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Li同位素在花岗伟晶岩型稀有金属成矿体系中的应用：以松潘–甘孜–西昆仑成矿带为例

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成都理工大学学报(自然科学版) 2024年

作者：李芬柴建华严清高江小均孔志岗云南地矿工程勘察集团有限公司自然资源部三江成矿作用及资源勘查利用重点实验室昆明理工大学国土资源工程学院地球科学系

Li同位素在花岗伟晶岩型稀有金属矿床的物质来源与成因研究中提供了重要线索。梳理和总结松潘–甘孜–西昆仑成矿带与典型稀有金属矿床有关的花岗岩、伟晶岩以及变质沉积岩的Li同位素数据。结果显示，花岗岩δ7Li值与变沉积岩变化范围... 详细信息

Li同位素在花岗伟晶岩型稀有金属矿床的物质来源与成因研究中提供了重要线索。梳理和总结松潘–甘孜–西昆仑成矿带与典型稀有金属矿床有关的花岗岩、伟晶岩以及变质沉积岩的Li同位素数据。结果显示，花岗岩δ7Li值与变沉积岩变化范围基本一致，暗示了花岗岩起源于深部变沉积岩的部分熔融作用。部分花岗岩δ7Li值比变沉积岩略高，指示了部分熔融过程中可能涉入了来自下地壳的脱挥发分流体。伟晶岩和花岗岩总体一致的Li同位素特征，表明伟晶岩与花岗岩具有亲缘性。晚期花岗质岩浆流体出溶、富水伟晶岩熔/流体分离等演化过程中，7Li大量进入流体系统，可能是造成富Li伟晶岩相对贫Li伟晶岩δ7Li值偏低的主要原因。尽管Li同位素在花岗伟晶岩型稀有金属矿床上的应用仍然面临诸多问题和挑战，但随着高精度Li同位素分析测试技术的快速发展和Li同位素的推广应用，Li同位素将成为探索花岗伟晶岩型稀有金属矿床成矿理论和找矿实践的重要的地球化学手段。

关键词： Li同位素花岗岩伟晶岩稀有金属松潘-甘孜-西昆仑

中国锂矿床主要类型特征、分布情况及开发利用现状

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中国地质 2024年第3期51卷 811-832页

作者：刘雪王春连刘学龙刘殿鹤颜开刘思晗刘延亭昆明理工大学国土资源工程学院云南昆明650093 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 北京大学地球与空间科学学院北京100871 长江大学油气资源与勘探技术教育部重点实验室湖北武汉430100 东华理工大学地球科学学院江西南昌330013

【研究目的】随着科技的进步,近几年来,市场上对绿色能源和矿产资源的需求日益激增,锂作为一种核心战略关键金属矿产,相关勘探与研究已成为矿产勘查和地质研究的热点。【研究方法】本文基于前人研究,按照统计分析原则,对国内锂资源主要... 详细信息

【研究目的】随着科技的进步,近几年来,市场上对绿色能源和矿产资源的需求日益激增,锂作为一种核心战略关键金属矿产,相关勘探与研究已成为矿产勘查和地质研究的热点。【研究方法】本文基于前人研究,按照统计分析原则,对国内锂资源主要类型、分布情况与开发利用现状进行梳理和总结。【研究结果】中国锂矿床类型主要分为硬岩型、卤水型及黏土型。资源分布比较集中,其中硬岩型锂矿主要分布在四川、江西、湖南、新疆等地区,卤水型锂矿主要分布在青海、西藏和湖北等地区。目前,硬岩型锂矿中的花岗伟晶岩型锂矿因其矿石品位高,开采技术较成熟而成为国内锂资源供给的重要来源;卤水型锂矿资源量大,但生产周期长;黏土型锂矿发现较晚,研究时间短,尚未实现规模化利用,但已有锂资源的分布格局和现实需求。【结论】从总体上看,中国锂矿资源存在供需关系失衡、资源进口依存度高的问题,目前国内外新能源汽车工业、移动能源存储技术以及国家绿色能源产业发展迅速,对锂矿资源的需求在未来长期内增长势头明显,要想在锂矿这种全球稀缺战略性资源上取得话语权,就有必要对中国现有的锂矿资源进行重新评估,摸清资源家底,加大对新型锂矿资源的调查研究与勘探开发研究力度。

关键词：锂矿床卤水型黏土型开发潜力矿产勘查工程

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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

活动大陆边缘岩浆作用及构造演化——以敦煌地块为例

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岩石学报 2024年第3期40卷 702-718页

作者：甘保平唐菊兴第五春荣西南交通大学地球科学与工程学院成都611756 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 西北大学大陆动力学国家重点实验室西北大学地质学系西安710069

大陆边缘弧是汇聚板块边界与俯冲有关的岩浆作用产物,通常记录了造山带弧岩浆作用、造山过程和大陆地壳形成与演化等诸多重要的地质过程。作为中亚造山带中段最南部的构造单元,敦煌地块为传统定义上具有早前寒武纪变质结晶基底的微陆块... 详细信息

大陆边缘弧是汇聚板块边界与俯冲有关的岩浆作用产物,通常记录了造山带弧岩浆作用、造山过程和大陆地壳形成与演化等诸多重要的地质过程。作为中亚造山带中段最南部的构造单元,敦煌地块为传统定义上具有早前寒武纪变质结晶基底的微陆块,其后在古生代时期经历了多期次、多阶段的与中亚造山带造山相关的构造热事件并使其发生再活化,进而产生了一系列广泛的弧岩浆-变质作用事件。然而,对于该陆块古生代弧岩浆作用机制和地壳构造演化历史缺乏系统的研究。本文综合近十多年来对敦煌地块的诸多最新研究进展,系统梳理了古生代岩浆岩岩石组合类型、年代格架、地球化学组成以及同时期变质-沉积构造热事件演化特征,得到以下认识:(1)敦煌地块古生代岩浆作用过程呈现阶段性特征,即幕式岩浆作用,构造位置上从东北部逐渐迁移到南部再折返到中部,大致可划分为五期:~510Ma、440~410Ma、390~360Ma、~330Ma和280~245Ma,而变质作用事件主要集中在450~360Ma;(2)古生代岩浆岩类型主要以钙碱性I型花岗岩、埃达克质岩石、少量S型花岗岩和高钾花岗岩为主,且岩石成分从寒武纪低钾拉斑系列逐渐转变为二叠纪高钾、富硅特征;(3)同位素地球化学特征表明,敦煌地块中-北部寒武纪-泥盆纪发育的与俯冲相关的弧岩浆对新生地壳的生长起了重要贡献,并伴随古老地壳再造事件;而南部泥盆纪-石炭纪岩浆作用则以古老地壳物质重熔为主;(4)基于埃达克质岩石的证据,敦煌地块在古生代时期经历了两次显著的地壳增厚事件,早期可能是与北山南部石板山地体/弧碰撞以及幔源岩浆底侵有关,而晚期可能是与俯冲板片后撤或回卷相关,地壳厚度可达~55km;(5)敦煌地块属于中亚造山带中段最南部一个具有前寒武纪基底的古老微陆块,后期卷入了古亚洲洋南向俯冲相关的造山事件使其被强烈破坏与改造。该微陆块作为古亚洲洋南部的活动大陆边缘弧,被与俯冲作用有关的阶段性弧岩浆底侵、部分熔融、增厚地壳和区域性变质作用等机制改造与活化,产生了阶段性侵位的陆缘弧岩浆作用。这些认识为探究中亚造山带微陆块的起源和造山带的构造演化提供新的约束。

关键词：大陆边缘弧幕式岩浆作用再活化地壳加厚敦煌地块中亚造山带

粘性地壳环境下余滑的二次触发引起的区域应力场扰动及影响

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大地构造与成矿学 2024年第3期48卷 395-409页

作者：冯万鹏戚永浩张智超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广东珠海519082 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 广东珠海519082 中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室北京100029 珠海市自然资源局金湾分局广东珠海519090

随着现代观测技术的发展,强震发生后时间相依的余滑过程已经被广泛观测到。在粘性地壳环境下,余滑进一步调整区域应力场,进而控制余震等一系列地质过程。2015年MW 7.8尼泊尔地震及其MW 7.3余震是南喜马拉雅造山带近年来最大的构造事件,... 详细信息

随着现代观测技术的发展,强震发生后时间相依的余滑过程已经被广泛观测到。在粘性地壳环境下,余滑进一步调整区域应力场,进而控制余震等一系列地质过程。2015年MW 7.8尼泊尔地震及其MW 7.3余震是南喜马拉雅造山带近年来最大的构造事件,显著改造了当地的地形地貌,并扰动了当地应力场分布。2015年地震后,藏南发生了一系列M>5的正断层地震,甚至在距离主震453 km(震中以东)的多庆错湖出现了湖水干涸的异常事件。后续区域地质过程是否与2015年地震相关有待开展进一步研究。尼泊尔地震的震后形变被现代空间对地观测技术(GNSS和InSAR)所捕获,揭示地震断层后缘发生了显著的余滑过程。本文基于层状粘性地球模型,开展了同震、余滑及其关联的粘弹松弛的形变历史数值模拟。结果显示,同震静态应力触发并不能解释所有当地正断层地震的发生,但如果考虑余滑过程激发的下地壳粘弹性松弛效应,可以找到正触发关系。同时,震后余滑的粘弹性松弛过程对多庆错盆地形成东西向扩展应力,促进了当地裂隙的东西向扩展。考虑到该现象出现的时间,可以进一步确认余滑过程在震后对当地应力场的控制作用。值得指出的是,假设当地弹性层厚度为20 km、下地壳的粘性为1018 Pa·s的地壳模型,联合考虑余滑可以较好复现28°N附近GPS台站位置上的震后地表形变,为当地下地壳粘性下限提供约束。本次研究结果显示在强震次生灾害的评估中,来自余滑以及粘性地壳的影响不容忽视。

关键词：余滑粘弹释放 GNSS 尼泊尔地震数值模拟

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时空信息的基本内涵与赋能机理

地理学报 2024年第5期79卷 1099-1114页

作者：刘万增陈军国家基础地理信息中心北京100830 自然资源部时空信息与智能服务重点实验室北京100830

时空信息赋能是充分释放和放大时空信息作为生产要素的价值,助力经济社会各领域的高质量发展的时代需求。当前时空信息赋能的基础研究还相对薄弱,应用即赋能的观点占主导地位,缺乏对时空信息赋能机理的深层次认知和探究,导致时空信息的... 详细信息

时空信息赋能是充分释放和放大时空信息作为生产要素的价值,助力经济社会各领域的高质量发展的时代需求。当前时空信息赋能的基础研究还相对薄弱,应用即赋能的观点占主导地位,缺乏对时空信息赋能机理的深层次认知和探究,导致时空信息的内涵与外延不清,时空信息赋能的内在机理不明,制约着其科学高效赋能,亟需厘清其基本内涵、赋能机理与赋能模式等。本文针对时空信息赋能问题,梳理了时空信息的基本概念、丰富内涵和基本特征;指出熵是时空信息赋能的物理基础,熵减是时空信息赋能的内生动力;时空信息赋能的本质是以时空信息为载体,以负熵流转为动能,以不确定性转化为特征,通过人、机、物(环境)相互影响、相互作用,实现系统结构优化、效能提升的过程;并提出了时空信息作为自在信息直接赋能、作为自为信息间接赋能、转为时空知识倍增赋能3种模式;最后,探讨了时空信息赋能自然资源高质量发展的路径。

关键词：时空信息高质量发展赋能机理信息熵国土空间

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运城盐湖形成演化与盐离子来源

地质力学学报 2024年

作者：寇琳琳李振宏夏彩香韦利杰董晓朋王森崔加伟黄婷南德斌中国地质科学院地质力学研究所中国地质大学(武汉)地球科学学院自然资源部古地磁与古构造重建重点实验室自然资源部活动构造与地质安全重点实验室云南省地质调查院

运城盐湖位于汾渭地堑系的核心部位，是中国乃至世界上开发最早的盐湖，但对其基础地质背景的研究却相对薄弱，缺乏统一的认识。文章聚焦新生代地貌巨变过程与汾渭地堑系形成、黄河贯通三门峡峡谷东流入海与三门古湖消亡、汾河改道退出... 详细信息

运城盐湖位于汾渭地堑系的核心部位，是中国乃至世界上开发最早的盐湖，但对其基础地质背景的研究却相对薄弱，缺乏统一的认识。文章聚焦新生代地貌巨变过程与汾渭地堑系形成、黄河贯通三门峡峡谷东流入海与三门古湖消亡、汾河改道退出运城盆地与运城盐湖形成三个主要阶段，探讨运城盐湖的形成演化过程，并结合区域上重点层位地球化学元素分析，探讨盐湖盐类物质的主要来源。研究认为，古近纪至新近纪中新世中期，中国大陆东部的滨太平洋构造域和西部的青藏高原构造域共同开启了运城盐湖演化的序幕；距今约70万年的早—中更新世之交，黄河贯通三门峡峡谷东流入海，三门古湖消亡，运城盐湖的雏形开始形成；距今约7万年的晚更新世中期，汾河发生改道退出运城盆地，运城盐湖由开放体系进入封闭体系，运城盐湖最终形成；随后在中条山北缘断裂的持续作用下，形成了一个大面积的沉积洼地，大量的含盐类矿物质在这里汇集，经过长期的沉淀蒸发，形成了天然盐湖；运城盐湖的盐类物质主要来源于深部成矿盐层，控制盐湖的主要断裂提供了盐类物质的主要通道，中条山北缘中元古界蓟县系龙家园组海相高镁白云岩提供了镁离子来源。研究成果将为运城的生态保护与合理开发提供基础地质依据。

关键词：地球化学元素盐离子三门古湖汾河改道运城盐湖

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

铁同位素分馏机理以及在镁铁-超镁铁质岩浆作用和成矿作用中的应用

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岩石矿物学杂志 2024年第4期43卷 1034-1051页

作者：邱坦汤庆艳杨皓辰黎卓明张燕刘玮赵驰王晓伟兰州大学地质科学与矿产资源学院甘肃省西部矿产资源重点实验室自然资源部黄河上游战略性矿产资源重点实验室甘肃兰州730000 包头稀土研究院白云鄂博稀土资源研究与综合利用全国重点实验室内蒙古包头014030 甘肃省地质调查院甘肃兰州730000

镁铁-超镁铁质侵入体包含了大量来自地球深部的信息,与其具有成因联系的岩浆矿床具有重要的经济价值。铁作为直接参与成矿的元素,其同位素组成在示踪成矿物质来源与反演成矿过程方面有着天然的优势。近年来,随着MC-ICP-MS的出现与发展,... 详细信息

镁铁-超镁铁质侵入体包含了大量来自地球深部的信息,与其具有成因联系的岩浆矿床具有重要的经济价值。铁作为直接参与成矿的元素,其同位素组成在示踪成矿物质来源与反演成矿过程方面有着天然的优势。近年来,随着MC-ICP-MS的出现与发展,诸多学者对镁铁-超镁铁质侵入体及相关的岩浆矿床开展了一系列铁同位素研究,并取得了重要的研究进展。本文通过总结镁铁-超镁铁质岩浆作用及成矿作用中铁同位素的组成,探讨了镁铁-超镁铁质侵入体中铁同位素的分馏机制。研究表明不同地质储库的铁同位素组成不同,其中球粒陨石代表地球最初始的铁同位素组成,其他岩体均因遭受不同程度的后期地质作用的改造而产生铁同位素分馏。铁同位素的分馏机制包括热力学平衡分馏和动力学分馏,在自然界矿物中,Fe3+形成的化学键一般强于Fe2+,因此富Fe3+的矿物相(如磁铁矿)相对于富Fe2+的矿物相(如磁黄铁矿、镍黄铁矿)更富集重同位素。多种动力学过程包括部分熔融、分离结晶、氧化还原过程和扩散等均会导致铁同位素产生动力学分馏。由于其独特的地球化学性质,铁同位素在与镁铁-超镁铁质侵入体相关的铜镍铂族元素硫化物矿床、钒钛磁铁矿矿床和铬铁矿矿床等领域有着非常广泛的应用及前景。与其他稳定同位素,如锂、硫、镁、镍同位素等相结合,可以有效地用来示踪沉积物质的同化作用,反演硫化物熔体冷凝结晶过程和揭示矿床成因。

关键词：镁铁-超镁铁质侵入体 Fe同位素分馏行为成矿作用