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2020年 第34卷 第05期    刊出日期：2020-10-28

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2020, 34(05):  864-864. 

摘要 ( 281 )   PDF (3250KB) ( 452 )  

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地球化学

地球化学基因的构建与检验

龚庆杰, 吴轩, 严桃桃, 刘宁强, 李晓蕾, 李睿堃, 刘梦翔

2020, 34(05):  865-882.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2020.049

摘要 ( 767 )   HTML ( 23)   PDF (5191KB) ( 498 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

地球化学基因是近年来提出的新技术。在分析地球化学基因构建方法的基础上提出了一种新的岩性地球化学基因LG01,并将早先提出的岩性地球化学基因命名为LG02,同时提出了两种稀土元素地球化学基因REEG01和REEG02。选择分别发育在广东连阳花岗岩体、广东佛冈花岗岩体、海南海口玄武岩、北京房山花岗闪长岩体上的4条风化剖面对岩性地球化学基因和稀土元素地球化学基因进行检验,结果发现岩石风化产物中的岩性基因和稀土元素基因均具有一定的稳定性,表现为稳定的遗传性和继承性;LG01岩性基因相对于LG02岩性基因具有更好的稳定性,REEG01稀土元素基因较REEG02稀土元素基因更稳定。建议将样品相对于中国酸性岩(由中国酸性岩元素丰度值代表的虚拟样品)的基因相似度称为酸性相似度,依据样品在LG01岩性基因方面的酸性相似度可将铝硅酸盐地质样品划分为类酸性成分、类基性成分和类中性成分3类(或类中酸性成分和类中基性成分两类)。从4个风化剖面样品及其表层土壤样品验证了LG01岩性基因的酸性相似度在物源示踪方面具有潜在应用价值。基于全国区域地球化学调查数据库和目标样品在不同地球化学基因中的相似度空间分析有可能实现对目标样品的溯源定位。

2011—2020中国应用地球化学研究进展与展望之生态地球化学

夏学齐, 龚庆杰, 徐常艳

2020, 34(05):  883-896.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2020.05.071

摘要 ( 555 )   HTML ( 13)   PDF (663KB) ( 426 )  

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生态地球化学在调查的基础上,以元素在不同生态系统中的循环为主线开展生态地球化学评价,通过输入输出通量调查和重访监测掌握元素循环的发展规律,从而对元素、化合物和其他地球化学参数的发展趋势进行预测预警,并提出开发或修复建议。近十年,该学科在实践应用的基础上进行理论框架和技术方法的不断拓展,不仅产生了大量技术标准、论文和专著等书面成果,还在污染控制、土地资源合理利用、特色农产品开发、土壤碳汇和抑制气候变化等方面产生了积极作用。在理论研究和应用实践需求的推动下在土壤碳库与全球变化、土壤重金属高背景产生机制、土地质量地球化学评价、土壤有益元素开发和土壤污染修复等方面不断产生分支研究方向。主要回顾和总结2011年以来,我国生态地球化学学科研究进展。

滇西北香格里拉翁水地区水系沉积物地球化学特征及找矿预测

黄永高, 熊昌利, 罗改, 张彤, 贾小川, 杨学俊, 叶春林, 王燚

2020, 34(05):  897-907.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2020.58

摘要 ( 538 )   HTML ( 5)   PDF (6033KB) ( 523 )  

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翁水地区位于滇西北义敦岛弧南段,属于香格里拉弧斑岩型Cu-Mo-W成矿带,区内已发现大型休瓦促Mo-W矿床及多处金属矿床(点),具寻找Mo、 W、 Pb和Zn等多金属矿前景。1∶50 000水系沉积物地球化学测量成果显示,翁水地区Cu、 W、 Pb、 Zn、 Sn、 As、 Sb、 Bi、 Co和Ni等元素丰度显著高于西南三江成矿带水系沉积物背景值;元素异常明显受控于构造和岩性,Au元素主要富集在喇嘛亚组三段(T₃lm ³);W、Mo和Bi元素主要富集在二长花岗岩;Pb, Zn元素主要富集在图姆沟组二段(T₃t ²)。综合研究区元素异常特征、成矿地质条件及异常查证结果,圈定29处地球化学综合异常,优选2处找矿预测区,即休瓦促Mo-W A级找矿预测区和磨莫亚Pb-Zn-Ag B级找矿预测区,为进一步找矿工作提供了勘查方向和重要参考。

云南个旧锡多金属矿集区稀散元素铟的分布富集特征

郭志娟, 宋云涛, 徐仁廷, 王成文, 杨帆, 王乔林, 韩伟, 刘华忠, 孔牧

2020, 34(05):  908-916.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2020.048

摘要 ( 686 )   HTML ( 7)   PDF (3085KB) ( 417 )  

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以云南个旧锡多金属矿集区不同类型岩矿石为研究对象,应用等离子体质谱、岩矿鉴定及高精度电子探针等分析手段,研究稀散元素铟(In)在花岗岩、沉积岩和变质岩中的分布特征及其在矿石矿物中的富集规律。结果显示,斑状黑云母花岗岩中In与Sn存在明显的同消共长关系, In主要分布在提供成矿物质来源的岩体中;斑状黑云母花岗岩中In的富集系数最大,沉积岩中In主要富集在个旧组赋矿地层的矽卡岩中,变质岩中In无明显富集;矿区层间氧化物矿石中In高度富集,而原生硫化物矿石中In仅微弱富集;矿石中元素In与Sn、Zn具有正相关关系,电子探针分析矿石矿物锡石中未检测到In,但在闪锌矿中检测到大量In的存在,表明沉淀成矿过程中,In并不进入锡石中,而是主要进入到闪锌矿等硫化物矿物中。

西南重金属高背景区农田系统土壤重金属生态风险评价

唐瑞玲, 王惠艳, 吕许朋, 徐进力, 徐仁廷, 张富贵

2020, 34(05):  917-927.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2020.068

摘要 ( 772 )   HTML ( 10)   PDF (5091KB) ( 408 )  

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西南地区是我国典型重金属高背景区,在重金属高背景区开展生态风险评价对保障粮食安全有重要意义。采集云南省重金属高背景区土壤表层(0~20 cm)样品242件,农作物及对应的根系土样品74件,分析土壤和农作物样品中8种重金属(Cd、Cr、As、Hg、Pb、Cu、Zn、Ni)含量以及土壤中重金属赋存形态。研究发现,受地质背景因素影响,Cd、Cr、Cu、Hg、Ni和Zn含量平均值均超过云南省土壤背景值,Cd、Cu和Ni含量平均值均超过农用地土壤污染风险管控标准规定的筛选值,土壤pH值多呈酸性,有机质含量较低。土壤中As、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn主要以残渣态形式存在,生物有效性低,是由地质背景引起的;Cd残渣态占比较低,生物有效组分较高,Cd元素的地累积指数分布显示,Cd受人为污染和地质背景交互叠加的影响,是研究区污染风险最高的重金属元素。Hg来源较为复杂,全量较低,污染风险较小。研究区大宗粮食作物(马铃薯和玉米)重金属含量均不超标,生物富集系数(BCF)均小于0.03,粮食作物较安全,生态风险较低。黄烟中Cd含量远远超过目前初步制定的安全限量标准,BCF为3.13,说明烟草特别能富集Cd,存在一定的生态风险。表层土壤重金属潜在生态风险指数(RI)统计结果显示,土壤重金属RI贡献降序依次为Cd(73.71)>Hg(57.40)>Cu(25.25)>Ni(8.76)>As(7.39)>Cr(4.15)>Pb(4.04)>Zn(2.0),Cd和Hg是研究区最重要的风险元素,但均以中等生态危害为主,很强生态危害分布面积较小,研究区生态风险整体较低,风险可控。

山东丁字湾海域沉积物重金属含量、分布及与粒径之间的关系研究

汤世凯, 张杰, 于晓静, 陶志斌, 李金鹏

2020, 34(05):  928-935.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2020.059

摘要 ( 386 )   HTML ( 5)   PDF (5484KB) ( 287 )  

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为揭示沉积物中重金属含量的粒径控制规律,选取山东丁字湾海域126件表层沉积物样品进行粒度和重金属(Cr、Pb、As、Cd和Hg)含量测试分析,总结沉积物类型和重金属分布特征,进而分析沉积物重金属含量、空间分布及其与粒径之间的关系。结果表明,自湾口至外海,沉积物类型由砂向粉砂大致呈扇形过渡,平均粒径φ值逐渐增大,黏土含量逐渐增高,Cr、Pb、Cd和Hg含量随之升高,As含量则先降后升,表层沉积物质量符合国家第一类标准。相关性分析表明,砂、砂质粉砂和粉砂中Cr含量与平均粒径均为显著正相关;砂中As含量与平均粒径为显著负相关,粉砂中As含量与平均粒径为显著正相关;砂质粉砂和粉砂中Hg含量与平均粒径均为显著正相关;其余各沉积物重金属含量和平均粒径相关性不显著。

山东安丘地区土壤-小麦系统重金属等元素间的相互作用

赵秀芳, 王艺璇, 张永帅, 王燕燕

2020, 34(05):  936-944.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2020.063

摘要 ( 517 )   HTML ( 8)   PDF (4747KB) ( 221 )  

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为了研究土壤-小麦系统重金属等元素间的相互作用,通过相关分析,探讨了安丘地区40件小麦籽实及其根系土中重金属元素间的相互关系。研究发现:(1)小麦籽实Cd、Hg、Pb、As、Ni、Cu、Zn富集系数与土壤pH、CEC、黏粒含量呈负相关,Cr富集系数与pH呈正相关;(2)小麦籽实重金属等元素富集系数间多数呈正相关;(3)小麦籽实Pb、Cu含量分别与土壤As、Pb含量呈正相关,籽实Cu、Zn含量分别与土壤Cd、Pb含量呈正相关。籽实除Cr含量与土壤Mg含量呈显著正相关外,籽实中其他重金属元素含量与土壤元素Ca、Mg含量关系不显著。小麦籽实中Cd、Pb、As等重金属元素含量与土壤中Mn、Mo、F等微量元素含量少数呈显著-极显著正相关;(4)小麦籽实中Cd、Hg、Pb、As等重金属元素含量与籽实中Ca、Mg、Mn、Mo等其他元素含量之间多数呈显著正相关。这些研究结果表明,土壤-小麦系统重金属元素之间、重金属元素与其他元素之间存在协同或拮抗作用,但具体机制尚需要进一步研究。

北京怀柔地区白云岩蚀变过程中的元素含量两端元混合模型

姚宁, 龚庆杰, 王旭阳, 晁岳德, 彭程, 吴媛, 刘宁强

2020, 34(05):  945-956.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2020.062

摘要 ( 739 )   HTML ( 4)   PDF (6559KB) ( 303 )  

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蚀变岩是研究热液成矿作用的重要对象。北京怀柔杨树底下金矿区白云岩蚀变特征清晰,选择矿区一条白云岩蚀变剖面开展元素地球化学特征研究。在蚀变剖面两端采集白云岩样品2件,剖面中部采集不同蚀变程度的蚀变岩样品2件,针对剖面中的石英脉采集样品2件,分析6件样品的11项主量元素(或氧化物)和39项微量元素的含量。测试结果表明位于剖面两端的2件白云岩样品具有相似的化学组成,2件邻近的石英脉样品的元素含量也相一致,而2件不同蚀变程度的蚀变岩的化学组成存在显著差异。基于两端元混合模型,首先确定白云岩和石英脉两个端元的化学组成,进而依据11项主量成分分别采用正比例函数法和坪台法计算两端元的混合比例。结果显示正比例函数法计算结果受元素含量单位影响显著,即具有拟合结果受最大值控制的技术缺陷,而坪台法采用元素比值的中位值克服了正比例函数法的技术缺陷。基于坪台法计算的端元混合比例,分别计算2件蚀变岩样品中39项微量元素的理论含量值,结果表明在可靠的测试数据基础上微量元素的理论计算值与实测值在实验误差范围内相一致,说明两端元混合模型可以很好地刻画杨树底下金矿区白云岩蚀变产物的地球化学特征。研究结果这为揭示该区白云岩蚀变的形成机制提供了地球化学依据。

典型岩溶区硫化物矿床——广西贵港锡基坑铅锌矿开采的生态效应

李博, 杨忠芳, 季文兵, 余涛, 侯青叶, 何海云, 张起钻, 吴天生, 覃建勋

2020, 34(05):  957-969.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2020.05.09

摘要 ( 636 )   HTML ( 45)   PDF (7543KB) ( 274 )  

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硫化物矿床开采的环境污染效应与围岩性质有密切关系,碳酸盐岩类围岩能在一定程度上中和硫化物矿床开采形成的酸性矿山废水(AMD),从而降低酸性废水及重金属的污染危害。以广西贵港锡基坑硫化物矿床为研究区,系统采集了矿石、尾矿、废水、地表水、悬浮物、底积物及地下水样品,测定了重金属含量及pH值等理化指标,研究了岩溶区硫化物矿床开采的生态效应,以期为类似碳酸盐岩地区硫化物矿床开采的环境污染与生态危害评价、矿山环境保护提供科学依据。研究取得结论如下:(1)尾矿及废水样品中Cd、Pb等重金属含量较高,对矿区地表水及地下水质量构成一定的潜在风险;(2)硫化物矿床开采过程释放的重金属元素对矿区地表水有较显著影响,由于碳酸盐岩的中和作用,流出矿区后地表水、悬浮物及底积物中重金属含量迅速降低,重金属潜在风险处于轻微等级;(3)富含Cd、Pb等重金属的矿坑酸性积水,下渗过程中与碳酸盐岩中的Ca²⁺、$CO_{3}^{2-}$、$HCO_{3}^{-}$发生中和反应而沉淀,矿区地下水环境质量良好,除了尾矿库、矿坑水周边存在少量超标样品外,矿区周边村镇地下水质均未受到明显的采矿污染影响。可见,碳酸盐岩类围岩是重金属元素迁移的天然地球化学障,能有效降低硫化物矿床开采的环境污染风险。

海南岛表层及深层土壤重金属分布特征及源解析

张宪依, 庞成宝, 王安婷, 袁国礼, 桑学镇, 李元仲, 杨毅

2020, 34(05):  970-978.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2020.05.10

摘要 ( 790 )   HTML ( 18)   PDF (22502KB) ( 334 )  

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地学统计及多元分析是判断土壤中重金属元素来源和影响因素的有效方法。区域尺度上不同岩性地区表层及深层土壤中重金属元素含量和空间分布的对比分析,也可以为区分重金属元素来源提供有价值的信息。本研究在海南岛共采集了8 713件表层土壤样品和2 197件深层土壤样品,分别测定了其中8种重金属元素和Sc等元素含量。结果表明,表层和深层土壤中As、Co、Cr、Cu、Pb、Zn、Cd、Hg的平均含量分别为5.29 mg/kg、11.95 mg/kg、60.79 mg/kg、17.24 mg/kg、26.18 mg/kg、51.22 mg/kg、0.081 mg/kg、0.043 mg/kg和5.53 mg/kg、12.89 mg/kg、65.24 mg/kg、19.97 mg/kg、29.15 mg/kg、58.87 mg/kg、0.065 mg/kg、0.029 mg/kg。通过Pearson相关性分析和多元成分数据分析,发现影响海南岛表层和深层土壤中重金属元素分布的主要因素为成土母岩的岩性、成土过程以及人类活动。分析结果表明,As、Co、Cr、Cu、Pb、Zn元素主要继承于土壤母质并受成土过程影响,而Cd和Hg元素受到人为活动输入影响较大。

云南省盈江县旧城—姐冒地区铅地球化学特征及风险评价

宗庆霞, 肖高强, 向龙洲, 徐永强

2020, 34(05):  979-986.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2020.05.11

摘要 ( 509 )   HTML ( 4)   PDF (4684KB) ( 205 )  

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基于云南省盈江县旧城—姐冒地区4 706件土壤表层样品和9条土壤垂向剖面,开展土壤Pb地球化学特征研究,并结合“全国第二次土地调查”图斑进行土壤Pb引发人体健康风险评价。结果表明:研究区表层土壤Pb平均含量为43.40 mg/kg,其背景值是全国土壤A层平均值的1.55倍,样品超标率为3.10%;表层土壤Pb元素空间分异明显,分布特征受成土母质和人为活动等因素共同影响;残坡积土壤剖面中Pb含量较多继承了成土母质的物质组成,表现出由表层向深层轻微富集的特征,不同成土母质发育的土壤中Pb含量特征整体表现为:花岗岩>板岩>片麻岩、变粒岩>碎屑岩;第四系冲积土壤剖面中叠加有明显的人为活动影响,Pb含量表现出由深层向表层富集的特征;研究区土壤Pb引发人体健康风险的可能性整体较小,在目前的土地利用和耕作方式下,基本可以得到安全利用。

岩石学

东昆仑祁漫塔格鸭子沟地区花岗岩类岩石年代学、地球化学及地质意义

王盘喜, 郭峰, 王振宁

2020, 34(05):  987-1000.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2020.026

摘要 ( 607 )   HTML ( 7)   PDF (5714KB) ( 386 )  

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为加深对东昆仑区域构造演化和成矿规律的认识,选取祁漫塔格鸭子沟地区花岗岩类岩石开展岩相学、年代学和岩石地球化学研究,探讨其岩石成因、构造背景及与铅锌矿成矿的关系。结果表明,黑云石英二长闪长岩的SIMS锆石U-Pb年龄为(415.5±2.6) Ma,属早泥盆世早期。正长岩、二长花岗岩和石英二长岩与闪长岩相比,具有硅、钾、全碱含量高,低钙、镁、全铁和钛,铝含量相当,闪长岩K₂O含量小于Na₂O,其他岩石K₂O含量大于Na₂O的特点。岩石为准铝质-弱过铝质岩石,既有亚碱性系列也有碱性系列。∑REE平均为305×10 ^-6;δEu为0.26~1.03,平均为0.61,多数岩石具有Eu负异常;稀土元素球粒陨石标准化配分模式图上呈轻稀土元素富集的右倾型曲线,轻、重稀土发生了分馏作用;岩体明显富集大离子亲石元素Cs、Rb、K,活泼的不相容元素U、Th,轻稀土元素和Pb;相对亏损高场强元素Nb、Ta、Zr、P和Ti,大离子亲石元素Ba和Sr。鸭子沟花岗岩类岩石为以幔源分异为主、少量壳源物质加入的壳幔混合成因,应该是加里东造山期后陆缘裂陷幔源物质上侵形成的岩浆岩。结合区域构造特征和地质背景,推测该岩体形成于后碰撞陆内伸展阶段,并与区域铅锌矿成矿密切相关;在今后的矿产勘查中应重视华力西早期花岗岩类岩石。

桂东南古罗和王姜冲钾玄质辉长岩的成因:地球化学、锆石U-Pb年代学及Hf同位素特征制约

农军年, 郭尚宇, 孙明行, 唐娟红, 覃瑞才, 周秋娥

2020, 34(05):  1001-1014.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2019.032

摘要 ( 608 )   HTML ( 4)   PDF (5538KB) ( 201 )  

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古罗和王姜冲岩体产于扬子地块与华夏地块拼合带的西南段,对剖析华南区域构造演化过程具有重要的地质意义。古罗和王姜冲岩体主要由辉长岩及少量的闪长岩组成。LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学分析表明,古罗和王姜冲辉长岩的侵位结晶时限分别为(163±1) Ma和(158±1) Ma,属于燕山期岩浆活动的产物。岩石无Nb、Ta负异常,具有板内钾玄岩系列特征,锆石的ε_Hf(t)值主要集中在0.7~8.3之间,其二阶段Hf模式年龄($T_{DM_{2}}$)为672~1 168 Ma,暗示其源区主要为新元古代—中元古代岩石圈地幔。综合地球化学、锆石Hf同位素组成特征及区域地质资料,认为古罗和王姜冲岩体是在板内伸展-减薄环境主要由亏损的软流圈地幔和富集的岩石圈地幔岩浆混合形成,且在上升过程中受到壳源组分混染。

桂东南云开地区回龙岩体的年代学、地球化学特征及其地质意义

李岱鲜, 康志强, 刘迪, 陈欢, 曹延, 韦乃韶, 韦天伟, 王睿, 刘冬梅, 周桐, 蓝海洋

2020, 34(05):  1015-1027.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2020.033

摘要 ( 456 )   HTML ( 7)   PDF (7149KB) ( 254 )  

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华南地区早中生代的构造属性是地学界研究争论的焦点之一,主要有洋陆俯冲/碰撞与陆内构造演化两种观点;以往的研究主要以酸性花岗质岩石为主,导致其构造背景具有一定的多解性。为进一步探讨桂东南早中生代时期大地构造背景和深部壳幔作用过程,对桂东南云开地区回龙岩体角闪辉长岩进行了年代学、地球化学以及Sr-Nd同位素研究。桂东南回龙岩体角闪辉长岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(245.8±1.7) Ma,表明岩体形成于早三叠世;样品具较低的SiO₂(47.42%~48.80%)、MgO(2.24%~2.62%)和较高的TFe₂O₃(18.24%~21.49%)、P₂O₅(0.38%~0.88%)和TiO₂(1.66%~2.04%)含量; 富集大离子亲石元素(LILE,如Ba、Rb和U),亏损Nb-Ta、Zr-Hf、Ti等高场强元素,(La/Yb)_N=3.85~5.99,具明显正铕异常(δEu=1.04~1.48)。( ⁸⁷Sr/ ⁸⁶Sr)_i=0.717 658~0.718 405,ε_Nd(t)=-10.30~-10.71,显示EM II型富集地幔的Sr-Nd同位素特征,表明云开地区存在受古老俯冲事件影响所形成的富集地幔源区。结合前人研究成果,认为回龙岩体是在古太平洋板块俯冲背景下的弧后伸展环境中由古老俯冲事件形成的富集地幔源区部分熔融的产物, 且岩浆经历了镁铁质矿物的结晶分异作用。

贵州官坝地区二叠系—三叠系地质界面黏土岩的火山岩特征、LA-ICP-MS 锆石U-Pb年龄及其地质意义

何碧, 张向文, 赵飞, 金灿海, 任光明, 王宁祖, 张文斌, 张志玺, 孙平原

2020, 34(05):  1028-1042.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2020.042

摘要 ( 602 )   HTML ( 3)   PDF (8157KB) ( 390 )  

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贵州省黔西县官坝地区位于华南板块西南部,其二叠系—三叠系界线剖面出露较好,界线处出露3层黏土岩。采集贵州黔西官坝地区二叠系—三叠系地质界面黏土岩1件U-Pb年龄样品、7件地球化学样品,对其锆石进行U-Pb定年以及主量、微量和稀土元素进行测试分析。锆石 LA-ICP-MS U-Pb分析结果表明,U和Th含量分别为60.26×10 ^-6~297.9×10 ^-6和46.14×10 ^-6~244.26×10 ^-6,Th/U比值介于0.76~1.55之间,为典型的岩浆锆石;获得 ²⁰⁶Pb/ ²³⁸U加权平均年龄为(252.6±1.4) Ma,谐和年龄为(252.7±0.6) Ma。地球化学分析结果显示,黏土岩属于高硅、铝、钾、镁,低铁、钛的钙碱质中酸性火山物质,具有稀土元素总量相对较高、相对富集轻稀土元素和轻、重稀土元素分馏程度高的特征,负Eu异常明显,δEu =0.19~0.45。上述岩石地球化学特征表明,贵州黔西官坝地区(华南板块西南)二叠系—三叠系界线位置总体上可与浙江长兴(华南板块东南)海相二叠系—三叠系界线(金钉子)相比较。

川西新元古代灯杆坪花岗岩成因与岩浆演化:来自斜长石和黑云母矿物学依据

刘行, 邹灏, 李阳, 李欣宇, 蒋修未, 张强, 李蝶

2020, 34(05):  1043-1057.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2020.022

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新元古代灯杆坪花岗岩体位于龙门山造山带中段, 处于青藏高原东缘与扬子地块西缘的过渡地带,是研究扬子西缘构造-岩浆事件的典型地区。通过对新元古代灯杆坪岩体开展野外地质调查、岩相学分析以及电子探针测试工作,重点对花岗岩中斜长石结构成因特征、黑云母成分特征、岩浆演化进行了分析讨论。结果表明,灯杆坪二长花岗岩中斜长石具有简单“反环带”结构,主要为更长石(An_12.51Ab_47.43Or_40.06),正长花岗岩中“熔蚀结构”显著,碱性长石居多,多为透长石(An_7.46Ab_42.39Or_50.16); 花岗岩体中的黑云母具有富铝、富铁、低镁、低钾的特征,属铁质黑云母。同时I_Fe值为0.47~0.50,表明该岩体中的黑云母未遭受后期流体的改造。黑云母地球化学特征分析结果表明,灯杆坪岩体属于过铝质花岗岩,其形成与壳源岩浆有关。结晶压力和深度分别为1.81×10 ⁵~2.23×10 ⁵ Pa、6.58~8.11 km,黑云母的结晶温度为750~786 ℃,并且有较高的氧逸度,属于中深成相。这一结果为扬子地块西缘新元古代800~740 Ma期间的强烈伸展-岩浆事件提供了新的证据。

四川甲基卡锂矿区二长花岗岩的地球化学、氢氧同位素组成及其地质意义

侯江龙, 李建康, 王登红, 代鸿章, 刘丽君

2020, 34(05):  1058-1066.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2019.031

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四川甲基卡锂矿床为超大型锂矿床,矿区南部呈岩株状产出的二云母花岗岩与稀有金属伟晶岩在时间、空间及成因上具有密切关系。通过对该岩体元素地球化学特征和氢氧同位素组成的研究,探讨了其在稀有金属成矿过程中的作用。研究结果表明,甲基卡二云母花岗岩为富硅、高钾、钙碱性、强过铝质S型花岗岩,其稀土总量较低,岩浆来源为三叠系西康群砂泥岩为代表的地壳物质的部分熔融,流体来源可能是岩浆水和变质水的混合水。岩体微量元素R型聚类分析显示,与稀有金属成矿最密切的元素为Li、Rb、Ti、W、Mn,而岩体稀有元素含量的变化规律指示岩体北侧成矿效率高于南侧,是下一步找矿工作的重点。综合地球化学、氢氧同位素及前人研究,认为花岗岩浆在底辟侵入过程中可能发生了不混溶作用,由此分离出的伟晶岩浆在运移过程中稀有金属得到不断富集,最终形成伟晶岩型稀有金属矿床。

黑龙江张家湾地区中侏罗世A型花岗岩地球化学特征及构造环境分析

任永健, 程烁, 张明明, 曹光远, 于汪, 赵寒, 梁恒, 王富强, 祁才吉

2020, 34(05):  1067-1076.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2020.038

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通过对黑龙江张家湾地区中侏罗世正长花岗岩和碱长花岗岩进行岩石地球化学分析,探讨该区域花岗质岩浆作用、成因类型及其构造环境。研究结果表明,正长花岗岩和碱长花岗岩具有高SiO₂(73.12%~77.82%)、富碱(K₂O+Na₂O=6.36%~8.56%)、富铁贫镁(TFeO/MgO=6.67~25.43)的特点,铝饱和指数A/CNK值大多大于1.1,Eu负异常明显(δEu=0.01~0.74),富集Th、U、K和Rb,亏损Ba、Sr、P和Ti;锆石饱和温度变化范围为757~900 ℃,平均为816 ℃,具有A型花岗岩的特征;岩石由高分异花岗岩向过铝质A型花岗岩演化。稀土元素特征指示,岩浆物源由幔源和下地壳物质混合而成,中侏罗世正长花岗岩和碱长花岗岩构造类型为A2型花岗岩,形成于造山后岩石圈伸展环境作用阶段。上述岩石地球化学特征表明,受古太平洋板块向西俯冲-碰撞后造山作用的影响,中侏罗世张家湾地区处于造山后伸展拉张的环境,岩石圈由挤压向伸展构造背景转变,地幔物质上涌并伴随岩浆的底侵作用,引发地壳物质的熔融,最终形成了该区域的正长花岗岩和碱长花岗岩。

矿床学

南秦岭龙头沟金成矿带成矿物质来源:元素及硫同位素证据

薛玉山, 寸小妮, 刘新伟, 胡西顺

2020, 34(05):  1077-1091.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2020.05.19

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龙头沟金成矿带位于陕西省山阳县龙头沟背斜中部,由五条沟金矿、老沟金矿点、龙头沟金矿和宽坪沟金矿等组成,估算金资源量超过20 t。金矿体赋存在泥盆系大枫沟组砂岩中,赋矿地质体为黄铁矿化石英脉。选择具有代表性的龙头沟金矿段和五条沟金矿段作为研究对象,通过岩相学和全岩、载金黄铁矿微量元素和硫同位素地球化学研究,划分了成矿阶段,其中石英硫化物阶段为主成矿阶段,成矿后期构造再次活动,使得硫化物碎裂释放了部分包裹金,矿体局部富厚。矿石及载金黄铁矿的稀土元素配分模式以及δ ³⁴S组成均与研究区上元古界耀岭河岩组十分相似,表明耀岭河岩组可能为其成矿物质来源。黄铁矿的Co/Ni比值介于1.14~1.83之间,显示岩浆热液成因的特征;矿体形成于中浅部,成矿环境氧逸度较高,成矿温度为200~260 ℃。印支期龙头沟背斜下的隐伏岩浆活动,为金矿成矿过程提供了充足的能量与流体,成矿热液萃取耀岭河组中的成矿物质后运移至近地表,由于成矿环境物理化学条件的改变导致金沉淀成矿。

大兴安岭大洋山钼矿成矿岩体地球化学、锆石U-Pb年龄及构造背景

杨元江, 李成禄, 邓昌州, 李文龙, 张立, 赵忠海, 赵寒冬

2020, 34(05):  1092-1102.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2020.05.20

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大洋山斑岩型钼矿位于大兴安岭东北部呼中区,钼矿体主要产于石英二长斑岩体和上盘围岩中,产状受石英二长斑岩体控制。通过锆石LA-ICP-MS U-Pb定年,获得石英二长斑岩年龄为(119.83±0.87) Ma,可代表成矿年龄。岩石地球化学数据显示岩体偏铝、贫钛、富钾,具钾玄岩特征,为造山带岩石,岩浆熔体未与地幔相互作用;相对富集大离子亲石元素Rb和K,相对亏损高场强元素Nb、Ta、P、Ti和HREE,亲地幔元素亏损、轻稀土富集以及Eu中等亏损等特征显示岩浆源自陆壳。结合区域地质资料认为大洋山斑岩型钼矿形成于早白垩世晚期,成矿物质来源为地壳的重熔,与蒙古—鄂霍茨克洋的俯冲闭合相关,成矿环境为伸展构造背景。