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    1. 内蒙古鄂尔多斯地区早白垩世新的翼龙类化石
    姬书安,张笠夫
    地学前缘    2020, 27 (6): 365-370.   DOI: 10.13745/j.esf.sf.2020.6.14
    摘要296)      PDF (4202KB)(196)   

    发现于内蒙古鄂托克旗召稍早白垩世罗汉洞组的一件不完整翼龙类下颌标本,以下颌愈合部长且平直、齿骨侧嵴发育、近圆形齿窝沿侧嵴之上的齿骨侧面上半部分自前向后呈直线排列、齿窝直径(2~2.5 mm)前后变化较小、相邻齿窝的间距约为齿窝直径的一半、下颌牙齿密度为3枚/cm等特征,可归入梳颌翼龙科(Ctenochasmatidae),且代表一新属种——郝氏鄂托克翼龙Otogopterus haoae gen.et sp.nov.。该化石是继鄂托克旗新召准噶尔翼龙科的平颌鄂尔多斯翼龙Ordosipterus planignathus之后在内蒙古鄂尔多斯地区发现的第2件确切翼龙类材料,丰富了这一地区早白垩世脊椎动物群的组成。该翼龙也是继甘肃庆阳环河翼龙Huanhepterus quingyangensis之后在鄂尔多斯盆地发现的第2种梳颌翼龙科化石,进一步扩大了鄂尔多斯盆地梳颌翼龙科的地理分布范围,同时表明鄂尔多斯盆地是继辽宁西部之后梳颌翼龙科在中国的又一重要分布区。

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    2. Core value of the Chengjiang fauna: formation of the animal kingdom and the birth of basic human organs
    SHU Degan, HAN Jian
    地学前缘    2020, 27 (6): 382-412.   DOI: 10.13745/j.esf.sf.2020.10.28
    摘要191)      PDF (25271KB)(85)   

    澄江动物群以富含多门类精美软躯体构造化石享誉学界,是寒武纪大爆发主幕的见证者;它亲眼目睹了地球动物树上几乎所有主要门类祖先的首次大聚会。对该动物群30多年的大规模调查研究大体上可以划分为3个阶段。始自1984年的第一个10年(1984—1994年),早期动物树上的基础动物亚界和原口动物亚界的大量门类被发现,然而对后口动物亚界全然无知。第二个10年研究(1995—2005年),基础动物亚界和原口动物亚界中的更多门类被发现;而最重要的进展,是西北大学团队主导的早期后口动物大发现使后口动物亚界的基本框架被构建,由此地球三分动物树首次成型。第三个10年及其以后时期(2005年之后),3个动物亚界中进一步添加了一些新的门类认知;综合20世纪40年代以来对埃迪卡拉生物群、寒武纪第一世和第二世的珍稀动物群研究成果,学界开始思考三分动物树分步成型与多幕式寒武纪大爆发事件的内在关联,提出了三幕式寒武纪大爆发新假说。澄江动物群研究具有多方面的科学价值,包括动物群结构研究,生态环境研究等,然其核心学术价值主要集中在如下两个方面:(1)作为寒武纪大爆发的主幕见证者,澄江动物群首次创建了地球上三分动物树的完整谱系框架。三幕式寒武纪大爆发假说揭示了地球上动物门类由低等到高等、分阶段爆发创造的本质内涵,即历时约0.4亿年的三幕式寒武纪大爆发与动物树阶段性快速成型的内在耦合性。第一幕发生于埃迪卡拉纪晚期,它诞生了众多基础动物亚界门类(包括大量绝灭门类),也可能出现了少量原口动物的先驱分子;第二幕发生于寒武纪的第一世,除了延续基础动物门类的繁盛外,更创生了原口动物亚界里的主要门类(包括蜕皮类和触手担轮类);第三幕发生于寒武纪第二世(以澄江动物群为代表),不仅延续了基础动物和原口动物门类的兴盛,更重要的是诞生了后口动物亚界里的所有门类。至此,整个三分动物树的框架成型,寒武纪大爆发创新事件宣告基本结束。文章还对几个重要动物类群的生物学属性进行了评述。第一鱼昆明鱼目是已知唯一的最古老脊椎动物,而云南虫、海口虫既不是脊椎动物(即高等脊索动物),也不属于低等脊索动物,而是一类特殊的低等后口动物;长江海鞘是可信的始祖尾索动物,它支持了经典的尾索动物起源假说;古虫动物门首创鳃裂构造,对后口动物亚界的起源探索提供了关键信息。(2)澄江动物群具有深刻的人文哲学意义,所发现的古虫动物门创造的“第一鳃裂”,昆明鱼目创造的“第一头脑”“第一脊椎”“第一心脏”,为达尔文在《人类的由来》中关于人类的主要基础器官起源悬案的破解提供了关键证据。澄江动物群承上启下,其各种形态解剖学信息对解读埃迪卡拉生物群以及寒武纪相关化石库中绝大多数生物类型都具有重要的参考价值。

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    3. 澄江动物群的核心价值:动物界成型和人类基础器官诞生(本篇文章的英文版见本期第382~412页)
    舒德干, 韩健
    地学前缘    2020, 27 (6): 1-27.   DOI: 10.13745/j.esf.sf.2020.6.15
    摘要166)      PDF (15933KB)(229)   

    澄江动物群以富含多门类精美软躯体构造化石享誉学界,是寒武纪大爆发主幕的见证者;它亲眼目睹了地球动物树上几乎所有主要门类祖先的首次大聚会。对该动物群30多年的大规模调查研究大体上可以划分为3个阶段。始自1984年的第一个10年(1984—1994年),早期动物树上的基础动物亚界和原口动物亚界的大量门类被发现,然而对后口动物亚界全然无知。第二个10年研究(1995—2005年),基础动物亚界和原口动物亚界中的更多门类被发现;而最重要的进展,是西北大学团队主导的早期后口动物大发现使后口动物亚界的基本框架被构建,由此地球三分动物树首次成型。第三个10年及其以后时期(2005年之后),3个动物亚界中进一步添加了一些新的门类认知;综合20世纪40年代以来对埃迪卡拉生物群、寒武纪第一世和第二世的珍稀动物群研究成果,学界开始思考三分动物树分步成型与多幕式寒武纪大爆发事件的内在关联,提出了三幕式寒武纪大爆发新假说。澄江动物群研究具有多方面的科学价值,包括动物群结构研究,生态环境研究等,然其核心学术价值主要集中在如下两个方面:(1)作为寒武纪大爆发的主幕见证者,澄江动物群首次创建了地球上三分动物树的完整谱系框架。三幕式寒武纪大爆发假说揭示了地球上动物门类由低等到高等、分阶段爆发创造的本质内涵,即历时约0.4亿年的三幕式寒武纪大爆发与动物树阶段性快速成型的内在耦合性。第一幕发生于埃迪卡拉纪晚期,它诞生了众多基础动物亚界门类(包括大量绝灭门类),也可能出现了少量原口动物的先驱分子;第二幕发生于寒武纪的第一世,除了延续基础动物门类的繁盛外,更创生了原口动物亚界里的主要门类(包括蜕皮类和触手担轮类);第三幕发生于寒武纪第二世(以澄江动物群为代表),不仅延续了基础动物和原口动物门类的兴盛,更重要的是诞生了后口动物亚界里的所有门类。至此,整个三分动物树的框架成型,寒武纪大爆发创新事件宣告基本结束。文章还对几个重要动物类群的生物学属性进行了评述。第一鱼昆明鱼目是已知唯一的最古老脊椎动物,而云南虫、海口虫既不是脊椎动物(即高等脊索动物),也不属于低等脊索动物,而是一类特殊的低等后口动物;长江海鞘是可信的始祖尾索动物,它支持了经典的尾索动物起源假说;古虫动物门首创鳃裂构造,对后口动物亚界的起源探索提供了关键信息。(2)澄江动物群具有深刻的人文哲学意义,所发现的古虫动物门创造的“第一鳃裂”,昆明鱼目创造的“第一头脑”“第一脊椎”“第一心脏”,为达尔文在《人类的由来》中关于人类的主要基础器官起源悬案的破解提供了关键证据。澄江动物群承上启下,其各种形态解剖学信息对解读埃迪卡拉生物群以及寒武纪相关化石库中绝大多数生物类型都具有重要的参考价值。

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    4. 中国早白垩世翼龙动物群及其多样性对比
    汪筱林,李阳,裘锐,蒋顺兴,张鑫俊,陈鹤,王俊霞,程心
    地学前缘    2020, 27 (6): 347-364.   DOI: 10.13745/j.esf.sf.2020.6.19
    摘要149)      PDF (24877KB)(150)   

    中国西北和东北地区发育中生代河湖相沉积的陆相盆地,其中赋存丰富的脊椎动物化石群,包括天山北部准噶尔盆地的乌尔禾翼龙动物群、天山南部吐哈盆地的哈密翼龙动物群和辽西热河生物群富含翼龙化石。乌尔禾和哈密翼龙动物群都发现于下白垩统吐谷鲁群中,两者的繁盛时间大致相当,这两个动物群的翼龙个体数量巨大,但是物种多样性很低。乌尔禾翼龙动物群的化石多保存在半深湖环境沉积的细砂岩和粉砂岩中,化石保存较为完整,主要为正常死亡;哈密翼龙动物群的化石富集保存在滨浅湖环境事件沉积的风暴岩中,大都经过了大型风暴的短距离搬运和快速埋藏,骨架分散,但几乎所有单个骨骼完整。东北地区的热河生物群翼龙种类众多,共生包括鱼类、两栖类、恐龙等其他爬行类、鸟类和哺乳类等脊椎动物,生物多样性极为丰富,大多保存在半深湖深湖环境形成的页岩中,骨架多为完整保存,是火山爆发事件导致其集群死亡,并被火山灰快速埋藏,与新疆的动物群面貌明显不同。根据天山南北的翼龙动物群初步对比,乌尔禾翼龙动物群的主要优势类群准噶尔翼龙类,在天山北部的准噶尔盆地及相邻的蒙古西部地区都有分布,与天山南部的哈密翼龙动物群中已知唯一翼龙类群哈密翼龙完全不同,两者亲缘关系很远。因此认为在中生代,天山的隆升就已经达到了一定的高度,并对翼龙的南北迁徙交流形成了有效的地理阻隔。依据中国东北和西北地区早白垩世翼龙动物群对比,认为辽西及相邻周边地区由于华北克拉通破坏,导致大量火山活动,造成了生态环境的多样性和生物种类的快速更替,从而形成了热河生物群独有的极高的生物多样性,而缺少火山活动、环境相对单一的西北陆相盆地,虽然翼龙类具有数以千万计的庞大居群,但是物种多样性很低。华北克拉通破坏导致的辽西地区频繁而强烈的火山活动,是形成中国西北和东北早白垩世生物多样性差异的重要原因。

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    5. 再论中国大陆斑岩Cu-Mo-Au矿床成矿作用
    侯增谦,杨志明,王瑞,郑远川
    地学前缘    2020, 27 (2): 20-44.   DOI: 10.13745/j.esf.sf.2020.3.8
    摘要135)      PDF (8991KB)(735)   

    本文在综述斑岩铜矿(PCDs)最新研究进展基础上,结合最新资料,重点阐释了中国大陆非弧环境PCDs的地球动力学背景、成矿岩浆起源、岩浆流体系统演化、成矿金属(Cu,Au,Mo)和H2O来源及富集过程。中国大型PCDs除少量产于岩浆弧外,主要产于碰撞造山环境的构造转换和地壳伸展阶段、陆内造山环境的岩石圈伸展和崩塌阶段以及活化克拉通的边缘及内部。这些非弧环境成矿斑岩多呈彼此孤立的近等间距分布的岩株或岩瘤产出,以高钾为特征,显示埃达克岩地球化学亲和性。成矿岩浆主要起源于加厚的镁铁质新生下地壳或拆沉的古老下地壳,少数起源于遭受早期俯冲板片流体/熔体交代改造过的富集地幔。大陆碰撞和陆内俯冲引起的地壳大规模增厚和紧随其后的板片撕裂、断离、岩石圈拆沉和软流圈上涌,是形成这些成矿岩浆的主要动力机制。与岩浆弧环境斑岩类似,非弧环境斑岩也相对富水(>4%H2O)和高f(O2)值(ΔFMQ≥+2),但H2O不是来自俯冲板片,而是主要来自新生下地壳的角闪石分解或/和幔源富水超钾质岩浆水注入;金属Cu(Au)主要来自新生的镁铁质下地壳中含Cu硫化物的熔融分解,或者来自拆沉下地壳熔体与金属再富集的地幔岩反应,而金属Mo则主要来自具有高Mo丰度的大陆地壳。不论在岩浆弧还是非弧环境,成矿岩浆通常相对富集成矿金属(Cu,Au,Mo),但PCDs的形成并不要求成矿岩浆在初始阶段就异常富集金属组分,但要求金属硫化物相在岩浆流体出溶前没有从岩浆中饱和分离。浅成侵位的斑岩体(1~6 km)虽然可以出溶成矿流体,但大型PCDs通常要求成矿流体出溶自深部(侵位深度≥6 km)、有镁铁质岩浆持续补给的稳定大体积岩浆房。斑岩体可以分凝出不混溶的低盐度的气相和高盐度的液相,岩浆房则直接出溶出高温低盐度的富金属超临界流体。高盐度液相和低密度的超临界气相流体均可以迁移金属,伴随大规模热液蚀变,形成PCDs。

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    7. 塔里木陆块周缘岩浆Cu-Ni-Co硫化物矿床形成的探讨
    李文渊,王亚磊,钱兵,刘月高,韩一筱
    地学前缘    2020, 27 (2): 276-293.   DOI: 10.13745/j.esf.sf.2020.3.22
    摘要101)      PDF (4634KB)(246)   

    因新发现的夏日哈木超大型岩浆铜镍钴硫化物矿床成岩成矿研究存在争议,对岩浆铜镍钴硫化物矿床的成因机制又引发新一轮的关注。中国造山带中铜镍钴硫化物矿床具有鲜明的分布特点,20世纪80年代东天山黄山东等一批岩浆铜镍钴硫化物矿床的发现,曾经提出蛇绿岩形成铜镍钴硫化物矿床的观点,而后出现了洋壳削减闭合陆陆碰撞后新生陆壳裂陷槽环境形成铜镍钴矿的主流认识;进入21世纪后,随着塔里木早二叠世大火成岩省的提出,开始将东天山和新疆北山的岩浆铜镍钴硫化物矿床与塔里木大火成岩省的形成关联起来,并认为是地幔柱作用的结果。但随着研究的深入,由于含铜镍钴镁铁超镁铁岩地球化学具有典型的岛弧特征,又将东天山铜镍钴矿床的形成与俯冲削减的板片再次联系了起来,导致岩浆型铜镍钴硫化物矿床形成背景还存在较大争议。我们认为岩石微量元素显示岛弧信息,是俯冲交代及地壳混染引起的地球化学屏蔽效应;铬尖晶石成分及所反映的氧逸度环境指示为张性环境,而非岛弧。塔里木陆块周缘3期岩浆铜镍钴硫化物矿床成矿代表了中国最重要的3期成镍事件,实际反映了塔里木陆块在全球大陆聚散演化中与超大陆之间关键的聚散事件:(1)新元古代金川CuNiPGE矿成矿代表了由于地幔柱作用以塔里木、扬子和西澳大利亚陆块之间的裂解为起点的罗迪尼亚超大陆裂解事件,直至早古生代形成原特提斯洋古亚洲洋;(2)早古生代末夏日哈木NiCo矿则是代表冈瓦纳大陆南部裂解从而形成古特提斯洋的标志性事件;(3)晚古生代早二叠世坡一CuNi矿应是地幔柱作用潘吉亚超大陆生长大火成岩省的深成相组成。本文系统总结了3个矿床的成矿特征,并对比了3个矿床的区别。尽管坡一在3个矿床中有基性程度最高的母岩浆,但坡一相对于夏日哈木、金川显示出低的地壳混染程度,特别是地壳硫混染程度,这可能是坡一成矿相对差的主要原因。此外坡一不仅地壳混染程度低,且其混染了较多的钙质,抑制了硫化物饱和。

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    8. 对我国矿床学未来发展方向的思考
    陈华勇
    地学前缘    2020, 27 (2): 99-105.   DOI: 10.13745/j.esf.sf.2020.3.10
    摘要100)      PDF (553KB)(559)   

    进入21世纪,特别是最近10年以来,社会发展和科技进步对矿床学研究提出了严峻的挑战和新的要求,具体表现在3个方面:学科发展前沿的挑战、国家战略布局需求和社会重大需求。其中学科发展前沿的挑战主要包括成矿模式创新研究不足、学科交叉融合程度不够、应用基础研究相对薄弱;国家战略布局需求则主要体现在“一带一路”、海洋强国和关键金属等方面;社会发展重大需求主要包括深部勘查、智能高效勘查和绿色生态勘查等方面。为了更好地应对挑战、满足需求,在未来30年为建设社会主义现代化强国、实现中华民族伟大复兴做出重要贡献,矿床学研究在未来发展中应注重以下几个方面:(1)成矿模式多维度综合研究;(2)勘查标识体系应用基础研究;(3)关键金属超常富集机制研究;(4)“一带一路”与海洋矿产研究;(5)深地勘查理论与方法集成研究;(6)智能高效绿色勘查体系研究。

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    9. 天然矿物光电效应:矿物非经典光合作用
    鲁安怀,李艳,丁竑瑞,王长秋,许晓明,刘菲菲,刘雨薇,朱莹,黎晏彰
    地学前缘    2020, 27 (5): 179-194.   DOI: 10.13745/j.esf.sf.2020.5.35
    摘要94)      PDF (3267KB)(80)   

    地球上生物因受到太阳光辐射作用而进化出结构精致的光合作用系统。太阳光辐射对地球表面广泛分布的无机矿物的影响与响应机制长期未被重视与理解。我们新发现的地表“矿物膜”转化太阳能系统,具有潜在的产氧固碳作用,体现出自然界中固有的矿物光电效应与非经典光合作用。本文在总结自然界中矿物光电子能量特征,特别是地表“矿物膜”特征及其光电效应性能的基础上,重点探讨铁锰氧化物矿物表现出的光电效应、产氧固碳作用与地质记录。提出矿物享有光电效应特性,地表“矿物膜”富含水钠锰矿、针铁矿、赤铁矿等天然半导体矿物,在日光辐射下具有稳定而灵敏的光电转换性能,产生矿物光电子能量;提出矿物拥有非经典光合作用的性能,自然界无机矿物转化太阳能系统类似生物光合作用吸收转化太阳能的产氧固碳系统,地表“矿物膜”光催化裂解水产氧作用及其转化大气和海洋二氧化碳为碳酸盐矿物作用,孕育出“矿物光合作用”;提出矿物具有促进生物光合作用的功能,生物光合作用中心Mn4CaO5在裂解水产氧过程中产生成分和结构类似水钠锰矿的锰簇化合物结构体,初步认为水钠锰矿可能促使蓝细菌光合作用系统的起源,矿物影响与削弱水分子氢键以改变水的性质,可提高水的分解程度与光合作用效率,为进一步探索矿物促进生物光合作用机理提供科学技术突破的机遇。

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    10. 主编推荐《澄江动物群的核心价值:动物界成型和人类基础器官诞生》
    王成善
    地学前缘    2020, 27 (6): 0-0.  
    摘要90)      PDF (384KB)(120)   

    推荐《澄江动物群的核心价值:动物界成型和人类基础器官诞生》

    编者按:舒德干院士与韩健研究员完成的学术论文《澄江动物群的核心价值:动物界成型和人类基础器官诞生》对澄江动物群研究进行了高屋建瓴的总结,并由此初步破解了达尔文留下的几个重大科学难题: 地球动物树如何起源成型?什么是寒武纪大爆发的本质内涵?人类基础器官的源头在哪里?
    文中(1)回顾了云南寒武纪澄江动物群三十多年的研究历史,概述了国内主要科研单位凭借澄江化石宝库为早期生命演化研究所做出的突出贡献,强调了后口动物亚界基本框架的构建;提出了埃迪卡拉生物群、寒武纪第一世的小壳化石动物群及第二世的澄江动物群与三分动物树分步成型有内在关联,由此形成了“三幕式寒武纪大爆发”的新理论。
    (2)论述了澄江生物群的研究价值主要在于动物门类的起源,是深入研究和探讨国内其他埃迪卡拉纪-寒武纪软躯体化石库动物形态、结构、功能以及行为的有力支撑。
    (3)揭示出包括我们人类在内的脊椎动物的主要基础器官均起源于寒武纪早期的“天下第一鱼”和古虫动物门等标志性化石,而这些进化里程碑式的远祖实证化石皆主要由中国学者发现于澄江动物群,这是该动物群独特的核心人文价值所在。
    总之,澄江动物群研究代表了中国科学界给国际基础研究领域做出的一项杰出贡献,为发展和完善科学进化论提供了关键性实证支撑。

                                                                                                                                                                                                                 主编: 王成善

    此中文文章网址:https://kns.cnki.net/kcms/detail/11.3370.P.20200728.1338.001.html
    DOI: 10.13745/j.esf.sf.2020.6.15
    此英文文章网址:https://kns.cnki.net/kcms/detail/11.3370.P.20201027.0915.001.html
    DOI: 10.13745/j.esf.sf.2020.10.28
     
    本文为中、英双语出版。该英文文章在本期第382~412页,其英文增强出版的视频内容请查看此链接:https://editage.sharefile.com/share/view/se6b92e6d46b4301a
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    11. 新疆晚奥陶世鱼形动物
    郭宪璞,王士涛,盖志琨,赵子然,丁孝忠,李天福
    地学前缘    2020, 27 (6): 341-346.   DOI: 10.13745/j.esf.sf.2020.6.17
    摘要85)      PDF (10956KB)(104)   

    本文记述了新近发现的保存较好、具甲胄确切证据的奥陶纪鱼形动物化石。该化石采自新疆塔里木盆地巴楚县一间房地区依朗里克塔格山上奥陶统恰尔巴克组滨浅海紫红色砂屑灰岩中。对所发现的鱼形动物新属新种——优雅郝氏鱼(Haoina elegantia gen.et sp.nov.)进行了生物学系统描述。郝氏鱼是我国奥陶纪已知保存较完整的古脊椎动物化石,是新科——郝氏鱼科(Haoinaspididae fam.nov.)的科型属。并依据其独特的生物学特征建立新目——郝氏鱼目(Haoinaspidiformes ord.nov.),置于无颌超纲甲胄鱼纲之下。依据牙形石化石带的时代分布,恰尔巴克组属于晚奥陶世早期,即桑比期。新发现的鱼形动物化石包括一个较完整的背侧甲片,化石表面覆盖具有特征纹饰的外骨骼甲胄,大致可分为四种不同的类型;松果区位于头甲中前部;有宽大而深陷的背侧位眶凹,位于松果体稍前的两侧,瘤突组成的嵴在凹壁呈同心圆排列,眶凹呈喇叭状开口。感觉沟系统发育,具眶上感觉沟、主侧线感觉沟和嵴间感觉沟,显示出真皮及皮下组织的管孔系统结构。根据与其他地区鱼形动物的对比和生物特征,建立了具有古特提斯特色的新的鱼形动物古地理分区——奥陶纪郝氏鱼类巴楚鱼类古脊椎动物生物地理区系。这一化石是我国乃至亚洲目前已知发现最早具外骨骼确凿证据的鱼形动物。

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    12. 特约主编致读者
    侯增谦,邓军,刘家军
    地学前缘    2020, 27 (2): 0-0.  
    摘要81)      PDF (159KB)(269)   

            翟裕生教授是我国著名的矿床学与区域成矿学家、地质教育家,长期坚持工作在教学、科研第一线,呕心沥血,教书育人,重视实践,不断创新,在矿床学、矿田构造学、区域成矿学等研究领域做出了杰出贡献。特别是自20世纪90年代以来,随着地球系统科学的兴起,翟裕生教授在长期从事矿床组合、成矿系列研究基础上,将系统论和历史观引入矿床学研究,以成矿物质的源—运—储—变—保的动力学演化过程为核心,率先提出和创立了成矿系统及演化论,从时空演化和物质运动的结合上发展了区域成矿学研究,推动了矿床学的进步。21世纪以来,翟裕生教授又提出了地球系统成矿系统勘查系统三结合的研究理念,将传统的矿床研究提高到地球系统科学层次,引领了当代矿床学的发展方向,推动了一系列找矿新发现。
            2020年欣逢翟裕生教授九十华诞,为祝贺先生为祖国的地质事业工作70余年,我们三位作为特约主编以成矿系统论学术思想为引导组织了“矿床学”专辑。
            本专辑共分3个专题。其中“矿床研究方法与综述”专题共7篇论文。以翟裕生教授的《矿床学思维方法探讨》一文为开篇,将矿床学研究思维方法概括为实践、系统、辩证、历史、经济、环境、全球、战略等8个思维观点,对创新成矿理论、提高矿床研究水平和推动找矿发现具有重要指导作用。紧随其后的《大型超大型矿床成矿地球动力学背景》论文,以成矿地球动力学背景、成矿过程与定量勘查评价“三位一体”思想为指导, 从大地构造环境、壳幔结构与深部过程、成矿的岩石系统、区域热流体条件等方面进一步阐述了成矿地球动力学条件,并强调了地球深部过程对成矿的制约作用。《再论中国大陆斑岩Cu-Mo-Au矿床成矿作用》论文,重点阐释了中国大陆非弧环境斑岩型矿床的地球动力学背景、成矿岩浆起源、岩浆流体系统演化、成矿金属(Cu,Au,Mo)和H2O来源及富集过程。另4篇论文分别阐述了中国三叠纪的大陆成矿体系、斑岩和浅成低温热液矿床流体演化、Au-(Ag)-Te-Se成矿系统的成矿作用以及我国矿床学未来发展的方向。
            本专辑的“特色地域成矿背景与成矿作用”专题共11篇论文,从不同侧面对我国“三江”、扬子、长江中下游、华北、塔里木、中亚等重要成矿区带,开展了复合成矿系统、斑岩夕卡岩热液成矿系统、造山型金成矿系统以及低温矿床、岩浆Cu-Ni-Co硫化物矿床、玢岩铁矿床的成矿背景、成矿系统组成要素、空间结构模型、成矿机制等综合研究,从不同侧面介绍了壳幔相互作用、构造体制转换、流体相分离、多期叠加复合成矿等成矿理论研究方面的一些进展和成果。
            本专辑的“矿床地质地球化学”专题共7篇论文,专门探讨了部分矿床的成矿特征、成岩成矿时代、成矿物质来源、成矿流体性质和成矿作用。
            本专辑所反映的尽管只是矿床学研究方面的部分成果和进展,但我们希望这些成果的发表,能对相关领域的研究起到抛砖引玉的作用。
            谨以此专辑表达对翟裕生教授的美好祝愿和敬仰之情,祝老人家身体健康,继续推动我国的矿床事业迈上新台阶。最后在此专辑付梓之际,感谢所有作者(包括论文未在本期刊出的)、审稿专家、翟德高博士和编辑部同志为本专辑出版所付出的辛勤劳动。

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    13. 矿床学思维方法探讨
    翟裕生
    地学前缘    2020, 27 (2): 1-12.   DOI: 10.13745/j.esf.sf.2020.3.6
    摘要81)      PDF (1006KB)(569)   

    矿床学是地球科学的一个分支,以其研究对象的复杂性(地质属性+经济属性+环境属性)而著称,也因此而有它特定的研究思维方法。笔者根据研究矿床的实践经验和理性思考,将矿床学研究思维方法概括为8个观点,即:(1)实践思维——实践出真知,实际调查矿床特征;(2)系统思维——成矿系统分析,把握全盘;(3)历史思维——矿床的形成、变化和保存;(4)经济思维——矿产资源、经济建设与社会发展;(5)环境思维——发展绿色矿业,改善生态环境;(6)全球思维——地球系统成矿系统勘查系统三结合;(7)战略思维——矿产资源是关系国家安全的战略资源;(8)辩证思维——唯物辩证法是指导矿床研究的基本哲学思想。运用上述思维方法,有助于提高矿床研究水平,为指导找矿发现和创新成矿理论做出新的贡献。

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    14. 再论三江特提斯复合成矿系统
    邓军,王庆飞,陈福川,李龚健,杨立强,王长明,张静,孙祥,舒启海,和文言,高雪,高亮,刘学飞,郑远川,邱昆峰,薛胜超,徐佳豪
    地学前缘    2020, 27 (2): 106-136.   DOI: 10.13745/j.esf.sf.2020.3.9
    摘要75)      PDF (29440KB)(478)   

    复合造山与复合成矿是中国区域构造演化与成矿的典型特色,其复杂的成矿物质来源、多变的构造驱动机制、丰富的成矿作用类型以及多期的活化改造过程一直是区域成矿理论研究的热点。西南三江特提斯造山带是中国复合造山的典型缩影,其经历了古生代与中生代原—古—中—新特提斯增生造山和新生代印度欧亚大陆碰撞造山演化过程,具有复杂的复合造山演化时空格架。为系统阐释复合造山背景下的复合成矿作用,更科学地指导区域找矿勘查工作,本文在详细解析三江特提斯复合造山的基础上,依据成矿系统理论划分出与增生造山相关的原特提斯、古特提斯、中特提斯、新特提斯和与碰撞造山作用相关的挤压褶皱、拆沉伸展、挤压走滑、伸展旋扭等成矿系统;发现复合成矿作用显著,并识别出四类5个主要复合成矿系统,包括昌宁—孟连带增生碰撞造山海底喷流(VMS)型Pb-Zn-Cu+岩浆热液型 Mo-Cu、义敦岛弧和腾冲—保山地块增生+碰撞造山岩浆热液型 Cu-Mo-Sn-W、兰坪盆地碰撞造山盆地卤水(MVT)型Pb-Zn+岩浆热液型 Cu-Pb-Zn-Ag 和扬子西缘碰撞造山富碱斑岩Au-Cu-Mo+造山型Au;详细解剖各复合成矿系统组成要素和形成机理,据此凝练出复合成矿系统理论,即指复合造山构造转换时空域中不同时期多种成矿作用或者同一时期不同成矿作用复合形成的地质系统;提出构造转换复合于早期岛弧带或者裂谷带是形成复合成矿系统的主要机制。

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    15. 钾稳定同位素研究综述
    王昆,李伟强,李石磊
    地学前缘    2020, 27 (3): 104-122.   DOI: 10.13745/j.esf.sf.2020.4.5
    摘要75)      PDF (2507KB)(235)   

    钾稳定同位素是重要的非传统稳定同位素体系,也是近年来迅速发展的热门研究课题。对钾同位素研究历史和现状进行综述,具体包括以下内容:(1)总结了钾元素的地球化学和宇宙化学性质,包括钾在主要地质储库(地幔、地壳、海洋)中的丰度及其分配,钾在岩浆演化中的不相容大离子亲石性,常见含钾火成岩/沉积岩矿物以及钾在表生过程中的循环,也包括主要行星物质(球粒陨石、非球粒陨石、火星和灶神星陨石以及月球样品)中钾的含量、赋存状态、主要矿物,钾在太阳星云冷凝、行星积聚以及岩浆海过程中的中等挥发性质;(2)介绍了钾同位素的研究历史,从1922年Dempster利用最早的质谱仪测量钾同位素在自然界的丰度,到Taylor和Urey在1938发表的经典的钾同位素分馏实验,再到Humayun和Clayton在1995年发表的钾同位素领域的经典研究,最后到近几年的进展;(3)介绍了对钾的前处理(离子交换柱法)以及钾同位素的主要测量方法,包括早期热电离质谱仪法(TIMS),二次离子质谱仪法(SIMS)和近十几年以来高速发展的多接收电感耦合等离子体质谱仪法(MC-ICP-MS)及其不同的技术路线;(4)介绍了高精度钾同位素比值在低温地球化学和生物地球化学中的应用,包括钾同位素在地表的风化过程中、海水洋壳的反向风化作用中的分馏及其在示踪全球钾元素循环和洋壳俯冲等过程中的应用;(5)介绍了高精度钾同位素比值在高温地球化学中的应用,包括钾同位素在岩浆分异和矿物结晶过程中的分馏;(6)介绍了高精度钾同位素比值在宇宙化学中的应用,包括在太阳星云冷凝、行星凝聚、月球形成大碰撞、岩浆海、火山喷发去气过程中的分馏作用。

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    16. 长江中下游成矿带玢岩铁矿研究新进展及对矿床成因的启示
    赵新福, 曾丽平,廖旺, 李婉婷,胡浩, 李建威
    地学前缘    2020, 27 (2): 197-217.   DOI: 10.13745/j.esf.sf.2020.3.20
    摘要74)      PDF (10227KB)(359)   

    长江中下游成矿带的宁芜和庐枞火山岩盆地中发育了大量与早白垩世(约130 Ma)陆相火山侵入岩有关的玢岩铁矿。这类矿床的特征为具有磁铁矿磷灰石阳起石(透辉石)矿物组合,在国际上一般被称为铁氧化物磷灰石型(Iron OxideApatite, IOA)或基鲁纳型(Kirunatype)矿床。玢岩铁矿的概念自20世纪70年代提出以来,其成因就一直存在争议,主要有矿浆、岩浆热液及矿浆热液过渡的观点。近年来的高精度年代学揭示出宁芜和庐枞盆地内玢岩铁矿在约130 Ma集中爆发成矿。矿物学、岩石学及地球化学的综合研究表明成矿物质主要来源于次火山岩体,且成矿早期流体具有高温(550~780 ℃)和超高盐度(可达90% NaCleq)的特点。这些特点与成矿岩体及周围火山岩在成矿早阶段发育大规模钠质蚀变相吻合;但同时S-Sr等同位素和流体包裹体成分分析表明在铁成矿过程中还有外来壳源(如膏盐层物质)流体的加入。一些研究工作还表明玢岩铁矿与夕卡岩型铁矿具有相似的热液蚀变演化过程,暗示两者或许存在某些成因联系,很可能是相似流体与不同性质围岩及在不同温度下水岩交代产物。这些新的证据为探讨玢岩铁矿的成矿作用过程和成因机制提供了新的制约,也带来了新问题。本文从成岩成矿年代学、成矿物质来源、成矿早期流体性质、玢岩铁矿与夕卡岩铁矿及其外围新发现的金铜矿化的成因联系等角度,对近年来长江中下游成矿带玢岩铁矿研究的主要新进展进行初步总结。当前IOA型矿床的成因研究成为国际上矿床学研究的一个热点,除了长期争论的矿浆成因和岩浆热液成因,最近提出多个了岩浆热液复合成矿模型,如岩浆磁铁矿气泡悬浮模型及富水铁熔体的上升、脱气和侵位成因模型。将IOA型矿床成因争论的焦点逐渐聚焦在岩浆到岩浆后(岩浆热液)阶段,铁质究竟是以含铁岩浆热液、铁矿浆 (Fe-O或P-Ca-Fe-O),还是岩浆磁铁矿微晶或其他未知的形式来富集成矿的,还有待进一步研究,文章对以上的新模型进行简要介绍和评述,并与长江中下游的矿床进行对比。

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    17. 中华原始软骨硬鳞鱼之再描述及其地质时代
    卢立伍,谭锴,王曦
    地学前缘    2020, 27 (6): 371-381.   DOI: 10.13745/j.esf.sf.2020.6.6
    摘要74)      PDF (6392KB)(83)   

    鲟形鱼类是一类脊椎骨尚未完全骨化、鳞片极度退化的原始辐鳍鱼类。本文重新系统描述了该类别中时代最古老的中华原始软骨硬鳞鱼(Eochondrosteus sinensis Lu,Li et Yang, 2005),补充并修订了其古生物学特征。该鱼类具有扇形的下鳃盖骨、多块条形鳃条骨、较大的喉板骨、具齿的上、下颌,且全身仅在尾鳍上叶具有鳞片等特征,可以区别于鲟形鱼类其他属种。初步的支序系统发育分析表明,Eochondrosteus可能是鲟形鱼类中最原始的类群,与所有其他鲟形鱼类的祖先类群构成一个姐妹群;同时其具有一些古鳕类才普遍拥有的特征,如相对较大的喉板骨和眶下骨等,有可能是原始辐鳍鱼类向鲟形鱼类进化过程中的过渡类型。这一鲟形鱼类化石产于甘肃省肃北县马鬃山镇西北约50 km的方山口组深灰色粉砂质页岩中。根据野外实地调查和岩石地层学、生物地层学对比,该鱼类的时代有可能是早三叠世,而非命名时认为的晚二叠世,但仍是迄今已发现的时代最古老之鲟形鱼类。

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    18. 斑岩型和浅成低温热液型矿床成矿流体与找矿预测研究:以华南若干典型矿床为例
    倪培,迟哲,潘君屹
    地学前缘    2020, 27 (2): 60-78.   DOI: 10.13745/j.esf.sf.2020.3.12
    摘要73)      PDF (14519KB)(526)   

    斑岩型和浅成低温热液型矿床是全球铜、钼、金、银的主要来源之一,具有重要经济价值。这两类矿床之间通常存在紧密的时空关系,对其成矿流体性质和演化的解剖不仅有利于探究金属沉淀机制,也有助于揭示两者之间的内在成因联系。本文在综述国内外重要研究前沿基础上,以中国华南富家坞斑岩型铜钼(金)矿、桐村斑岩钼矿,以及邱村和安村浅成低温热液金矿为例,系统总结了斑岩型和浅成低温热液型矿床流体特征、演化规律和金属沉淀机制、探讨了从斑岩型到浅成低温热液型流体演化的“气相迁移”模型,并以福建紫金山铜金矿床为例,介绍了应用流体填图进行找矿预测的实例。

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    19. 铬稳定同位素地球化学
    王相力,卫炜
    地学前缘    2020, 27 (3): 78-103.   DOI: 10.13745/j.esf.sf.2020.3.5
    摘要73)      PDF (4639KB)(205)   

    随着多接收质谱仪分析技术的进步,铬稳定同位素体系在最近二十几年的环境科学和地球化学中得到了越来越广泛的应用。铬元素属于氧化还原敏感元素,在氧化还原反应过程中伴随着较大的同位素分馏。因此,铬同位素在指示现代或古代环境的氧化还原状态方面有着重要的应用。同时,铬也是中度相容和轻度亲铁元素,使得铬稳定同位素体系也可用来制约高温地质过程(如核幔分异、地幔熔融和岩浆分异结晶等)以及地外行星的演化。本综述首先介绍铬稳定同位素体系,随后讲述分析方法、铬同位素分馏原理以及铬同位素在高温、低温地球化学中的应用。

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    20. 湘黔桂新元古代拉伸纪晚期地层年代格架对比及关键地质事件初探
    张嘉玮,陈建书,吴滔,叶太平,陈明华,代雅然,邓小杰,牟军
    地学前缘    2020, 27 (4): 1-16.   DOI: 10.13745/j.esf.sf.2019.12.5
    摘要73)      PDF (5016KB)(152)   

    湘黔桂地区发育一套完整的新元古代拉伸纪晚期地层(下江群及其相当地层),是研究扬子克拉通与华夏板块碰撞拼接后华南大陆裂谷盆地演化的重要载体。本文报道了贵州省铜仁市万山区清水江组上部、平略组底部及中部变质凝灰岩和沉凝灰岩的年龄,分别为(763.8±5.5) Ma(N=24,MSWD=0.29)、(760.2±4.1) Ma(N=25,MSWD=0.39)、(759.1±3.9) Ma(N=26,MSWD=0.38)。通过对湘黔桂地区下江群及其相当地层中已有火山岩、火山碎屑沉积岩、含凝灰质岩石年龄的系统梳理与分析研究,进一步确定下江群其及相当地层的沉积时限在822~715 Ma,桂北丹洲群三门街组玄武岩是在武陵造山后伸展背景下湘黔桂地区裂谷最大裂陷时期的产物,清水江组与平略组内大量的火山物质可能来源于江南造山带东段800~760 Ma的中酸性喷出岩。结合地层、岩性、年代特征,本文恢复了湘黔桂盆地新元古代拉伸纪晚期的演化历史,并认为该套地层符合建立下江系条件。

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