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2024年 第38卷 第01期    刊出日期：2024-02-10

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第38卷第01期封面和目录

2024, 38(01):  0-0. 

摘要 ( 32 )   PDF (2050KB) ( 43 )  

相关文章 | 计量指标

中国东部富铁矿成矿机制与找矿预测

“禹城式”矽卡岩型富铁矿的形成机制

张招崇, 王怀洪, 谢秋红, 沈立军, 朱裕振, 吕云鹤, 金博文

2024, 38(01):  1-12.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2024.003

摘要 ( 67 )   HTML ( 10)   PDF (16652KB) ( 138 )  

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山东省西北部齐河—禹城地区矽卡岩型富铁矿找矿工作取得了重大突破,有望成为继莱芜、金岭和济南之后又一个重要的富铁矿基地。与传统的矽卡岩型铁矿产于岩体与碳酸盐岩接触带不同的是,齐河—禹城地区李屯铁矿的矿体产于石炭系—二叠系含煤地层内,富铁矿体与围岩呈截然的接触关系,并且矿体附近的围岩发生了强烈的角岩化。针对这一现象,本文提出上覆的煤系极低的热导率使得含矿热液能够保持高温状态,发生长距离迁移而就位于远接触带的石炭系—二叠系中。李屯铁矿的形成可能是高温的岩浆流体与低温的大气降水混合,导致温度和盐度下降发生快速沉淀的结果。另外,近矿岩体普遍发生强烈的钠长石化,导致了闪长质岩石“铁的丢失”,为出溶高浓度富铁流体以及富铁矿的形成奠定了重要的物质基础。幔源“高分异”的闪长岩以及浅侵位时岩浆流体的出溶,也是邯邢式铁矿形成的先决条件。

内蒙古白云鄂博铁-铌-稀土矿床矿化蚀变矿物组合及流体组成

李厚民, 李立兴, 李以科, 柯昌辉, 李瑞萍, 李小赛, 王亿

2024, 38(01):  13-24.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2023.121

摘要 ( 46 )   HTML ( 3)   PDF (16458KB) ( 96 )  

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针对内蒙古白云鄂博铁-铌-稀土矿床是否多期成矿及底板白云岩的成因争论,本文通过光薄片岩矿鉴定和扫描电子显微镜研究,获得如下信息:(1)碳酸岩脉、磁铁矿石、蚀变岩及矿化白云岩中矿化蚀变的矿物组成类似,均以磁铁矿(碳酸岩脉中除外)、独居石、氟碳酸稀土矿物(氟碳铈矿等)、方解石、萤石、磷灰石、富钡矿物(重晶石或毒重石)、黑云母、富钠矿物(钠闪石、霓石)等为主,常见硫化物,显示为同一种富含Fe、REE、Ca、Ba、K、Na、Si及挥发分CO₂、P₂O₅、F、S的流体,岩(矿)石的结构构造也显示出明显的一期成矿特点,支持白云鄂博矿床主体是一期成矿事件的产物。(2)稀土矿化与底板白云岩不是同一流体的产物,稀土矿化与方解石为主的碳酸岩脉有关,有可能为火成碳酸岩或浆液过渡态流体;底板白云岩是稀土矿化的围岩,有更多的沉积成因信息,可能为热水沉积岩,或者为热液改造的沉积碳酸盐岩。(3)磁铁矿化与稀土矿化是同一成矿事件的产物,但碳酸岩中缺乏磁铁矿表明,铁质来源与稀土来源是否相同仍需要进一步研究。

深源矿致异常提取方法对比及应用: 以山东齐河—禹城地区航磁数据为例

高秀鹤, 于长春, 李行素, 葛藤菲, 何敬梓

2024, 38(01):  25-34.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2024.004

摘要 ( 43 )   HTML ( 1)   PDF (6061KB) ( 74 )  

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深部磁铁矿体的埋深较大,且目标矿体和成矿岩体产生的磁异常往往相互耦合、干扰,加之航磁测量的观测面高,导致深源矿致航磁异常的信号一般较弱。因此,难以从原始航磁异常图中直接圈定深部磁铁矿靶区。位场分离技术是提取矿致异常的有效途径,但位场分离方法众多,且使用便捷性、提取效果存在差异,筛选适用于深部磁铁矿的矿致异常提取方法以及讨论相关参数调节方法具有较大的理论和实用价值。本文对比研究了6种常用的位场分离方法,分析了各方法参数调节的便捷性和有效性。通过模型试验,从全区和靶区两个尺度对比了各方法对矿致异常的提取效果。山东齐河—禹城厚覆盖区的深部赋存接触交代成因的磁铁矿床,是深部矿产的典型代表,本文根据该区地质模型建立理论磁性模型,验证了深部矿致异常提取的可行性。实测数据处理部分,提出基于标志剖面交互调节相关参数以及验证矿致异常提取效果,最终提取的矿致异常结果与已知的钻孔见矿信息匹配,表明该结果与实际的矿致异常相关性较高,可为后续矿体靶区圈定和钻孔位置布设提供参考。

鞍山—本溪地区眼前山铁矿床深(边)部错断隐伏矿体磁法和瞬变电磁法联合定位及预测

闫迪, 付建飞, 贾三石, 程浩, 王志猛

2024, 38(01):  35-45.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2024.006

摘要 ( 30 )   HTML ( 8)   PDF (9353KB) ( 67 )  

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随着地表矿体开采殆尽,找矿需求日益增加,隐伏矿勘探尤其是已有矿山深(边)部的隐伏矿体定位识别成为当前地球物理探测研究的重点和难点问题。鉴于此,本文针对已有矿山深(边)部构造错断隐伏矿体的定位识别,以鞍山—本溪地区(鞍本地区)眼前山典型BIF型铁矿深(边)部隐伏铁矿体为研究对象,基于前期地质和地球物理研究成果,采用地面高精度磁法、基于大定源中心回线装置和多匝重叠回线装置的瞬变电磁法进行联合探测应用研究。探测研究成果表明,地面高精度磁法可以圈定隐伏铁矿体的平面边界,从而缩小找矿靶区,在眼前山铁矿东部及西部偏南区圈定了两处成矿预测区;其中东部异常区通过瞬变电磁法进行定位识别隐伏铁矿体的埋深及形态,并经过钻探验证,发现一处埋深320~410 m的厚大隐伏磁铁矿体,表现为向东稳定延伸并有逐渐增厚的趋势;据此推测具有相似异常特征表现的西部偏南异常区具有较大的找矿潜力。本研究为类似金属矿山常见的不同级别构造错断隐伏矿体的高效定位识别提供了理论支撑和应用依据。瞬变电磁法的多匝重叠回线装置比中心回线装置具有更高的分辨率,也更适合对盖层下隐伏金属矿体的探测定位。

冀北招兵沟铁磷矿床成矿时代及成因研究

王亿, 李立兴, 李厚民, 李小赛, 马兰晶, 邢玉亮, 孙欣宇, 戴阳, 王小慧

2024, 38(01):  46-55.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2023.122

摘要 ( 33 )   HTML ( 3)   PDF (7241KB) ( 62 )  

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为探讨冀北—辽西地区太古宙变质岩系中铁磷矿床的成因问题,本研究选取招兵沟矿床开展了岩相学、年代学和地球化学研究。野外观察表明,前人描述的条带状铁磷矿石实际上大多为含铁磷矿脉的黑云角闪斜长片麻岩,可见铁磷矿脉切穿片麻理。含铁磷黑云角闪斜长片麻岩中的锆石与矿石矿物铁钛氧化物和磷灰石密切共生。阴极发光图像上显示基性岩浆锆石特征,无/弱环带或斑块状结构,LA-ICP-MS U-Pb定年获得²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄为(282±3)Ma(MSWD=0.78),指示铁磷矿化时代为早二叠世,而非传统认为的新太古代。招兵沟含铁磷黑云角闪斜长片麻岩与区域辉石-角闪石岩侵入体形成时代接近,微量元素地球化学特征相似度高,说明成矿母岩为辉石-角闪石岩。招兵沟铁磷成矿与冀北地区沿红石砬—大庙断裂带发育的显生宙阿拉斯加型镁铁-超镁铁质岩浆活动密切相关。综合来看,招兵沟铁磷矿床可能是与基性岩浆活动有关的矿床,而非传统认为的变质型矿床,其他相似矿床的成因也需要进一步研究。

辽宁弓长岭富铁矿成矿过程元素迁移特征研究

侯婷婷, 姚玉增, 付建飞, 刘静, 张永利, 郭荣荣

2024, 38(01):  56-67.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2023.120

摘要 ( 24 )   HTML ( 4)   PDF (5956KB) ( 59 )  

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辽宁弓长岭富铁矿是我国规模最大且唯一具有工业开采价值的沉积变质型(BIF)磁铁矿富矿床,目前其成因仍存在争议。本文系统采集了弓长岭二矿区四层铁中典型贫铁矿石和富铁矿石样品进行地球化学成分分析,采用质量平衡计算方法探究了弓长岭富铁矿形成过程中的元素迁移变化规律。结果表明,(1)主量元素主要表现为TFe₂O₃的强烈富集和SiO₂的强烈亏损且二者存在明显的负相关关系,同时伴有地球化学性质活泼的碱金属和碱土金属如Na、K、Ca和Mg等迁出,而P₂O₅、BaO和Cr₂O₃在富铁矿石中相对富集,应与富铁矿成矿流体性质有关;(2)微量元素中高场强元素(HFSE)Nb、Ta、U表现为富集,Ce、Th、Zr等元素亏损,而Hf、Ti等元素变化不明显;大离子亲石元素(LILE)Ba和Cs表现为富集,而Rb和Sr亏损,说明弓长岭富铁矿与其蚀变围岩中Nb、Ta等稀有金属矿化是同一地质作用的产物;(3)稀土元素中La、Ce、Pr、Nd等轻稀土亏损明显,而其它稀土元素,特别是重稀土元素均明显富集。综合主量、微量及稀土元素的迁移规律,认为弓长岭富铁矿成矿作用可能与花岗质岩浆活动有关。

山东禹城李屯地区重磁异常特征与找矿预测

张文艳, 朱裕振, 刘雪, 汝亮, 闫冰

2024, 38(01):  68-76.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2024.008

摘要 ( 33 )   HTML ( 1)   PDF (14756KB) ( 71 )  

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近年来,山东禹城取得了富铁矿找矿重大突破,具有良好的找矿潜力,但区内尚有多处局部异常尚未查证。该区新生界厚度大(900~1100 m)、磁铁矿体埋藏深,矿体引起的地球物理异常弱,找矿难度大。为系统总结该区磁铁矿异常特征,为钻孔部署提供依据,重点剖析了禹城李屯地区航空重磁平面异常特征、地面高精度磁测异常特征,总结了矽卡岩型铁矿主要重磁异常找矿标志,主要为化极磁异常、剩余磁异常、垂向导数和总梯度模的异常中心,圈定了叠道村和于庄村2处找矿靶区。通过地震约束下的2.5D重磁剖面反演,推断了矿体赋存位置,指导部署了验证钻孔孔位,经钻探验证在禹城市李屯地区叠道村异常取得重大找矿新突破。研究成果对于该区下一步找矿勘查和其他深覆盖区矽卡岩型富铁矿找矿具有指导作用和借鉴意义。

四川太和钒钛磁铁矿区地球物理特征及其找矿意义

杨雪, 葛藤菲, 范正国, 黄旭钊, 何敬梓, 田嵩, 李靖, 杨海, 骆遥, 李冰

2024, 38(01):  77-86.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2024.010

摘要 ( 29 )   HTML ( 1)   PDF (7999KB) ( 59 )  

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本文以四川太和钒钛磁铁矿区地质成矿特征为研究背景,以高精度航磁数据为研究基础,辅以区域重力数据,结合实测岩(矿)石物性资料,对已知铁矿及其周边地区的地球物理特征进行研究分析,优选M47、M47-1、M47-2、M47-3、M47-4 5处异常。5处异常地质成矿环境较好,地球物理特征明显,磁场上表现为椭圆状、似椭圆状局部升高正磁异常,在重力垂向二阶导数场中反映为鼻状突起、似椭圆状局部重力高值异常;依据物性资料,钒钛磁铁矿和辉长岩(含矿) 磁性最强、密度最大,可引起明显的高磁、高重异常;结合地面踏勘结果,认为M47航磁异常与已知矿体有关;M47-1、M47-2为隐伏基性侵入岩(含矿)引起,利用GeoProbe软件和GMVPS软件进行2.5D反演,估算资源量约为4.69亿吨,具有一定的找矿潜力,值得进一步深入工作;M47-3、M47-4两处异常范围内可能存在隐伏的磁性矿体,并具有一定的埋深,应予以重视,建议在异常范围内开展地面三级查证工作,寻找与基性侵入岩相关的钒钛磁铁矿。

基于地球物理技术圈定沉积变质型富铁矿体: 辽宁鞍山齐大山铁矿例析

蒙嘉琪, 王志猛, 贾三石, 付建飞, 张岩松

2024, 38(01):  87-97.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2024.005

摘要 ( 26 )   HTML ( 2)   PDF (8061KB) ( 55 )  

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辽宁鞍山—本溪地区是中国北方最重要的铁矿资源基地之一,区内分布有数量不等的富铁矿体,长期以来对富铁矿成矿理论研究成果丰硕,但针对富铁矿找矿技术方面的研究则相对缺乏。本文以辽宁鞍山齐大山铁矿为研究对象,基于贫铁矿体和富铁矿体的物性参数差异,优选地面高精度磁法和高密度电阻率法,开展齐大山铁矿内富铁矿体的综合地球物理探测研究工作。研究结果显示,地面高精度磁法可以通过16000 nT以上的高磁场强度特征圈出贫铁矿磁异常场内的富铁矿体,而高密度电阻率法则可以精细刻画高磁异常范围内的富铁矿体形态特征和规模;磁铁矿富矿电阻率小于2200 Ω·m,以此为约束条件构建地面磁法的正反演模型,可实现对贫铁矿层中富铁矿体的准确识别定位;齐大山铁矿NNW走向断层与NEE横向断层交汇处更易产出厚大富铁矿体。

华北克拉通矽卡岩型富铁矿成矿关键控制因素:来自地层学的制约

张保涛, 梅贞华, 李秀章, 姜晓平, 胡兆国, 王小玉, 赵晓博, 胡加斌, 柳森

2024, 38(01):  98-116.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2024.011

摘要 ( 32 )   HTML ( 1)   PDF (21569KB) ( 68 )  

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华北克拉通矽卡岩型富铁矿床成矿关键控制因素一直是科学研究的热点和难点,也是制约下一步找矿方向和进一步实现找矿突破的关键。本次工作基于对华北克拉通典型矿床矿体分布规律的研究,基于地层学分析,研究了矿体分布的关键控制因素和制约机理。华北克拉通各典型矽卡岩型富铁矿床主矿体与围岩层系、岩溶层、膏岩层等的空间关系密切,主要分布于中奥陶统峰峰组二段、下马家沟组二段和上马家沟组二段,处于主要含膏层的上覆强岩溶层。地层学因素对矽卡岩型富铁矿床成矿的关键控制作用主要表现在四个方面:岩溶层系的垂向分布制约富铁矿体就位的有利空间;不整合面的发育控制岩溶系统发育的程度,影响富铁矿体规模;层序地层对岩溶期次的约束作用,限定了岩溶发育层位以及富铁矿层的分布;膏盐岩层指示阶段性强岩溶作用的底界,限定富铁矿体赋存的有利空间下限。根据研究认识,建立了华北克拉通矽卡岩型富铁矿床地质找矿模型,提出七个潜在成矿空间层段,其中包括三个主力成矿层段,并指出了下一步重点找矿及研究方向。

矿物学、岩石学、矿床学

华北克拉通胶莱盆地马山地区粗面英安岩磷灰石U-Pb年代学及其地质意义

朱拓, 何登洋, 黄雅琪, 邱昆峰

2024, 38(01):  117-127.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2023.053

摘要 ( 33 )   HTML ( 1)   PDF (7677KB) ( 76 )  

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五莲—青岛—烟台断裂是胶莱盆地重要的控盆断裂之一,控制了盆地的形成与演化,主要由牟平—即墨断裂和桃村断裂等多条NNE向断裂组成。前人研究表明,五莲—青岛—烟台断裂运动学转换历史先后可划分为晚侏罗世左旋走滑、早白垩世伸展断陷和晚白垩世—古新世右旋走滑三个阶段,但其新生代右旋走滑事件的持续时间仍存在争议。已有研究表明,区域上同尺度断裂走滑运动温度为550~650 ℃,显著高于磷灰石U-Pb体系封闭温度(350~550 ℃),因此磷灰石可能是记录五莲—青岛—烟台断裂右旋走滑的理想对象。本文选取胶莱盆地马山粗面英安岩中的磷灰石进行U-Pb年代学研究,拟约束五莲—青岛—烟台断裂的右旋走滑持续时间。磷灰石U-Pb年龄为(64.1±3.7) Ma,明显晚于早白垩世寄主粗面英安岩锆石U-Pb年龄(119.3±1.6) Ma,表明自早白垩世以来磷灰石至少经历了一次热事件导致其U-Pb同位素体系重置。早白垩世以来,由于印度板块和欧亚板块的碰撞,以及古太平洋板块由NWW向俯冲转变为NW向俯冲,导致了古新世胶莱盆地N—S向拉分和牟平—即墨断裂右旋走滑。因此,本文认为马山粗面英安岩磷灰石U-Pb年龄记录了五莲—青岛—烟台断裂右旋走滑热事件,表明其右旋走滑可能持续到古新世。

锡霍特—阿林造山带那丹哈达地体四平山金矿床成因与构造背景:锆石U-Pb年代学、岩石和流体地球化学制约

何云龙, 张国宾, 杨言辰, 冯玥, 孔金贵, 陈兴凯

2024, 38(01):  128-153.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2023.082

摘要 ( 28 )   HTML ( 2)   PDF (12981KB) ( 46 )  

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黑龙江省虎林市四平山金矿床位于那丹哈达地体东部,为该地体中规模最大的金矿床,已探明金资源量5.8 t,矿体赋存于四平山组硅质岩、硅质角砾岩以及大塔山林场组流纹岩中。为了进一步厘定成岩成矿时代,阐释成矿过程,查明成岩成矿地球动力学背景,本文在四平山金矿床进行详细的野外调查基础上,以四平山组硅质岩、硅质角砾岩和大塔山林场组流纹岩为研究对象,开展赋矿围岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年和全岩主微量组成测试,以及含金石英脉流体包裹体热力学分析。结果表明,大塔山林场组流纹岩(SPS-H-002、SPS-H-009)的成岩年龄分别为(134±1)Ma和(123±1) Ma,金矿化时代略晚于流纹岩的成岩时代,属于早白垩世晚期;硅质岩和硅质角砾岩具有较高的SiO₂含量,富集Cu、Ni、Ba元素而贫Co元素,ΣREE含量较低,轻重稀土分异程度不明显,具有铕正异常,形成于热水沉积作用;流纹岩具有高硅、富铝、贫钛锰磷和低Zr含量,为亚碱性过铝质钙碱性-高钾钙碱性系列岩石,轻稀土富集,重稀土亏损,具有明显的铕负异常,无铈异常,属于高分异S型花岗岩,可能为亏损地幔增生的年轻地壳物质部分熔融的产物;含金石英脉中流体包裹体大小介于5~12 μm之间,呈椭圆形和不规则形状成群或孤立分布,均一温度为118.7~223.4 ℃,盐度为0.40%~8.9%,密度为0.84~0.97 g/cm³,捕获压力为21.2~51.4 MPa, δD值为 -113.8‰~-84.0‰, δ¹⁸$O_{H_{2}O}$值为 -3.1‰~2.2‰,成矿流体以岩浆水为主,并显示出岩浆水与大气降水混合的特点。结合区域构造演化,认为四平山金矿床形成于碰撞后构造背景,成矿与古太平洋板块俯冲作用密切相关。

内蒙古南炮台花岗斑岩成因与构造环境:锆石U-Pb年代学、Hf同位素和全岩元素组成制约

刘青占, 蒋孝君, 王果, 李天瑜, 李东鹏

2024, 38(01):  154-168.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2023.080

摘要 ( 32 )   HTML ( 3)   PDF (5249KB) ( 51 )  

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华北板块北缘中段多伦地区记录了强烈的早白垩世早期岩浆作用,构造环境的确立有助于解决其是受控于蒙古—鄂霍次克构造体系还是古太平洋板块俯冲上的争议。本文对多伦地区南炮台花岗斑岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学、Hf同位素和全岩元素组成研究。结果显示,花岗斑岩岩浆锆石²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄为(136±1) Ma,代表南炮台花岗斑岩形成于早白垩世早期。锆石$\varepsilon_{\mathrm{Hf}}$(t)值变化于-8.1~+1.9之间,Hf同位素地壳模式年龄($\mathrm{T}_{\mathrm{DM}}{ }^{\mathrm{C}}$)为1044~1680 Ma。南炮台花岗斑岩属弱过铝质钾玄岩系列,富SiO₂(70.53%~72.72%)、富碱(K₂O+Na₂O = 9.09%~9.48%)、贫MgO(0.19%~0.39%)、CaO(0.55%~0.67%)和P₂O₅(0.19%~0.39%),富集轻稀土元素和大离子亲石元素(K、Cs和Rb)、亏损高场强元素(Nb、Ta和Ti)及Sr、P元素,其(La/Yb)_N介于22.10~57.67之间,Eu负异常(δEu=0.38~0.52)。综合地球化学特征,表明南炮台花岗斑岩为板内非造山伸展构造环境下的产物,属A型花岗岩,原始岩浆起源于古老下地壳物质的部分熔融,且存在幔源物质加入。结合区域构造演化,认为多伦地区早白垩世早期岩浆作用与蒙古—鄂霍次克洋闭合后的某个伸展环境有关,指示蒙古—鄂霍次克构造体系向南东的影响范围已波及至华北板块北缘中段内蒙古东南部地区。

甘肃青山堡中牌细粒花岗岩成因与构造环境:锆石U-Pb年龄和全岩元素组成制约

陈耀新, 刘文恒, 王凯兴, 刘晓东, 孙立强, 尹冬华

2024, 38(01):  169-182.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2023.100

摘要 ( 28 )   HTML ( 2)   PDF (7963KB) ( 45 )  

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龙首山铀成矿带位于北祁连造山带与阿拉善地块的结合部位,中志留世—早泥盆世受控于祁连造山带的构造演化而处于后碰撞伸展环境,然而关于龙首山铀成矿带在后碰撞伸展环境的结束时限尚缺乏精确的年代学约束。为此本文以该成矿带青山堡中牌细粒花岗岩为研究对象,开展了岩相学、锆石U-Pb年代学和全岩主微量元素组成分析,据此探讨了岩石类型及成因、源区特征及构造环境。结果显示,中牌细粒花岗岩成岩年龄为(413.7±3.0) Ma,为早泥盆世岩浆活动的产物,形成于碰撞后伸展环境。岩石具有高Si、富碱及低CaO、MgO和P₂O₅的特征,A/CNK=1.01~1.04;富集轻稀土元素,重稀土元素相对亏损,具有明显的负Eu异常;相对富集Th、U、Nd、K,亏损Ba、Sr、P、Ti等元素。岩石的地球化学特征指示,中牌细粒花岗岩应属于弱过铝质高分异I型花岗岩。中牌细粒花岗岩形成于碰撞后的伸展环境,岩浆来源于下地壳,岩浆源区主要残留相为角闪石,在岩浆演化过程中经历了显著的结晶分异作用。结合前人研究成果,提出龙首山地区早古生代形成的岩浆活动按照时间可划分为晚奥陶世—早志留世(452~438 Ma)和中志留世—早泥盆世(430~412 Ma)两个阶段,其分别对应于构造演化的俯冲阶段和后碰撞阶段。

庐枞盆地西湾铅锌矿床黄铁矿微量元素组成特征及成矿启示

胡生平, 韩善楚, 张洪求, 张勇, 潘家永, 钟福军, 卢建研, 李惟鑫

2024, 38(01):  183-197.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2023.094

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黄铁矿作为铅锌矿床中最常见的金属硫化物之一,是铅锌矿床形成过程中的贯通性矿物,其矿物学与地球化学特征可探究成矿作用过程,进而探讨矿床成因。庐枞盆地是长江中下游多金属成矿带的重要组成部分,近年来在其北缘新发现了可达大型规模的西湾铅锌矿床。虽然前人对西湾铅锌矿床已开展了相关的研究,但对与成矿关系密切的黄铁矿化学组成及其成因等方面的研究还较为薄弱。本研究首次利用偏反光显微镜与激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)对该矿床多类黄铁矿开展研究,揭示黄铁矿微量元素组成特征和替换机制,进一步探讨矿床成因。结果显示,根据晶体形态及矿物组合特征将黄铁矿分为成矿前与成矿期两期。成矿前黄铁矿主要呈半自形-它形粒状结构,粒径为10~50 μm,可见多个细小颗粒组成粒状集合体,其特征元素主要为Cu、Ag、As、Pb、Sb;而成矿期黄铁矿主要呈自形-半自形粒状结构,粒径大于200 μm,通常和方铅矿、闪锌矿组合,呈脉状的形式产出于灰岩裂隙中,其特征元素主要为Mn、Co、Ni、Zn、Cs、Cd、In、Sn。黄铁矿中微量元素替代机制主要为单元素和多元素耦合替代,其中单元素替代机制主要有Co²⁺↔Fe²⁺、Ni²⁺↔Fe²⁺、Pb²⁺↔Fe²⁺,多元素耦合替代机制主要有As³⁺+Ag⁺ ↔2Fe²⁺、(Tl⁺+Cu⁺+Ag⁺)+(Sb³⁺,As³⁺)↔3Fe²⁺,此外,还有部分Pb、Zn、As以方铅矿、闪锌矿和砷黄铁矿等微小包裹体的形式存在于黄铁矿晶体中。黄铁矿中Co、Ni、As、Cu、Mn、Ge、Ag等微量元素组成特征与矽卡岩型铅锌矿床类似,结合前人研究成果,认为西湾铅锌矿床属于远源矽卡岩型矿床。

豫西熊耳山蒿坪沟Ag-Au-Pb-Zn多金属矿床闪锌矿矿物学和微量元素组成特征及其成矿启示

刘金波, 张德贤, 胡子奇, 陈绍炜, 谢小雨

2024, 38(01):  198-213.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2023.093

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蒿坪沟银金铅锌多金属矿床是豫西熊耳山地区重要的铅锌多金属矿床之一,矿体主要赋存在蚀变破碎带和断裂带内,成矿与区内岩浆活动关系密切。目前该矿床的研究集中于同位素地球化学、成矿时代和成矿物质来源等方面,但从矿物角度示踪成矿过程的报道较少。本文以矿石中不同世代闪锌矿为研究对象,开展电子探针和LA-ICP-MS原位主微量元素分析,查明不同世代闪锌矿的矿物学和微量元素组成特征,以反演矿床成矿物理化学条件进而约束矿床成因类型。结果表明,该矿床中闪锌矿主要存在两个世代:第一世代闪锌矿(Sp1)呈黑褐色或浅褐色,常与黄铁矿和黄铜矿共生,相对富集Fe、Mn、Cd、Cu和In;第二世代闪锌矿(Sp2)呈黄褐色或暗褐色,与大量方铅矿共生,裂隙被它形黄铁矿和碳酸盐充填,相对富集Co、Ge、Sn和Pb。闪锌矿中主要富集的元素为Fe、Co和In,其中Fe、Mn、Cd、Co和In等元素基本是以类质同象的形式赋存在闪锌矿的矿物晶格中,而Ag、Sb、Cu和Pb可能是以子矿物或显微包裹体的形式赋存。此外,Zn/Cd、Zn/Fe和Ga/In比值以及Fe温度计指示闪锌矿形成于中低温(沉淀时流体温度为229~259 ℃)和低硫逸度(lgƒ(S₂)=-12.0~-10.1)的环境下,由成矿阶段II (Sp1 到成矿阶段Ⅲ (Sp2其成矿温度可能发生了显著变化,结合面扫描分析结果,指示闪锌矿从核部到边缘温度逐渐降低。通过与国内外典型铅锌矿床闪锌矿微量元素特征对比,结合本矿床闪锌矿中低的Ga/In和Ge/In比值及Ge含量的特征,指示蒿坪沟银金铅锌多金属矿床成矿过程有岩浆活动的参与。综合认为蒿坪沟银金铅锌多金属矿床可能属于岩浆期后热液蚀变岩型和脉型矿床。

广西融水374矿床外围地电提取测量法找矿预测

张健, 文美兰, 叶武, 蒋小明, 谭江东, 杨航, 罗海怡, 刘攀峰, 蒋羽雄

2024, 38(01):  214-223.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2023.026

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开展矿区外围找矿工作是矿山增储、缓解资源危机的有效手段。为了查明广西融水374铀矿床外围铀矿并圈定成矿预测靶区,本研究利用地电提取测量法进行探索。在含矿剖面开展找矿可行性试验,结果表明在已知矿体正上方能获得清晰的主成矿元素异常,示矿效果显著,说明利用该方法在研究区进行找矿是可行和有效的。通过对13种地电提取元素进行因子分析和聚类分析,获得F1(Pb-Zn-Ce-Eu-La-Nd-Yb)、F2(U-Th-As)、F3(Sb-W)、F4(Mo)4种元素组合因子并确定F2因子为研究区主成矿因子,F1因子为伴生因子。绘制F1和F2因子得分异常图,对元素组合异常的分布进行分析,发现w(U)/w(Th)>1/3的异常区域对寻找铀矿具有重要参考价值。根据单元素因子、F1因子、F2因子以及w(U)/w(Th)值异常特征,结合研究区地质背景,共圈定两处靶区,其中Ⅱ号靶区成矿前景更大,是进一步寻找隐伏铀矿的有利地区。

古生物学

藏南亚东帕里地区早泥盆世沉积及古生物特征

王建华, 朱幼安, 李强

2024, 38(01):  224-229.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2023.095

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青藏高原地区工作程度较低,至今尚未发现古生代的鱼类化石。近年来,第二次青藏高原综合科学考察(古生物科考队团队)选取了藏南几个泥盆系出露较好的区域开展调查研究,其中包括西藏南部(藏南)亚东县帕里地区。该区地处喜马拉雅南部造山带腹地,泥盆系出露于帕里镇西部和南西部的局部区域。本文通过野外地层古生物剖面实测、化石采集记录拍照、室内对比研究等方法,报道了帕里镇南西一带古生物化石种类相对丰富的下泥盆统凉泉组剖面并据此讨论了该区早泥盆世时期的沉积特征。研究结果表明,该区下泥盆统凉泉组下段岩性为粗粒与中细粒的碎屑岩互层;中段的下部为中厚层状灰岩,上部以生物碎屑灰岩为主;上段地层岩性则以碎屑岩、泥灰岩为主。自下段至中段下部,下粗上细的退积沉积序列反映了一次滨浅海范围内的海进过程,而中段上部含珊瑚的生屑灰岩指示海退过程;上段的碎屑岩、泥灰岩组合则反映滨岸的沉积环境,其中的碎屑岩内产有种类丰富的古生物化石,可见头足类菊石、腕足类、双壳类和植物碎片以及疑似的盾皮鱼类骨片化石。这些发现可为藏南地区早泥盆世沉积的对比研究提供新资料;而本次疑似盾皮鱼类骨片化石的发现,可有效指导该区域进一步的古鱼类化石追索工作,为对比藏南地区古特提斯时期的古地理格局(如藏南与华南、澳大利亚等区域的关系)研究提供潜在线索。

渤海湾盆地辽西凹陷古近纪微体化石组合特征及地质意义

姚雅琴, 杨纪磊, 赵都菁, 齐玉民, 魏文艳, 曹洁, 杨娇娇, 李国良

2024, 38(01):  230-239.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2024.009

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渤海湾盆地辽西凹陷古近纪中晚期为深水湖泊环境,形成了特殊的古生物化石组合。本文通过研究区钻遇古近系钻井进行详细的古生物对比研究,归纳出该地区微体化石组合特征,建立了5个孢粉藻类化石组合及5个介形类化石组合。在辽西凹陷西部和西北部沙河街组见较深水、叠覆明显的近梯形介形类化石Candona sagmaformis、C. postabscissa和具膜管的藻类化石Hystrichosphaeridium tubiferum、Membranilarnacia,研究区东营组广泛见深水介形类化石Tianjinia fulgida、Bohaicythere sp、Parabohainia elliptica等。这些化石特征揭示了沙河街组至东营组沉积时期深水沉积中心范围逐步扩大,最终沉积中心连成一体。同时,通过大量古生物化石和岩性对比,得出辽西凹陷在沙河街组二段沉积时,存在较大范围的沉积间断,研究区内广泛发育沙河街组三段上亚段。这些认识为该地区古近系地层的划分对比及沉积环境研究提供了有利证据。

山西太原西山下二叠统太原组鳞木属化石研究

贾高文, 史建儒, 杨永胜, 王瑾, 郝思宇, 薛沛霖, 李佳瑞

2024, 38(01):  240-247.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2023.092

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华夏植物群是晚古生代全球四大著名植物群之一,鳞木属(Lepidodendron)广泛分布于四大植物群中。华夏植物区鳞木属因叶痕较大、叶痕下无通气道痕而被视为地域特征显著的东方型鳞木,区别于具有通气道痕的欧美植物区鳞木属。山西太原西山地区是华夏植物群的重要分布地之一,本文对太原西山地区下二叠统太原组的4块东方型鳞木化石进行鉴定和描述。结果表明,它们分属三种鳞木属叶座化石,即Lepidodendron oculus-felis、Lepidodendron cervicisum和Lepidodendron cf .aolungpylukense 。根据鳞木属的大化石记录和相似属的研究成果,推测该属可能在晚泥盆世晚期起源于华南板块,跨洋流到达土耳其小亚细亚一带后开始分化,一支向西北到达欧洲西部并扩散至美洲北部,另一支从土耳其一带向北扩散至西伯利亚,最终散布到东欧、中亚地区。

旅游地学

青海喇家遗址极可能由地震导致的砂土液化泥流造成:“12·18”积石山地震的启示

李俊磊, 张绪教, 鱼海麟, 王一凡, 张向格, 李秋蓉, 李彩虹, 张丽蕾

2024, 38(01):  248-259.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2024.012

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形成于3900年前的青海省民和县喇家遗址,号称“东方庞贝”,是一处举世闻名的灾难遗址,但其成因争论由来已久、悬而未决。学者提出的多种“洪水成因”之说,已深入民众之心,但这次灾难事件真的和洪水有关么?2023年12月18日甘肃积石山县的6.2级地震的震中距喇家遗址仅16 km,不仅使喇家遗址博物馆损坏严重,而且触发的泥流在离遗址仅5 km处的民和县中川乡金田村和草滩村,造成了民房和村民被直接掩埋的灭顶之灾,可能是喇家灾难遗址形成过程的重现,成为对比研究喇家遗址成因的重要实证材料。通过对此次地震灾害的野外实地调查和综合研究,或许能解开喇家遗址成因之谜。积石山地震使黄土之下古河床砾石层中地下水沿地表破裂喷出上涌,进而造成黄土液化并顺冲沟快速往下游流动形成泥流,流经草滩村、金田村时泥流遇阻,漫出冲沟将部分房屋冲毁甚至导致村民被掩埋。特殊的地层结构及富集的地下水,在地震的触发之下造成砂土液化并形成泥流,是造成中川乡地震灾害的重要原因。现场调查表明,草滩村一家五口被掩埋的悲剧,并非典型的“砂涌”造成,更无“洪水”的痕迹,而是地震的次生泥流灾害所致。将今论古,结合喇家遗址的文化遗存保存状况及沉积物特征进一步推断,喇家遗址的形成可能与强降雨形成的山间洪流无关,更不是由所谓的“大洪水“造成的。3900年前的古地震及其造成的砂土液化和快速流动的泥流,极可能是造成喇家遗址瞬时灾难的主要成因。

西藏日喀则地质遗迹特征及地质公园建设可行性分析

李昱春, 肖思祺

2024, 38(01):  260-268.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2024.007

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西藏日喀则地区地质遗迹种类丰富、特色显著,然而对地质遗迹的类型和分布特点还缺乏深入研究,制约了资源的保护与利用。本文在地质调查以及对已有地质学、地理学资料收集、分析的基础上,系统总结了日喀则地区的地质遗迹类型、分布和重要地质遗迹的特点,将地质遗迹划分为3个大类、11类和22个亚类,明确了不同类型地质遗迹在空间上的分布特点。采用SWOT方法对日喀则地质遗迹保护与利用的优势和风险等进行了分析,提出加强地质遗迹研究与评价、提高地质遗迹科学价值认知程度、构建地质遗迹与其它资源和环境保护协同发展的一体化体系应是未来地质公园建设应采取的主要策略。