
创刊于1922年, 月刊
主编 :杨经绥
主管单位 :中国科学技术协会
主办单位 :中国地质学会
国际标准刊号 :ISSN 0001-5717
国内统一刊号 :CN 11-1951/P
国内邮发代号 :2-113
国外发行代号 :M 78
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2016, 90(2):201-218.
摘要:铀是变价元素,氧化还原条件控制铀的迁移和沉淀。铀在氧化环境中呈U6+形式存在,在还原条件下则以U4+形式存在。氧化态六价铀主要以可溶的碳酸铀酰/氟化铀酰络合物形式在水溶液中迁移,还原态四价铀主要以沥青铀矿和铀石等形式富集沉淀成矿。热液铀矿的形成需要一对空间上密切共生的氧化障/氧化剂和还原障/还原剂,二者缺一不可。首先,氧化障中氧化剂将富铀岩石中的铀大量氧化形成U6+,溶解进入水溶液迁移;第二,高氧化性富铀溶液遇到还原障,U6+还原成U4+沉淀下来,富集形成铀矿。前人虽然对铀的地球化学性质及氧化还原反应在铀成矿中作用已比较了解,但如何在实际铀矿成矿系统中准确识别氧化还原障,有效利用氧化还原障的控矿机理指导找矿,还存在一些模糊认识,制约了铀成矿理论的发展和找矿方法的提升。本文以我国最重要的砂岩型铀矿、火山岩型铀矿、花岗岩型铀矿和变质型铀矿为例,总结了与铀矿化有关的氧化还原障的主要类型,探讨了红层等蒸发盐地层(氧化障),有机质、煌斑岩等中基性岩脉(还原障)与铀矿之间的关系及控矿机制,揭示了成矿盆地中铀-煤、铀-气(油)共生的机制,阐明了翁泉沟硼、铁、铀矿共生原因,建立了不同类型铀矿成矿模型。
2016, 90(2):219-230.
摘要:本文对纳米比亚欢乐谷地区与铀成矿关系密切的白岗岩进行了系统的主量元素、微量元素及Sr-Nd同位素研究。结果表明,矿化白岗岩具有较高的SiO2(6881%~7602%,平均值7311%),富钾,A/ CNK为096~107,平均值101,为亚碱性系列的准铝质-弱过铝质岩石。岩石富集轻稀土\[LREE/ HREE=253~771;(La/Yb)N=214~1040\],Eu亏损中等,高Rb/Sr比值(203~550,平均值436),岩石同时富集Rb、Th、U、K及Pb等大离子亲石元素,亏损Ba、Nb、Ta及Sr等元素。岩石的初始87Sr/86Sr比值为073035~079345,εNd(t)值为-135~-174 ,晶质铀矿的εNd(t)值为-148~-165,两阶段Nd模式年龄为243~256Ga。元素和Sr Nd同位素地球化学特征表明矿化白岗岩是在碰撞后的伸展构造环境中形成的,主成矿期的成矿物质来源于富铀的前达马拉基底;热液叠加改造期的铀可能来源于原生铀矿物本身。
李海立 , 肖惠良 , 范飞鹏 , 陈乐柱 , 刘建雄 , 陈叙涛
2016, 90(2):231-239.
摘要:广东潮安飞鹅山钨钼多金属矿床是近年来在粤东地区新发现具有重要找矿远景的矿床之一。区内燕山期岩浆活动强烈,断裂构造活动频繁。飞鹅山钨钼多金属矿体主要赋存于燕山期花岗岩及云英岩中,主要矿床类型有石英脉型和云英岩型两种,石英脉型矿体主要受北东向及近南北向断裂构造控制,云英岩型矿体则主要受云英岩化蚀变控制。本次通过对该矿床矿体中6个辉钼矿样品Re-Os同位素测试分析,获得了Re-Os模式年龄为136~5~1423Ma,187Re 187Os等时线年龄为1426± 63Ma,MSWD的值为19,加权平均年龄为1394±22Ma,MSWD的值为40。分析结果表明该矿床的成矿时代与区域成矿事件相吻合;Re/Os比值(>4) 及Re同位素含量(007×10-6~012×10-6)指示了成矿物质来源于地壳,矿床为燕山早期第三阶段重熔花岗岩分异演化与期后热液共同作用的产物。
李超 , 裴浩翔 , 王登红 , 周利敏 , 赵鸿 , 李欣尉 , 屈文俊 , 杜安道
2016, 90(2):240-249.
摘要:孔辛头铜钼矿床产于胶东地区伟德山超单元院格庄二长花岗岩与荆山群大理岩接触带形成的夕卡岩中, 主矿体呈透镜状、囊状、脉状产出, 受岩体内部裂隙构造控制。 分别采用电感耦合等离子体质谱、热表面电离质谱Re-Os同位素测试技术对其中的辉钼矿、黄铜矿、磁铁矿进行了研究。 结果显示, 辉钼矿Re-Os等时线年龄为117±1 Ma, 黄铜矿Re Os等时线年龄为118 4±32 Ma, 与区域上尚家庄钼矿床、冷家钼矿床成矿时代一致, 几个矿床成因均与伟德山超单元有关, 表明了胶东地区存在燕山晚期的钼矿化事件。 而磁铁矿Re Os封闭性较差, 无法得到年龄。 黄铜矿初始187Os/188Os值为032±017, 表明了孔辛头铜钼矿床金属成矿物质为壳幔混合来源, 形成于早白垩世太平洋板块向亚欧大陆俯冲而成的弧后拉张背景之下。
段超 , 毛景文 , 谢桂青 , 陈志宽 , 马国玺 , 王志敏 , 陈焘 , 李伟
2016, 90(2):250-266.
摘要:太行山北段是中国东部中生代重要的成矿区带,髫髻山组火山岩记录了该地区中生代大规模成岩成矿事件发生的时代和有关岩浆作用源区的信息。髫髻山组安山岩中锆石大多具有明显的核幔结构, LA MC ICP MS测试得出,锆石幔部年龄为144~145Ma左右,核部年龄为208~265Ga。两组锆石年龄中,前者代表了髫髻山组火山岩的形成时代,两件样品加权平均年龄分别为14528±044Ma和14461±076Ma;后者年龄与华北克拉通在前寒武纪增生变质等演化时代一致,揭示出火山岩形成过程中华北克拉通古老地壳的参与。对应两组年龄,锆石Hf同位素特征也明显的分为两组,中生代εHf (t)值集中于-25~-10之间,表现为壳幔混合源区特征;新太古代—古元古代εHf(t)值集中于0~10之间,表现为地壳增生的特征,与华北克拉通前寒武纪的演化时代相一致。结合已有岩石地球化学研究,髫髻山组火山岩的形成源于富集地幔部分熔融,在岩浆上侵过程中同化混染(或混合)了华北克拉通的古老地壳,在经历了分离结晶作用后侵位产出。髫髻山组火山岩是晚中生代华北克拉通构造背景转换的代表,在其形成后发育有大量与之相关的斑岩型铜钼矿床,通过总结对比中生代中国东部成岩成矿规律,我们推测太行山地区在中生代可能形成有两期重要的成矿事件,一期以斑岩型铜—钼矿床的形成为特征,另一期由金矿床的产出为代表。
2016, 90(2):267-283.
摘要:通过对发源于北祁连造山带北段、中段、南段河流沉积物地球化学与碎屑锆石U Pb年龄及Hf同位素组成的系统研究,确定河流沙、泥沙质微量元素平均组成与大陆上地壳平均值基本一致。一般沙质成分由于石英的稀释作用使其微量元素含量稍低于大陆上地壳平均值,泥沙质成分的微量元素含量一般稍高于大陆上地壳均值。北祁连造山带河流碎屑沉积物As、Sb、Cu、Zn等元素的平均含量明显高于大陆上地壳的平均含量,可能指示北祁连硫化物矿床成矿具有良好的前景。河流碎屑沉积物Sm Nd同位素组成得到的Nd亏损地幔模式年龄为189~112Ga,平均为168Ga;北段、中段河流沙质部分的Nd同位素亏损地幔模式年龄比相对较细的泥沙质部分的老,说明河流近源古老地壳基底组分更多;而南段的部分河流则相反,说明近源有更多的新生地壳组分。锆石U Pb年龄结果表明,北祁连造山带最强的岩浆作用发生于新元古代—晚古生代早期(650~400Ma),此期间形成的锆石占全部锆石的31%,它们主要记录了北祁连洋壳的俯冲消减、陆 陆碰撞及碰撞后的壳内岩浆作用过程。太古宙古老基底组分在北祁连造山带存在,但所占比例极低,它们可能以碎屑组分存在于古元古代的北大河岩群等变质基底中。新太古代到古元古代(2700~1700Ma)期间形成的锆石占全部锆石的~34%,此期间是北祁连基底的主要形成阶段。古元古代末到新元古代(1700~650Ma)期间形成的锆石占全部锆石的17%,它们可能代表着古祁连洋盆的主要形成阶段。锆石Hf同位素组成确定的北祁连由亏损地幔增生物质到地壳主要发生于32~20Ga、20~10Ga这两个时间段,650Ma以后基本没有增生地壳组分的加入。不同地段河流碎屑锆石U Pb年龄有些差别,北段的北大河中最老基底组分所占比例最高,而南段河流中的古老基底组分比例相对较低,印证了古祁连洋是从东南向西北拉开的过程,西北段在俯冲消减及碰撞过程中有较多古老地壳基底组分的参与。晚古生代晚期—三叠纪期间北祁连仍存在较弱的岩浆作用。由Nd同位素比值与Nd含量、Na2O/K2O比值之间的关系进一步证明北祁连河流沉积物是最古老的基底长英质组分、较老的基底镁铁质组分或其熔融产物、古祁连洋壳镁铁质组分或其熔融产物三者混合的产物。
马丽艳 , 刘树生 , 付建明 , 程顺波 , 卢友月 , 梅玉萍
2016, 90(2):284-303.
摘要:湖南塔山、阳明山岩体位于扬子地块和华夏地块的结合部位,主要由不同粒度的斑状二长花岗岩构成,其中塔山岩体的粗中粒、中细粒、中粒斑状二长花岗岩的锆石La-ICP-MS定年结果分别为221.3±0.9Ma、221.5±1.9Ma、213.4±1.1Ma,阳明山中细粒斑状二长花岗岩的年龄为2137±10Ma,均属印支晚期花岗岩。花岗岩富SiO2(7043%~7406% )、Al2O3(13.25%~15.37% )、高A /CNK(1.03~1.24)、高分异指数DI(8525~930)、富集Rb、Th、U、Ta,亏损Ba、Sr、Nb、Ti,具明显的负Eu异常(δEu= 015~045),为高分异的过铝花岗岩。高(86Sr/87 Sr)i(0.72993~0.77391)、低εNd(t)(-9.9 ~-12.11)、Nd的tDM2(1801~1978Ma)较大等特征,表明塔山、阳明山花岗岩为壳源S型花岗岩。结合其形成年龄和区域构造背景,认为塔山、阳明山岩体是在印支运动晚期挤压作用向伸展作用转换形成的局部伸展-减薄的机制下,由加厚地壳中的中元古代变质砂屑岩、变质泥岩部分熔融形成,并经历了分离结晶作用。年龄为3523Ma的继承锆石核显示本区可能存在古太古代的古老基底。
关俊雷 , 耿全如 , 彭智敏 , 张璋 , 王国芝 , 陈园园
2016, 90(2):304-333.
摘要:唐古拉岩浆岩带位于青藏高原中央隆起带附近,构成南北羌塘的构造界限,特殊的构造位置使得有必要对该套岩体进行深入的研究工作。本文对唐古拉岩浆岩带西段夏玛日晚三叠世花岗岩体进行了系统的野外工作和室内分析测试,获得2件二长花岗岩样品中锆石边部振荡环带的U-Pb年龄为231.0±1.4Ma、227.2±1.6Ma,可以确定岩浆侵位结晶时代为晚三叠世;Hf同位素测试结果显示,岩体具有负的Hf同位素初始比值εHf(t)且变化范围较小,两阶段地壳Hf模式年龄确定其源岩时代为元古代。核部继承锆石的U Pb年龄较为分散,Hf同位素组成显示其成因复杂,且时代较老(>1.2Ga,最高达 3.0Ga),表明研究区存在前寒武纪结晶基底。岩石地球化学数据显示,岩体全碱含量(Na2O+K2O)在 4.86~7.45之间,铝饱和指数A/CNK在1.15~1.82之间(>11,为强过铝质),CIPW标准矿物组合全部含刚玉C分子(含量>1%)。稀土配分曲线呈右倾缓倾斜型的特征,轻稀土富集而重稀土亏损;稀土元素总体分馏程度较高,且轻稀土分馏相对较强。大离子亲石元素、高场强元素含量均出现分化,K、Ti等元素强烈亏损,Nb、Ba、Ce及Sr等元素轻微亏损,而Ta、Pb等元素富集。夏玛日晚三叠世花岗岩应为壳源物质重熔的强过铝质S型花岗岩,其成因应与龙木错 双湖结合带的碰撞造山演化有关,在相对高温 (800℃以上)且富含流体的条件下,由前寒武纪碎屑沉积物中硬砂岩成分部分熔融产生的熔浆在后期构造控制下上升侵位。
刘淑华 , 黄嘉仪 , 陈琳 , 杨亮 , 陈琼 , 米小建 , 贺海波 , 邓肖敏 , 彭小桃 , 李汉杰 , 周厚云
2016, 90(2):334-340.
摘要:利用川东北梭子洞石笋SZ2的稳定碳同位素组成(δ13C)高分辨率重建了120~103ka时段的石笋碳同位素序列。SZ2的δ13C变化与该石笋稳定氧同位素组成(δ18O)的长期变化趋势明显不同。在整体变化趋势上δ13C变化与生长速率相似,反映石笋表面滴水时间间隔影响的CO2脱气作用和CaCO3沉积可能是影响SZ2的δ13C长时间尺度上变化的主要因素。但在较短时间尺度上,SZ2的δ13C与δ18O变化基本趋势一致,反映了地表植被类型(如C3/C4植被比例)、植被密度、土壤微生物活动以及洞穴通风效应的变化可能是引起SZ2的δ13C短时间尺度上变化的主要因素。
裴英茹 , 杨竹森 , 赵晓燕 , 张雄 , 马旺 , 徐玉涛 , 毛敬涛
2016, 90(2):341-351.
摘要:商旭造山型金矿床处于班公湖 怒江缝合带中段南侧,其热液成矿作用可划分为四个阶段:石英阶段(S1)、石英-黄铁矿阶段(S2)、石英-多金属硫化物阶段(S3)和碳酸盐阶段(S4),金主要赋存于S2和S3阶段。该矿床的赋矿围岩为中—下侏罗统木嘎岗日群(J1-2M)的深水复理石碎屑沉积岩。商旭金矿床 S3阶段硫化物的硫同位素较为均一(δ34S值介于-4.5‰~-1.0‰之间,均值为-3.1‰),与围岩中硫化物的硫同位素δ34S值一致,表明硫可能来自于矿区木嘎岗日群的深水复理石碎屑沉积。同时,该阶段δ34S值满足δ34SGn<δ34 SSp,说明不同硫化物间硫同位素分馏基本平衡;闪锌矿-方铅矿硫同位素热力学平衡温度为197℃。S3阶段硫化物的铅同位素206Pb/204Pb=18.35~18.69、207Pb/204Pb= 15.64~15.70、208Pb/204Pb=38.57~3898,μ值介于9.55~9.63之间, ω值介于37.75~38.15之间,表明其铀铅富集、钍铅亏损且铅源物质成熟度高的特点,暗示其铅来自于上地壳物质,可能有造山带中混杂岩的贡献。
高兆富 , 朱祥坤 , 高文革 , 王炳林 , 孙剑 , 罗照华 , 包创 , 唐超
2016, 90(2):352-360.
摘要:本文报道了内蒙古狼山成矿带内两个最大的铅锌多金属硫化物矿床——东升庙矿床和炭窑口矿床中黄铁矿、黄铜矿单矿物的铁同位素研究结果。东升庙矿床绢云石墨片岩中不规则状黄铁矿的铁同位素组成δ56Fe-IRMM值在+0.04‰~+1.11‰之间,呈现铁的重同位素富集,指示了海水中的铁以氧化态沉淀并在成岩期转化成黄铁矿的矿化过程。东升庙和炭窑口矿床富硫化物矿石中黄铁矿和黄铜矿的铁同位素组成δ56Fe-IRMM值的变化范围为-1.33‰~+0.08‰,具有热液成矿特征,指示金属成矿物质来源于热液流体。另外,绢云石墨片岩中脉状黄铁矿的铁同位素组成δ56Fe-IRMM值的变化范围为-0.39‰~-0.04‰,处于矿石黄铁矿和围岩不规则状黄铁矿之间,指示脉状黄铁矿是热液矿化的产物,并在成矿过程中混入了围岩中早先形成的富集铁的重同位素的黄铁矿。绢云石墨片岩中广泛发育的不规则状黄铁矿与赋存在绢云石墨片岩中的富硫化物矿体具有完全不同的铁同位素组成,指示热液活动对不规则状黄铁矿没有明显成矿物质贡献,因此同沉积热液活动成矿的可能性不大。结合赋存在白云石大理岩中硫化物矿体的顶、底部常见硅化的白云石大理岩角砾,本文提出后生矿化是东升庙多金属硫化物矿体的主要成矿方式。另外,东升庙矿床和炭窑口矿床的矿石硫化物具有相似的铁同位素组成特征,指示两者的成矿物质来源具有相似性。
2016, 90(2):361-375.
摘要:相比单一稳定同位素而言,多元稳定同位素组合的使用,能更有效地示踪成矿作用过程中流体的来源和演化。本文对已证明有含膏盐地层参与成矿作用的湖北金山店铁矿开展了碳-氧-硫等多元稳定同位素的研究。方解石碳氧同位素结果表明,金山店岩体与灰岩或白云岩之间发生了广泛的水岩反应,这些水岩作用是金山店铁矿蚀变矿化过程的一部分。与各阶段矿物平衡的流体氧同位素值变化范围较小,且表现出随温度降低具有规律性变化的特征:早期矽卡岩阶段氧同位素值在岩浆水范围内变化,磁铁矿阶段则明显富集重氧同位素,而成矿后的各阶段特别是 石膏-方解石阶段,成矿流体明显富集轻氧同位素。这些特征暗示成矿之前流体以岩浆水为主,成矿作用发生时有一定含膏盐地层参与成矿,而成矿后大气水特征明显,即成矿流体具有多元混合的特征。硬石膏氧-硫同位素组合暗示成矿流体中具有明显富δ34S-δ18O流体成分的加入,这一流体可能为淋滤了地层中膏盐组分的岩浆水或循环的大气水。成矿阶段和成矿后的黄铁矿均富集重硫同位素,也暗示成矿流体中含膏盐地层组分的加入。多元稳定同位素组合的联合证据表明,金山店铁矿成矿流体具有多元混合的特点,成矿阶段含膏盐地层参与成矿作用特征明显,暗示含膏盐地层中的膏盐组分可能是被岩浆水或循环的大气水或二者的混合流体所淋滤而进入矽卡岩成矿体系的。
郭永海 , 李娜娜 , 周志超 , 董建楠 , 张明 , 刘淑芬
2016, 90(2):376-382.
摘要:高放废物地质处置是将高放废物与人类环境安全隔离的有效途径。高放废物处置库的围岩通常为低渗透的岩体,其安全性在很大程度上取决于围岩对核废物的屏障功能和作为核素迁移载体的裂隙水运动特征。因此,开展处置库场址水文地质评价工作尤为重要。新疆雅满苏和天湖预选地段是我国高放废物处置库预选地段之一。花岗岩是选定的围岩。在过去的3年里,为了认识该地段地下水的形成机制和更新能力,提供该区处置库场址筛选和评价的依据,在该区开展了区域水文地质调查和地下水样品采集。根据调查结果和样品测试数据,本文主要讨论了该地段地下水同位素特征及其水文地质意义, 结果表明,地下水δ2H值主要分布在10.6‰至-82.5‰之间,平均值-46.1‰;δ18O值主要分布在 10.2‰ 至-9.8‰ ‰之间,平均值-2.06‰;地下水氚含量在<1TU~46.1TU之间。地下水δ2H和δ18O散点图显示,二者主要落在大气降水线的附近和下方,表明区内地下水主要源自当地现代降水的补给,并经受了强烈的蒸发作用,且深部地下水交替能力明显弱于浅部地下水。这一认识为该区处置库选址和场址评价提供了重要水文地质依据。
康健丽 , 肖志斌 , 王惠初 , 初航 , 任云伟 , 刘欢 , 高知睿 , 孙义伟
2016, 90(2):383-397.
摘要:内蒙古锡林浩特地区变质基性火山岩位于锡林浩特市东南部,大地构造上隶属于兴蒙造山带东段,其野外产出状态为锡林郭勒杂岩中的斜长角闪岩。应用LA-MC-ICP-MS锆石U -Pb测年方法,测得两组年龄为334.5±3.5 Ma和323.4±2.4 Ma,表明岩石的形成时代为早石炭世。地球化学特征显示研究区变质基性火山岩具有高Fe(TFeO=607%~1055%)、高Mg(MgO=390%~1129%)、高Al(Al2O3=1268%~1722%)、贫Ti(TiO2=056%~169%)、富Na贫K(K2O+Na2O=212%~ 737%,K2O/Na2O=002~059)的特征,属于低钾—中钾低钛高镁铝钙碱性玄武岩或者安山岩,部分变质基性火山岩表现出高镁安山岩的特征。变质基性火山岩的稀土元素总量较低(ΣREE=1597×10-6~1760×10-6),轻、重稀土分异不太显著(LREE/HREE=077~626),无明显Eu异常(δEu=048~113)。多数样品微量元素表现出强烈富集大离子亲石元素K、Rb等,亏损高场强元素Nb、Ta 、Zr、Hf。以上地球化学特征表明研究区变质基性火山岩的原岩可能为玄武岩或安山岩,形成于岛弧环境。岩石Sr Nd同位素分析结果显示研究区变质基性岩的(87Sr/86Sr) i较低,为0701828~0704096,εNd(t)为+283~+661,表明其直接来源于亏损的岩石圈地幔。综上所述,基本可以判定锡林浩特地区变质基性火山岩的原始岩浆应起源于受俯冲板片脱水交代的亏损地幔楔,是岛弧环境岩浆活动的产物。结合区域上前人的研究成果,认为该基性火山岩应该是在古亚洲洋洋壳向北俯冲,俯冲板片脱水形成的富集大离子亲石元素的流体进入上覆地幔楔,使地幔楔橄榄岩发生部分熔融而形成的,表明在早石炭世,古亚洲洋在研究区并没有关闭,而是正处于俯冲消减阶段。
王富良 , 付勇 , 徐志刚 , 裴浩翔 , 江冉 , 周文喜
2016, 90(2):398-408.
摘要:天津蓟县东水厂锰方硼石矿床是世界上唯一一个具有经济开发价值的锰方硼石矿床,锰方硼石赋存与中元古代高于庄组二段泥晶白云岩中。本文通过微量元素分析探讨了锰方硼石的成矿环境,测定结果显示 Sr/Ba=0.125~0.128;V/(Ni+V)=0.230~0.320;Th/U=4.356~4.898;V/Cr=0.018~0.026,各微量元素对比值范围变化不大;LREE总量为66.12×10-6~6790×10-6,HREE总量(包含Y)为18.88×10-6~19.56×10-6,LREE/HREE值为3.38~3.60, Y/Ho值介于28.25~29.14之间,δCe介于0829~0854之间,显示为弱的负Ce异常,δEu值介于0831~0846之间,显示为弱的负Eu异常。地球化学数据指示其成矿环境属海相沉积环境,海水环境为相对氧化的状态,成矿过程中有陆源物质的加入。Sm/Nd Eu/Sm图解表明研究区与柴达木盆地第三系蒸发岩较为相似,反应锰方硼石成矿时具有类似的蒸发成因。通过对硼同位素(δ11B的数值范围为14‰~107‰)的解译进一步探讨了锰方硼石在原生成矿阶段的具体成因(海相蒸发沉积)。结合前人所做的锰方硼石地球化学数据,对东水厂锰方硼石矿床的成因做出了新的解释,即锰方硼石成矿时应属海相蒸发成因,而热液活动的过程则可能是发生于锰方硼石成矿之后,属后期热液改造作用,从而形成了锰方硼石复杂的地球化学特征。
创刊于1922年, 月刊
主编 :杨经绥
主管单位 :中国科学技术协会
主办单位 :中国地质学会
国际标准刊号 :ISSN 0001-5717
国内统一刊号 :CN 11-1951/P
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