铁质煌斑岩的源区特征和岩浆演化为揭示再循环壳源物质对地幔的改造及深部碳-水-硫等循环提供重要信息。本次研究通过对塔里木大火成岩省瓦吉里塔格方解霞黄煌岩岩石学、矿物学和全岩地球化学研究,揭示方解霞黄煌岩的岩石成因及其相关的大陆板内深部碳循环过程。瓦吉里塔格方解霞黄煌岩显示出碱性(Na_(2)O+K_(2)O=1.12%~2.18%)和超镁铁质特征(SiO_(2)=28.67%~31.20%;Mg^(#)=69~73),同时富集Fe_(2)O_(3)^(T)(13.57%~15.32%)、TiO_(2)(1.89%~2.11%)和地幔相容元素(Ni、Cr)。在微量元素上,样品富集轻稀土元素、大离子亲石元素但亏损高场强元素,具有强烈的K、P、Ti、Nb-Ta、Zr-Hf负异常,类似火山弧玄武岩的特征。(^(87)Sr/^(86)Sr)i变化于0.703765~0.703914之间,εNd(t)值变化于4.48~4.75之间,(^(206)Pb/^(204)Pb)i值为18.4563~18.7527,均与FOZO地幔端元特征相似。全岩微量元素和同位素组成表明,瓦吉里塔格方解霞黄煌岩可能是交代富集的岩石圈地幔和地幔柱共同作用的结果。瓦吉里塔格方解霞黄煌岩中斑晶橄榄石具有高的100×Mn/Fe(1.02~3.29)和10000×Zn/Fe值(10.6~23.0),但其Mn/Zn值为11.1~16.4,暗示源区中含有辉石岩组分,而不是均一的橄榄岩地幔。这些斑晶橄榄石中Sc与Ni呈正相关关系,但Co与Ni之间没有明显的相关性,进一步表明源区中的辉石岩组分可能是俯冲洋壳加入的结果。这些岩石富碳酸盐,结合橄榄石中Ca和Ti同时富集趋势,表明其地幔源区存在碳酸盐交代作用。据此,推测受交代的含PIC型脉体的岩石圈地幔在碳酸盐化地幔柱作用下发生低程度部分熔融产生方解霞黄煌岩岩浆。本次研究为板内岩浆作用相关的深部碳循环过程研究提供了借鉴和指示意义。

关键词：方解霞黄煌岩塔里木大火成岩省橄榄石地幔柱辉石岩

末次冰消期以来东海内陆架沉积物活性铁命运及其环境响应

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古地理学报 2024年

作者：孔凡兴张哲远徐方建董江李安春谷玉胡利民陈天宇刘喜停中国海洋大学海洋地球科学学院海底科学与探测技术教育部重点实验室南京大学地球科学与工程学院内生金属矿床成因机制国家重点实验室海洋地球化学研究中心海南大学海洋科学与工程学院自然资源部第一海洋研究所海洋地质与成矿作用重点实验室中国科学院海洋研究所海洋地质与环境重点实验室

陆架沉积物活性铁在海洋铁生物地球化学循环中扮演着重要角色,但是其对陆架沉积环境演化的响应机制还不明确。本研究以东海内陆架EC2005岩心沉积物为例,探讨末次冰消期以来沉积环境演化对东海内陆架活性铁命运的影响。EC2005岩心沉积物... 详细信息

陆架沉积物活性铁在海洋铁生物地球化学循环中扮演着重要角色,但是其对陆架沉积环境演化的响应机制还不明确。本研究以东海内陆架EC2005岩心沉积物为例,探讨末次冰消期以来沉积环境演化对东海内陆架活性铁命运的影响。EC2005岩心沉积物总铁/铝（FeT/Al）比值平均为0.54,活性铁/总铁(FeHR/FeT)比值平均为0.29,表明长江输入的陆源细粒沉积物是研究区主要的颗粒铁来源。活性铁组分的平均含量由高到低依次为易还原的（氢）氧化物铁(Feox1,0.64%)、黄铁矿铁(Fepy,0.32%)、可还原的（氢）氧化物铁(Feox2,0.23%)、碳酸盐铁(Fecarb,0.09%)。其中,Fepy和Fecarb含量随深度变化呈现出此消彼长的趋势,这是碳酸（氢）根离子和硫化物竞争亚铁离子的结果,受末次冰消期以来沉积环境和氧化还原状态的控制。Feox1与有机碳含量的变化密切相关,并对Fepy和Fecarb含量的变化起着重要的控制作用。在陆相沉积环境中（17.3～13.1 ka）,Feox1主要转化为Fecarb,Fepy含量几乎为0;在海陆过渡环境中（13.1～7.3 ka）,Fecarb含量减少,Fepy含量增加;在海相沉积环境中（7.3 ka至今）,Fepy含量达到最大值,Fecarb含量在表层显著增加。我们的研究强调了沉积环境演化对陆架活性铁命运的控制,为研究现代和深时海洋的C-S-Fe生物地球化学循环提供了新的视角。

关键词：活性铁东海内陆架沉积环境海平面变化有机碳矿化

华南陆块东部中生代基性岩浆活动及其构造启示

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科学通报 2024年第18期69卷 2618-2631页

作者：甘成势钱鑫张玉芝王岳军中山大学地球科学与工程学院广东省地球动力作用与地质灾害重点实验室珠海519080 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 珠海519080

华南陆块东部在中生代时期主要受古特提斯和古太平洋两大构造域的影响,发育多期岩浆活动和大规模成矿作用,但两大构造域的转换时间及过程存在较大争议.基性岩是研究软流圈、岩石圈地幔和俯冲板片相互作用的理想对象,本文系统厘定了华南... 详细信息

华南陆块东部在中生代时期主要受古特提斯和古太平洋两大构造域的影响,发育多期岩浆活动和大规模成矿作用,但两大构造域的转换时间及过程存在较大争议.基性岩是研究软流圈、岩石圈地幔和俯冲板片相互作用的理想对象,本文系统厘定了华南陆块东部中生代基性岩(228~69 Ma)的时空格架及元素-同位素时空演变规律,取得了以下主要认识:(1)侏罗纪和白垩纪基性岩按照岩相学和元素-同位素地球化学特征均可分为OIB、类OIB和“岛弧”/岛弧型三类,它们来源于不同的地幔源区;(2)侏罗纪“岛弧”型基性岩的时空分布和元素-同位素地球化学性质明显有别于晚三叠世基性岩和白垩纪岛弧型基性岩,说明它们并非是与古太平洋板块俯冲相关的岛弧岩浆,其“岛弧”性质很可能是继承了源区的特征;(3)两大构造域转换的起始时间为早侏罗世早期(约200 Ma),完成转换的最终时间为中-晚侏罗世之交(约170 Ma);(4)古太平洋构造域自晚侏罗世以来对华南陆块东部的影响越来越明显,白垩纪时期的板片交代影响范围仅局限于赣江断裂以东地区;(5)白垩纪基性岩主要形成于两个峰期(约125和90 Ma),与古太平洋板块的两期俯冲-回撤作用有关.

关键词：中生代基性岩古太平洋构造域古特提斯构造域构造转换华南陆块