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店埠河流域地表水氮素时空分布和来源解析

环境科学 2024年

作者：秦先燕吴剑雄郑涛彭苗枝安徽省地质调查院(安徽省地质科学研究所)

店埠河是巢湖西半湖入湖河流中污染最严重的河流之一，氮素是主要的影响因子之一.以丰水期、平水期和枯水期采集的30个地表水样品为研究对象，结合水化学分析方法，运用硝酸盐δ15N和δ18O同位素、铵盐δ15N同位素和SIAR混合模型，分析... 详细信息

店埠河是巢湖西半湖入湖河流中污染最严重的河流之一，氮素是主要的影响因子之一.以丰水期、平水期和枯水期采集的30个地表水样品为研究对象，结合水化学分析方法，运用硝酸盐δ15N和δ18O同位素、铵盐δ15N同位素和SIAR混合模型，分析氮素时空分布特征及其影响因素，解析硝酸盐和铵盐来源.结果表明，店埠河流域地表水TN和NH4+-N污染状况较重，尤其在枯水期.沿着干流，TN和NO3--N浓度从上游到下游主要呈现先上升再下降(丰水期和平水期)，或上升趋势(枯水期)，主要受土地利用类型影响.地表水中δ15N-NO3-和δ18O-NO3-值范围分别是-4.61‰～24.39‰和-5.39‰～15.18‰，主要分布在化肥、土壤有机氮以及粪肥污水区间.在不同水文期，上游化肥(34.53%～52.39%)和土壤有机氮(26.24%～32.29%)为硝酸盐主要来源，中下游硝酸盐来源贡献率大小顺序为：粪肥污水>土壤有机氮>化肥>大气降水.δ15N-NH4+均值为-3.97‰，铵态氮肥和大气降水是铵盐的主要来源.研究结果能为流域水环境综合治理提供科学依据.

关键词：巢湖河水氮氧同位素铵盐氮同位素硝化作用 SIAR混合模型

滇西南大红山群变火山-沉积岩地球化学属性、年代格架及其构造意义

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岩石矿物学杂志 2024年第2期43卷 393-426页

作者：姜杭云刘福来王舫王慧宁李同宇中国地质科学院地质研究所北京100037

云南新平地区大红山群出露于扬子地块西南缘,主要由低绿片岩相-角闪岩相变质的火山-沉积岩组成。大红山群的岩石成因、年代格架及其形成的构造背景缺乏系统研究,制约了地质学家们全面认识和理解扬子西南缘<~1.75 Ga的构造演化历史。本... 详细信息

云南新平地区大红山群出露于扬子地块西南缘,主要由低绿片岩相-角闪岩相变质的火山-沉积岩组成。大红山群的岩石成因、年代格架及其形成的构造背景缺乏系统研究,制约了地质学家们全面认识和理解扬子西南缘部老厂河组变沉积岩及其内部变火山岩夹层为重点研究对象,开展岩相学、全岩地球化学和锆石U-Pb定年等综合研究。岩石地球化学研究结果表明,变沉积岩的化学成分与大陆上地壳沉积物成分接近,原岩为成熟度较高的泥岩/页岩,未经历沉积再循环,形成于被动大陆边缘的构造背景;变火山岩原岩化学成分相当于钙碱性过铝质A型流纹岩,形成于造山后的大陆裂谷拉张环境。锆石U-Pb定年结果显示,老厂河组变沉积岩的碎屑锆石记录了2.3~2.2 Ga和1.9~1.75 Ga两个主年龄峰以及2.7~2.6 Ga次年龄峰。结合前人研究结果,表明大红山群物源主要来源于扬子地块西南缘的太古宙-古元古代基底岩石。变火山岩样品的岩浆锆石核部记录了1713~1711 Ma的年龄,应代表老厂河组原岩的形成时代,锆石的变质增生边限定峰期变质时代为约843 Ma。综合前人研究结果表明,大红山群普遍经历了849~837 Ma的新元古代变质事件。综上所述,扬子地块西南缘的大红山群完好记录了与Columbia超大陆裂解有关的非造山岩浆活动,新元古代变质事件可能与Rodinia超大陆裂解和聚合过程密切相关。

关键词：扬子地块西南缘大红山群变火山-沉积岩锆石U-Pb定年地球化学

密西西比河谷型(MVT)铅锌矿床与蒸发岩的成因关系

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岩石矿物学杂志 2024年第4期43卷 1012-1033页

作者：田力丹宋玉财庄亮亮黄钢中国地质科学院地质研究所北京100037

MVT铅锌矿床的形成与蒸发岩关系密切,但在蒸发盐矿物发生溶解或转变为其他矿物而“消失”时,人们常忽视其曾经存在。本文基于前人研究,对蒸发岩的转变、识别特征及其与MVT铅锌成矿流体来源、硫来源及储矿构造三个方面的关系进行综述。其... 详细信息

MVT铅锌矿床的形成与蒸发岩关系密切,但在蒸发盐矿物发生溶解或转变为其他矿物而“消失”时,人们常忽视其曾经存在。本文基于前人研究,对蒸发岩的转变、识别特征及其与MVT铅锌成矿流体来源、硫来源及储矿构造三个方面的关系进行综述。其中,MVT矿床迁移铅锌的盆地卤水主要来自蒸发海水,少量来自蒸发岩的溶解,区域上蒸发岩的发育可指示该区具有成矿流体的发育条件。铅锌金属硫化物中的硫均来自于硫酸盐还原作用,而石膏和硬石膏等蒸发盐矿物是硫酸盐的重要提供者。蒸发岩溶解垮塌利于形成角砾岩与垮塌空间,铅锌矿化可赋存于角砾岩内或其邻近岩层中;盐底辟构造会形成有利于流体聚集和矿质沉淀的构造/化学圈闭,铅锌矿化赋存于底辟体顶部冠岩、边部过渡层和围岩、直立的底辟角砾筒或侧向底辟形成的穹隆体顶部。此外,蒸发盐矿物的假晶、残留的蒸发盐矿物是“消失”蒸发岩存在的直接证据,钠长石和方柱石、正延性玉髓/燧石、富碱土元素双锥状石英等,可指示蒸发岩曾经存在;蒸发岩溶解垮塌构造具有顺地层延伸长等特点,盐底辟构造具有穿层及角砾来自下部层位等特点,是可以协助识别蒸发岩的相关构造。可以看出,区域地层记录有蒸发沉积环境是MVT铅锌成矿必要条件,蒸发岩溶解垮塌和底辟构造是重要找矿目标。

关键词：蒸发岩 MVT矿床卤水硫源溶解垮塌构造盐底辟构造

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全球矿床数据库建设现状、应用与展望

岩石矿物学杂志 2024年第1期43卷 74-88页

作者：史蕊张洪瑞中国地质科学院地质研究所北京100037

基于大数据和人工智能技术的数据驱动科学范式推动地球科学研究发生了变革。作为地球科学的重要分支,现代矿床学经历了百余年的发展,已经积累了海量的数据资料,这些数据的流通和共享是发挥其资源价值的关键。文章介绍了中国“地质云”... 详细信息

基于大数据和人工智能技术的数据驱动科学范式推动地球科学研究发生了变革。作为地球科学的重要分支,现代矿床学经历了百余年的发展,已经积累了海量的数据资料,这些数据的流通和共享是发挥其资源价值的关键。文章介绍了中国“地质云”与全球矿产资源储量动态评估数据库、澳大利亚深部地球探测计划AuScope、美国矿产资源在线空间数据库、国际经济地质学家学会(SEG)Geofacets数据库、美国标准普尔公司SNL Metals&Mining数据库等国际主要矿床数据库的情况;同时,列举了应用大数据思维和人工智能方法在区域成矿规律、矿床成因机制、矿床类型判别、资源潜力评价、战略咨询等方面取得的若干重要进展。文章提出,未来在深时数字地球国际大科学计划的平台下,整合全球海量矿床数据,建设开放、共享、统一的矿床大数据平台势在必行。

关键词：矿床数据库大数据深时数字地球

长江中下游及邻区地震各向异性对区域构造演化的启示

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地球物理学报 2024年第3期67卷 900-915页

作者：张永谦吕庆田石玉涛史大年严加永张洪双阮小敏中国地质科学院北京100037 自然资源部深地科学与探测技术实验室中国地质科学院北京100094 中国地震局地震预测研究所地震预测重点实验室北京100036 中国地质科学院地质研究所北京100037

大别山东缘和长江中下游地区是我国东部构造格局最复杂的地区之一.为深入理解和认识该区的构造演化过程和壳幔变形特征,本文利用NW-SE向跨越长江中下游地区的密集宽频带流动地震台站数据,开展了远震接收函数Pms各向异性研究,并结合已有... 详细信息

大别山东缘和长江中下游地区是我国东部构造格局最复杂的地区之一.为深入理解和认识该区的构造演化过程和壳幔变形特征,本文利用NW-SE向跨越长江中下游地区的密集宽频带流动地震台站数据,开展了远震接收函数Pms各向异性研究,并结合已有研究进一步分析了该区地壳与上地幔各向异性特征及其产生机制.结果表明:长江中下游及邻区地壳各向异性呈明显的横向分区性,华北克拉通东南部以近NWW向为主,而长江中下游和华南东北部以NE向为主.在垂向上,该区地壳与上地幔各向异性方向也存在明显差异,Pms各向异性快波方向与XKS(PKS,SKS,SKKS)快波偏振方向整体上存在30°~60°左右差异,形成了该区壳幔各向异性的“立交桥”式分层结构.本研究认为印支期和燕山期的区域构造演化差异以及华北与华南块体的流变学强度不同是造成该区壳幔各向异性“立交桥”式分层结构的重要因素.华北地区Pms各向异性特征反映了华南与华北块体在印支期陆陆碰撞所形成的中下地壳变形痕迹,华南东北部地区的Pms各向异性则主要受控于燕山期古太平洋板块俯冲造成的陆内挤压作用.燕山期古太平洋板块的北西向俯冲作用不仅导致了软流圈物质沿NW或近W向流动和橄榄岩矿物晶体的定向排列,也在地壳和岩石圈尺度产生了陆内挤压作用并最终导致了目前观测到的中下地壳变形和各向异性特征.

关键词：长江中下游地震各向异性接收函数区域构造演化

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液压成因含矿构造主要特征——以华南热液钨矿和铀矿为例

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地质力学学报 2024年第1期30卷 15-37页

作者：陈柏林中国地质科学院地质力学研究所北京100081

液压致裂是整个地壳−岩石圈范围内一种重要的变形破裂方式,也是一些热液矿床的重要含矿构造。通过分析液压致裂构造的形成机制和液压成因含矿构造的类型(液压致裂型和液压撑开型),以华南地区典型热液钨、铀矿为例,基于野外精细调查,明... 详细信息

液压致裂是整个地壳−岩石圈范围内一种重要的变形破裂方式,也是一些热液矿床的重要含矿构造。通过分析液压致裂构造的形成机制和液压成因含矿构造的类型(液压致裂型和液压撑开型),以华南地区典型热液钨、铀矿为例,基于野外精细调查,明确了包括石门寺钨矿、行洛坑钨矿和邹家山铀矿等的液压成因含矿构造的基本特征。新生性液压致裂含矿构造的主要特征表现为形态复杂(有弧形、分叉树枝形、放射状、菊花形和蟹腿状等)、规模较小、宏观力学性质以张性破裂为主、走向和倾向多变、方向性不明显、仅局部区域发育优势方位、常伴生有热液隐爆角砾岩;因此,可以从弧形分叉或不规则形态、总体较小规模、产状多向性、分布不均匀性和伴生热液隐爆角砾岩这5个标志来识别液压致裂含矿构造。对比分析液压致裂含矿构造与应力致裂含矿构造的差异认为,液压致裂含矿构造发育比较局限,而液压撑开型含矿构造相对普遍,热液蚀变分带与该含矿构造是液压致裂还是应力致裂无明显相关性;压性成因构造在成矿期表现出的张性力学性质有些是成矿流体超压作用的结果,而并非区域构造应力场的改变;液压致裂导致的断裂末端的扩展破裂与成矿流体的耦合作用为成矿末端效应的构造控制机制。

关键词：液压致裂构造含矿构造裂隙形态热液隐爆角砾岩鉴别标志华南热液矿床

冈底斯岩浆弧东段米林地区晚渐新世花岗岩成因

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地质学报 2024年第2期98卷 447-466页

作者：王迪张泽明李文坛中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083 中国地质科学院地质研究所北京100037

青藏高原南部的冈底斯岩浆弧广泛发育新生代的花岗岩,然而这些花岗岩的成因仍存在争议。本文对冈底斯东段米林地区的晚渐新世二云母花岗岩进行了年代学和地球化学研究。全岩化学分析结果显示,这些花岗岩为中钾—高钾钙碱性系列,偏铝质,... 详细信息

青藏高原南部的冈底斯岩浆弧广泛发育新生代的花岗岩,然而这些花岗岩的成因仍存在争议。本文对冈底斯东段米林地区的晚渐新世二云母花岗岩进行了年代学和地球化学研究。全岩化学分析结果显示,这些花岗岩为中钾—高钾钙碱性系列,偏铝质,富集轻稀土元素和Rb、Th、U等大离子亲石元素,亏损重稀土元素和Nb、Ta、Ti等高场强元素,高Sr、低Y,具有较高的Sr/Y比值(37~85),显示出埃达克质岩石的地球化学特征。锆石U-Pb定年结果显示,所研究的二云母花岗岩结晶年龄为~26.6 Ma。这些花岗岩中的锆石具有较低的正εHf(t)值(+0.4~+7.3)。综合现有的研究结果,我们认为冈底斯弧东段的晚渐新世花岗岩起源于加厚下地壳始新世弧岩浆岩的部分熔融,但具有古老地壳物质的贡献。印度与亚洲大陆的持续汇聚导致冈底斯弧地壳加厚,加厚下地壳发生高级变质和部分熔融形成了晚渐新世的埃达克质花岗岩。

关键词：冈底斯弧晚渐新世埃达克质花岗岩地壳加厚

典型岩溶矿区地表水和地下水补给来源及水化学演化机制

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环境科学 2024年第9期45卷 5264-5276页

作者：周智强黄奇波汪玉松罗飞梁建宏熊江俣中国地质大学(武汉)环境学院武汉430074 中国地质科学院岩溶地质研究所桂林541004

为研究香花岭矿区岩溶地下水与地表水补给来源、水化学特征及演化过程,在矿区周边采集了32组岩溶地下水与地表水样品,基于多元统计分析、Piper三线图、Gibbs图和离子比例系数等方法,分析了香花岭矿区岩溶地下水与地表水水文地球化学特征... 详细信息

为研究香花岭矿区岩溶地下水与地表水补给来源、水化学特征及演化过程,在矿区周边采集了32组岩溶地下水与地表水样品,基于多元统计分析、Piper三线图、Gibbs图和离子比例系数等方法,分析了香花岭矿区岩溶地下水与地表水水文地球化学特征,系统揭示了两者的补给来源、补给年代及水化学演化规律.结果表明,香花岭矿区岩溶地下水与地表水呈弱碱性,主要阴阳离子为HCO_(3)^(−)和Ca^(2+),水化学类型以HCO_(3)-Ca型、HCO_(3)-Ca·Mg型和HCO_(3)·SO_(4)^(-)Ca·Mg型为主.大气降水是岩溶地下水与地表水的主要补给来源,在径流过程中一定程度上受到了蒸发作用的影响,但岩溶地下水所受蒸发作用影响相对较小,与现代水水力联系较为密切,循环更替过程更加迅速.岩溶地下水与地表水的水化学演化特征主要受岩石风化作用、阳离子交替吸附作用、矿物溶解作用及人类活动(农业活动、矿业活动)的共同影响,Ca^(2+)、Mg^(2+)和HCO_(3)^(−)主要源于碳酸盐岩矿物的溶解,少部分源于硅酸盐岩矿物的风化溶解,Na^(+)与Cl^(−)主要源于岩盐的溶解,其中Cl^(−)、NO_(3)^(−)和SO_(4)^(2−)受到农业活动、生活污水排放与矿业活动的外源输入的影响较大.研究结果对香花岭矿区岩溶地下水与地表水循环演化过程、水资源保护利用有重要意义.

关键词：香花岭矿区岩溶地下水水化学特征水岩作用氢氧同位素演化机制

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鲁西泰山岩群新太古代构造特征及其地质意义

地质学报 2024年

作者：李晓东王伟田忠华贾督罗博文周进伟中国地质科学院地质研究所

新太古代末期是地球大地构造演化的重要转折期,近年来部分学者认为该时期是垂向运动向水平运动发生转变的重要窗口期,并得到部分数值模拟工作的支持。位于华北克拉通东部陆块的鲁西地区保留了大量太古宙构造,是开展早期构造演化解析的... 详细信息

新太古代末期是地球大地构造演化的重要转折期,近年来部分学者认为该时期是垂向运动向水平运动发生转变的重要窗口期,并得到部分数值模拟工作的支持。位于华北克拉通东部陆块的鲁西地区保留了大量太古宙构造,是开展早期构造演化解析的理想场所。本文以鲁西蒙阴地区太古宙泰山岩群为研究对象,通过详细的野外构造解析及年代学分析,提出泰山岩群太古宙构造是三个阶段的变形:DA-1组合包括早期面理S1及紧闭褶皱F1,DA-2由大量直立褶皱、S2面理以及逆冲断层组成,DA-3则表现为大量韧性剪切带以及水平/近水平线理的发育。本文对关键样品进行了年代学工作,并结合已发表的年代学资料,认为三个阶段的变形分别发育于2.56～2.53 Ga、2.53～2.52 Ga和2.52～2.50 Ga之间。大量变形构造要素如大型直立褶皱、逆冲断层及水平线理的几何学分析表明,鲁西地区三个变形阶段演化诠释了完整的太古宙造山事件,泰山岩群内发生的变形构造与垂向作用机制下形成的穹隆-龙骨构造不同,而与显生宙侧向挤压造山作用所形成的构造特点极为相似。因此本文认为,鲁西地区太古宙水平构造可能是受到最早期板块构造体制作用的结果。

关键词：泰山岩群新太古代多阶段变形侧向挤压水平运动构造体制