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滇中盆地石炭纪—中二叠世沉积-古地理特征与富Li黏土岩物源分析

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地质学报 2024年

作者：张佳慧闫臻薛传东俞良军魏爱英付长垒王维王宇周红琳中国科学院地质与地球物理研究所昆明理工大学地球科学系中国地质科学院地质研究所

滇中盆地石炭系—中二叠统产有铝土矿、煤、方解石矿、石灰岩等矿产,并伴生大量的富Li黏土岩,其成矿环境受沉积环境及其构造古地理时空演变的制约。系统的野外调查研究显示,滇中盆地石炭系是一套形成于滨岸潮坪-潟湖环境的陆源碎屑岩和... 详细信息

滇中盆地石炭系—中二叠统产有铝土矿、煤、方解石矿、石灰岩等矿产,并伴生大量的富Li黏土岩,其成矿环境受沉积环境及其构造古地理时空演变的制约。系统的野外调查研究显示,滇中盆地石炭系是一套形成于滨岸潮坪-潟湖环境的陆源碎屑岩和碳酸盐岩组合,下—中二叠统则为潟湖-潮坪-开阔台地相沉积组合。其中,下石炭统大塘组主体表现为潮坪环境的碳酸盐岩夹泥页岩组合,潟湖相沉积仅出现在牛首山古陆周缘;上石炭统威宁组和马平组仅在牛首山古陆旁侧零星出露,为滨岸潮坪相沉积;下二叠统倒石头组是一套细粒陆源碎屑沉积组合,局部夹少量灰岩透镜体,产有铝土矿、煤矿及富Li黏土岩,形成于潮坪-潟湖环境;中二叠统栖霞组和茅口组为藻屑灰岩、白云质亮晶生屑灰岩及中—粗晶白云岩组合,为开阔台地相沉积。空间上,大塘组和倒石头组厚度变化较大,总体具有向南地层厚度变薄且煤层和铝土质岩层数减少的趋势,显示水体向南逐渐变浅;栖霞组和茅口组向北的出露面积和厚度增大,与古水流分析揭示的早、中二叠世滇中地区具有东南高、西北低的古地貌特征相一致。这说明,滇中盆地东南侧的牛首山古隆起是该盆地倒石头组的主要沉积物供给区。岩石地球化学资料显示,倒石头组为富Al和Li的黏土岩,并受物源区风化强度和沉积环境的控制,当Al2O3<55%、Al2O3/SiO2<3时,Li与Al2O3含量呈正相关关系,其余均呈负相关关系。区域资料分析显示,牛首山古隆起以前寒武纪中—基性火山岩和相关沉积岩为主,在早石炭世—中二叠世受古特提斯洋持续打开的影响发生区域隆升,导致其火山-沉积地层发生风化剥蚀并伴随区域火山活动,从而成为其旁侧的滇中盆地铝土矿和富Li黏土岩的重要来源。

关键词：石炭纪—中二叠世沉积-古地理环境物源分析富Li黏土岩牛首山古陆滇中盆地

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

构造序次及其在找矿预测中的应用——以华南热液型铀矿床为例

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地质学报 2024年第7期98卷 2173-2192页

作者：陈柏林中国地质科学院地质力学研究所北京100081

构造序次是地质力学和构造地质学的重要概念。构造序次是指在同一场地壳运动中,岩块或地块在遭受同一时期、同一动力作用方式持续作用下,所形成的不同性质和排列方位的各项结构面先后出现的次序,或者是由于边界条件的局部改变,各项构造... 详细信息

构造序次是地质力学和构造地质学的重要概念。构造序次是指在同一场地壳运动中,岩块或地块在遭受同一时期、同一动力作用方式持续作用下,所形成的不同性质和排列方位的各项结构面先后出现的次序,或者是由于边界条件的局部改变,各项构造形迹挨次控制关系。构造序次强调了构造形迹之间的成生联系,是厘定构造型式、建立构造体系的基础。构造序次关系是非常多见的,它不同于构造级别,不同序次构造之间具有时差性、派生性、绝对性、可隐性等特点,低序次构造往往展布在高一序次构造所影响的范围内,受局部构造应力场控制。控矿构造研究要从低序次到高序次,从含矿构造入手,开展力学性质和组合规律分析,厘定控矿构造型式,总结构造控矿规律;找矿预测要从高序次到低序次,根据构造控矿型式和序次的挨次控制规律,分析低序次含矿构造可能出现的位置和方向,开展找矿预测。通过控矿构造的序次分析,认为江西相山邹家山铀矿床不是受NE向的邹家山石洞断裂控制,而是受NEE向、中低倾角倾向NNW的隐性构造带控制,找矿方向是沿现有矿带SWW方向、中等倾角的深部。长江铀矿田不是受棉花坑断裂和油洞断裂控制,而是受NNW(近SN)向陡倾角构造带控制,浅部次级断裂含(储)矿、其下延归并的主构造带起导矿、运(配)矿作用,找矿方向是沿NNW(近SN)向含矿构造的延伸、延深部位以及地表矿带内空白区的深部。在进行构造序次分析时要特别注意构造形迹的成生联系,也要注重构造期次,更要区分成矿前、成矿期和成矿后构造,对具体的矿田、矿床或矿化带,对导矿、运矿(配矿)、储矿(含矿)构造间的关系(也即控矿构造与含矿构造的关系)要进行客观分析,厘定控矿构造型式,构建构造控矿模型,指导找矿预测实践。

关键词：构造序次成生联系控矿构造型式构造控矿模型找矿预测华南热液型铀矿

青藏高原东缘汶川-茂县断裂韧性变形对龙门山早期隆升的制约

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地质学报 2024年

作者：葛成隆李海兵 Philippe Hervé LELOUP 张蕾郑勇刘栋梁 Clémentine FELLAH 叶小舟张进江中国地质科学院地质研究所北京大学地球与空间科学学院法国里昂大学地学实验室中国地质科学院地质力学研究所

青藏高原东缘的汶川-茂县断裂是龙门山构造带中发育有深层次韧性变形的断裂,对于揭示龙门山隆升中的深部过程有着重要的意义。本文通过断裂带物质组成、宏观/微观构造变形和石英组构的分析,对断裂带内韧性变形的运动学、流变特征和变形... 详细信息

青藏高原东缘的汶川-茂县断裂是龙门山构造带中发育有深层次韧性变形的断裂,对于揭示龙门山隆升中的深部过程有着重要的意义。本文通过断裂带物质组成、宏观/微观构造变形和石英组构的分析,对断裂带内韧性变形的运动学、流变特征和变形条件进行了约束。结果表明:1断裂带内存在宽约3 km、向北西陡倾的韧性剪切带;2在剪切带内部识别出两期剪切变形:早期北西向正断剪切和晚期东向逆冲剪切;3石英晶格组构特征显示逆冲韧性变形以石英底面滑移为主,伴随膨凸重结晶作用,指示变形温度为300～400℃;正断韧性变形以石英柱面滑移为主,伴随亚颗粒旋转重结晶作用,对应温度为350～650℃。结合已发表的地质年代学和低温热年代学数据,我们认为汶川-茂县断裂带在渐新世发生了北西向的正断韧性剪切,在中新世发生东向的逆冲韧性变形。汶川-茂县断裂在中晚新生代期间的强烈活动导致了龙门山后缘大量深部物质的抬升,最终形成了现今构造地貌雏形。

关键词：龙门山汶川-茂县断裂韧性变形石英组构 EBSD

桂北摩天岭地区新村铀矿床沥青铀矿微区年代学和地球化学特征研究

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地球科学 2024年第4期49卷 1307-1323页

作者：王勇剑庞雅庆范洪海章健麻乾坤核工业北京地质研究院北京100029 核工业二三〇研究所湖南长沙410007

为深入探究桂北摩天岭花岗岩体中新村铀矿床的精确成矿时代及矿床成因,利用微区原位分析技术(SEM、EPMA和LA-ICP-MS)对主成矿期(铀-硅化型)沥青铀矿开展了详细的矿相学观察、原位U-Pb定年和化学成分分析.沥青铀矿电子探针化学定年计算... 详细信息

为深入探究桂北摩天岭花岗岩体中新村铀矿床的精确成矿时代及矿床成因,利用微区原位分析技术(SEM、EPMA和LA-ICP-MS)对主成矿期(铀-硅化型)沥青铀矿开展了详细的矿相学观察、原位U-Pb定年和化学成分分析.沥青铀矿电子探针化学定年计算得到的年龄值变化范围极大,不能准确地反映矿床的大致形成时间.LA-ICP-MS U-Pb同位素分析结果表明,新村矿床沥青铀矿含有一定量的普通铅,采用Tera-Wasserburg图解法得到一个下交点年龄为57.61±0.34 Ma(MSWD=0.97),可以代表主成矿期的矿化年龄.新村矿床沥青铀矿具有较高的WO_(3)、CaO和极低的ThO含量,暗示成矿流体可能为富U、W的中低温成因流体;沥青铀矿稀土元素配分模式为轻稀土微富集型,整体上与赋矿花岗岩稀土配分型式相似,指示成矿物质可能来自花岗岩体本身.新获得的铀成矿年龄与桂北地区热液型铀矿的主成矿期(70~50 Ma)基本一致,表明新村矿床同华南地区绝大多数中新生代热液铀矿床一样,都是白垩纪-古近纪岩石圈伸展减薄背景之下的产物.

关键词：微区分析 U-Pb定年沥青铀矿新村矿床摩天岭地区广西矿床学

基于集成学习优化的河套盆地地下水砷风险评估

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地学前缘 2024年第3期31卷 371-380页

作者：付宇曹文庚张春菊翟文华任宇南天李泽岩华北水利水电大学河南郑州450046 中国地质科学院水文地质环境地质研究所河北石家庄050061 合肥工业大学安徽合肥230009

河套盆地浅层地下水砷污染严重超标,其潜在的高砷风险对当地居民健康造成严重威胁。当前宏观尺度的高砷地下水风险分布认识仍显不足。本研究以605个浅层地下水样数据以及沉积环境、气候、人类活动、土壤理化特征、水文地质条件等环境因... 详细信息

河套盆地浅层地下水砷污染严重超标,其潜在的高砷风险对当地居民健康造成严重威胁。当前宏观尺度的高砷地下水风险分布认识仍显不足。本研究以605个浅层地下水样数据以及沉积环境、气候、人类活动、土壤理化特征、水文地质条件等环境因子为数据源,构建了以随机森林(RF)、极端梯度提升(XGBoost)、支持向量机(SVM)为基学习器,线性判别分析(LDA)为元学习器的高砷地下水Stacking集成学习模型,预测了研究区地下水砷风险分布,并对影响该地区地下水砷风险分布的关键环境因子进行识别。研究表明:研究区地下水砷浓度超标(>10μg/L)率为49.59%,多集中在改道形成的古河道影响带和黄河决口扇;构建的Stacking集成模型比单一模型中性能最优的RF模型具有更高的可靠性,ROC曲线下的面积(AUC)和准确率分别提高了1.1%和3.2%;高风险区面积达到5257 km^(2),占研究区总面积的38.44%;沉积环境是影响高砷地下水风险分布的关键环境因素,对模型准确性贡献度高达25.06%。研究结果能够为地下水砷风险分布制图提供方法及参考,对地区饮水安全和人类健康具有重要意义。

关键词： Stacking集成学习地下水高砷风险分布河套盆地

采灌均衡条件下地热资源潜力评价方法探讨——以雄安新区碳酸盐岩热储为例

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地质学报 2024年第6期98卷 1928-1940页

作者：李曼王贵玲蔺文静刘志明张薇马峰朱喜中国地质科学院水文地质环境地质研究所河北石家庄050061 自然资源部地热与干热岩勘查开发技术创新中心河北石家庄050061

回灌是保障地热资源可持续开发利用的关键手段,而采灌均衡条件下地热资源潜力评价方法研究对地热资源的可持续开发利用具有重要意义。本文通过引入热突破和考虑回灌条件下单井开采权益保护半径的概念,提出了回灌条件下地热资源可开采量... 详细信息

回灌是保障地热资源可持续开发利用的关键手段,而采灌均衡条件下地热资源潜力评价方法研究对地热资源的可持续开发利用具有重要意义。本文通过引入热突破和考虑回灌条件下单井开采权益保护半径的概念,提出了回灌条件下地热资源可开采量的评价方法,并以雄安新区雾迷山组碳酸盐岩热储层为例,分别计算了未考虑回灌条件和考虑回灌条件下的地热流体可开采量、可开采热量及折合标煤量。结果显示采用开采系数法计算的未考虑回灌条件下的可开采量要远小于考虑回灌条件下的可开采量;考虑回灌条件下三种方法的结果对比为:热突破法>考虑回灌条件下单井开采权益保护半径(消耗15%)>考虑回灌条件下单井开采权益保护半径(热储温度下降2℃),考虑地热资源的可持续性以及对热储环境严格保护要求,按照考虑回灌条件下单井开采权益保护半径方法计算的雄安新区雾迷山组热储地热开采量更为适宜。目前全国各地陆续出台相关政策要求实施地热回灌,该方法的提出为科学评价各地回灌条件下的地热可开采量提供了技术支撑。

关键词：地热资源潜力评价采灌均衡雄安新区

喜马拉雅造山带聂拉木地区渐新世深熔作用的厘定

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岩石学报 2024年第5期40卷 1565-1586页

作者：高利娥曾令森赵令浩严立龙李广旭王亚莹王海涛王睿中国地质科学院地质研究所自然资源部深地科学与探测技术实验室北京100037 国家地质实验测试中心北京100037 天津师范大学地理与环境科学学院天津300387

喜马拉雅新生代淡色花岗岩记录了地壳深熔作用和花岗岩侵位的地球化学和构造物理效应。与形成于增厚地壳条件下和伸展背景下的始新世和中新世花岗岩相比,渐新世花岗岩分布比较局限,且源区和形成机制还存在着较大的争议。位于喜马拉雅造... 详细信息

喜马拉雅新生代淡色花岗岩记录了地壳深熔作用和花岗岩侵位的地球化学和构造物理效应。与形成于增厚地壳条件下和伸展背景下的始新世和中新世花岗岩相比,渐新世花岗岩分布比较局限,且源区和形成机制还存在着较大的争议。位于喜马拉雅造山带中部的聂拉木地区,可见32.1Ma的含电气石黑云母的花岗岩、29.8Ma的含黑云母的花岗岩、26.6Ma的含电气石黑云母的伟晶花岗岩侵入到高喜马拉雅岩系上部。这三组渐新世花岗岩具有以下特征:(1)较高的SiO_(2)、Al_(2)O_(3)、K_(2)O和Na_(2)O,A/CNK>1.0;(2)Ba、Nb、Ta、Sr和Ti的负异常;(3)略微富集轻稀土,亏损中稀土和重稀土,高度变化的Eu异常和微弱的负Nd异常;(4)均一的初始Sr-Nd同位素比值,^(87)Sr/^(86)Sr(t)=0.7463~0.7471,ε_(Nd)(t)=-15.0~-14.6。此外,含电气石黑云母的花岗岩和含电气石黑云母的伟晶花岗岩具有较高的Sr和Ba,较低的Rb/Sr比值,其Rb/Sr比值与Ba和Sr含量都无相关性,表明其为富B流体参与高喜马拉雅变沉积岩含水部分熔融作用的产物。而含黑云母的花岗岩具有较低的Sr和Ba,较高的Rb/Sr比值,且其Rb/Sr比值与Ba和Sr含量显示明显的负相关关系,表明其为变沉积岩发生脱水熔融作用的产物。综合喜马拉雅造山带已有的研究成果,得出以下认识:渐新世花岗岩的源区从下地壳基性物质转变为中地壳变泥质岩,展示了源区向上迁移的过程,并经历了一期重要的岩浆热液交代作用;渐新世深熔作用记录了造山带从缩短增厚向伸展垮塌转换阶段深部地壳的响应,从而促使了高喜马拉雅岩系的折返。

关键词：聂拉木渐新世花岗岩含水部分熔融作用高喜马拉雅岩系折返喜马拉雅造山带

嫦娥六号探测器预选着陆区区域地质特征及演化分析

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地学前缘 2024年

作者：刘力维韩坤英丁孝忠金铭庞健峰王颖邵天瑞中国地质科学院地质研究所中国地质调查局全国地质编图研究中心

阿波罗盆地是月球南极-艾肯盆地（SPA）中挖掘深度最深且直径最大的撞击盆地，是2024年嫦娥六号开展月球背面采样返回的预选着陆区。研究该区域的地质特征和演化历史，有助于研究月球壳幔的结构和组成、南极-艾肯构造区的形成和演化、南... 详细信息

阿波罗盆地是月球南极-艾肯盆地（SPA）中挖掘深度最深且直径最大的撞击盆地，是2024年嫦娥六号开展月球背面采样返回的预选着陆区。研究该区域的地质特征和演化历史，有助于研究月球壳幔的结构和组成、南极-艾肯构造区的形成和演化、南极-艾肯盆地的重力异常等一系列月球科学问题。本文基于多源遥感数据，以GIS为技术平台，对阿波罗盆地及邻区的地形地貌特征、岩石学特征和各种构造要素进行研究。重新划分阿波罗盆地内的玄武岩单元，利用撞击坑大小-频率定年法和更新后的月球年代函数模型，获得其绝对模式年龄。此外，厘清区域地质构造演化历史，分析区域的火山活动热演化模式，为嫦娥六号月球探测器采样返回的后续研究提供参考。研究结果如下：研究区出露的岩石以亚铁斜长岩套、亚铁苏长岩套、月海玄武岩为主，纯斜长岩和火成碎屑岩零星分布；阿波罗盆地内月海玄武岩单元的绝对模式年龄为3.47-2.57 Ga；研究区发育127条坑底断裂和14处火山口，是反映区域热演化的重要构造；研究区经过三次大型撞击，形成SPA、阿波罗以及奥本海默盆地；区域火山活动从晚雨海世持续到爱拉托逊纪，至少经历了两期次玄武岩喷发事件。

关键词：月球阿波罗盆地嫦娥六号区域地质演化