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西秦岭加甘滩金矿成因研究:毒砂Re-Os定年、载金矿物原位微量元素和硫同位素限定

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岩石学报 2024年第6期40卷 1767-1783页

作者：陈炳翰张勇李康宁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 甘肃省地质矿产勘查开发局第三地质矿产勘查院兰州730050

西秦岭加甘滩金矿是夏河-合作地区最大的金矿,但其矿床成因存在争议,其中主要问题在于该矿床成矿时代缺乏研究。通过野外工作和镜下观察,识别出两种毒砂和黄铁矿:毒砂Apy1(较为常见,在矿石中呈浸染状产出)和毒砂Apy2(数量较少,围绕黄铁... 详细信息

西秦岭加甘滩金矿是夏河-合作地区最大的金矿,但其矿床成因存在争议,其中主要问题在于该矿床成矿时代缺乏研究。通过野外工作和镜下观察,识别出两种毒砂和黄铁矿:毒砂Apy1(较为常见,在矿石中呈浸染状产出)和毒砂Apy2(数量较少,围绕黄铁矿Py1产出),黄铁矿Py1(浸染状黄铁矿)和黄铁矿Py2(黄铁矿脉)。本次工作对毒砂进行Re-Os定年,以期确定加甘滩金矿的成矿时代:通过对Apy1进行了Re-Os定年,获得毒砂的Re-Os等时线年龄243.1±8.7Ma,该年龄与夏河-合作区域岩浆作用(232~249Ma)相对应。利用LA-ICP-MS和LA-MC-ICP-MS对成矿期毒砂和黄铁矿进行了微量元素和硫同位素测定。微量元素测试结果显示加甘滩金矿硫化物内的不可见金以固溶体形式赋存,Apy2的不可见金含量最高可达521×10^(-6),其他毒砂和黄铁矿不可见金含量最高为119×10^(-6)。加甘滩金矿的平均品位为2~3g/t,依据质量平衡计算,如果毒砂和黄铁矿内不可见金发生再活化,不可见金含量需要达到20~30g/t,但实际金含量远低于所需,需要额外的岩浆热液来源。Py1、Py2、Apy1和Apy2的原位硫同位素结果分别为-14.3‰~-7.70‰(平均-10.0‰)、-14.5‰~-9.60‰(平均-12.5‰)、-13.0‰~-6.40‰(平均-8.54‰),-11.2‰~-9.00‰(平均-10.1‰),反映其硫同位素发生了分馏。将加甘滩金矿成矿期硫化物的硫同位素与成岩期和典型岩浆热液型黄铁矿硫同位素进行对此,指示其成矿流体为岩浆热液来源。综上,本文研究指示加甘滩金矿属于岩浆热液成因。

关键词：毒砂 Re-Os定年微量元素硫同位素加甘滩金矿

低频性沟谷型泥石流水动力学冲蚀启动机制及动态监控

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吉林大学学报（地球科学版） 2024年第3期54卷 919-932页

作者：徐兴华肖双粟冯杭建吕庆浙江省地质院地质矿产研究所杭州310007 浙江大学建筑工程学院杭州310058

位于浙江省西部衢北地区的杨家泥石流是典型的水体冲蚀形成的低频性沟谷型泥石流。结合杨家泥石流所处的地质环境背景,首先在分析其分区特征、类型和成因机制,评价泥石流易发性及危害程度的基础上,利用统计分析方法确立暴雨强度指标;然... 详细信息

位于浙江省西部衢北地区的杨家泥石流是典型的水体冲蚀形成的低频性沟谷型泥石流。结合杨家泥石流所处的地质环境背景,首先在分析其分区特征、类型和成因机制,评价泥石流易发性及危害程度的基础上,利用统计分析方法确立暴雨强度指标;然后采用力学计算和极限平衡分析理论,构建强降雨作用下冲沟水动力学冲蚀启动模型,确定临界径流深度;再构建降雨—泥水位—流量相结合的递进式分层次综合预警体系;最后于2012年10月在杨家泥石流冲沟开展单沟泥石流远程自动化监测网络体系建设,实施远程监测控制和预警。研究表明:杨家泥石流冲沟呈小流域封闭状,汇水区、形成—流通区和堆积区分区特征明显,杨家泥石流是由特大暴雨激发的、低频的、一次性爆发规模为小型的稀性水石流,为中易发泥石流;冲沟形成区松散物源地表径流深度超过1.0 m时,处于临失稳状态,松散物质易被冲刷侵蚀,可将此临界径流深度作为是否冲蚀启动泥石流的有效判据,并结合暴雨强度指标(R研究区最大降雨发生于2019-06-19,经计算R=2.4<2.8,冲沟区处于安全雨情,沟道泥水位未达到地表径流的警戒限值,不具备泥石流形成启动的水动力条件,沟内流量(最大值为1.70 m^(3)/s)正常,未达到洪峰流量,未有泥石流发生或沟道堵塞等不良现象,此期间冲沟区较为稳定,再次发生泥石流的可能性小。建立以水动力学冲蚀启动特征参数为主的综合监测网络体系,可作为低频性沟谷型泥石流系统防灾控制的技术方法。

关键词：低频性沟谷型泥石流水力冲蚀临界径流深度远程监测综合预警

砷矿石化学物相分析——雌黄和雄黄选择性分离条件研究

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岩矿测试 2024年第2期43卷 270-280页

作者：董亚妮熊英裴若会张笑谢光晋崔长征陕西省地质矿产实验研究所有限公司陕西西安710054

雌黄和雄黄是两种含砷硫化物的共生矿物,具有相似的理化性质,砷矿石化学物相分析方法一直将雌黄和雄黄作为同一相态分析,无法获得各自的含量,影响该类矿石选冶研究。本文以湖南石门雌黄和雄黄砷矿石为研究对象,采用单矿物选择分离技术,... 详细信息

雌黄和雄黄是两种含砷硫化物的共生矿物,具有相似的理化性质,砷矿石化学物相分析方法一直将雌黄和雄黄作为同一相态分析,无法获得各自的含量,影响该类矿石选冶研究。本文以湖南石门雌黄和雄黄砷矿石为研究对象,采用单矿物选择分离技术,对雌黄和雄黄样品的分离条件进行了研究。结果表明:雌黄和雄黄单矿物采用4mol/L氨水溶液,35℃水浴浸取6h,雌黄浸取率为92.2%,雄黄浸取率为2.4%。分离雌黄后,雄黄采用2mol/L氢氧化钠溶液浸取,雄黄浸取率最高为75.8%,基于雄黄空间结构易被氧化,加入碘可将雄黄氧化为易溶于碱的砷氧化物,使雄黄浸取率提高至92.2%,实现雌黄和雄黄的选择性分离。通过X射线衍射仪、全自动矿物仪分析验证在此条件下雌黄和雄黄化学物相分析结果的正确度,两种分析方法的测定值均与化学物相测定值的相对偏差小于14.0%,满足地质矿产实验室测试质量管理规范的要求。该选择性分离条件的确定,有效地提高了雌黄和雄黄的浸取率,对于以雌黄和雄黄为主的砷矿石化学物相分析方法制定奠定了基础。

关键词：雌黄雄黄化学物相分析氨水氢氧化钠选择性分离条件

基于多变量LSTM神经网络的地下水位预测方法研究

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干旱区资源与环境 2024年第9期 138-146页

作者：田辽西覃华清甘肃省地质矿产勘查开发局中国科学院地质与地球物理研究所

地下水位的准确预测对于黑河流域水资源可持续开发及合理利用具有重要意义。针对物理模型、数值模型参数获取困难、建模过程复杂、建模数据时间跨度较短等问题，提出一种多变量LSTM算法来准确、快速预测地下水位。通过将黑河干流中游地... 详细信息

地下水位的准确预测对于黑河流域水资源可持续开发及合理利用具有重要意义。针对物理模型、数值模型参数获取困难、建模过程复杂、建模数据时间跨度较短等问题，提出一种多变量LSTM算法来准确、快速预测地下水位。通过将黑河干流中游地区1986年至2018年月均地下水位观测数据作为数据集，构建了两层每层30个神经元的LSTM模型，并对单一动态类型、混合动态类型两种数据训练方式的预测结果进行比较。结果表明：1)构建的多变量LSTM神经网络模型准确预测了地下水位的月度变化，预测精度较高，RMSE均值为0.18,R2均值为0.8以上。2)相同动态类型输入的预测正确率略高于混合动态类型输入，证明区分不同类型地下水并以相同动态类型的数据作为输入，有助于提高LSTM模型在时序数据预测中的准确性。该研究实现了地下水位的快速精确预测，确定了多变量LSTM模型在预测甘肃张掖盆地地下水位的可行性，进而为张掖盆地水资源初步判断、方案决策提供方法支撑。

关键词：张掖盆地水位预测地下水位动态分析深度学习长短时记忆网络

新疆东准噶尔石炭纪坝西铜矿斑岩成因及对找矿的启示

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地质通报 2024年第9期43卷 1595-1606页

作者：孟秋熠童英薛春纪赵云王斯林刘一浩罗森森李嘉宝中国地质科学院矿产资源研究所北京离子探针中心/中国地质科学院地质研究所中国地质大学(北京) 新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局地球物理化学探矿大队核工业二O三研究所

新疆坝西铜矿位于东准噶尔琼河坝矿集区，是新发现的斑岩型铜矿。主要赋矿围岩为石英闪长岩、花岗闪长岩和石英二长闪长岩。锆石U-Pb测年显示，花岗闪长岩和石英闪长岩均形成于337 Ma，属早石炭世晚期。花岗闪长岩和石英闪长岩都具有高... 详细信息

新疆坝西铜矿位于东准噶尔琼河坝矿集区，是新发现的斑岩型铜矿。主要赋矿围岩为石英闪长岩、花岗闪长岩和石英二长闪长岩。锆石U-Pb测年显示，花岗闪长岩和石英闪长岩均形成于337 Ma，属早石炭世晚期。花岗闪长岩和石英闪长岩都具有高硅、中低钾，属钙碱性系列，富钙、富铝，为准铝质—弱过铝质。富集轻稀土及大离子亲石元素，亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素，具有弱的负Eu异常，表现出弧花岗岩特征和某些埃达克岩特性。结合区域研究，初步认为形成于东准噶尔岩浆活动相对“宁静期”的坝西含矿石英闪长岩和花岗闪长岩，应与早期俯冲的弧物质的部分熔融有关，并发生了岩浆混合作用，且伴随有一定程度的结晶分异，同时也形成斑岩型铜矿，此时应处于从俯冲增生到后造山伸展的转换阶段。琼河坝地区除志留纪—泥盆纪发育大量矿产外，石炭纪也是一个重要的成矿期，值得关注。本次研究对北疆及邻区的晚古生代后碰撞斑岩矿产的找矿勘查工作具有重要的指示意义。

关键词：琼河坝石炭纪斑岩铜矿构造体制转换东准噶尔

江西宜春花岗岩型稀有金属矿床的岩浆分异机制及成矿模型

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岩石学报 2024年第9期40卷 2803-2818页

作者：凡秀君刘杨丁沛勋钟春荣陈莉于成涛江西省地质调查勘查院基础地质调查所南昌330030 江西有色地质矿产勘查开发院南昌330030

江西宜春是我国华南地区重要的稀有金属矿产地之一,分布有全国最大的锂和钽矿生产基地,而雅山复式岩体是华南地区著名的稀有金属花岗岩。本文通过对前人岩石地球化学和岩石矿物学数据的梳理,发现锂及其他稀有元素在黄玉锂云母花岗岩中... 详细信息

江西宜春是我国华南地区重要的稀有金属矿产地之一,分布有全国最大的锂和钽矿生产基地,而雅山复式岩体是华南地区著名的稀有金属花岗岩。本文通过对前人岩石地球化学和岩石矿物学数据的梳理,发现锂及其他稀有元素在黄玉锂云母花岗岩中高度富集,具有以下规律:黑磷云母-白云母花岗岩→锂云母钠长花岗岩→黄玉锂云母花岗岩,岩浆分异程度逐步增加且逐渐从熔体过渡到熔体-流体共存体系,全岩SiO_(2)含量、Nb/Ta和Zr/Hf比值、A/CNK和δEu值发生规律性变化;Ta、Nb等稀有矿物在矿床中呈浸染状均匀分布而不是流体成因的脉状或网脉状,且被主要造岩矿物所包裹,并见有雪球结构;各阶段的云母具有岩浆结晶作用形成的特征,如呈片状产出,边界平直,有锯齿状、裂片等。综合分析,我们认为:(1)在经过壳幔岩浆组合的过程中使得华南变质基底部分熔融形成初始岩浆,初始岩浆经历了原地高度结晶分异演化过程;(2)富含稀有金属的岩浆热液经过高度结晶分异过程,使得锂、铌、钽等稀有金属元素愈来愈富集于残余熔体中,最终形成稀有金属花岗岩;(3)伟晶岩壳构成岩浆房与外界的隔绝屏障,使F、B、Li、P、H_(2)O等易挥发组分无法逃逸。由于上覆伟晶岩壳形成的封闭体系和下伏幔源岩浆提供的充足热量,使得岩浆房在热驱动机制下长期保持原地分异状态,最终形成雅山锂铌钽矿床。

关键词：稀有金属成矿模型高分异花岗岩岩浆演化江西宜春

镍同位素在高温岩浆系统中的研究进展和矿床学应用

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岩石学报 2024年第6期40卷 1959-1971页

作者：张泽薛胜超唐冬梅王路阳王晓曼田洪庆张瑞麟中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室北京100083 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北京100029

Ni同位素在高温岩浆系统中被识别出高达4‰的δ60/58 Ni变化范围,打破了传统元素质量数越大同位素分馏相对越小的观点,这种高温岩浆体系中产生的巨大的同位素分馏可能是多个平衡同位素分馏过程叠加和/或动力学分馏导致的,因而也被应用... 详细信息

Ni同位素在高温岩浆系统中被识别出高达4‰的δ60/58 Ni变化范围,打破了传统元素质量数越大同位素分馏相对越小的观点,这种高温岩浆体系中产生的巨大的同位素分馏可能是多个平衡同位素分馏过程叠加和/或动力学分馏导致的,因而也被应用到岩浆铜镍硫化物矿床中。前人对高温岩浆过程Ni同位素分馏机理的认识包括:(1)玄武岩难以代表地幔的Ni同位素组成;(2)地幔部分熔融和壳源物质循环不会产生明显的Ni同位素分馏,地幔交代作用是导致地幔Ni同位素不均一的主要原因;(3)硫化物参与的过程是高温岩浆体系产生Ni同位素变化的主控因素,例如,硫化物的溶解、结晶、熔离以及和硅酸盐岩浆的相互作用。目前Ni同位素在高温地质过程中的研究与应用还处于发展阶段,同位素分馏系数和简约配分函数比等参数有待确定,需要结合更精确的模拟计算和更合理的高温高压实验来解决。查明地幔交代过程中Ni同位素分馏的具体机制,有望精准识别地幔源区的岩石性质和精细交代过程;Ni和Cu同位素的联合应用在岩浆铜镍矿床的金属富集机制和地球动力学环境研究方面显示出巨大潜力。

关键词： Ni同位素同位素分馏地幔交代岩浆铜镍硫化物矿床高温地质过程