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    2011年, 第18卷, 第5期
    刊出日期:2011-09-18
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    论文
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    论文
    成矿流体动力学的原理、研究方法及应用
    池国祥, 薛春纪
    2011, 18(5): 1-18. 
    摘要 ( 2503 )   PDF(4111KB) ( 3635 )  

    流体流动是热液成矿作用不可或缺的一部分,其研究是建立成矿模式的重要组成部分。成矿流体动力学主要研究流体流动的驱动力、压力状态、流速、流动方向以及它们与矿床定位的关系。文中总结了成矿流体动力学的基本原理和方法,并对其在成矿作用研究和矿产勘查上的重要性和局限性进行了讨论。流体流动的驱动力可以是流体的超压、地势差、构造变形以及因温度或盐度变化而引起的流体密度变化。成矿流体动力学的研究方法包括宏观(野外)观察、微观分析和数值模拟3个方面。指示流体超压的宏观地质特征包括水平脉体、砂岩灌入体和水力致裂角砾岩等。微观研究,尤其是流体包裹体测温以及流体包裹体面的应力温压分析,可以为成矿流体的温度、压力和流体构造关系提供重要的信息,并起到制约流体模型的作用。数值模拟方法包括解流体流动、热传递、岩石变形及化学反应的偏微分方程和模拟流体的压力、温度、流速、流动方向在时间和二维或三维空间的分布。成矿流体动力学的研究结果可以提高我们对热液矿床成矿过程的认识,并可直接或间接地应用于找矿勘探。

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    鄂尔多斯盆地生烃过程与流体流动及铀矿化关系
    薛春纪, 池国祥, 薛伟, 曹纪虎
    2011, 18(5): 19-28. 
    摘要 ( 2810 )   PDF(3703KB) ( 1289 )  

    鄂尔多斯盆地是我国有机能源矿产重要产区,作为铀成矿省的重要性备受关注。鄂尔多斯盆地铀矿化与烃类的关联性不断被认知,但从盆地流体动力学角度开展的研究鲜见。先前的研究表明,铀矿化在侏罗系上部地层的优先定位机制与还原渗出流和氧化渗入流两种流体系统的混合界面密切相关,混合界面的位置受控于流体超压力与地势差的相互作用。流体超压力驱动渗出流,与不均衡沉积压实作用有关,而地势差控制渗入流。研究中除考虑沉积压实与地势差两个因素外,同时还考虑了盆地油气生成对流体超压力的影响。研究结果表明,考虑生烃的影响时,白垩纪盆地流体超压力是不考虑生烃时的两倍还高,且相对于没有生烃效应的情形,沉积停止之后流体超压的消失过程极为缓慢。因此,笔者认为生烃效应在鄂尔多斯盆地铀矿化中发挥重要作用。生烃不仅为铀矿化提供还原剂,而且驱动渗出流与地势差控制的渗入流混合有利于两种流体系统以及铀矿化层位在混合界面中保持稳定。

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    中国云南金顶铅锌矿碎屑灌入体和水力压裂构造的观察及流体动力学分析
    池国祥,薛春纪,卿海若,薛伟,张江伟,孙远强
    2011, 18(5): 29-42. 
    摘要 ( 2365 )   PDF(11242KB) ( 2884 )  

    金顶铅锌矿曾被认为是形成于相对被动地受构造与沉积相控制的盆地流体,类似于许多其他沉积岩容矿的金属矿床。然而,一些近期研究显示在金顶矿区露天采场存在砂岩灌入体、侵位角砾岩和水力压裂构造,说明矿床可能形成于超压流体的爆发性释放。文中报道在地下坑道(跑马坪和峰子山)中新观察到的与超压流体有关的构造,这些构造显示比露天采场有更清楚的交切关系。所观察到的构造包括:(1)灌入固结岩石缝隙的砂岩(±岩石碎块)岩墙;(2)侵入松散或半固结沉积物中的砂岩(±岩石碎块)体;(3)裂散的半固结砂岩体;(4)固结岩石受水力压裂作用然后被热液矿物胶结而形成的角砾岩和岩脉。砂岩灌入体和水力压裂构造中矿石矿物(闪锌矿)胶结物的发育表明,这些构造的形成时代与矿化时代相同。多向水力压裂和角砾岩的发育表明矿化过程中应力差很小,这与矿化前强烈的水平挤压构造应力场不同。根据砂岩岩墙中碎屑大小计算出来的流体流速可能高达11 m/s。碎屑灌入体和水力压裂构造可能形成于超高压流体的爆发性释放,这可能和深部岩浆侵入或地震活动有关。这些活动周期性地打开了深部的高压流体库。由于碎屑灌入体和水力压裂构造与成矿流体的来源紧密联系在一起,它们与成矿作用密切相关,可以用作成矿指示。

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    加拿大Abitibi 绿岩带Donalda金矿近水平含金石英脉的显微构造分析及其对成矿流体动力学的指示
    池国祥, Jayanta Guha
    2011, 18(5): 43-54. 
    摘要 ( 2389 )   PDF(3321KB) ( 1953 )  

    位于加拿大Abitibi 绿岩带南部的Donalda 金矿床主要由近水平的、与剪切带近垂直的含金石英脉组成,矿脉厚度0.3~0.5 m,含大量与脉壁平行的条带,指示多期次裂隙扩张和矿物沉淀。原生石英 c轴方位测量显示石英生长方向垂直于脉壁,指示断裂属张性,矿物沉淀属空间充填。显微裂隙、细脉及流体包裹体面 (FIPs) 的方位测量指示原生矿物受到了近直立的最大主压应力(σ1) 作用,与区域性的、近水平的南北向挤压应力不符。这一矛盾现象可用流体压力在超静岩和静水压力之间周期性变化及近水平断裂的周期性张开与闭合来解释。当流体压力大于静岩压力时,断裂张开,原生矿物沉淀,而当流体压力减小时,断裂上盘往下垮,两盘突出的矿物碰撞、碾压形成与脉壁平行的变形条带。由于断裂两盘岩石不是沿整条断裂都互相接触,两盘相顶部分承受的垂直应力大于水平方向的挤压应力, 这就解释了为什么显微构造指示近直立的最大主压应力(σ1)。这个流体构造模式支持断层阀模式,并且无须改变区域应力场就可解释脉体内局部主压应力的变化。

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    额尔齐斯成矿带萨尔布拉克金矿床的构造成矿流体
    王燕海, 徐九华, 刘泽群, 魏浩, 丁汝福, 阴元军
    2011, 18(5): 55-66. 
    摘要 ( 1814 )   PDF(3745KB) ( 1222 )  

    萨尔布拉克金矿床位于准噶尔盆地北东缘之喀拉通克岛弧带,北邻呈北西西向展布的额尔齐斯构造挤压带,矿体受次级断裂萨尔布拉克韧性剪切带控制。据构造变形热液蚀变矿物共生组合特征,构造成矿阶段划分为4个:Ⅰ韧性变形黄铁矿化硅化阶段;Ⅱ韧脆性变形黄铁矿毒砂石英阶段;Ⅲ网脉状石英阶段(多金属硫化物阶段);Ⅳ石英碳酸盐阶段。构造成矿流体早、中阶段以富含CO2(CH4)的碳质流体包裹体和CO2/H2O高比值的H2OCO2包裹体为特征,Ⅰ阶段均一温度集中在290~350 ℃和200~269 ℃两个区域;Ⅱ阶段均一温度集中在204~358 ℃和170~203 ℃,Ⅲ阶段均一温度215~310 ℃。原生水溶液包裹体与早中阶段CO2包裹体或碳质流体包裹体相伴,次生水溶液包裹体普遍存在于Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ阶段中,可能为造山变质后由于地壳抬升大气降水和地层建造水加入所致。伴随着额尔齐斯碰撞造山带由压性、韧性转变为张性、脆性的演化,构造成矿流体的演化也由富含CO2(±CH4)的碳质、CO2/H2O高比值、中温、低盐度的变质流体向低温、富含水的流体演化。萨尔布拉克金矿具有造山带型金矿的特点,其成矿作用主要发生在晚构造阶段,伴随构造由挤压向拉伸的转变。

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    广东河台金矿糜棱岩化过程构造流体成矿研究
    朱江建, 陈广浩, 龚贵伦, 易金, 蔡建新, 龚朝阳, 黄栋林, 曾乔松, 林舸
    2011, 18(5): 67-77. 
    摘要 ( 2021 )   PDF(3469KB) ( 1049 )  

    为了探讨糜棱岩化过程中的成矿作用,文章对广东河台金矿进行了构造流体过程的数值模拟研究。根据力的分解、显微构造及运动学涡度分析以及与模拟结果的对比,提出108°方向的双向挤压作用可能是本区糜棱岩化带形成时的力学环境。数值模拟结果结合前人研究成果表明,体积应变增量异常带有利于糜棱岩化和流体的聚集以及糜棱岩化过程中成矿作用的进行,并为后期的热液成矿作用提供容矿构造。结合前人研究成果,限定糜棱岩化带形成时的温度为300~500 ℃,形成时代为212~168 Ma,糜棱岩化过程中的成矿温度主要集中于300~340 ℃,成矿时代主要集中于197~168 Ma。糜棱岩化作用可能形成未达到工业品位的含矿糜棱岩化带,在此基础上叠加后期热液成矿作用,形成了河台金矿床。

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    浅成岩体引发的流体超压与岩石破裂及其对成矿的制约
    刘亮明
    2011, 18(5): 78-89. 
    摘要 ( 1793 )   PDF(2980KB) ( 5567 )  

    浅成岩体成矿系统是一类非常重要的复杂动力学系统。在这类系统中,由浅成岩体引发的流体超压以及因此而促发的岩石破裂是制约成矿的关键动力过程。文章在综合前人有关研究成果的基础上,结合对铜陵—安庆地区夕卡岩矿床的研究,从理论上对浅成岩体成矿过程中流体超压的重要性、形成机制及其对成矿作用的制约进行了系统论述。夕卡岩矿床与角砾岩间的密切关系以及这种角砾岩本身的特征证明由流体超压引发的岩石破裂在成矿中具有重要作用。这种引起成矿的流体超压具有复杂的形成机制,除了源自岩浆的出溶和脱气外,还可以是岩浆加热圈闭在围岩中的流体以及岩浆与碳酸盐岩围岩间的变质反应所引起。超压流体对成矿的贡献是通过引起岩石的破裂及其促发的一系列动力学事件而实现,最主要的是由流体的泄压引起的相分离和不同来源流体的汇流和混合反应。流体超压—岩石破裂和流体泄压—破裂愈合两个相反的过程通过岩石孔隙度和渗透率的改变而耦合,在岩浆动力和构造动力条件配合下自组织地向高有序状态演化——成矿。由于岩石的破裂是构造应力和流体压力共同作用的结果,而岩石破裂又是成矿的关键动力过程,所以流体压力和构造应力相互配合不仅决定了岩石破裂的方式和机制,也同样制约了成矿的类型。

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    成矿热液分类兼论岩浆热液的成矿效率
    张德会, 金旭东, 毛世德, 王丽丽
    2011, 18(5): 90-102. 
    摘要 ( 2320 )   PDF(1804KB) ( 1384 )  

    根据流体中H2O、CO2、NaCl三组分的相对含量,结合H2O-NaCl体系临界压力和石盐融化曲线温度,可以将地壳中的成矿流体分为5类:大气降水、海水、盆地卤水、变质流体和岩浆流体。这种基于地壳环境中普遍存在的三元系结合流体临界性和石盐融化温度的分类,对于理解地壳中沿地温地压梯度流动流体的多样性和流体混合与不混溶具有重要意义。相比其他热液,岩浆热液金属富集效率即成矿效率最高,其原因为:岩浆热液具有岩浆所提供的成矿所需的作用能量;岩浆出溶热液含有高浓度的挥发组分,它们不仅极大影响热液酸碱度和氧逸度,从而增强金属萃取效率,而且释放的巨大能量造成围岩渗透率扩大和产生流体对流;高温高盐度特征也导致岩浆热液具有远高于其他流体的金属萃取和富集效率。与岩浆熔体相比,岩浆热液系统成矿效率更高,可以归结于多数成矿元素高的溶液/熔体分配系数。最新的流体相和熔体相电负性和化学硬度的计算表明,相比熔体相,流体相具有更大的电负性和硬度。根据硬软酸碱原理和最大硬度原理,由于金属表现出更高的电负性和硬度,因此相对于硅酸盐熔体相,热液流体对金属有更强的吸引力和萃取能力。这也与绝大多数金属在溶液/熔体之间更为偏向于进入热液的实验结果相一致。

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    氧化性和还原性斑岩型矿床流体成矿特征分析
    徐文刚, 范宏瑞, 胡芳芳, 杨奎锋
    2011, 18(5): 103-120. 
    摘要 ( 2147 )   PDF(3081KB) ( 1809 )  

    目前已经广泛认同斑岩型Cu-Au(-Mo)矿床是在相对较高的氧化性含矿流体作用下形成的。但是随着研究的深入,逐渐发现了一系列具备还原性特征的斑岩型矿床,这些矿床往往不发育表征高氧逸度的原生磁铁矿和硫酸盐矿物。文中对几种与斑岩型矿化相关的花岗岩分类进行了分析讨论,并采用氧化型和还原型花岗岩分类方案,将对应的斑岩型矿床划分为氧化性斑岩型矿床(OPD)和还原性斑岩型矿床(RPD)。结合相关资料,认为还原性流体中所含有的CH4可能来自邻近的S型花岗岩的混染作用,但是不排除是经地球排气作用从地幔进入到地壳的可能性。结合实际还原性斑岩型矿床研究,文中给出了一个化学模型,认为CH4和SO2属于岩浆系统自生成分,在特定物理化学阶段发生反应,形成H2S和CO2,从而抑制了硫酸盐矿物的形成。这两类矿化系统的成矿流体来源、金属溶解运移沉淀以及成矿物质富集分散贫化等特征存在较为明显的差别。由于低氧逸度条件不利于成矿金属物质(Cu、Mo等)的迁移和富集,所以RPD矿化系统成矿潜力往往低于OPD矿化系统,但是可以发育次级斑岩型Au矿。结合实验分析结果,文中给出了OPD和RPD矿化系统流体成矿对比模式,认为如果原始岩浆中存在大量的成矿物质,RPD矿化系统可以形成“两端员矿化”,即底部形成硫化物矿床,顶部形成次级斑岩型金矿床。

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    与花岗质岩浆系统有关的石英脉型钨矿和斑岩型铜矿成矿流体特征比较
    王蝶, 卢焕章, 毕献武
    2011, 18(5): 121-131. 
    摘要 ( 1623 )   PDF(1664KB) ( 1790 )  

    文中对比了与S型花岗岩有关的石英脉型钨矿和与I型(及少数A型)花岗岩类有关的斑岩型铜矿床的成矿流体特征。它们的共同点在于成矿流体都由岩浆流体演化而来,在后期逐渐有大气降水的加入。差异性在于:(1)石英脉型钨矿成矿流体主要属于中—中高温、中—中低盐度的NaCl-H2O±CO2体系,而斑岩型铜矿属于中高高温、高盐度的NaClH2O-KCl±CO2体系;(2)在流体演化过程中,流体沸腾和相分离作用在斑岩铜矿中普遍存在,且对金属元素的运移和沉淀起着重要的作用,而在石英脉型钨矿床中则较少见,引起后者沉淀的主要因素是流体混合;(3)在流体体系中,钨主要以O、Na配合物形式迁移,铜则与Cl或S形成配合物迁移,这些元素在流体中的存在与否在一定意义上与是否能成矿以及成矿的种类互相制约。

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    一种新型人工“流体包裹体”:融合二氧化硅毛细管技术
    倪培, 丁俊英, I-Ming Chou, Jean Dubessy
    2011, 18(5): 132-139. 
    摘要 ( 1585 )   PDF(1281KB) ( 1741 )  

    利用融合二氧化硅毛细管技术制作了纯H2O体系、纯CO2体系、H2ONaCl体系和H2OCO2体系的人工包裹体样品,并对样品进行了显微测温和激光拉曼光谱测试工作。实验结果显示毛细管样品中的流体成分具有代表性,而且常规的流体包裹体显微测温和显微激光拉曼光谱分析技术完全适于毛细管样品的测试。对样品的显微测温和拉曼光谱研究结果表明毛细管样品能够作为标样,标定流体包裹体显微测温过程中的流体相变以及流体包裹体拉曼光谱,而且能够发展和建立拉曼光谱分析流体包裹体成分的方法。此次工作表明,融合二氧化硅毛细管技术为流体包裹体研究提供了一种新的手段,在包裹体研究领域有着广阔的应用前景。

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    H2O-CO2体系融合二氧化硅毛细管样品原位显微激光拉曼光谱研究
    丁俊英, 倪培, 管申进, 王国光
    2011, 18(5): 140-146. 
    摘要 ( 1818 )   PDF(1603KB) ( 2271 )  

    使用配备Linkam冷热台的显微激光拉曼光谱仪,采用融合二氧化硅毛细管样品,在-120~31 ℃温度区间,1 200~1 500 cm-1光谱区间上,原位采集H2O-CO2体系流体包裹体的拉曼光谱,并针对CO2特征拉曼光谱展开分析。结果表明,融合二氧化硅毛细管样品中的流体具有代表性。通过对毛细管样品进行拉曼光谱采集,该实验获得了流体包裹体中CO2气相、CO2液相、CO2固相、CO2水合物相和CO2水溶液相的特征光谱。光谱分析结果显示,在实验温度区间上,CO2固相和CO2水合物相特征峰的稳定性,有助于鉴别拉曼光谱;同时,CO2气相、CO2液相和CO2水溶液相费米共振峰峰位因CO2压力或密度影响而发生变化。此外,该实验在温度变化过程中,鉴定了不同相的拉曼特征光谱。结果表明,激光拉曼光谱结合显微测温技术能够有效鉴别包裹体中不同的流体相,获得相变过程,确定相变温度。

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    青海德合龙洼铜(金)矿流体包裹体特征及成矿作用分析
    曹勇华, 赖健清, 康亚龙, 樊俊昌
    2011, 18(5): 147-158. 
    摘要 ( 2606 )   PDF(2765KB) ( 1065 )  

    德合龙洼铜(金)矿床为青藏高原北东端的一个岩浆热液型矿床。研究发现矿石中石英发育富液相水溶液(Ⅰ型)、富气相水溶液(Ⅱ型)和含子矿物水溶液(Ⅲ型)3种类型的流体包裹体。Ⅰ型包裹体呈均一至液相,均一温度为187~413 ℃,盐度值(NaClequiv.,质量分数)则为2.0%~19.0%。Ⅱ型包裹体呈均一至气相,均一温度为350~413 ℃,盐度值为5.3%~9.8%。Ⅲ型包裹体根据升温过程中子矿物先于或晚于气泡消失的情况,可进一步分为Ⅲa(子矿物先消失)、Ⅲb(气泡先消失)两亚类:其中Ⅲa类包裹体子矿物熔化温度为192~491 ℃,均一温度为276~520 ℃,盐度值在31.5%~57.1%;Ⅲb类包裹体子矿物熔化温度为250~500 ℃,气液均一温度为195~325 ℃,盐度值则为33.0%~59.8%。分析认为矿区存在3种不同性质的成矿流体:强超压的高盐度岩浆热液流体A、中高盐度沸腾流体B和中低盐度混合流体C。3种流体均为岩浆期后残余原始流体不同阶段演化的产物。依据沸腾流体B停止沸腾温度上限350 ℃计算的成矿压力值为160 bar(1 bar=105Pa),推断德合龙洼铜(金)矿成矿作用的深度为1.6 km,为中深环境。根据以上研究推断岩浆出溶形成高盐度流体迁移了大量成矿物质,其中铜在流体中主要以CuCl2(aq)、CuCl-等氯络合物形式存在和迁移,而金主要以硫砷络合物形式迁移。由于后期流体的不断演化,包括沸腾作用、流体混合及盐度、温度以及压力的不断降低,导致成矿元素Cu、Au沉淀。

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    豫西南周庄铅锌银矿床地质和成矿流体地球化学
    曹纪虎, 向世红, 薛春纪, 张旭, 李永峰, 李丙奇, 程文厚
    2011, 18(5): 159-171. 
    摘要 ( 2756 )   PDF(3183KB) ( 1076 )  

    豫西南周庄铅锌银矿床是最近在豫西南铅锌银矿集区新发现的一处矿产地。矿床形成于印支期造山后板内构造岩浆地质环境,工业矿体主要是东秦岭二郎坪群中充填于垂直造山带走向的断裂构造中的石英铅锌银硫化物矿脉,热液成矿作用经历了石英黄铁矿、石英铅锌银硫化物、石英方解石等早、中、晚3个不同阶段。矿石中以石英为主的脉石矿物捕获水溶液、CO2-H2O和含子矿物三类流体包裹体,早、中、晚成矿阶段流体温度(分别为310~270、230~200、180~150 ℃)逐渐降低,流体盐度先升高后降低(NaClequiv.质量分数分别为10%~6%,18%~14%、12%~8%)。估算周庄铅锌银成矿流体压力早、中、晚不同阶段分别为270~235、230~200、79.39~39.37 MPa,对应成矿深度分别为10~8.7、8.5~7.4、2.9~1.5 km,成矿过程中伴随地壳持续抬升。铅锌银成矿从早阶段到中阶段,成矿流体中水δDH2O V-SMOW从-59‰~-70‰降到-70‰~-82‰,δ18OH2O V-SMOW从5.19‰~6.53‰降到2.32‰~2.46‰,成矿晚阶段流体中水的δ18O H2O V-SMOW 进一步降至-0.05‰,成矿流体主体来自深部岩浆或变质水,晚阶段有浅部大气降水的加入。研究丰富了对豫西南铅锌银成矿学的认识。

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    新疆西天山大山口金矿地质及成矿流体包裹体地球化学
    董新丰, 薛春纪, 石福品
    2011, 18(5): 172-181. 
    摘要 ( 2341 )   PDF(3210KB) ( 1406 )  

    新疆和静县大山口金矿位于南天山成矿带东段、哈萨克斯坦—伊犁板块与塔里木板块缝合带附近。矿床处在萨恨托亥—大山口脆韧性剪切带中,矿体以脆韧性变形的上志留—下泥盆统大山口组细碎屑岩、闪长玢岩、英安斑岩为主岩,与围岩的界线模糊。矿体在走向和延深方向上常尖灭再现,局限在脆韧性变形带中,表现为彼此平行的板状、透镜状矿体群或矿带。金矿石类型主要有石英脉型和蚀变岩型,矿石中含少量黄铁矿。对含金脉石英中流体包裹体研究表明,室温下包裹体主要为水溶液包裹体和含CO2包裹体两种类型。流体包裹体气相成分以H2O和CO2为主。流体包裹体均一温度主要集中在260~320 ℃,盐度峰值5.0%~8.5% NaCleq.,流体密度集中变化于0.75~0.95 g/cm3,成矿流体属中温低盐度低密度热液。从流体包裹体估算成矿压力为37.33~109.77 MPa,对应3.73~9.00 km的成矿深度。成矿流体是H2O-NaCl体系并含CO2。大山口金矿床具有造山型金矿的明显特点,找矿潜力大。

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    内蒙古锡林郭勒杂岩解体及表壳岩系年代确定
    葛梦春, 周文孝, 于洋, 孙俊俊, 鲍建泉, 王世海
    2011, 18(5): 196-205. 
    摘要 ( 2245 )   PDF(4080KB) ( 1948 )  

    近年来,对中亚造山带中是否存在微地块有诸多不同看法,其中对广泛出露的锡林郭勒杂岩的时代和原岩认识存在较大的分歧。经大比例尺填图和详细露头解剖发现,它囊括了不同岩类、不同变质程度、不同构造样式和形成时代的地质体。文中建议将其解体,对其中被厘定的表壳岩命名为“锡林浩特岩群”,这是一套达到角闪岩相变质的夹有火山岩和磁铁石英岩的富铝质的泥质碎屑岩,被SHRIMP U-Pb年龄为739.6 Ma的变辉长岩和奥陶纪“S”型片麻状电气石二云母花岗岩所侵位,其中锆石变质核年龄集中在1 005~1 026 Ma。同位素年代学研究还表明,该岩群分别受到后期一系列热事件的改造。结合区域和研究区地质构造演化年表分析,本文将锡林浩特岩群的形成时代推定为中元古代,它证明了研究区存在前寒武纪变质基底岩系,同时也佐证了锡林郭勒微地块的存在。

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    徐家围子断陷登娄库组三段成岩模拟与致密砂岩储层类型预测
    程仲平, 孟元林, 田伟志, 孟凡晋, 王建伟, 徐赫, 潘雪梅, 王维安, 蒋学峰
    2011, 18(5): 196-205. 
    摘要 ( 3023 )   PDF(1799KB) ( 1073 )  

    为了预测松辽盆地徐家围子断陷深层登娄库组三段致密砂岩储层的类型和质量,根据深层的勘探实践和储层分析化验资料,将碎屑岩的成岩作用进一步细化为早成岩阶段A期、B期,中成岩阶段A1亚期,A2亚期、B1亚期、B2亚期,晚成岩阶段A期和B期3个阶段8个(亚)期,其中处于晚成岩阶段A期和B期的致密砂岩储层已不能产出工业气流。孔隙度和渗透率的统计结果表明,徐家围子断陷致密砂岩储层的物性主要受沉积相和成岩作用的影响,不同的沉积相和成岩相组合形成了致密砂岩3种类型的储层(Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类)。通过模拟古地温、镜质组反射率、甾烷异构化、粘土矿物转化和自生石英含量随时间的变化规律,模拟了成岩演化史、预测了成岩阶段和成岩相的平面分布。综合考虑沉积相和成岩作用对储层物性的影响,应用成岩作用数值模拟技术,通过成岩相分析,结合沉积相的研究成果,预测了登三段致密砂岩各种类型储层的平面分布特征。目前已发现的工业气流井主要位于Ⅱ、Ⅲ类储层分布的范围内。Ⅳ类储层中未发现工业气流,该类致密砂岩储层主要分布在晚成岩阶段A期—B期或处于滨浅湖相。引起成岩作用差异的主要因素是埋深。

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    三江地区澜沧江带南段南林山基性岩体锆石U-Pb年龄及岩石地球化学特征
    李钢柱, 苏尚国, 雷玮琰, 段向东
    2011, 18(5): 206-212. 
    摘要 ( 1862 )   PDF(1427KB) ( 1002 )  

    南林山基性岩体位于西南三江地区,岩体主要由辉长岩和闪长岩组成。通过IDTIMS锆石UPb年代学方法对南林山岩体中闪长岩进行精确定年,获得其结晶年龄为(29844±033)Ma,表明南林山基性岩体的形成时代为早二叠世。全岩主量、微量元素与稀土元素等研究表明,辉长岩和闪长岩总体上均呈现轻稀土元素(LREEs)相对于重稀土元素(HREEs)适度富集,高场强元素Nb、Ta、Zr、Hf等亏损的特征。这些特征与大洋岛弧的特征相吻合。因此,我们提出南澜沧江构造带在早二叠世早期为大洋岛弧俯冲带的新认识。

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    贵州梵净山白云母花岗岩锆石年代、铪同位素及对华南地壳生长的制约
    王敏, 戴传固, 王雪华, 陈建书, 马会珍
    2011, 18(5): 213-223. 
    摘要 ( 2137 )   PDF(2261KB) ( 1575 )  

    贵州梵净山地区位于“江南造山带”西南段,出露地层为中新元古界梵净山群、青白口系板溪群、南华系及古生界地层。梵净山群已强烈褶皱,被青白口系板溪群角度不整合覆盖。浅色白云母花岗岩侵位于褶皱的梵净山群中;锆石原位LA-ICP-MS分析结果显示,其形成时代为(838.5±1.5) Ma。地球化学分析结果表明,其A/CNK值>1.1,达1.27、1.30,为典型强过铝质花岗岩,具有低—中等CaO/Na2O比值(0.09~0.52),形成于富粘土质砂岩的高温(>875 ℃)局部熔融,可能是始于840 Ma的地幔柱活动为地壳的高温局部熔融提供了额外热源。锆石原位Hf同位素分析结果显示,新元古代之前华南地块具有两次明显的地壳生长过程。

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    西藏嘎拉勒夕卡岩型金(铜)矿床地球化学特征与锆石的LAICPMS定年及意义
    吕立娜, 崔玉斌, 宋亮, 赵元艺, 曲晓明, 王江朋
    2011, 18(5): 224-242. 
    摘要 ( 2477 )   PDF(4877KB) ( 2189 )  

    嘎拉勒金(铜)矿床位于西藏班公湖—怒江缝合带的西段,为夕卡岩型金(大型)铜(小型)矿床。矿区主要岩石为巨斑状石英闪长岩、中细粒花岗闪长岩与闪长玢岩。该矿床岩石样品的REE分异程度较高,Eu呈弱负异常,w(Al2O3)为14.45%~15.84%,铝过饱和指数A/CNK为1.33~1.46,均大于1,表明为S型花岗岩。经微量元素的相关分析,该矿岩体为板内花岗岩,形成期接近于同碰撞期。锆石的LAICPMS定年结果表明巨斑状石英闪长岩的年龄为(131±17) Ma,中细粒花岗闪长岩为(86.52±0.41) Ma,两个闪长玢岩的年龄分别为(88.59±0.45)和(88.09±0.41) Ma,其中巨斑状石英闪长岩为非成矿岩体,其测年数据代表了成岩时代下限;矿体只产在中细粒花岗闪长岩和闪长玢岩岩体与灰岩和粉砂岩夹硅质岩的接触带,为燕山期成矿。由测年结果可将该矿床的岩浆演化过程大致分为两个阶段,早白垩世非成矿岩体巨斑状石英闪长岩岩体的侵入和晚白垩世成矿岩体的形成,发生在白垩纪班公湖—怒江中特提斯洋构造演化的第4个阶段弧陆碰撞造山阶段。

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    北武夷篁碧矿区逆冲推覆构造及其与钼、铅锌成矿作用关系
    邱骏挺, 余心起, 吴淦国, 屈文俊, 狄永军, 张达, 罗平, 杜安道
    2011, 18(5): 243-255. 
    摘要 ( 1966 )   PDF(7778KB) ( 1242 )  

    北武夷篁碧矿区出露走向北北东、倾向北西西的逆冲推覆构造。野外观察表明,推覆构造在形成过程中一方面错断了先期形成的辉钼矿(体),另一方面其派生的北西西向张裂隙又控制了晚期铅锌矿体的分布。结合辉钼矿Re-Os同位素年龄(154 Ma)、赋矿火山岩的SHRIMP锆石U-Pb年龄(138 Ma,131 Ma)和主要推覆构造断裂带中钾长石的39Ar40Ar年龄(131~129 Ma),认为矿区经历过多期成矿作用,第一期斑岩体中的辉钼矿形成于晚侏罗世早期(154 Ma),之后在早白垩世发生岩浆活动,形成粗面安山岩((138±1)Ma)和流纹质晶屑凝灰岩((131±2)Ma),并于早白垩世中晚期(129 Ma)形成破坏先期辉钼矿的推覆构造及其控制后期铅锌矿体的派生张裂隙。铅锌矿体形成于构造活动之后,其形成时间不早于129 Ma,表明在早白垩世的岩浆活动后,还有一期成矿热液活动,在推覆构造派生张裂隙中形成铅锌矿体。故推覆构造具有破坏矿体和控制矿体两重属性。

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    昔格达组地层研究中需要注意的若干关键问题
    徐则民, 刘文连
    2011, 18(5): 256-270. 
    摘要 ( 1588 )   PDF(5940KB) ( 2187 )  

    昔格达组与下伏、上覆冲积卵石层之间的垂向叠置关系具有重要的沉积环境指示意义。主要由水平纹层状杂色细粒沉积构成的昔格达组常夹有数十厘米厚的冲积砂卵石层,而粉细砂层中还常见交错纹理和交错层理,成因研究应充分考虑其冲湖积特征和湖底底流;不同地区昔格达组细粒沉积的矿物成分和卵石层的岩石类型各异,基本无可比性。有些地区昔格达组地层中发育有同生变形构造,有些还见有较多的地质构造形迹。昔格达组地层露头区的平面离散性很大,但对现今河流体系高度依赖,要么追踪不同序次干流及支流形成树枝状结构,要么仅沿干流分布、不受支流影响,形成棒状结构,表明昔格达组地层形成于现今河流之后,而且与河流密切相关;垂向上,不同昔格达组地层露头区之间的最大高差达2 290 m,不同露头之间常存在标高突变。昔格达组地层的沉积环境主要是不同序次河流岸坡失稳形成的滑坡坝堰塞湖,其次为沿断裂带发育的河流局部下陷演变而来的过水断陷湖泊。

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    地球化学块体理论在青海沱沱河地区铅锌资源潜力预测中的应用
    刘长征,陈岳龙,许光,赵娟,李玥,李琳业,姬丙艳,汪元奎
    2011, 18(5): 271-282. 
    摘要 ( 1748 )   PDF(2158KB) ( 1072 )  

    昔格达组与下伏、上覆冲积卵石层之间的垂向叠置关系具有重要的沉积环境指示意义。主要由水平纹层状杂色细粒沉积构成的昔格达组常夹有数十厘米厚的冲积砂卵石层,而粉细砂层中还常见交错纹理和交错层理,成因研究应充分考虑其冲湖积特征和湖底底流;不同地区昔格达组细粒沉积的矿物成分和卵石层的岩石类型各异,基本无可比性。有些地区昔格达组地层中发育有同生变形构造,有些还见有较多的地质构造形迹。昔格达组地层露头区的平面离散性很大,但对现今河流体系高度依赖,要么追踪不同序次干流及支流形成树枝状结构,要么仅沿干流分布、不受支流影响,形成棒状结构,表明昔格达组地层形成于现今河流之后,而且与河流密切相关;垂向上,不同昔格达组地层露头区之间的最大高差达2 290 m,不同露头之间常存在标高突变。昔格达组地层的沉积环境主要是不同序次河流岸坡失稳形成的滑坡坝堰塞湖,其次为沿断裂带发育的河流局部下陷演变而来的过水断陷湖泊。

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    地球磁场的特性与分类研究
    刘全稳
    2011, 18(5): 283-288. 
    摘要 ( 1445 )   PDF(990KB) ( 1190 )  

    针对地球磁场起源研究中存在的有关地球磁极问题,在分析地球磁场特征的基础上,从地球磁场的成因和形成磁场的组合形式两方面,对地球磁场进行了分类。研究认为:地球磁场不仅具有突变性和偶极性,而且具有瞬时性、不变性等特征,初步分析了各种特性的影响原因。指出地球磁场具有二分结构,不同的分类方案可得到不同的分类结果,地球磁场可以分为动力磁场和定律磁场,也可以分为绕自转轴的磁场和绕黄极轴的磁场。地球磁场是多种磁场组合叠加形成的复合磁场。这为正确认识地球磁场组成提供了条件。

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    中国南方地区水系沉积物中元素丰度
    程志中, 谢学锦, 潘含江, 杨榕, 商云涛
    2011, 18(5): 289-295. 
    摘要 ( 1672 )   PDF(659KB) ( 1126 )  

    从中国南方12个省自治区230万km2面积上所采集的水系沉积物中按每1∶5万图幅一个组合样的密度组合成5 244件组合样,采用以ICP-MS、ICP-AES和XRF为主的先进的分析测试方法和严格的质量控制方法,准确测试了其中的76种元素。统计计算了中国南方地区76种元素的平均值,给出了中国南方地区水系沉积物中76种元素的丰度值,与全国水系沉积物平均值(39种元素)、全国泛滥平原沉积物(54种元素)及全国土壤平均值进行对比。研究发现Hg、Cd高度富集,稀土元素及As、B、Co、Ni、Pb等24种元素在中国南方地区富集,Na2O、CaO、Ba、Sr等4种元素在中国南方的水系沉积物中亏损。

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    现代油藏描述关键技术
    王志章,韩海英
    2011, 18(5): 296-302. 
    摘要 ( 1434 )   PDF(3603KB) ( 1909 )  

    现代油藏描述提倡勘探开发一体化,真正实现测井与地震信息匹配,实现静态信息与动态信息结合,最终由定性走向定量。重点阐述了现代油藏描述中,通过集成高分辨率的岩石物理数据、中分辨率的测井数据及低分辨率的地震数据,采用储层自动划分对比及储层结构分析技术、沉积微相自动识别技术、波形差异分析法预测高产气区技术对不同勘探开发阶段、不同类型油气藏进行描述及预测。

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    基于数字滑坡技术的暴雨滑坡、泥石流预警、监测模型研究
    王治华, 郭兆成, 杜明亮, 程尊兰
    2011, 18(5): 303-309. 
    摘要 ( 1550 )   PDF(994KB) ( 1592 )  

    中国学者在暴雨滑坡、泥石流预测预报研究领域取得的成果为采用数字滑坡技术进行暴雨滑坡、泥石流预警、监测模型研究提供了宝贵的基础,应用数字滑坡技术建立暴雨滑坡、泥石流预测模型的原则是:(1)必须在滑坡、泥石流形成条件理论指导下;(2)应了解研究区地质环境及滑坡、泥石流特征;(3)就基于数字滑坡技术而言,只能选取遥感方法可能获取的灾害及环境因子。根据该3项原则,分为6个步骤建立模型:(1)确立滑坡、泥石流地质环境及降雨条件的物理关系,建立概念模型;(2)明确发生滑坡、泥石流的必要地质环境因素,建立滑坡、泥石流危险性评价表达式;(3)确定各必要地质环境因素的具体指标;(4)根据研究区灾害及地质环境特征,确定指标的权重;(5)确定降雨临界值;(6)建立模型的数学表达式。

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    酸性环境下生物成因施氏矿物稳定性研究
    谢越, 周立祥
    2011, 18(5): 310-318. 
    摘要 ( 1703 )   PDF(1505KB) ( 836 )  

    施氏矿物是酸性矿山废水中广泛存在的次生矿物,其形成和转化受环境pH值、温度和共存离子等条件影响。文中研究了酸性环境中生物成因施氏矿物和吸附了三价砷的生物成因施氏矿物,在不同温度和钾离子浓度条件下的稳定性。结果表明,老化温度的增加促进施氏矿物相的转变:4 ℃条件下,在15周的老化时间里,无砷及含砷施氏矿物均未发生相转变;而在40 ℃条件下,经过15周的老化,则无砷和含砷施氏矿物均发生了部分相转变。此外,钾离子浓度变化可以导致施氏矿物老化产物不同:生物成因施氏矿物在001 mM钾离子条件下老化15周后的转化产物主要为针铁矿,在100 mM钾离子条件下老化产物为黄钾铁矾和针铁矿。含As(Ⅲ)施氏矿物在0.01 mM钾离子条件下老化15周后没有发生相转变,在100 mM钾离子条件下发生了部分相转变,产物为黄钾铁矾。生物成因施氏矿物中的As(Ⅲ)使得矿物在环境中更加稳定。

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    热液喷口生物体对成矿作用的影响
    尤继元, 周鼎武, 朱晓辉
    2011, 18(5): 319-330. 
    摘要 ( 1683 )   PDF(3067KB) ( 1575 )  

    深海热液喷口及相关生物群体的发现是近20年来全球海洋科学取得的最重要的科学成就之一。在海底黑烟囱周围高温、高压、黑暗、缺氧、含硫等极端环境中,生活着特殊的深海生物群落,它们的初级生产者嗜热细菌和古细菌在其自身的生活史中不仅影响了喷口周围矿物的沉积,而且直接和间接影响了矿物元素的溶解、吸附、萃取、转化,生成包括Fe,Mn及有色金属的氧化物、硫化物、硅酸盐及碳酸盐化合物的矿物与沉淀,对热液喷口矿床富集具有重要意义。

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    中国作者国际地学论文简介
    刘俊来等, 庞忠和等;李诺等
    2011, 18(5): 331-336. 
    摘要 ( 1187 )   PDF(2657KB) ( 1913 )  
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