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普通铅对LA-ICP-MS磷灰石U-Pb定年结果的影响及校正方法

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岩矿测试 2025年第1期44卷 51-62页

作者：罗涛王瀚林朱松柏卿丽媛胡兆初中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室湖北武汉430074 中国石油塔里木油田公司克拉采油气管理区新疆库尔勒841000

磷灰石是火成岩、变质岩和沉积岩中广泛分布的含铀矿物,开展磷灰石U-Pb年代学研究对揭示岩浆演化过程、示踪溯源等方面具有重要意义。激光剥蚀电感耦合等离子体质谱法(LA-ICP-MS)是开展磷灰石U-Pb年龄微区分析的重要手段之一。当前,基... 详细信息

磷灰石是火成岩、变质岩和沉积岩中广泛分布的含铀矿物,开展磷灰石U-Pb年代学研究对揭示岩浆演化过程、示踪溯源等方面具有重要意义。激光剥蚀电感耦合等离子体质谱法(LA-ICP-MS)是开展磷灰石U-Pb年龄微区分析的重要手段之一。当前,基体匹配磷灰石U-Pb定年矿物标样缺乏和标样中不可避免的普通铅是制约LA-ICP-MS高精度磷灰石U-Pb年龄分析的主要瓶颈。本文对比研究了标样中普通铅对LA-ICP-MS磷灰石U-Pb定年结果的影响,采用含普通铅的磷灰石MAD作外标直接开展U-Pb年龄校正,获得的被测样品年龄会产生显著的系统偏差(最大约6%);采用207Pb法或Tera-Wasserburg图解法先校正标样中普通铅,再利用校正后的数据进行元素分馏和仪器漂移校正则可获得准确的磷灰石U-Pb年龄,与推荐值偏差在2%以内。另一方面,为消除标样中普通铅对分析结果的影响,本文还采用水蒸气辅助激光剥蚀方法,实现以NIST612玻璃作为外标准确分析磷灰石U-Pb年龄,解决了磷灰石U-Pb定年微区分析高质量标样缺乏的难题。本研究通过对标样中普通铅进行预校正或采用非基体匹配分析,建立了高精度LA-ICP-MS磷灰石U-Pb定年新方法,将促进磷灰石U-Pb年代学在地球科学研究中的应用。

关键词：激光剥蚀电感耦合等离子体质谱法磷灰石 U-Pb定年普通铅校正非基体匹配分析

华南造山带上泛非期岩浆活动证据的发现及地质意义

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地质学报 2025年

作者：张素梅汪洋任纪舜朱俊宾张敏杰苏天瑞王霄汉于延秋王诗琪河北地质大学地球科学学院河北省战略性关键矿产资源重点实验室河北省战略性关键矿产研究协同创新中心中国地质大学(北京)地球科学与资源学院中国地质科学院地质研究所

由于华南造山带缺乏早古生代初岩浆活动的直接证据而导致华南造山带与扬子地块碰撞拼合完成时间、早古生代初的大地构造背景、是否属于冈瓦纳一部分等科学问题的研究争议不断，因此寻找泛非期岩浆岩成为解决以上问题的关键。本次研究主... 详细信息

由于华南造山带缺乏早古生代初岩浆活动的直接证据而导致华南造山带与扬子地块碰撞拼合完成时间、早古生代初的大地构造背景、是否属于冈瓦纳一部分等科学问题的研究争议不断，因此寻找泛非期岩浆岩成为解决以上问题的关键。本次研究主要通过岩相学、锆石U-Pb年代学、全岩地球化学及Lu-Hf同位素等手段来分析诸广山复式岩基中北部的梧桐岩体的年代学、岩石地球化学等方面的特征。研究表明，梧桐岩体主体由黑云母二长花岗岩构成，黑云母二长花岗岩的成岩年龄为494.4 Ma，具有高硅铝（SiO2=59.93%～71.31%,Al2O3=13.43%～19.20%）、高碱（K2O=3.35%～5.93%,Na2O=2.33%～6.21%）、高铁（TFe2O3=2.09%～6.20%）、低镁（MgO=0.44%～2.18%），富集Rb、Th、U、Nb和轻稀土元素，亏损Ba、Sr、P、Ti等特征，其岩浆物质主要来源于下地壳物质的重熔或多次重熔，岩浆侵入过程中可能存在少量地幔物质加入。梧桐岩体的发现暗示华南造山带与扬子地块中部可能在早古生代（520～480Ma）完成碰撞拼合，且与冈瓦纳大陆关系密切，极有可能是冈瓦纳大陆的一部分，它为进一步厘清泛非造山运动作用于华南造山带乃至华南地区的时限、作用范围、岩浆成因、大地构造背景特征等科学问题提供了典型研究对象。

关键词：华南造山带梧桐岩体泛非期锆石U-Pb年龄

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大陆岩石圈地幔卤素的组成和分异

中国科学:地球科学 2025年第1期 314-318页

作者：陈春飞中国地质大学(武汉)地球科学学院地质过程与矿产资源国家重点实验室

1引言卤素包括氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)和碘(I),是高度活泼且强水溶性的元素,能够在熔流体中高度富集.在熔流体中,卤素几乎与所有金属高度反应,容易与金属阳离子形成络合物,显著影响不同相间金属元素的分配,因此卤素在岩石圈中关键金属元...

1引言卤素包括氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)和碘(I),是高度活泼且强水溶性的元素,能够在熔流体中高度富集.在熔流体中,卤素几乎与所有金属高度反应,容易与金属阳离子形成络合物,显著影响不同相间金属元素的分配,因此卤素在岩石圈中关键金属元素的迁移、富集和成矿中扮演着关键角色(Weis等, 2012;刘金宇等, 2024).此外,富含氯和碳酸盐的熔流体可以增加克拉通岩石圈金刚石的生长速率,是形成金刚石矿床的催化剂(Palyanov等, 2007).高温高压实验研究表明,卤素可以降低橄榄岩的熔点,并影响熔体的组成,在大陆岩石圈地幔的形成与演化中发挥重要作用(Brey等, 2009).

关键词：

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地下实验室·深地观测·科学问题——来自深地多物理场观测的启示

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中国科学:地球科学 2025年

作者：任辉启王赟陈畅付广裕邱隆清郭良辉谢成良贺永胜孙和平滕吉文军事科学院国防工程研究院中国地质大学(北京)陆内火山与地震教育部重点实验室地质过程与矿产资源国家重点实验室中国科学院上海微系统与信息技术研究所中国科学院精密测量科学与技术创新研究院中国科学院地质与地球物理研究所

通过国内外地下实验室实施的科学观测和研究调研分析,首先从宇宙射线本底、重力与地震观测的背景振动噪声、地磁和电磁观测的电磁环境噪声的角度,通过地面、山体隧道空腔、煤矿地下巷道的观测对比介绍了三种环境的差异,说明不同物理场... 详细信息

通过国内外地下实验室实施的科学观测和研究调研分析,首先从宇宙射线本底、重力与地震观测的背景振动噪声、地磁和电磁观测的电磁环境噪声的角度,通过地面、山体隧道空腔、煤矿地下巷道的观测对比介绍了三种环境的差异,说明不同物理场的观测研究应慎重使用地下实验室和深地实验室这一术语;并进一步介绍了我国煤矿井下巷道所具有的大空间、超静与超净特点,以及与山体隧道空腔和钻孔观测相比,煤矿巷道观测所表现出的超高精度长期稳定观测优势.围绕深地科学观测所针对的基础科学问题,文章展示了深地实现的高信噪比微弱震感知能力十分有利于地球介质结构反演精度的提高,深地超导重力观测使得慢地震的捕获和研究成为可能,深地实现的fT级超导磁测则使得Schumann谐振的固体地球衰减特征探索,以及与脑磁、心磁的交叉学科研究成为可能;同时揭示了高精度量子仪器研发需要考虑弱磁扰动可能产生的影响.最后,从深地超高精度多物理场联测及其相互关系研究的角度,讨论了深地实验室对“深空”和“深海”专项的可能支撑作用,强调深地观测平台及其装备技术是系列科学问题解决的基础,以期引起地球科学、物理等学科领域对深地实验室与高精度科学观测的重视.

关键词：深部地下多物理场超高精度测震 Schumann共振***

华南埃迪卡拉纪-寒武纪(551～523Ma)硅质海绵动物的分布及其对海洋氧化的影响

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中国科学:地球科学 2025年

作者：叶炎张磊陈灿常珊易雨昊冯庆来中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室中国地质大学(武汉)地球科学学院 Department of Geology Lund University 成都理工大学沉积地质研究院成都理工大学自然资源部深时地理环境重建与应用重点实验室湖北省地质局第二地质大队湖北师范大学城市与环境学院中国石油化工股份有限公司江汉油田分公司勘探开发研究院

海绵动物不仅是最基础的后生动物,而且是海洋中重要的生态工程师,因而海绵动物的起源与早期演化问题一直吸引学界的关注.前人研究表明,海绵动物门在寒武纪第二世快速演化,而纽芬兰统的海绵化石分布零星,且保存较差.但是,近年来越来越多... 详细信息

海绵动物不仅是最基础的后生动物,而且是海洋中重要的生态工程师,因而海绵动物的起源与早期演化问题一直吸引学界的关注.前人研究表明,海绵动物门在寒武纪第二世快速演化,而纽芬兰统的海绵化石分布零星,且保存较差.但是,近年来越来越多的海绵骨针化石在全球各地,尤其是华南的埃迪卡拉纪-寒武纪转折期地层中被发现,激起了海绵动物早期演化的新一轮思考和讨论.长期以来,海洋氧化被认为是生物演化的驱动因素之一,但是其与海绵动物演化的关系目前不甚清晰.本文旨在通过系统总结华南五个剖面埃迪卡拉纪-寒武纪转折期硅质海绵骨针的分布规律,探讨硅质海绵动物的早期演化模式.空间上,依据现阶段的地层对比框架,单轴骨针在埃迪卡拉纪晚期出现于下大陆架-斜坡地区,可能在寒武纪早期扩张到上大陆架和深水盆地.时间上,五个剖面的资料显示,单轴海绵骨针的数量、大小和多样性逐渐增加,同时伴随双轴、三轴和多轴海绵骨针的出现.尽管部分海绵骨针的生物属性还存疑,但是最早出现的骨针都是单轴骨针,且具备与现代普通海绵动物类似的骨针集合体形式,据此推测硅质普通海绵动物的出现可能早于硅质六射海绵动物.此外,贵州四方井剖面和湖南燕子桥剖面的地球化学研究表明,海绵动物的出现对应更为缺氧的环境.最后,本研究用箱式模型模拟海绵动物繁盛对海水溶解氧含量的影响,结果发现海绵动物的滤食效应对深海氧化具有较弱的促进作用.

关键词：埃迪卡拉纪-寒武纪转折期海绵动物深海氧化硅浓度箱式模型

接地源短偏移瞬变电磁法理论及其在深部矿产勘探中的应用

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中国科学:地球科学 2025年

作者：薛国强武欣陈卫营周楠楠中国科学院矿产资源研究重点实验室中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院大学地球与行星科学学院

瞬变电磁法是探测地下金属矿体的关键地球物理技术之一,其发射源包括回线源和接地源两种形式.长偏移瞬变电磁法(LOTEM)采用接地源,其探测理论基础是远源观测方式和平面波模型简化.然而,远源观测到的信号强度小,平面波简化后的方法勘探... 详细信息

瞬变电磁法是探测地下金属矿体的关键地球物理技术之一,其发射源包括回线源和接地源两种形式.长偏移瞬变电磁法(LOTEM)采用接地源,其探测理论基础是远源观测方式和平面波模型简化.然而,远源观测到的信号强度小,平面波简化后的方法勘探精度低,其有效探测深度约1000m,综合误差15%.近年来,我们提出并发展了接地源短偏移瞬变电磁法(SOTEM),显著提升了500～2000m矿产资源的探测深度和精度.本文综述了SOTEM的理论基础、仪器设备、数据处理方法及其实际应用效能. SOTEM基于点电荷微元模型,精确计算电磁场的曲面波效应.针对近源观测,我们开发了高功率、高分辨率的大带宽勘探设备,并发展出三维混合反演方法.在河南省周庵地区的镍-铜隐伏矿床实测中, SOTEM揭示了2km深度范围内的高分辨率电导率结构,验证了浅部已知矿体,并在岩体接触带和底部发现了深部矿化异常,显示出该矿区深部的巨大找矿潜力.

关键词：远源观测平面波简化接地源短偏移瞬变电磁法大带宽勘探设备三维混合反演

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岩浆热液流体组成与金属成矿

中国科学:地球科学 2025年第1期 207-226页

作者：舒启海邓军中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室中国地质大学深时数字地球前沿科学中心

岩浆热液矿床是众多大宗金属、贵金属和稀有金属的重要来源,是国际学术界和工业界关注的焦点.然而,这类矿床成矿金属的富集作用主要发生在母岩浆源区、岩浆演化阶段还是出溶后的流体过程仍存在争议.流体从岩浆中出溶后、矿化发生前的早... 详细信息

岩浆热液矿床是众多大宗金属、贵金属和稀有金属的重要来源,是国际学术界和工业界关注的焦点.然而,这类矿床成矿金属的富集作用主要发生在母岩浆源区、岩浆演化阶段还是出溶后的流体过程仍存在争议.流体从岩浆中出溶后、矿化发生前的早期高温阶段热液矿物所捕获的流体包裹体记录了接近初始流体组成的信息,可用以探讨流体从岩浆中出溶前是否已经发生显著富集作用这一关键科学问题.对文献中已报道的全球岩浆热液流体成分综合分析表明:金属Cu、Sn和W在其对应的成矿流体中含量显著偏高,反映了流体出溶前的岩浆中已经发生了金属富集,而该富集过程可能是岩浆源区预富集和岩浆演化再富集共同作用的结果;金属Mo在其成矿流体和不成Mo矿流体中含量无显著差异,表明其在流体出溶前的岩浆源区和岩浆演化阶段均未发生显著富集,而控制Mo成矿的关键在于母岩浆的体量及流体阶段的矿质汇聚和沉淀效率;金属Zn-Pb和Fe在大多岩浆热液中均具有较高含量,但仅部分发生了有效矿化,体现了热液演化过程对金属选择性成矿的控制作用.不同金属在岩浆热液系统中具有不同的富集-矿化过程和机理,反映了成矿规律的多样性.除岩浆和热液本身的成矿物质组成外,其他因素(包括但不限于岩体形貌、侵位深度、构造通道、围岩属性等)对岩浆热液矿床的形成和规模也起到了重要的控制作用.

关键词：岩浆热液矿床流体包裹体 LA-ICP-MS 金属预富集成矿机理

黔西南莲花山萤石矿多期构造叠加及其控矿作用

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地质通报 2025年

作者：赵兴华杨亚琦田亚洲周祖虎曹卫刚戴玉皇曹鹏杨旭贵州大学资源与环境工程学院喀斯特地质资源与环境教育部重点实验室(贵州大学) 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省古生物与古环境全省重点实验室贵州省地质矿产开发局地球物理地球化学勘查院

右江盆地位于特提斯构造域和太平洋构造域的结合部位，不仅发育了多期构造活动，同时形成了大量低温热液矿床。近期，在右江盆地西北缘的黔西南莲花山地区新发现了一处热液型萤石矿，其矿体主要赋存在断层内，矿石品位高，初步估算储量... 详细信息

右江盆地位于特提斯构造域和太平洋构造域的结合部位，不仅发育了多期构造活动，同时形成了大量低温热液矿床。近期，在右江盆地西北缘的黔西南莲花山地区新发现了一处热液型萤石矿，其矿体主要赋存在断层内，矿石品位高，初步估算储量有望达中型矿床规模。该区构造复杂多样，但构造控矿规律不明，严重制约了下一步的找矿勘查工作。本文详细的野外地质勘查和构造解析表明：（1）区内叠加构造明显，发育有典型的反“S”形褶皱和复杂的断裂构造；（2）矿床主要受控于莲花山背斜核部和南东翼的NE向断层和张节理；（3） F19、F21、F22是主要的含矿断层，表现出多期的构造活动特征。莲花山地区至少经历3期明显的构造活动，D1为S–N向缩短形成了莲花山近E–W向褶皱及一系列左行逆冲断层；D2表现为NWW–SEE向的缩短变形，使得莲花山背斜呈现为反“S”形褶皱，同时形成了NE向和NW向断层并发生强烈的右行逆冲活动；D3主要为NW–SE的伸展作用，其中先存断层活动明显，同时在褶皱和断层附近发育大量不同规模的张节理。莲花山萤石矿体主要赋存在NE向断层内，萤石矿物自形且表现为同轴脉体向内生长的特征，暗示了容矿断层为含矿热液沉淀提供了充足的空间。结合区域研究成果，本文认为印支期和燕山早期不同方向挤压缩短形成了莲花山地区的构造格架，而燕山晚期的伸展作用导致的先存断层伸展活化为成矿提供了有利空间。多期次构造叠加在右江盆地内低温热液矿床中表现明显，可能是大规模成矿的重要机制之一。

关键词：右江盆地萤石矿床莲花山背斜构造叠加构造解析

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华北苍峄铁矿带变质岩岩石成因及其地质意义

地学前缘 2025年

作者：李昱欣李珊珊鞠楠侯照亮支成龙韩双元王少杰尚振朱志勇王栋王英九安茂国中国地质大学(北京) 山东省地质矿产勘查开发局第六地质大队深部金矿探测大数据应用开发山东省工程研究中心威海市能源资源调查评价重点实验室中国地质调查局沈阳地质调查中心维也纳大学地质系山东省鲁南地质工程勘察院(山东省地质矿产勘查开发局第二地质大队) 中国地质科学院地质研究所自然资源部同位素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山东省第三地质矿产勘查院

鲁西地块发育大量赋存于绿岩带中的BIF型铁矿床，如会宝岭铁矿、小闫庄铁矿、沟西铁矿等。苍峄铁矿带地处绿岩带内，前人研究表明绿岩带与BIF型铁矿床近同时形成，成矿作用、火山作用和沉积作用具有成因联系。绿岩带主要形成于2.7～2.6... 详细信息

鲁西地块发育大量赋存于绿岩带中的BIF型铁矿床，如会宝岭铁矿、小闫庄铁矿、沟西铁矿等。苍峄铁矿带地处绿岩带内，前人研究表明绿岩带与BIF型铁矿床近同时形成，成矿作用、火山作用和沉积作用具有成因联系。绿岩带主要形成于2.7～2.6 Ga和2.5 Ga两期岩浆作用，然而铁矿床形成时限和成因研究较为薄弱。本文对苍峄铁矿带赋矿围岩斜长角闪岩、角闪片岩和变粒岩进行了详细的年代学和地球化学研究，以限定成岩年代、岩浆演化过程，进而探讨构造背景和成矿环境。LA-ICP-MS磷灰石U-Pb定年表明斜长角闪岩的原岩年龄为2 522 Ma，绿片-角闪岩相变质年龄为2 411 Ma，角闪-麻粒岩相变质年龄为1 874 Ma。斜长角闪岩和角闪片岩具高Al2O3、FeO和低Na2O、K2O、TiO2含量，Eu正异常，轻稀土元素相对重稀土元素表现不同程度富集，表明其原岩为玄武岩。变粒岩具高SiO2、Al2O3和低FeO含量，无明显的Eu异常，轻稀土富集，重稀土亏损，表明其原岩为英安岩。斜长角闪岩和角闪片岩具有与亏损地幔岩浆源区相似的Ce、Nb、Ti负异常，Nb、La、Nd与Zr呈正相关，V与Zr呈负相关说明岩浆演化过程中存在分离结晶，高Nb/Th和Th/Yb比值说明在岩浆演化过程中有地壳物质加入。变粒岩岩浆Nb/Ta比值为9.7～12.6与壳源岩浆相似。斜长角闪岩、角闪片岩与变粒岩具弧岩浆特征，说明原岩形成于汇聚板块边缘俯冲-碰撞过程。

关键词： BIF铁矿岩石成因全岩地球化学分析磷灰石U-Pb定年