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藏南温泉稀有金属来源及其富集机制:以羊易热泉为例

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岩石学报 2024年第5期40卷 1669-1689页

作者：徐强纪伟强杨一鸣李家亮中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室北京100029 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049

在全球科技与工业飞速发展的背景下,对稀有金属的需求日益增长,使得其研究显得尤为重要。青藏高原南部地区地热资源丰富,地热水中稀有金属富集,为研究地热系统中稀有金属的来源和成因提供了独特的研究平台。本研究专注于青藏高原南部地... 详细信息

在全球科技与工业飞速发展的背景下,对稀有金属的需求日益增长,使得其研究显得尤为重要。青藏高原南部地区地热资源丰富,地热水中稀有金属富集,为研究地热系统中稀有金属的来源和成因提供了独特的研究平台。本研究专注于青藏高原南部地热系统中稀有金属元素特征,特别是Li、Rb、Cs等元素极度富集的现象。该现象已经引起了地质学界的广泛关注,但目前还缺乏一个全面的成因模型来阐明这些稀有金属的来源及其富集机制。因此,本文选择了位于亚东-谷露裂谷中段的羊易热泉及其周边岩浆岩作为研究对象,探究羊易热泉水化学特征,厘定羊易地区不同时代岩浆岩源区组成和演化特征,并揭示藏南温泉成因模式与稀有金属富集的关系。通过对羊易热泉的水化学及其周围岩浆岩的岩石地球化学分析,本研究得出了以下认识:(1)羊易热泉中稀有金属元素含量极度富集,且Cs含量高于Rb含量;(2)对羊易地区不同时代岩浆岩的Sr-Nd同位素分析显示,随着时间的推移,岩浆源区的同位素组成趋向富集,这暗示了印度古老大陆物质的贡献在逐渐增加;(3)热泉中Sr元素可能主要来自于水岩相互作用,而Li、Rb、Cs等元素更多源于高演化岩浆流体的贡献;(4)稀有金属元素最初在印度大陆地壳部分熔融形成的长英质岩浆中富集,随着岩浆演化,其流体进一步富集了这些元素,这是藏南温泉稀有金属富集的关键因素。本研究确定藏南温泉中Li、Rb、Cs等稀有金属元素主要来源于岩浆流体的注入,并建立起藏南温泉成因模式与稀有金属富集之间的关系。这不仅提供了对藏南地区温泉稀有金属富集现象的新见解,同时也为理解全球其他地区地热系统中稀有金属的富集机制提供了重要参考。

关键词：稀有金属藏南热泉水岩相互作用岩浆演化地热资源

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希夏邦马六十年

岩石学报 2024年第5期40卷 1365-1381页

作者：吴福元中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室北京100029 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049

60年前的1964年5月2日,中国登山队10名登山队员成功登顶海拔8027m的希夏邦马峰。作为全球8000m以高的最高峰之一,希夏邦马也是一座完全位于我国境内的山峰。在这次登山过程中,中国科学院组织了希夏邦马峰科学考察,其在地质学方面取得的... 详细信息

60年前的1964年5月2日,中国登山队10名登山队员成功登顶海拔8027m的希夏邦马峰。作为全球8000m以高的最高峰之一,希夏邦马也是一座完全位于我国境内的山峰。在这次登山过程中,中国科学院组织了希夏邦马峰科学考察,其在地质学方面取得的主要学术成果包括:(1)将区域上变质的岩石归类为希夏邦马群,并将其划分为下部的片麻岩(包括下段粗粒的片麻岩和上段细粒的变粒岩)和上部的片岩两类,相当于现今划分的高喜马拉雅结晶岩系和肉切村群浅变质岩系。同时认为,希夏邦马峰顶的岩石为上述片麻岩;(2)建立了区内显生宙地层系统,分别为上古生界港门穹群、中生界土隆群和雪拉群及新生界野博康加勒群;(3)在5800m营地附近的野博康加勒群下部砂砾岩中发现了高山栎植物化石,并据此提出了喜马拉雅山3Ma以来隆升了约3000m的认识;(4)运用K-Ar法获得的区内淡色花岗岩-伟晶岩的年龄为13~15Ma,而眼球状片麻岩的年龄为19~35Ma,表明希夏邦马形成于非常年轻的中新世。希夏邦马考察及取得的成果对后来我国喜马拉雅山其他地区的考察起到了很好的示范作用。但是,1964年登顶以后,很少再有地质学家对此山峰展开进一步的科学考察与研究。近30年来,珠穆朗玛峰及喜马拉雅地区其他山峰的研究已经基本明确,喜马拉雅由下部的高喜马拉雅深变质岩系和上部未变质的特提斯喜马拉雅沉积岩系构成,两者之间为遭受韧性伸展变形的构造岩系,即藏南拆离系。未来,应着重检查希夏邦马地区变质岩岩石性质、显生宙地层层序及区域构造特征,确定峰顶究竟是变质岩还是淡色花岗岩,并进一步研究含高山栎化石地层的时代及沉积物形成机制等。

关键词： 60年前希夏邦马峰珠穆朗玛峰喜马拉雅山造山作用

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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

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新生代埋藏木稳定同位素研究进展

第四纪研究 2024年第4期44卷 1062-1078页

作者：任军博许晨曦中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院新生代地质与环境重点实验室北京100029

树轮稳定同位素研究为理解过去和预测未来气候变化提供了重要依据。新生代有着不同增温条件下的气候变化特征以及多次气候突变事件,是预测地球未来气候发展变化的重要参考时期。新生代地层中的埋藏木化石保存了生长过程中形成的纤维素... 详细信息

树轮稳定同位素研究为理解过去和预测未来气候变化提供了重要依据。新生代有着不同增温条件下的气候变化特征以及多次气候突变事件,是预测地球未来气候发展变化的重要参考时期。新生代地层中的埋藏木化石保存了生长过程中形成的纤维素和木质素等基本木质结构,其稳定同位素指标可以为探究深时季节-年代际古气候变化提供新的研究视角。回顾埋藏木稳定同位素研究发现,大多数研究区和作者都来自欧美地区,并主要在以下领域取得进展:1)埋藏木稳定同位素平均值可以重建古降水和古温度平均态;2)埋藏木稳定同位素季节性变化可以重建季节性降水变化和源水来源;3)埋藏木多同位素的结合可以重建古相对湿度等更加精细的气候信息。未来埋藏木多种同位素结合的研究、埋藏木稳定同位素在考古领域中的应用和木质素团簇同位素的应用等方面将会有广阔发展前景。

关键词：木化石纤维素树轮碳同位素树轮氧同位素古气候

藏东南地区树木生长对大气和土壤湿度的响应差异

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第四纪研究 2024年第4期44卷 976-986页

作者：安文玲许晨曦中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院新生代地质与环境重点实验室北京100029

在大气二氧化碳浓度(CO_(2))升高和全球变暖背景下,大气饱和水汽压差(VPD)和土壤湿度对树木生长的影响得到广泛的关注。青藏高原东南部森林生态系统对全球变化响应敏感,随着温度迅速升高和南亚夏季风降水减少,干湿变化对区域森林生态系... 详细信息

在大气二氧化碳浓度(CO_(2))升高和全球变暖背景下,大气饱和水汽压差(VPD)和土壤湿度对树木生长的影响得到广泛的关注。青藏高原东南部森林生态系统对全球变化响应敏感,随着温度迅速升高和南亚夏季风降水减少,干湿变化对区域森林生态系统的影响逐渐引起学术界的重视。然而,树木生长对大气和土壤湿度的响应特征依然未知。本研究使用藏东南地区28个样点的树轮宽度序列,分析了1960年以来树木生长与大气和土壤湿度在不同季节和时段的关系。研究发现,生长季早期,树木生长主要受到VPD的限制,而在生长季中晚期,则主要受到土壤湿度的控制。同时,VPD与树木生长的关系存在季节上的转变,即生长季早期,VPD与树木生长呈负相关,而在生长季中期转变为正相关。这种现象可能与生长季早期VPD值较高,气孔关闭导致树木生长下降;而生长季中期,VPD值较低,且不再是主要控制因子,较低的VPD对蒸腾有促进作用,而且温度的升高会有利于形成层分裂分化,从而促进树木生长。从长时间尺度上来看,树木生长与VPD和土壤湿度的关系并不稳定。1978年后的大气和土壤干旱可能造成了树木生长与VPD关系的减弱,使得树木生长与土壤湿度关系增强,树木生长更依赖于土壤湿度的变化。

关键词：藏东南树木生长大气饱和水汽压差土壤湿度

鄂尔多斯盆地西北缘三叠纪伸展作用——来自狼山地区玄武岩的限定

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地质学报 2024年

作者：惠洁范立勇赵伟波康锐王宇菲张进张北航赵衡中国石油长庆油田公司勘探开发研究院中国地质科学院地质研究所中国科学院西北生态环境资源研究院

本文报道了阿拉善东北缘狼山地区新发现的三叠纪玄武岩,通过对该玄武岩形成环境以及同时期的构造变形开展相关研究,探讨了鄂尔多斯盆地西北缘晚三叠世盆地的类型及形成背景。40Ar/39Ar年代学和全岩地球化学分析结果显示,该玄武岩形成于... 详细信息

本文报道了阿拉善东北缘狼山地区新发现的三叠纪玄武岩,通过对该玄武岩形成环境以及同时期的构造变形开展相关研究,探讨了鄂尔多斯盆地西北缘晚三叠世盆地的类型及形成背景。40Ar/39Ar年代学和全岩地球化学分析结果显示,该玄武岩形成于晚三叠世(217 Ma),表现出OIB的化学特征,为石榴子石和尖晶石二辉橄榄岩经历约5%～10%的部分熔融形成的,是板内伸展环境下软流圈减压熔融的产物。同时,该地区发育有晚三叠世NE-SW走向左行韧性剪切带,该期左行剪切向南可与中国巴彦乌拉山和贺兰山地区的同时期左行剪切相连,向北可延伸至蒙古国境内,时间的同时性说明该左行剪切与玄武岩的形成密切相关。本文通过将狼山和贺兰山地区发育的同时代玄武岩、延长组沉积以及左行走滑剪切进行对比,认为鄂尔多斯盆地西北缘在晚三叠世发生过一期左行走滑剪切并伴随有拉分盆地的形成,导致了岩石圈的伸展,进而使得软流圈发生减压熔融形成了玄武岩。该期左行走滑剪切的形成是由于华北板块和华南板块的碰撞引起的阿拉善地块与鄂尔多斯地块之间发生的相对运动导致的。

关键词：晚三叠世走滑拉分盆地鄂尔多斯盆地狼山玄武岩

辽北地区克拉通与造山带边界的限定:来自晚古生代-早中生代花岗质岩石锆石Hf同位素证据

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地质学报 2024年第6期98卷 1715-1731页

作者：张琪琪张拴宏赵越胡国辉中国地质科学院地质力学研究所北京100081 自然资源部古地磁与古构造重建重点实验室北京100081

华北地块北缘主要由北侧白乃庙弧带和南侧华北克拉通组成,尽管白云鄂博-多伦-赤峰-开原断裂被认为是克拉通与造山带边界,但在辽北地区该断裂带的具体位置并不明确。华北克拉通与白乃庙弧不同的基底属性和演化历史导致了两大构造单元内... 详细信息

华北地块北缘主要由北侧白乃庙弧带和南侧华北克拉通组成,尽管白云鄂博-多伦-赤峰-开原断裂被认为是克拉通与造山带边界,但在辽北地区该断裂带的具体位置并不明确。华北克拉通与白乃庙弧不同的基底属性和演化历史导致了两大构造单元内岩浆岩(主要为中酸性岩石)具有不同的Nd-Hf同位素组成。本文以辽北地区广泛出露的晚古生代—早中生代花岗质岩石为研究对象,通过对其进行年代学和Hf同位素研究,以此来限定辽北地区克拉通与造山带的边界位置。研究结果表明:位于白乃庙弧与华北克拉通北缘之上的石炭纪和二叠纪—早三叠世花岗质岩石锆石Hf同位素组成具有明显差异,具体表现为前者ε_(Hf)(t)值均为正值且平均地壳模式年龄T^(C)_(DM)普遍小于1.0Ga,后者ε_(Hf)(t)值均为负值且平均地壳模式年龄T^(C)_(DM)普遍大于2.2Ga。尽管中三叠世花岗质岩石锆石Hf同位素组成变化范围较大且有少量区域重合,但总体上仍表现出不同的特征。本文通过对比辽北地区石炭纪-中三叠世花岗质岩石锆石Hf同位素组成,结合太古宙-古元古代变质结晶基底岩系的分布范围,初步限定了辽北地区古老克拉通(华北克拉通)与年轻造山带(白乃庙弧)的边界位置:阜新北约60km-彰武西南部-新民北部-法库南部-铁岭西部-开原东部-清河断裂。

关键词：华北克拉通白乃庙弧克拉通与造山带边界花岗质岩石锆石Hf同位素

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海南岛抱板杂岩记录的多期构造热事件:锆石和独居石U-Pb年代学的制约

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岩石学报 2024年第1期40卷 119-139页

作者：陈龙耀刘晓春胡娟夏蒙蒙韩建恩中国地质科学院地质力学研究所北京100081 自然资源部古地磁与古构造重建重点实验室北京100081

抱板杂岩(抱板群)是海南岛目前已发现的最古老前寒武纪结晶基底,记录了多期构造热事件,是研究海南岛大地构造属性的重要窗口。本文通过对海南岛冲卒岭地区抱板杂岩变质沉积岩、变质基性岩和伟晶岩脉的锆石和独居石LA-ICP-MS U-Pb年代学... 详细信息

抱板杂岩(抱板群)是海南岛目前已发现的最古老前寒武纪结晶基底,记录了多期构造热事件,是研究海南岛大地构造属性的重要窗口。本文通过对海南岛冲卒岭地区抱板杂岩变质沉积岩、变质基性岩和伟晶岩脉的锆石和独居石LA-ICP-MS U-Pb年代学研究,来确定抱板杂岩所经历的多期构造热事件及其所代表的构造意义。研究结果显示,抱板杂岩主要由中元古代变质沉积岩、花岗质片麻岩和变质基性岩组成,经历了中元古代晚期-新元古代早期(1.3~0.9Ga)、早古生代(470~440Ma)、三叠纪(~230Ma)等多期构造热事件的改造。中元古代晚期-新元古代早期构造热事件与罗迪尼亚超大陆的汇聚有关;早古生代构造热事件与东冈瓦纳古陆北缘的增生造山作用有关;三叠纪构造热事件是印支陆块与华南陆块碰撞拼合的远程响应。综合上述研究成果和区域对比分析,认为海南岛与印支陆块具有相似的前寒武纪结晶基底和多期构造热事件的记录,表明二者具有明显的亲缘关系。

关键词：锆石和独居石U-Pb年龄构造热事件构造属性抱板杂岩海南岛

基于GPlates平台的深时地质图编图方法研究

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地质论评 2024年第S1期70卷 313-314页

作者：郝丽荣王杨刚郭磊中国地质调查局发展研究中心北京100037 中国地质科学院地质研究所北京100037

地图是人类对地理事物的符号化表达。通过视觉符号语言,地图能够实现复杂空间信息的传递。从最早的地图出现至今,地图经历了由追求空间位置的精确性、表达内容的客观性、表达范围的广阔性,到地图表达的多层级、多维度、多类型的转变。... 详细信息

地图是人类对地理事物的符号化表达。通过视觉符号语言,地图能够实现复杂空间信息的传递。从最早的地图出现至今,地图经历了由追求空间位置的精确性、表达内容的客观性、表达范围的广阔性,到地图表达的多层级、多维度、多类型的转变。随着信息技术的快速发展,地图的展示形式也发生着变革,由原来的平面静态图到现在的多元动态图,这种连续的、动态的地图表达方式.

关键词：深时 GPlates 岩浆岩编图