地学前缘

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"第四届全国青年地质大会论文"专栏目次

2020, 27(4): 0-0.

摘要 ( 95 )

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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

2020, 27(4): 1-16.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2019.12.5

摘要 ( 274 )

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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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扬子板块新元古代中期的持续俯冲作用:来自南华纪岛弧火山岩年代学和岩石地球化学新证据

朱强, 施珂, 吴礼彬, 江来利, 胡召齐, 徐生发, 翁望飞

2020, 27(4): 17-32.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2020.4.27

摘要 ( 282 )

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产于扬子板块东南缘皖南祁门北部地区的铺岭组和扬子板块东北缘皖东张八岭地区的西冷岩组分别发育一套火山岩。前者为陆相火山岩,岩性以玄武安山岩为主;后者为海相火山岩,岩性以细碧-角斑岩系为主。两者之上均角度不整合覆盖着一套砂泥质沉积岩。铺岭组玄武安山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(765±15) Ma,西冷岩组石英角斑岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(726.8±1.4) Ma,均属南华纪(新元古代中期)。二者主量元素含量差别较大(铺岭组为玄武-安山岩;西冷岩组为石英角斑岩),但它们均属于钙碱性系列,并具有相似的微量元素特征:它们均富集轻稀土元素和Ba、Th、U等大离子亲石元素,高场强元素Nb、Ta、Ti强烈亏损,δEu、Zr、Hf异常不明显。这些特征显示它们与岛弧火山岩类似,可能是受俯冲板片流体影响的亏损地幔楔和新生地壳熔体的混合形成的。这些火山岩系形成于华夏向扬子俯冲形成的沟弧盆体系消失之后。结合前人研究成果,我们认为:扬子板块晋宁期深部的俯冲作用可能一直持续到约700 Ma,新元古代中期可能存在多岛弧拼贴过程,到了南华纪晚期才正式进入板内伸展阶段。

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东昆仑造山带东段晚古生代—早中生代构造岩浆演化与成矿作用

陈国超, 裴先治, 李瑞保, 李佐臣, 裴磊, 刘成军, 陈有炘, 王盟, 高峰, 魏均启

2020, 27(4): 33-48.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2020.4.20

摘要 ( 374 )

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东昆仑造山带位于中央造山系西段,在长期的地质演化过程中构造岩浆活动频繁,其中晚古生代—早中生代岩浆活动与成矿关系最为密切。本文系统总结了东昆仑造山带晚古生代—早中生代岩浆岩的分布、演化和成因,对典型矿床的地质特征进行分析,探讨东昆仑东段晚古生代—早中生代构造岩浆演化与成矿作用的联系。东昆仑晚古生代—早中生代构造岩浆演化可分为俯冲阶段(277~240 Ma)、同碰撞阶段(240~230 Ma)和后碰撞阶段(230~200 Ma),壳幔岩浆混合作用贯穿于古特提斯构造演化全过程。镁铁质岩浆岩主体为受俯冲流体交代的地幔部分熔融,花岗质岩浆岩主体为幔源岩浆底侵镁铁质下地壳部分熔融形成。东昆仑造山带东段俯冲阶段壳幔岩浆混合作用不仅带来成矿物质,使部分元素含量增高,还带来热源;经过成矿流体物理化学条件改变,导致大量矿物质沉淀,形成矿床,主要成矿金属组合为Cu、Mo、Au,矿床规模相对较小;同碰撞阶段由于受到挤压应力,岩浆岩出露较少,矿床多沿大型断裂带分布,主要成矿金属组合也以Cu、Mo、Au为主;后碰撞阶段由于岩石圈地幔拆沉,东昆仑整体处于拉张环境,为地幔物质参与成矿和成矿流体运移提供了通道。特别是同碰撞和后碰撞的转换阶段,是东昆仑造山带东段晚古生代—早中生代的主要成矿期,主要成矿金属组合为Cu、Pb、Zn、Fe。

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冈底斯西段罗布真浅成低温热液型金银矿的成矿流体演化:来自流体包裹体、H-O同位素的证据

刘洪, 张林奎, 黄瀚霄, 李光明, 欧阳渊, 余槐, 梁维, 张洪铭, 陈小平

2020, 27(4): 49-65.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2020.4.23

摘要 ( 276 )

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西藏昂仁县罗布真金银矿位于冈底斯成矿带西段,其大地构造位置属于南拉萨微陆块,矿体受北西西的断裂构造控制,呈脉状、透镜状产于始新世帕那组火山岩中。按照矿石工业类型分类,矿石类型可分为角砾岩型、石英脉型和蚀变岩型等三类,主要金银矿石矿物为自然金和碲银矿等。矿区广泛繁育不同特征的热液脉体,通过系统的野外观测以及全面的岩相学研究,依据矿物共生组合、脉体切穿关系及蚀变特征,将热液脉体从早到晚划分为石英-黄铁矿阶段(S1)的石英-黄铁矿大脉、玉髓华石英-金-多金属硫化物阶段(S2)的石英-金属硫化物网脉、石英-碳酸盐矿物阶段(S3)的石英-方解石细脉。罗布真金银矿床热液脉体主要发育气液两相流体包裹体(富液两相包裹体、富气两相包裹体)和含子矿物(碳酸盐矿物)三相流体包裹体。本文在野外地质调查的基础上,对不同成矿阶段的石英脉进行了流体包裹体的岩相学观测、显微测温、成分分析以及H-O同位素测试。S1阶段流体包裹体的形成温度集中在310~330 ℃,盐度(w(NaCl_eq))集中在5.0%~10.1%,密度介于0.60~0.80 g/cm³;S2阶段流体包裹体的形成温度集中在240~280 ℃,盐度介于3.0%~7.0%,密度介于0.70~0.90 g/cm³;S3阶段流体包裹体的形成温度集中在121~215 ℃,盐度集中在1.0%~5.0%,密度集中在0.85~1.00 g/cm³。拉曼分析表明,罗布真金银矿的流体包裹体成分以H₂O为主,并含有少量的CO₂、N₂、CH₄等气体及方解石子晶。各热液脉体石英中流体包裹体的δ${{\text{D}}_{{{\text{H}}_{2}}\text{O},\text{V-SMOW}}}$值的变化范围为-106.1‰~-97.5‰,δ¹⁸${{\text{O}}_{{{\text{H}}_{2}}\text{O},\text{V-SMOW}}}$值的变化范围为-7.33‰~-7.13‰,展示其成矿流体主要源自火山岩围岩中的循环地下水,在早阶段还有少量岩浆水的加入。成矿流体在岩浆作用驱动下,沿着断裂从深部封闭体系运移到浅部的开放体系,迅速突破临界状态减压沸腾并产生相分离导致金属硫化物沉淀,形成矿化。随着含矿热液成矿物质及金属硫化物的大量析出,流体温度、盐度迅速降低,金属矿物成矿作用随之结束。罗布真金银矿床的成矿流体为中低温、低盐度、中低密度并含有少量CO₂、N₂、CH₄等气体的流体,具有典型的浅成低温热液矿床成矿流体的特征。

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湖南栗山铅锌铜多金属矿床闪锌矿微量元素特征及成矿指示意义

郭飞, 王智琳, 许德如, 于得水, 董国军, 宁钧陶, 康博, 彭尔柯

2020, 27(4): 66-81.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2020.4.28

摘要 ( 271 )

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位于江南造山带中段的湘东北地区是我国华南重要的金铅锌铜钴多金属矿产地之一,栗山铅锌铜多金属矿床是该区近年来找矿勘查新发现的一大型矿床。该矿床位于晚侏罗世—早白垩世幕阜山岩体南缘,矿体主要赋存于岩体及其与地层接触带的构造破碎带内,空间上与岩体关系密切,然而目前关于该矿床的研究十分薄弱。本文采用电子探针和激光剥蚀电感耦合等离子质谱仪开展了闪锌矿的原位微区微量元素分析。微量元素组成分析结果表明,闪锌矿以富集Co、Ga而贫Fe、Cd、Ge为特征,其中Fe、Mn、Cd、Co、Ga等元素以类质同象形式产出,而Cu、Pb、Ag和Sn等元素则还以包裹体形式赋存于闪锌矿中。根据不同微量元素间的相关关系,认为闪锌矿中可能存在Zn²⁺↔Fe²⁺、4 Zn²⁺↔2 Fe²⁺+Ge⁴⁺+□(其中□表示空位)、3 Zn²⁺↔2 Cu⁺+Ge⁴⁺、2 Zn²⁺↔Ag⁺+Sb³⁺等简单和复杂替代关系。闪锌矿的Zn/Fe、Ga/Ge、Ge/In、Ga/In比值和Fe温度计等指示闪锌矿形成于中低温(240~250 ℃)、低硫逸度(lgf(S₂)=-13.3~-9.6)环境。栗山矿区闪锌矿的微量元素组成特征有别于金顶砂岩型、SEDEX型、VMS型、MVT型和夕卡岩型铅锌矿,结合低的Cd/Fe(0.03~0.14,平均0.06)、Cd/Mn(1.54~6.30,平均2.91)比值和Ge含量,暗示该矿床成矿作用与岩浆活动有关。综合矿区地质特征和区域构造-岩浆演化,认为该矿床是在太平洋板块俯冲后撤引起的伸展构造背景下形成的与燕山期幕阜山岩体有关的中低温岩浆热液充填交代型矿床。该类型矿床闪锌矿具有鲜明的微量元素组成特征,可为判别具相似地质特征的矿床成因提供借鉴。

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柴达木旺尕秀煤矿东南晚侏罗世—早白垩世风成砂古风向及古地理意义

陈政宇, 柳永清, 江小均, 孔志岗, 高万里, 钱涛, 旷红伟, 许欢

2020, 27(4): 82-97.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2020.4.21

摘要 ( 214 )

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柴达木盆地是我国西部地区的主要含油气盆地之一,对其油气勘探和基础地质研究工作已有70余年的历史,取得了大量研究成果,但柴达木中生代原型盆地恢复及构造演化等问题仍存在着诸多争议,影响了盆地的油气勘探进程。项目组对现今柴达木盆地周缘中生代地层开展沉积学、岩石学、沉积相分析等综合地质调查研究,在位于德令哈至都兰国道旺尕秀煤矿东南10 km山沟内原白垩系犬牙沟组地层中,发现一套滨浅湖相风成砂沉积。对其进行1∶100沉积构造厘定和岩石特征剖面实测研究后发现,剖面上发育典型的大型板状斜层理、颗粒流(grain flow)和下降流(fall flow)风成砂构造,并且伴生大量虫迹(traces)、潜穴(burrows)、泥裂和液化弯曲层理潜水位线之下的滨浅湖相沉积构造。同时采集大量组板状交错层理、斜层理等沉积构造古风向产状数据,室内利用古风向数据校正、玫瑰花图绘制进行系统研究,结果显示犬牙沟组风成砂沉积时期应盛行西风和西北风,与中国北方晚侏罗世—白垩纪时期区域研究资料一致。犬牙沟组垂向上显示了风成与水成交互—风成主导—水成主导的变化趋势,表明干湿波动性气候的存在。前人研究认为风成沉积是重要的油气储层,柴达木中生代盆地新发现的一套滨浅湖相风成砂沉积,对于盆地油气勘探有着重要的意义,且能为柴达木中生代盆地原型盆地恢复及构造演化研究提供帮助。

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薄互层干涉对叠前AVO属性的影响分析

陈珊, 陆蓉, 刘力辉, 徐兴友, 刘卫彬, 白静

2020, 27(4): 98-109.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2020.4.26

摘要 ( 238 )

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常规AVO分析是以单一界面为前提,用来分析薄层的AVO响应特征存在误差。Brekhovski给出的层状传播矩阵方程考虑了层内波的反射和透射以及层厚等影响因素,更适合用于讨论薄互层的地震响应特征。对薄层进行Brekhovski正演,发现不同入射角下振幅与厚度关系不同,与叠后全叠加振幅相比,截距P属性和薄层厚度之间的线性关系更强,说明P属性比全叠加振幅更有利于薄层厚度预测。不同薄互层模型的Brekhovski正演结果表明:净厚度和泊松比是影响AVO曲线特征的两个主要因素,净厚度越小,泊松比对截距P和梯度G属性的影响越小;当泊松比一定时,净厚度和P、G属性呈近似线性关系,P属性与净厚度关系更敏感,可用于薄互层净厚度预测。应用实例证明在薄互层区P属性用于砂地比预测效果比较好,叠后振幅和叠前反演的弹性阻抗预测的净砂岩厚度精度较差。

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浙东中新世菱属果实化石的数量分类

肖良, 王兴, 李雪梅, 李相传, 贾慧, 孙楠, 梁嘉琪, 王钦, 李江啸, 雍媛媛

2020, 27(4): 110-123.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2020.4.24

摘要 ( 199 )

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在浙东天台晚中新世嵊县组发现大量菱属果实化石。该化石保存完好,特征丰富。由于其种类多、性状冗杂不明显,菱属植物的鉴定与分类一直存在很大争议。本研究基于菱属果实化石性状特征多、便于测量记录的特点,通过聚类分析和主成分分析等数值统计方法对菱属果实进行鉴别、归类,寻找鉴定分类中的指导性性状。首先,利用上述方法对现生菱属果实进行数量分析,取得了较好结果。然后,采用同样方法对菱属果实化石进行研究,认为聚类分析和主成分分析法能够对化石种进行有效的鉴定分类,可以成功剔除冗余性状。最后,研究得出果体形状、是否有果冠、果冠是否外翻、顶部形态、肩角生长方向、腰角生长方向、腰角长度、瘤状退化腰角数目等特征是菱属果实化石鉴定的关键性状。基于以上性状,嵊县组菱属果实化石可以分为两个类群。

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华北克拉通北缘显生宙四次底侵作用及其构造-岩浆活动与深部背景

邵济安, 周新华, 张履桥

2020, 27(4): 124-134.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2020.6.41

摘要 ( 184 )

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通过对华北克拉通北缘显生宙四次(P₁,T₃,J₁,K₁)底侵作用的研究,将华北克拉通的活化与岩石圈深部地幔物质的底辟体上涌联系起来。不同阶段底侵作用在岩浆来源深度、与构造格局关系、对地壳垂向增生的贡献、幔源物质脉动式上涌等方面的差异与变化,显示它们是一个分阶段连续热演化的深部过程,其动力学机制是深部的高热流和地幔物质的向上运移。对应于地幔物质上涌,必然存在同期的地幔底辟体隆起的岩石圈结构变化。通过对华北中生代盆山系形成机制的讨论,认为该区高分辨率面波层析成像所显示的地幔底辟体上涌的特征可以反映中生代岩石圈底侵作用的深部背景。

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内蒙古东部博克图地区石炭纪埃达克质花岗岩地质特征及构造意义

董洋, 刘敬党, 刘锦, 豆世勇, 刘苏, 张艳飞, 梁帅, 杨培奇, 梁天意

2020, 27(4): 135-149.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2019.8.23

摘要 ( 183 )

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报道了大兴安岭东部博克图地区二支沟岩体的岩相学、岩石地球化学以及地质年代学特征,探讨了它们的形成时代、岩石成因以及成岩构造背景。根据LA-ICP-MS U-Pb定年结果,二支沟岩体的侵位年龄为(317.2±2.2) Ma与(319.2±2.3) Ma。二支沟岩体岩性为花岗闪长岩,具高硅、富碱,低MgO、CaO的特征,属于准铝质-过铝质,高钾钙碱性I型花岗岩。二支沟岩体的Ba/Nb=70.44~98.20,Ba/La=17.85~28.12,δEu具负异常,暗示源区可能为壳源,存在少量地幔物质与强氧化流体混入。此外,二支沟岩体具有高Sr和低Y、Yb的特征(Sr含量>400×10^-6,Y含量<18×10^-6,Yb含量<1.9×10^-6),与埃达克岩类似,但其更为富钾,表明二支沟岩体具有C型埃达克岩特征。二支沟岩体富集大离子亲石元素(LILE) Rb、K、Ba、Th,相对亏损Ta、Nb、P、Hf、Zr等高强场元素(HFSE),其 (La/Yb)_N=12.05~18.03,轻稀土元素(LREE)富集,重稀土元素(HREE)亏损。其Rb、Ba含量和Rb/Yb(51.49~148.93)、Ba/Yb(430.17~698.83)比值明显高于MORB,与海拉尔盆地和西藏冈底斯埃达克岩相似,表明其成因为底侵作用新生的增厚的玄武质下地壳的熔融。研究区晚石炭世岩浆形成于造山阶段挤压环境。额尔古纳-兴安地块与松嫩地块于晚石炭世((317.2±2.2) Ma之后)构造背景由碰撞造山晚期的挤压、地壳加厚向造山后期的伸展、垮塌的环境转换,并向更加稳定的板内构造环境演变。

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基于分形理论的板块形态重建

朱平平, 成秋明, 周远志, 张雨维, 孙家振

2020, 27(4): 150-157.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2020.4.45

摘要 ( 169 )

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全球板块重建的精细化和区域化是当前研究的热点领域之一。值得注意的是,针对重建板块形态分布规律的研究,尚未充分展开。在大数据背景下,本文根据已有板块重建模型,对中生代以来的重建板块的形态,进行了分形维数分析,并结合斑岩型铜矿床的频数分布规律,讨论了分形维数和斑岩型矿床频数对板块重建整体性评估的意义。研究结果表明,自250 Ma以来的地质历史时期,全球重建板块形态的分形维数具有先下降后上升的特点,在65 Ma达到最小,可能代表了由Pangea超大陆向未来超大陆Amasia的转换。此外,全球斑岩型铜矿床的频数异常与板块重建形态的分形维数异常具有良好的对应关系,表明板块运动过程中产生的快速形变与斑岩型铜矿床形成之间具有密切的联系。该结果可能将为整体性评估重建板块形态的真实性提供一个全新的方法,特别是对约束古老板块的形态方面,具有一定的科学价值;同时,也能为斑岩型铜矿床的成因,提供对照参考的数据基础。

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闽中梅仙铅锌多金属矿区花岗岩锆石U-Pb年代学、地球化学特征及其地质意义

肖晓牛, 肖娥, 陈振宁, 龚斌, 居维伟

2020, 27(4): 158-171.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2020.4.11

摘要 ( 171 )

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梅仙铅锌矿位于福建省中部地区,是环太平洋中、新生代巨型构造-岩浆带中的重要成矿区之一。区内与成矿有关的侵入岩主要以花岗斑岩、黑云母花岗斑岩、钾长花岗岩和黑云母钾长花岗岩等为主。该次研究在矿床地质工作基础上,采用LA-ICP-MS锆石U-Pb法获得梅仙矿区花岗岩成岩年龄在158~155 Ma。岩石具高硅、富碱、高钾、铝饱和指数较高,以及富铁贫镁等特征,富集Cs、Rb、K、Pb等大离子亲石元素,富集Th、U、Zr、Hf等高场强元素,亏损Ba、Sr、P、Ti等元素,Ga/Al比值较低,具有明显的壳源特征,其岩石成因类型属高分异的I型花岗岩。梅仙矿区花岗岩是板内伸展造山阶段的产物,形成于古太平洋板块向欧亚大陆板块俯冲-消减后的伸展引张环境。在岩浆热液活动作用下,早期海底火山喷发沉积初始矿源层受到强烈的构造-岩浆热液叠加和改造作用,对矿质富集和矿体最终定位具有重要意义。

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内蒙古科尔沁右翼前旗地区黑云母二长花岗岩的岩石地球化学、年代学特征及其地质意义

陈泽翰, 章佳, 赵志丹, 郝森, 张力强, 曹元宝

2020, 27(4): 172-183.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2020.4.9

摘要 ( 287 )

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兴蒙造山带的构造格局、分布规律和演化过程十分复杂,特别是古亚洲洋“剪刀式”闭合的最后时限及随后的陆-陆碰撞过程仍未达成统一共识。文中研究区位于兴蒙造山带东段,大地构造位置夹持于贺根山—黑河断裂带和索伦—西拉木伦—长春断裂带之间,为研究中亚造山带东段的地质演化提供重要窗口。内蒙古科尔沁右翼前旗黑云母二长花岗岩岩体呈岩株状产出,长轴约400 m,短轴150~250 m,长轴呈NE向展布,北侧侵入大石寨组,南部与林西组呈断层接触关系。岩石为中-细粒花岗结构,块状构造,主要由钾长石(40%)、斜长石(25%)、石英(20%)和黑云母(14%)及少量的绿泥石(1%)等组成。锆石LA-ICP-MS U-Pb测年结果为(221.1±2.1) Ma,表明黑云母二长花岗岩形成于晚三叠世。岩石地球化学表现为高SiO₂(68.46%~70.38%),高K₂O+Na₂O(9.02%~9.39%),低P₂O₅(0.09%~0.17%),低MgO(0.60%~0.80%),低TiO₂(0.54%~0.58%),中等K₂O/Na₂O(0.90~1.54),轻重稀土元素分馏明显,轻稀土相对富集(∑LREE含量为(163.55~226.55)×10^-6),重稀土相对亏损(∑HREE含量为(11.96~21.67)×10^-6),明显富集大离子亲石元素Rb、Th、Ba和K,亏损高场强元素Nb、Zr和Hf,表现出过铝质高钾钙碱性I型花岗岩特征,同时与华北陆块北缘二叠纪末—三叠纪岩浆岩形成于后碰撞/后造山的构造环境相符。综合前人研究成果和区域地质资料,推断内蒙古科尔沁右翼前旗地区黑云母二长花岗岩形成于岩石圈拆沉及软流圈上涌的环境中。

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新疆富蕴科克别克提基性杂岩体锆石U-Pb年代学、地球化学及其地质意义

裴圣良, 丁汝福, 单立华, 杨武生

2020, 27(4): 184-198.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2019.9.3

摘要 ( 173 )

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科克别克提基性杂岩体位于新疆额尔齐斯成矿带南部,于2016年发现铜镍矿体,具有良好的成矿潜力。本文报道了科克别克提基性杂岩体的岩相学、岩石地球化学及年代学特征,以期了解该岩体的形成时代、构造环境及岩石成因。科克别克提岩体受北西、北西西向构造控制,由角闪辉石岩、辉长岩及少量闪长岩组成。主要含矿岩相为角闪辉石岩,发育黄铁矿及黄铜矿,多呈星点状、细脉状及浸染状分布。科克别克提岩体镁铁比值介于0.8~2.0,为铁质基性岩,微量元素相对亏损相容元素(Cr,Co,Ni)及高场强元素(Nb,Ta,Zr,Hf,Th),富集大离子亲石元素(Ba,U,K,Pb,Sr)。稀土元素总量(∑REE含量)为(29.77~148.02)×10^-6,随岩石基性程度增高而降低。各岩相稀土配分曲线大致平行,均为轻、重稀土分馏较强的右倾型。岩体硫化物中硫同位素δ³⁴S值变化于-0.6‰~-0.4‰,呈幔源硫特征。本文测得科克别克提辉长岩和闪长岩的锆石U-Pb年龄分别为(330.3±0.7) Ma与(328.9±0.6) Ma,结合区域地质背景,本文认为科克别克提岩体形成于早石炭世中晚期碰撞后的伸展环境。另外,本文对矿体的成因做了初步的推测,认为科克别克提岩体是原生岩浆经过适度演化的产物,其深部经历以橄榄石为主的分离结晶作用,之后中、上部岩浆上涌至现存空间并发生以斜方辉石为主的分离结晶。在此过程中,上地壳中硅的加入促使岩浆体系中硫达到饱和从而分溶出铜矿体。

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湘南黄沙坪铜锡多金属矿床构造控岩控矿机制及深部找矿勘查启示

韩润生, 赵冻, 吴鹏, 王雷, 邱文龙, 隆运清, 刘凤平, 邓安平, 宗志宏

2020, 27(4): 199-218.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2020.6.33

摘要 ( 235 )

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黄沙坪铜锡多金属矿床是在钦杭成矿带和南岭成矿带叠合构造背景下形成的岩浆热液型多金属成矿系统的典型代表,该区铜多金属矿与锡多金属矿成矿系统复合、多期构造体系联合、深部钨锡矿与浅部铅锌银矿耦合等特点突出。针对该矿床控矿构造深部展布格局不清、深部铜锡多金属矿体定位不明的核心问题,基于矿田(床)构造精细解析,开展了多期构造体系控岩控矿作用机理及其控矿构造深延格局的深入研究,表明岩浆侵入接触构造系统与倒转背斜翼部的层间断裂-裂隙系统分别控制了脉状-不规则SK型铜钨锡多金属矿体群与沿NNE-NE向层间断裂带、NW向断裂带分布的热液脉型铅锌银(金)矿体群,这些矿体群具有不同的侧伏规律;基于矿田、矿床、矿体(脉)尺度控岩控矿构造组合样式的剖析,揭示了构造分级控岩控矿规律和中心对称成矿效应,厘清了成矿前、成矿期和成矿后构造体系,构建了矿田构造控岩控矿模式,进一步论证了坪宝矿田成矿构造动力学背景:中生代以来,坪宝矿田构造应力作用呈现“顺时针式”的运动方式,在燕山早期太平洋板块与华夏板块发生碰撞造山作用,在区内产生SEE-EW向主压应力作用,从而在矿田内形成了中酸性岩浆侵入成岩成矿系统。这些认识为坪宝矿田乃至钦杭、南岭成矿带湘南地区深部找矿勘查提供了重要启示。

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赣东北朱溪钨(铜)矿床两期石榴石研究及其对成矿作用的指示

欧阳永棚, 周显荣, 尧在雨, 饶建锋, 宋世伟, 魏锦, 卢弋

2020, 27(4): 219-231.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2019.9.6

摘要 ( 215 )

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PDF(3858KB) ( 197 )

本文对朱溪超大型钨(铜)矿床中两类与白钨矿密切相关的石榴石进行了研究。研究表明,这两类共存的石榴石与夕卡岩型矿床中常见的同期热液在不同阶段形成的两种石榴石不同。早期石榴石相对更加富Fe(Ad_37.17~41.84Gr_54.83~59.57Sp_3.10~4.62),而晚期石榴石更加富Al(Ad_12.69~14.42Gr_77.56~79.03Sp_0.44~0.92),成分上更接近钙铝榴石端员,具有更低的Sn含量,更高的U含量,并在稀土配分曲线中显示出更明显的正Eu异常,表明晚期石榴石形成时的氧逸度明显低于早期石榴石形成时的氧逸度。晚期石榴石相对于早期石榴石具有更高的Cu、Pb、Zn、Li、Be、B、Rb、Cs、Sr含量和更低的W、Mo、Ga、Ge含量,并且与成矿相关岩体具有相似的稀土配分模式曲线,表明晚期石榴石与朱溪矿床的成矿相关岩浆演化而形成的残余岩浆热液流体具有更加密切的相关性。本文研究的两类共存的石榴石可能是两期成矿热液流体作用的产物,暗示朱溪矿床的成矿作用可能与多期岩浆活动有关。

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藏东芒康县巴达铜金矿床地质特征及找矿方向研究

杨富成, 李文昌, 祝向平, 江小均, 刘俊, 廖忠礼, 刘鸿飞, 杨后斌, 李勇

2020, 27(4): 232-243.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2020.4.12

摘要 ( 450 )

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巴达铜金矿位于藏东富碱斑岩带南段,是藏东地区近年来新发现的大型铜金矿。虽然对巴达铜金矿开展了大量勘查工作,但对该矿床的成因尚未取得共识。本文基于详细的野外调研、岩心与坑道编录及系统的镜下鉴定,对巴达铜金矿床地质特征进行研究。巴达矿床主要产于石英二长斑岩中,局部产于斑岩和砂岩地层的接触带内。矿床发育的围岩蚀变主要为青磐岩化、钾化、绢英岩化,高岭土化、蛋白石化、蒙脱石化次之,蚀变分带从内向外依次为钾硅酸盐化带、绢英岩化带、青磐岩化带、高岭土化带,铜金矿体主要赋存于钾硅酸盐化和绢英岩化带内,铜矿化主要以黄铜矿形式产出,金矿化主要以银金矿形式产于白云石±石英+细粒黄铁矿±黄铜矿脉中,铜矿化与金矿化呈正相关,矿体的产出受北西向逆冲断层的控制。与典型斑岩和浅成低温热液矿床不同,巴达铜金矿化主要产于白云石±石英+黄铁矿脉中;矿床内既发育碳酸盐、伊利石、绢云母和黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、黝铜矿、低FeS闪锌矿等一套中硫型浅成低温热液矿床的蚀变矿物组合,又发育符合碱性斑岩系统的特征矿物赤铁矿。基于以上特征判断,巴达铜金矿矿床成因类型应为与富碱斑岩有关的浅成低温热液矿床,巴达铜金矿矿床成因的厘定,为下一步找矿提供了理论指导。

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大兴安岭东北部永新金矿床金银系列矿物和碲化物的发现及其意义

李成禄, 于援帮, 袁茂文, 李胜荣, 徐文喜, 朱静, 李士胜

2020, 27(4): 244-254.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2019.8.20

摘要 ( 146 )

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永新金矿床是早白垩世晚期形成的浅成低温热液型金矿床。对其主要金银系列矿物和碲化物研究显示:金银系列矿物中Au质量分数为65.092%~90.713%(平均为83.942%),Ag为5.652%~16.632%(平均为11.285%);以自然金和银金矿为主,成色集中在870.2~941.3(平均为881.1),主要以包体金、粒间金和裂隙金的形式存在,粒径集中在10~20 μm;碲化物主要有辉碲铋矿、碲金银矿、碲银矿和碲铅矿等,以碲银矿数量最多,主要包裹于黄铁矿内部或产于裂隙中,常与自然金和方铅矿连生,粒径多为5~20 μm。综合研究碲化物组合特征、不同标高金矿物的成色、Te/Au值等认为,永新金矿床碲化物形成时成矿流体的lgf(Te₂)介于-15.2~-9.4范围,lgf(S₂)介于-16.7~-14.0范围,矿床与火山或次火山热液有关,具备中浅成成矿特征,深部尚有较大成矿潜力。

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东地中海原型盆地演化

高华华, 童晓光, 温志新, 王兆明

2020, 27(4): 255-271.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2019.8.22

摘要 ( 322 )

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PDF(9044KB) ( 180 )

东地中海经历了伸展-聚敛的构造演化旋回,聚集了丰富的油气资源。基于2D地震、ODP Leg160、IHS及Tellus商业数据库和公开发表的文献资料,本文在建立东地中海及周缘构造-地层格架的基础上,恢复了东地中海12个关键地质历史时期的原型盆地,并以板块构造为切入点探讨了盆地演化机制。东地中海及周缘上三叠统以来地层可划分为新特提斯被动大陆边缘陆地及浅水区、新特提斯被动大陆边缘深水区和塞浦路斯弧前褶皱区3个地层分区,前两个地层分区均发育一套裂谷-被动大陆边缘层系,但是二者的岩相特征和不整合发育有明显的差异,而塞浦路斯弧前褶皱区发育一套大洋盆地-弧前盆地层系。研究认为东地中海经历了二叠纪—早侏罗世裂解期、中侏罗世巴柔期—晚白垩世土伦期漂移期和晚白垩世森诺期以来的汇聚改造期3个原型阶段,其中汇聚改造期又可细分为晚白垩世森诺期“双俯冲带”消减期、古近纪北部俯冲-碰撞期、中新世塞浦路斯岛弧带南侧俯冲-碰撞与黎凡特边缘活化期和中新世梅西期以来“弧-山碰撞”与“走滑逃逸”期4个阶段。东地中海盆地演化受控于图哈罗德-安纳托利亚板块以及凯里尼亚、特罗多斯和埃拉托色尼等微板块与冈瓦纳大陆北缘的分离、向北的漂移和与欧亚大陆汇聚拼贴的板块构造活动。

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藏南江孜侏罗系/白垩系界线时期古海洋环境分析

高莲凤, 李璞壮, 张振国, 万晓樵, 夏世强, 董桂玉, 王兆生, 冷春鹏, 张盈, 姚纪明, 张琳婷, 于江涛, 殷世艳

2020, 27(4): 272-281.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2019.8.24

摘要 ( 189 )

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为了探讨西藏南部江孜一带侏罗系/白垩系界线时期海洋沉积环境的变化,本研究对采自藏南江孜甲不拉沟剖面的样品进行了常量、微量和稀土元素分析。Fe₂O₃+MgO与TiO₂、Al₂O₃/SiO₂关系判别图显示,从晚侏罗世维美组到早白垩世甲不拉组,研究区构造运动相对平静,基本上以大洋岛弧的构造演化为主,继承性明显。Mn、Fe、V、Co、Ni、REE等指标元素和U/Th、V/Cr、Sr/Ba、La_n/Yb_n、V/(V+Ni)等比值结合显示,沉积条件从维美组浅海富氧、高盐、高沉积速率的环境演化为早白垩世甲不拉组深海、水体分层、沉积速率降低、具有明显深海沉积特征的环境。地化数据分析结果总体上与岩性成因分析相一致,即从维美组砂岩的浅海相沉积到甲不拉组下部的粉砂岩和上部的钙质泥岩、黑色页岩,水体经历了由浅到深的变化过程。

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皖南前南华纪浅变质岩系的沉积地质特征及其构造古地理意义

韩瑶, 张传恒, 李利阳, 蒋先强, 刘子荟

2020, 27(4): 282-293.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2020.4.42

摘要 ( 207 )

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皖南地区前南华纪浅变质岩系是江南造山带东段的重要组成部分。根据对本区前南华纪浅变质地层——环沙组和牛屋组所进行的沉积地质学研究,可识别出浊积岩相和深海—半深海相沉积,两者均属活动类型沉积建造。进一步的沉积相序研究表明,环沙组沉积环境总体反映出浅—深—浅—深的沉积变化,牛屋组沉积环境总体反映出由深变浅的沉积变化。对发育于环沙组和牛屋组上段的小型斜层理进行测量,经水平校正后两者古流向都指向北,证明其物源都来自南方。沉积岩骨架颗粒统计结果表明,环沙组物源构造属性为岩浆弧,牛屋组上段物源构造属性为再旋回造山带。结合侵入牛屋组下段的花岗岩地球化学特征研究,推测环沙组沉积于弧后盆地,牛屋组下段沉积于边缘海盆地,牛屋组上段沉积于周缘前陆盆地。在总结前人研究成果的基础上,探讨了江南造山带东段本区相应时段的大地构造演化格局。

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安徽巢湖三叠系东马鞍山组鸟眼构造成因研究

徐亮, 陈天虎, 高扬, 陈平, 谢巧勤, 周跃飞

2020, 27(4): 294-301.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2020.4.46

摘要 ( 310 )

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鸟眼构造是碳酸盐岩地层中一种特殊的构造,指示潮上-潮间带沉积环境。安徽巢湖地区三叠系东马鞍山组底部普遍发育一层鸟眼构造,但对其矿物学、地球化学特征及成因还缺乏基本的认识。通过光学显微镜、粉晶X-射线衍射(XRD)、拉曼光谱分析及LA-ICP-MS原位微区元素含量测定等方法,对东马鞍山组鸟眼构造的矿物学及元素地球化学特征进行探究。结果表明:鸟眼内部矿物组合以方解石为主,石英及黏土矿物含量较低,方解石晶粒较大且由核部到边部晶粒逐渐变小,富集Sr、REE等离子半径较大的元素;基质矿物组合以白云石为主,石英及黏土矿物含量多于鸟眼核部,有机质含量较高,主要富集Fe、Cu、Ti等离子半径较小或不易迁移的元素。这些综合信息反映了巢湖东鞍山组鸟眼构造是由成岩阶段基质白云岩化析出Ca,在沉积有机质分解聚集形成的气泡孔洞中重新沉淀形成方解石而成。

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天然电场选频测深法在地下水勘探中的异常理论分析与实践应用

杨天春, 陈卓超, 梁竞, 戴世鑫, 周林, 杨追

2020, 27(4): 302-310.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2020.6.34

摘要 ( 402 )

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选频法是音频大地电场法的进一步应用与发展。本文通过实践应用说明选频法在浅层地下水勘探中的有效性,并对选频法测深极距(MN)与地下水埋深之间的关系开展对比分析和初步理论研究。首先,采用水平交变电场、交变磁场共同作用下的均匀半空间中低阻导电球体简化地质地球物理模型,对选频法测深曲线开展正演计算;然后,对选频法在广西“十二五”农村饮水安全工程应用中的131口钻井出水量情况进行统计,并对其中98口钻井的钻探情况开展详细列表统计分析,对比研究测深曲线异常处MN极距大小与实际钻探出水深度之间的关系。理论分析与实践应用表明,选频法在浅层地下水勘探中效果明显,是一种确定浅层地下水井位的有效方法;同时,实践统计结果表明,选频法测深法异常曲线处MN极距的大小与实际钻探出水深度之间存在1∶1的近似关系,验证了理论模拟计算结果的正确性;另外,本文的研究成果表明,在浅层(<200 m)天然电磁法勘探中,天然电场观测值的大小除了与大地的电阻率、信号的频率有关外,还与电极距大小是相关的。

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国土空间优化中的关键地质要素分析与“双评价”方法

张茂省, 刘江, 董英, 王尧, 张戈, 张新社, 郭迟辉

2020, 27(4): 311-321.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2020.5.30

摘要 ( 374 )

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新时期,地质分析理论在国土空间规划领域的应用日益广泛。为进一步优化关中盆地国土空间格局,从抓住关键因素、科学定量评价、阈值标准有据、结果可信适用的思路出发,该研究提出了基于木桶理论、风险理论和边际理论的资源环境承载能力和国土空间开发适宜性评价(简称“双评价”)理论框架与技术方法,并应用于关中盆地的双评价实践工作中。基于木桶理论,识别关中盆地活动断裂、地质灾害、富硒土地、引汉济渭水资源等4项关键因素;基于边际理论,开展资源承载能力评价;基于风险理论,开展地质环境承载能力、国土空间适宜性和地质安全评价;在单因素评价的基础上开展综合评价;将综合评价结果与区域国土空间开发现状或规划结果做叠加分析,调整和优化区域发展“三区三线”。研究结果表明基于木桶-风理-边际理论的双评价方法可行,评价结果可信:关中盆地87%的土地属于适宜农业生产和城镇化建设;尤其是引汉济渭工程使关中盆地成为承接东部人口和GDP发展的最佳地区;国土空间开发保护中要珍惜集中连片分布的富硒土地,作为永久农田予以保护;禁止在活动断裂分布范围和地质灾害高危险区进行工程建设,以国土空间规划和用途管制为抓手,从源头防控地震与地质灾害风险。

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西太平洋Y3海山对营养盐的影响及其生态环境效应

马骏, 宋金明, 李学刚, 袁华茂, 李宁, 段丽琴, 王启栋

2020, 27(4): 322-331.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2019.8.16

摘要 ( 219 )

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作为大洋典型地貌特征的海山,其邻近的海洋生境并不被人熟知。依据2014年冬季对热带西太平洋Y3海山及其邻近海域的综合调查,首次探讨了该海山区海水中营养盐的分布特征及其与生态环境的耦合关系。结果表明Y3海山区是典型的热带寡营养海域。在50~125 m的深度,温跃层和高盐区双重作用对底部高浓度营养盐向上输送的阻碍,是导致真光层上部营养盐浓度较低的重要原因;同时,浮游植物和异养细菌的消耗也加剧了该区域营养盐的缺乏。Y3海山突出的地形地貌对营养盐的分布产生重要的影响,海山对流经的海流产生阻碍,形成上升流,使底部高浓度的营养盐突破温跃层和高盐区的阻碍向上输送,从而使海山周围营养盐的平均浓度高于远离海山的海域。相关性分析显示,Y3海山区真光层中营养盐浓度与温度、盐度、叶绿素a浓度和异养细菌丰度分别呈负相关、正相关、负相关(除NO₂-N外)和负相关关系。海山区特殊的营养盐分布及其与生态环境的耦合是其成为一种独特的大洋生态系统的重要因素。

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基于污染负荷核算的岷江流域总磷污染成因分析及对策

温泉, 马迎群, 时瑶, 迟明慧, 秦延文, 刘志超, 杨晨晨

2020, 27(4): 332-339.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2020.5.29

摘要 ( 328 )

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总磷是长江流域水环境污染的首要超标因子,岷江作为长江上游流量最大的支流,总磷污染严重,对长江总磷污染贡献较大。为了解岷江流域总磷污染,采用排污系数法,计算得到2016年岷江流域污染源总磷入河量为1 154 t,以农村生活污染负荷占比最高(51.3%),其次为城镇生活源(28.7%)、农业非点源(8.24%)、工业源(9.57%)、畜禽养殖源(1.21%),城市径流源(0.99%)最低;在空间上岷江流域总磷污染负荷呈中游(64.2%)>下游(32.6%)>上游(3.1%)的特点,与岷江干流总磷浓度变化趋势相符,其中成都市总磷污染负荷最高(51.2%),与区域人口密度高、生产和生活活动密集有关。结合资料收集和现场调查,岷江流域总磷污染成因主要包括农村生活污染治理缺口较大、城镇生活污染处理基础设施建设不足、工业企业密布、部分支流总磷污染严重、水污染治理导向不全面。针对岷江总磷污染负荷分布特征及成因,提出“上游保护优质水体、中游治理重污染水体、下游恢复不达标水体”的分区污染防治对策,统筹流域监管体制机制,强化岷江流域水环境保护和治理。

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火星陨石和火星表面泥岩中蚀变过程对比研究

付晓辉, 凌宗成, 周琴, Bradley L.JOLLIFF, 尹庆柱, 王阿莲, 李勃, 武中臣, 张江

2020, 27(4): 340-354.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2019.8.21

摘要 ( 540 )

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火星次生含水蚀变矿物是火星地质历史时期水环境和气候演变历史的真实记录,一直以来都是火星探测、火星陨石研究的重点,是认识火星环境特征和气候演化的重要研究对象。文中对比研究了表土角砾岩NWA7034、火成堆晶岩MIL03346等两块最富蚀变矿物火星陨石,以及Gale撞击坑出露的Sheepbed泥岩3种岩石类型的蚀变程度及其蚀变矿物类型和组合,分析了层状硅酸盐、铁氧化物/氢氧化物、钙硫酸盐等蚀变矿物的成因及环境指示意义。发现这3类岩石的蚀变作用各不相同。火星陨石NWA7034的蚀变作用以氧化和加热作用为主,无蒸发盐类矿物。火星陨石MIL03346的蚀变程度最低,为后期水溶液进入缝隙而引发的,蚀变作用以橄榄石的伊利石化、裂隙和缝隙中填充次生矿物细脉为主。而火星Sheepbed泥岩经历了后期的等化学风化过程(isochemical weathering),次生过程包括成岩蚀变和成岩后蚀变两个阶段。其中,成岩过程中的蚀变以橄榄石蚀变为铁氧化物和蒙皂石矿物为主,成岩后以形成蒸发盐类矿物硫酸钙为主。以上3种岩石蚀变矿物组成差异反映了火星上不同地质背景中、不同气候条件下蚀变过程的复杂性。文中对火星含水矿物及部分典型矿物的形成条件和过程进行系统总结,这对于理解未来火星探测任务、识别含水矿物的形成、揭示火星水环境和地质历史具有重要指导意义。

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