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    2011年, 第18卷, 第2期
    刊出日期:2011-03-15
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    论文
    变质作用p-T-t轨迹的研究方法与进展
    魏春景
    2011, 18(2): 1-16. 
    摘要 ( 2429 )   PDF(2789KB) ( 3394 )  

    变质作用pTt轨迹理论的提出完全改变了人们对变质作用过程的认识。地壳加厚区(造山带)内区域变质作用发生于地壳从热扰动到热松弛的动态演化过程中,岩石的pTt轨迹是地壳加厚的方式及机制、热松弛速率和岩石折返速率的综合函数。一维热模拟假设引起热扰动的构造作用在瞬间完成,岩石在折返过程中开始变质作用演化。二维热模拟结果表明在地壳加厚过程中(岩石埋藏阶段)伴随明显热效应,岩石在折返过程中有少量加热,达到温度峰值。反演变质作用的pTt轨迹包括3种方法:传统地质温压计方法,吉布斯/微分热力学方法和变质相图方法。无论哪种方法,都必须以详细岩相学研究为基础,在岩石中划分出两期以上矿物组合。传统地质温压计方法被广泛使用,但在确定不同期次矿物组合的平衡和pT条件上有若干不确定性。吉布斯/微分热力学方法理论上非常完善,依据矿物(石榴石)的生长环带计算岩石的pTt轨迹,但是由于难以确定矿物生长阶段的矿物组合变化,以及缺少复杂固溶体的活度模型等,致使该方法实用性较差。目前反演岩石pTt轨迹的最好方法是变质相图方法,该方法依据pT视剖面图上矿物等值线温压计,模拟由矿物的世代关系和生长环带所记录的pT条件变化,并可以定量模拟变质过程中的矿物组合演化、变质反应和流体行为。对不同中压型变质带和超高压型地体中岩石pTt轨迹的反演模拟表明,岩石在构造埋藏阶段应伴随明显热效应,发生一系列递增变质作用,几乎同时达到压力与温度峰值,岩石折返过程以等温降压型(ITD)为主。这与一维热模拟结果很不相同,而与二维热模拟结果大体相似,但一般折返速率更快。

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    高级变质作用对锆石U-Pb同位素体系的影响:胶东栖霞地区变质闪长岩锆石定年
    万渝生,刘敦一,董春艳,刘守偈,王世进,杨恩秀
    2011, 18(2): 17-25. 
    摘要 ( 2987 )   PDF(1943KB) ( 1671 )  

    文中对高级变质作用(高角闪岩相麻粒岩相)条件下“干的”岩石体系中锆石U、Th、Pb行为进行了研究。样品为胶东栖霞地区太古宙变质基底的高角闪岩相麻粒岩相变质闪长岩。矿物组合为单斜辉石+斜长石+钾长石+黑云母+石英。锆石呈近短轴状、等轴状和不规则状,阴极发光下具板状、杉树叶状、扇形结构,部分具封闭环带结构。锆石中存在斜长石+钾长石+石英+黑云母、石英+角闪石+斜方辉石+单斜辉石等矿物包体。在34颗锆石上进行了50个数据点分析。锆石Th/U 值普遍大于05,仅个别小于01。在UPb年龄谐和图上,数据点沿谐和线连续分布于225~254 Ga,最年轻锆石年龄约为195 Ga。同一锆石的不同位置,锆石年龄和组成也可存在很大变化。研究表明:(1) 岩石遭受过两期高级变质作用,时间分别为新太古代晚期(大约250 Ga)和古元古代晚期(大约195 Ga或稍晚);(2)“干的”岩石体系发生高级变质作用,可引起锆石UThPb体系部分开放,数据点沿谐和线分散分布,在这种情况下,位于中间的数据点的年龄无地质意义;(3)高Th/U 值是高级变质锆石的组成特征。

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    变质岩中金红石研究进展及存在问题
    张贵宾,张立飞
    2011, 18(2): 26-32. 
    摘要 ( 1963 )   PDF(1119KB) ( 1511 )  

    随着原位微区分析技术的发展,金红石作为常见的副矿物,受到越来越多的关注。结合目前地学研究的热点科学问题,文中总结了金红石在变质岩石学中研究进展及存在的问题:(1)金红石在变质岩中的产状及形成过程;(2)金红石Zr含量温度计的进展及在低级、中级及高级变质岩中的应用;(3)金红石微量元素在弧岩浆过程和俯冲带变质作用的行为;(4)金红石UPb定年在变质岩中的应用。以上4个方面的研究一直是国内外的研究热点,结合对中国几条著名的俯冲带的深入研究,将会在有关金红石的变质岩石学研究方面取得更多的优秀成果。

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    山东半岛高压麻粒岩中锆石的U-Pb定年及其地质意义
    刘平华,刘福来,王舫,刘建辉
    2011, 18(2): 33-54. 
    摘要 ( 2010 )   PDF(5769KB) ( 1333 )  

    在山东半岛早前寒武纪变质基底中,高压麻粒岩常常呈透镜体或不规则脉状体广泛分布于TTG片麻岩之中。锆石中矿物包体激光拉曼测试、阴极发光图像分析及原位 UPb定年结果表明,山东半岛高压麻粒岩中锆石成因十分复杂,可划分为3种类型:第一类锆石显示明显或弱的岩浆结晶环带,部分锆石保存磷灰石(Ap)等矿物包体,UPb定年结果显示岩浆锆石记录了2 890~2 915 Ma和2 510~2 763 Ma两组207Pb/206Pb年龄,表明研究区变质基底在中太古代末期和新太古代至少存在两期岩浆事件;第二类为变质锆石,保存了典型的高压麻粒岩相包体矿物组合石榴石(Grt)+单斜辉石(Cpx)+斜长石(Pl)+石英(Qtz)+金红石(Rt)+磷灰石(Ap),记录的207Pb/206Pb年龄集中在1 850~1 900 Ma,应代表高压麻粒岩峰期高压麻粒岩相变质时代;第三类也为变质锆石,保存了峰后中低压麻粒岩相包体矿物组合斜方辉石(Opx)+斜长石(Pl)+石英(Qtz)+磷灰石(Ap)±角闪石(Amp),记录的207Pb/206Pb年龄集中1 820~1 840 Ma,应代表高压麻粒岩峰后中低压麻粒岩相退变质时代。该项成果不仅查明了山东半岛早前寒武纪变质基底麻粒岩中变质锆石普遍保存了高压麻粒岩相包体矿物组合,而且准确限定了麻粒岩的原岩形成时代、峰期高压麻粒岩相变质时代和峰后中低压麻粒岩相退变质时代的年代学格架,对深入探讨华北克拉通东南缘高压麻粒岩的成因机制及其形成的动力学背景具有重要的科学意义。

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    内蒙古大青山高级变质岩中熔体线理特征
    刘正宏,李世超,徐仲元 ,董晓杰,王兴安
    2011, 18(2): 55-62. 
    摘要 ( 2205 )   PDF(1783KB) ( 1121 )  

    熔体线理由浅色部分熔融物质形成长的集合体或杆状体沿着应变椭球体X轴方向定向排列构成,是高级变质岩特有的一种线状构造。熔体线理发育在深部构造层次韧性变形带中,与矿物拉伸线理一样具有运动方向指向意义。熔体线理形成于伸展构造环境中,是变形作用、变质作用和部分熔融作用共同作用的结果。伸展构造变形导致岩石部分熔融,是熔体线理形成的主要机制。其内保留大量深部地壳岩石流变信息,对探讨地壳深部岩石流变机制和早期地壳形成演化具有重要科学意义。

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    赞皇杂岩中太古宙末期菅等钾质花岗岩的成因及动力学背景
    杨崇辉,杜利林,任留东,宋会侠,万渝生,颉颃强,刘增校
    2011, 18(2): 62-78. 
    摘要 ( 2455 )   PDF(4024KB) ( 1477 )  

    赞皇杂岩中的菅等花岗岩体位于临城县西北,主要由钾长花岗岩和二长花岗岩组成,偶见暗色包体。菅等花岗岩SHRIMP锆石UPb年龄为(2 490±13) Ma。岩石具有高硅(SiO2 743%~754%)、高钾(K2O 576%~937%)、富碱(ALK 616%~951%)、贫钙(CaO 014%~081%)、低镁、铁(MgO 002%~049%,TFeO 026%~105%)和钛(TiO2 004%~015%)的特征,A/CNK=097~107,为弱过铝质的钾玄岩系列。岩石的稀土总量较低(ΣREE=(1207~16038)×10-6),轻稀土相对富集,Eu异常变化较大(Eu/Eu*=046~197)。岩石富Rb、Ba和Th等元素,贫Sr、Zr、Nb、Y、Yb等元素,具有较高Rb/Sr和Rb/Ba值以及较低的Y/Nb值。菅等花岗岩具有正的εNd(t)值(285~366),两阶段Nd模式年龄TDM2集中于255~264 Ga。石英闪长岩包体SHRIMP锆石UPb年龄为(2 506±13) Ma,高铝(Al2O3  1716%)、富钙(CaO 434%)、高钠(Na2O 447%)、富铁(TFeO 526%),高Rb、高Sr、高Zr,稀土总量较高(ΣREE=21282×10-6),有弱的负Eu异常(Eu /Eu*=083),具TTG岩类的特征;该包体岩石具有正的εNd(t)值(305),两阶段Nd模式年龄TDM2为263 Ga。这些特征显示菅等花岗岩具有同碰撞和后碰撞的S型花岗岩的特征,为新生地壳在由挤压向伸展转换的构造背景下部分熔融所形成,石英闪长质包体为源区残留的岩石。这期钾质花岗岩的形成,标志着华北克拉通太古宙末期岩浆事件的结束以及稳定陆壳的形成。

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    全吉地块花岗片麻岩中镁铁质岩包体的矿物演化和锆石定年与古元古代区域变质作用
    张璐,廖梵汐,巴金,徐利盼,王勤燕,陈能松
    2011, 18(2): 79-84. 
    摘要 ( 2535 )   PDF(2405KB) ( 1787 )  

    全吉地块中段古元古代早期的德令哈二长花岗片麻岩中发育一个来自围岩的变质镁铁质岩包体。该包体的岩性从核部到边缘依次为角闪斜长辉石岩、斜长角闪岩和石榴石角闪片岩。角闪斜长辉石岩的显微结构指示三个世代的矿物演化,世代Ⅰ为单斜辉石+棕绿色普通角闪石+斜长石+石英+钛铁矿,世代Ⅱ为蓝绿色普通角闪石+斜长石+石榴子石,世代Ⅲ为阳起石+钠长石+黝帘石。世代Ⅰ指示其峰期变质达高角闪岩相条件。角闪斜长辉石岩的锆石全部为浑圆状多晶面晶体,其CL图像具高温变质结晶特征。LAICPMS技术测定获得上交点UPb年龄为(1 913±38) Ma(MSWD=015),指示峰期变质发生在古元古代末。研究表明,全吉地块中区域性分布的古元古代早期的二长花岗片麻岩与达肯大坂岩群在响应全球Columbia超大陆汇聚事件中一起发生了区域变质作用。

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    大别山鲁家寨花岗岩地球化学、锆石年代学和Hf同位素特征:扬子克拉通北东缘新元古代岩浆活动证据
    孙洋,马昌前,张超
    2011, 18(2): 85-99. 
    摘要 ( 2729 )   PDF(2157KB) ( 1346 )  

    摘要:对大别山造山带的鲁家寨花岗岩进行了锆石UPb年代学、锆石Hf同位素和岩石地球化学研究。锆石LAICPMS UPb定年结果表明鲁家寨花岗岩形成于新元古代((816±17) Ma)。鲁家寨花岗岩总体具有高硅 (SiO2 6913%~7547%)、准铝弱过铝(A/CNK=098~101)的化学组成特征。稀土元素总量(∑REE)为(2743~16066)×10-6,稀土元素配分曲线呈右倾型,具有弱的负Eu异常—正Eu异常。高场强元素 (P、Nb、Ti等)强烈亏损,大离子亲石元素 (K、Ba、Sr等)相对富集。锆石Hf同位素组成研究表明,鲁家寨新元古代花岗岩可能主要来源于与扬子陆核类似的大别山早前寒武纪变质基底的部分熔融,幔源岩浆不仅为古老地壳物质的部分熔融作用提供了热量,可能还直接参与了花岗岩的成岩作用。综合Rodinia超大陆古地理复原资料,推测扬子板块北东缘新元古代早期为接受大洋俯冲的活动大陆边缘,而形成于816 Ma的鲁家寨岩体具有后碰撞岩浆活动的特征,是弧陆碰撞造山带构造(重力/拉张)垮塌产物。

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    西藏羌塘中部绒马地区石榴蓝闪片岩变质演化过程的视剖面模拟及其意义
    刘焰,吕永增
    2011, 18(2): 100-115. 
    摘要 ( 1793 )   PDF(6536KB) ( 801 )  

    藏北羌塘地体中部产出一变质杂岩带,因其地貌突起,将羌塘地体一分为二,故常称其为羌中隆起带。虽然在该变质杂岩带中先后识别出蓝片岩、榴辉岩等变质岩,但对该变质杂岩带演化过程的认识却存在截然不同的观点,一种观点认为该变质杂岩带是原位的古特提斯板块缝合带的标志;另一观点则针锋相对,认为该变质杂岩带系外来的、底辟上升的杂岩带,不能作为古板块缝合带的证据。在该变质杂岩带中部的绒马乡,石榴蓝闪片岩呈大小不一的岩片和/或透镜体产出于石榴石多硅白云母石英片岩内,主要由石榴石变斑晶和由蓝闪石、绿泥石、白云母、绿帘石、石英、钠长石、金红石/钛铁矿、磷灰石、黑云母等矿物构成的基质组成。石榴石变斑晶粒径达2 mm,具典型的生长环带:核部富锰,锰铝榴石分子摩尔分数可达22%,至边部,铁铝榴石和镁铝榴石分子含量显著升高,而锰铝榴石分子含量则快速下降。石榴石变斑晶内部包体发育,可再细分为两类,一类包体产出于核部,包括被解释为硬柱石假象的细粒钠云母,绿帘石所构成的细粒板状集合体和细粒富铁蓝闪石、石英及金红石等包体;另一类包体则为数量较少的自形大颗粒绿帘石包体,产出于石榴石边部,在其内部还有细粒蓝闪石、金红石与石英等包体产出。基质中的角闪石可识别出3期:核部为富铁的蓝闪石,幔部为贫铁的蓝闪石,最外部为冻蓝闪石。基质中的绿帘石和绿泥石常为自形,绿帘石内常见细粒蓝闪石、石英、金红石等包体,而绿泥石边部常有黑云母的冠状体。在PEXPLE程序计算的pT视剖面图中,石榴石核部形成的pT条件为20 GPa、470 ℃,对应硬柱石榴辉岩相,而石榴石边部形成的pT条件为17~18 GPa、530~540 ℃,对应绿帘石榴辉岩相。岩相学观察与pT视剖面模拟研究充分反映了绒马地区石榴蓝闪片岩分别经历了硬柱石榴辉岩相、绿帘石榴辉岩相和近等温快速降压的退变质等变质过程,系冷洋壳快速俯冲与折返的产物,因此,文中支持该变质杂岩带为原位古特提斯板块缝合带的观点。硬柱石转变为绿帘石时,在俯冲通道中释放了大量的流体。TO视剖面研究进一步表明这种矿物相转变只发生于高氧逸度条件下,暗示所释放的流体可能也是高氧逸度流体。该高氧逸度流体可交代上覆地幔楔,并诱发后者发生部分熔融作用形成高氧逸度岩浆,如果这一推测是合理的,则羌塘地块内部应该存在斑岩型铜金矿床。
    关键词:羌塘地体; 石榴蓝闪片岩; 视剖面模拟; 富氧流体

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    西藏松多榴辉岩变质作用研究
    张丁丁,张立飞,赵志丹
    2011, 18(2): 116-126. 
    摘要 ( 1870 )   PDF(7625KB) ( 1451 )  

    西藏拉萨地块松多附近新发现一条榴辉岩带,长约100 km,宽约2~3 km。松多榴辉岩主要经历了进变质的绿帘石榴辉岩相—峰期的榴辉岩相—退变质的角闪岩相3个阶段。岩石学研究表明,峰期的特征矿物组合是石榴子石绿辉石多硅白云母金红石,峰期温压条件是760~800 ℃,33~39 GPa。这表明松多地区可能曾经历超高压变质作用,之后快速返回,pT轨迹呈“发卡”状,后期退变质经历了角闪石榴辉岩相阶段。研究松多榴辉岩表明,拉萨地块内部有一条新的缝合带,这对于了解拉萨地块和古特提斯洋的演化有重要意义。

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    藏南吉隆地区早古生代大喜马拉雅片麻岩锆石SHRIMP U-Pb年龄、Hf同位素特征及其地质意义
    王晓先,张进江,杨雄英,张波
    2011, 18(2): 127-139. 
    摘要 ( 2798 )   PDF(2427KB) ( 1378 )  

    藏南吉隆地区眼球状片麻岩是大喜马拉雅结晶岩系的一部分,其矿物组成为石英、斜长石、钾长石、黑云母和少量的白云母。片麻岩中的锆石具有核边结构,由继承碎屑锆石核和具有同心环带结构的岩浆锆石边组成,SHRIMP UPb测年显示,边部岩浆锆石加权平均年龄为(4989±44) Ma,表明片麻岩的原岩为早古生代的花岗岩,εHf加权平均值为-83±095,暗示片麻岩原岩为壳源,可能是印度大陆北部地壳部分熔融的产物。文中和现有的地质年代学数据表明,喜马拉雅造山带是一个复合造山带,经历了早古生代的造山作用,早古生代的喜马拉雅造山带是原特提斯洋向冈瓦纳大陆北缘俯冲的结果,是冈瓦纳大陆拼合之后在其边缘形成的安第斯型造山带,而不属于冈瓦纳超大陆聚合过程中陆陆碰撞形成的泛非造山带的一部分。

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    南阿尔金巴什瓦克高压/超高温麻粒岩中金红石Zr温度计及其地质意义
    于胜尧,张建新,宫江华
    2011, 18(2): 140-150. 
    摘要 ( 1830 )   PDF(3406KB) ( 1096 )  

    文中对南阿尔金高压—超高压变质带巴什瓦克地区的高压麻粒岩中的金红石进行了电子探针和薄片原位LAICPMS微量元素分析。数据结果显示,运用电子探针和薄片原位LAICPMS两种实验方法测得巴什瓦克高压麻粒岩中的金红石Zr含量在误差范围内基本一致。对比研究表明,经过压力校正的Thomkins等(2007)的金红石Zr含量温度计算公式更适合本区高压麻粒岩温度的计算,而采用Zack等(2004)和Watson等(2006)的公式计算的温度分别比前人通过传统温度计获得的温度结果偏高和偏低。按照Thomkins等(2007)的金红石Zr含量温度计算公式,以压力为2 GPa计算获得,巴什瓦克地区新鲜高压麻粒岩样品中金红石Zr含量温度为890~962 ℃,被解释为代表了高压麻粒岩峰期的变质温度;而以压力为1 GPa计算得出,退变高压麻粒岩样品中金红石Zr含量温度为764~822 ℃,代表了晚期中温麻粒岩相退变质阶段的变质温度。以上结果进一步证实南阿尔金高压—超高压变质带巴什瓦克地区的高压麻粒岩经历了峰期超高温/高压麻粒岩相变质作用和晚期中温麻粒岩相退变质作用的叠加。

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    柴北缘沙柳河地区洋壳超高压变质单元中异剥钙榴岩的发现及其地质意义
    张贵宾,张立飞
    2011, 18(2): 151-157. 
    摘要 ( 2099 )   PDF(1775KB) ( 1155 )  

    在柴北缘超高压变质带东端的沙柳河地区蛇绿岩剖面中,首次发现了与蛇纹石化方辉橄榄岩共生的异剥钙榴岩。该异剥钙榴岩主要由钙铝榴石、透辉石、绿泥石、碳酸盐及少量葡萄石和黝帘石组成。异剥钙榴岩通常被认为是洋底变质作用的标志性产物。因此,此异剥钙榴岩的确定,为柴北缘超高压变质带曾经存在过洋壳俯冲提供了又一证据。

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    北秦岭榴辉岩及相关岩石年代学的进一步确定及其对板片俯冲属性的约束
    陈丹玲,刘良
    2011, 18(2): 158-169. 
    摘要 ( 2547 )   PDF(1667KB) ( 1404 )  

    在岩相学观察和锆石CL图像研究的基础上,利用LAICPMS原位分析方法,对北秦岭官坡超高压榴辉岩和伴生的石榴石角闪岩(榴闪岩)进行了详细的锆石微区微量元素和UThPb同位素分析,在榴辉岩样品中得到变质年龄为(502±11)Ma,原岩结晶年龄>(657±18)Ma;在榴闪岩样品中得到原岩结晶年龄为(791±6)Ma,变质年龄为487~503 Ma,角闪岩相退变质年龄为(366±4)Ma。岩石地球化学研究显示,北秦岭官坡地区的榴闪岩具有低Si(SiO2质量分数为4916%~5078%),高Ti(TiO2质量分数为228%~283%)、富集LREE、LILE和大部分的HFSE元素,不显Nb、Ta负异常的板内玄武岩特征,与北秦岭超高压榴辉岩地球化学特征一致。结合两者的野外产状、岩相学特征、锆石形貌和年代学研究结果,表明本文研究的官坡地区的榴闪岩是超高压榴辉岩在抬升过程中在角闪岩相条件下退变质的产物。综合两者的年代学研究结果,得到北秦岭地区超高压榴辉岩的变质年龄为(502±11)Ma,原岩结晶年龄为(791±6)Ma,角闪岩相退变质年龄为(366±4)Ma。研究得到的(502±11)Ma的榴辉岩相变质年龄与前人得到的该榴辉岩围岩超高压泥质片麻岩的变质年龄(507±38)Ma以及北秦岭松树沟地区的超高压长英质片麻岩的变质年龄485~514 Ma一致,表明它们经历了同期超高压变质作用。而且,榴辉岩(502±11)Ma的变质年龄与其原岩的结晶年龄(791±6)Ma存在近300 Ma的时间间隔,表明原岩具有板内玄武岩性质的北秦岭官坡超高压榴辉岩不可能是秦岭古生代大洋板块深俯冲的产物,而可能是已构造就位的古洋壳或裂谷火山岩在古生代随陆壳一起发生大陆深俯冲作用的产物。

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    新疆西天山古生代侵入岩的地质特征及构造意义
    朱志新,李锦轶,董连慧,王克卓,张晓帆,徐仕琪
    2011, 18(2): 170-179. 
    摘要 ( 2709 )   PDF(2070KB) ( 3551 )  

    新疆西天山造山带位于古亚洲构造域的中南部,古生代岩浆活动强烈,侵入岩发育。文章系统总结了新疆西天山古生代侵入岩的时空分布、地质特征及其地球化学特征,认为其是南、北天山洋盆演化的产物,早石炭世及其以前的古生代侵入岩呈带状分布于各山系中,主要为一套与洋盆收敛俯冲有关的钙碱性侵入岩,晚石炭世及其之后的古生代侵入岩则具有面状分布的特征,主要为一套与同碰撞有关的富铝花岗岩和后造山的富钾花岗岩。

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    新疆西南天山小哈拉军山辉长岩体岩石学及地球化学研究
    郭璇,朱永峰
    2011, 18(2): 180-190. 
    摘要 ( 2604 )   PDF(2858KB) ( 1192 )  

    出露于西南天山特克斯县东南的小哈拉军山辉长岩体主要由角闪辉长岩和含磁铁矿辉长岩组成。角闪辉长岩主要由单斜辉石、角闪石和斜长石组成;含磁铁矿辉长岩主要由斜长石和磁铁矿组成。这两类岩石都含少量方解石。这些方解石均呈独立矿物出现,且与长石、单斜辉石或黑云母平衡共生。这些方解石是原生碳酸盐矿物(不是后期热液蚀变的产物)。两类岩石属于钙碱性系列,富集轻稀土元素,亏损重稀土元素,轻重稀土之间的分异比较明显,但不显示Eu异常。辉长岩相对富集大离子亲石元素而亏损高场强元素。岩石学和地球化学研究表明,小哈拉军山辉长岩是碳酸盐化地幔极低程度部分熔融的产物,斜长石堆晶过程对岩浆演化起重要作用。

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    西准噶尔克拉玛依岩体的成因:年代学、岩石学和地球化学证据
    贺敬博,陈斌
    2011, 18(2): 180-191. 
    摘要 ( 1940 )   PDF(5816KB) ( 2541 )  

    西准噶尔地区克拉玛依岩体主要由闪长岩和花岗岩组成,锆石SHRIMP法给出的岩体结晶年龄为(3155±28) Ma,为晚石炭世侵入岩。克拉玛依岩体具岛弧岩石的元素地球化学特征:总体上岩石富钠,A/CNK=057~084,富集LREE,(La/Yb )N=47~61,Eu显示弱负异常(δEu=076~091),富集大离子亲石元素,亏损高场强元素Nb、Ta,是钙碱性的I型花岗岩。岩体各主要元素随SiO2呈良好的线性变化,表明壳幔岩浆混合作用和/或结晶分异作用在不同类型的岩石成因上起重要作用。岩体中发育闪长质的暗色包体,包体和寄主岩石中都有斜长石、角闪石等矿物结构和成分不平衡的现象,说明包体和寄主岩石之间进行了晶体和化学物质的交换,包体为岩浆混合成因。在同位素特征上,寄主岩石和包体相似,都显示出亏损地幔的特征,ISr(t)=0703 52~0703 88,εNd(t)=69~74。模拟计算表明,古老大陆地壳在准噶尔地区几乎不存在。克拉玛依岩体的成因:碰撞后岩石圈伸展导致软流圈上涌和岩石圈地幔的部分熔融而形成大量玄武岩,后者底侵到下地壳位置引起年轻的下地壳(古生代大洋岛弧玄武岩和洋壳等)部分熔融而形成花岗岩岩浆,之后花岗质熔体与玄武质熔体发生强烈相互作用和岩浆混合,并经过富钙斜长石和辉石、角闪石等铁镁矿物的结晶分异作用形成了克拉玛依岩体。

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    新疆包古图Ⅲ号岩体岩石学和锆石SHRIMP年代学研究
    魏少妮,程军峰,喻达兵,郑波,朱永峰
    2011, 18(2): 212-222. 
    摘要 ( 2345 )   PDF(3097KB) ( 2322 )  

    野外地质观测表明,包古图Ⅲ号岩体由两部分组成(北部的Ⅲ1和南部的Ⅲ2),Ⅲ1的岩性为花岗闪长岩和石英闪长岩,Ⅲ2的岩性为石英闪长岩、闪长岩和少量辉石闪长岩。挑选Ⅲ1岩体中部新鲜石英闪长岩样品,测得其锆石SHRIMP年龄为(313±3)Ma。包古图Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ1、Ⅳ、Ⅴ号岩体具有相似的形成时间,集中在310~325 Ma,成矿作用发生在岩浆演化的晚期(316~310 Ma)。

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    内蒙古中部地区晚古生代地层接触变质作用研究初探
    李娟,郑常青,金巍,崔芳华,施璐,王虎
    2011, 18(2): 223-230. 
    摘要 ( 1802 )   PDF(1550KB) ( 1139 )  

    内蒙古中部晚古生代地层由于中生代岩浆的侵入,部分发生接触变质,变质程度多处于沸石相或葡萄石绿纤石相。通过对典型剖面的泥质岩石中的粘土矿物、伊利石结晶度以及镜质体反射率的分析,得出以下结论:(1)粘土矿物以伊利石和绿泥石为主,只在极少数样品中有伊蒙混层和蒙脱石,多数缺乏伊绿混层;(2)伊利石结晶度为022~040;(3)镜质体反射率Ro值为15~40。其结果表明:在岩浆侵入地区有小规模的接触变质,为极低级变质带,并未发生大规模的低绿片岩相的区域变质,而且这种变质只影响到晚二叠世以前沉积的地层和油气,分布范围有限。

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    二连浩特一带境内外构造-成矿带的衔接问题浅析
    余学中,薛春纪,丛丽娟,刘还林,段士刚
    2011, 18(2): 231-241. 
    摘要 ( 1938 )   PDF(5957KB) ( 1278 )  

    蒙古南戈壁地区在寻找斑岩型铜多金属矿方面取得丰硕成果。位于该地区东延长线上的二连浩特—东乌旗地区虽开展了多年勘查和研究工作,但未能实现铜多金属矿的勘探突破,因此,确定两者是否属于同一成矿带具有非常重要的意义。文中在系统分析该问题研究背景、现状的基础上,通过对比分析该地区航磁特征、遥感影像特征和部分地区布格重力异常特征,认为二连浩特—东乌旗地区与其相邻的蒙古东南部地区构成相对独立的构造成矿单元,其西、北边界为北东向延伸的宗巴音—头道桥—鄂伦春断裂,而受宗巴音深断裂控制的南戈壁成矿带往北东方向延伸,与二连浩特—东乌旗多金属成矿带不属于同一成矿带。因此二连浩特—东乌旗地区应具有自己独特的成矿规律和成矿条件。

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    从鄂尔多斯盆地油气勘查历程谈李四光找油气思想的发展
    赵文津
    2011, 18(2): 242-257. 
    摘要 ( 2476 )   PDF(3660KB) ( 1366 )  

    鄂尔多斯盆地正在以苏里格大气田为基础建设中国第二个大庆油田——“陕蒙大庆”。鄂尔多斯盆地油气勘查经历了一个复杂曲折过程,人们曾多次对这一盆地的找油气的前景产生怀疑,经过近30年的探索,在1970年发现庆阳三叠系油田以后才开始取得了重要进展。1988年发现了下古生界的靖边气田,2000年苏6井揭示了苏里格大气田,盆地的勘探开发工作一步一步取得重大突破。文中研究了鄂尔多斯的勘查历程,探讨了勘查中各阶段工作的指导思想与油田突破的关系及其关键环节。提出基本经验是:(1)在实践中不断总结,深化认识,克服找构造油气藏的思想束缚,认识到岩性油气藏的重要性。(2)李四光开始强调对盆地全面研究基础上选定工作方向,继而强调到盆地中部没有构造地区去找油气,表明他对鄂尔多斯盆地油气成藏条件的分析已跨出构造驱油、构造聚油的看法,有了找岩性油气藏的新认识。(3)强调三项技术:①高分辨率地震法圈定河道砂体;②低渗透油气层的压裂技术与超前注水;③“五加一”的管理模式。文中还提出今后扩大资源的工作方向。

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    地幔热柱多级演化及其成矿控矿研究:以张-宣幔枝构造研究为例
    牛树银,孙爱群,郝梓国,王宝德,马宝军,张建珍,魏明辉
    2011, 18(2): 258-267. 
    摘要 ( 4309 )   PDF(2050KB) ( 5008 )  

    张宣地区是河北省金银多金属矿床集中区,可划分出以宣化—崇礼—赤城一带岩浆变质杂岩区为中心的金矿集中区和外围盖层区的银多金属矿分布区。近年研究表明,金银多金属成矿物质主要来自地球深部,通过地幔热柱多级演化向上迁移,并在幔枝构造的有利构造扩容带中集聚成矿。分别以幔枝构造核部的东坪金矿、拆离带的黄土梁金矿和外围断陷盆地中的万全寺银金矿为例,通过其成矿作用的解剖、分析、归纳认为,在张宣幔枝构造展布区,平面上从核部向外围,垂向上由下部往上部,均具有金→银→铅锌矿的分带性,并已经在多处矿山得到采矿工程或钻探工程的证实,这对于深部找矿具有重要指导意义。同时据此分析表明,张宣幔枝构造区深部仍具有很大的找矿潜力,这种成矿作用分析也可以推广到成矿地质条件相近的幔枝构造区。

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    东营凹陷民丰地区深部储层成岩环境变化研究
    周瑶琪,周振柱,陈勇,路言秋,周红建,明玉广
    2011, 18(2): 268-276. 
    摘要 ( 2106 )   PDF(5253KB) ( 1005 )  

    通过薄片鉴定、激光拉曼光谱分析、全岩和粘土矿物分析以及流体包裹体测试等手段,结合埋藏史分析,研究了东营凹陷民丰地区深部储层成岩环境的特点。分析认为,东营凹陷民丰地区深部储层成岩现象丰富,表现出不同成岩环境相叠合的特征,存在酸性、碱性和酸性碱性交替等多重成岩环境。着重利用不同成岩环境代表矿物中的流体包裹体分析成岩环境的变化,结果显示,3 000~3 200 m是碱性流体活动的重要深度。东营凹陷民丰地区深部储层在埋深过程中由浅到深大致经历了(弱)碱性(小于1 750 m)→酸性(1 750~3 200 m)→酸碱交替(3 200~4 000 m)→碱性(4 000~5 000 m)→弱碱性到弱酸性(大于5 000 m)多重成岩环境的变化,从而形成了现今复杂的成岩现象。埋深和温度是成岩环境变化的宏观主导因素,但并非绝对控制因素,局部流体性质的变化更能直接导致成岩环境的变化。

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    砂泥岩间互地层裂缝延伸规律探讨
    戴俊生,冯建伟,李明,王军
    2011, 18(2): 277-283. 
    摘要 ( 1745 )   PDF(1525KB) ( 4938 )  

    目前裂缝预测主要集中在对开度、密度和发育强度等参数的半定量或定量化预测方面,对裂缝的延伸规律和穿透性研究缺少深入研究。针对这种情况,文中以天山山前某油田沙泥岩间互地层为例,采用应力场数值模拟法建立应力场与裂缝参数之间的定量关系,从而实现裂缝在沙泥岩间互地层中的的延伸规律与穿透性研究。模拟结果显示,越薄的砂岩层越容易产生构造裂缝,而砂岩厚度对砂岩中产生的裂缝在泥岩中的延伸长度影响很小,几乎可以忽略,且对延伸到泥岩中裂缝的孔隙度影响也不大,即不管泥岩上下砂岩层的厚度如何,延伸到泥岩中的裂缝孔隙度变化不大,均在038%左右;砂泥岩互层处裂缝在泥岩中延伸长度一般为15~2 m,当泥岩厚度为4 m左右时,砂岩裂缝恰好无法穿透泥岩,泥岩可作为有效的封盖层。

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    泌阳凹陷核三段地震沉积学研究
    董艳蕾,朱筱敏,胡廷惠,罗家群,刘桂兰,罗琪
    2011, 18(2): 284-293. 
    摘要 ( 2148 )   PDF(5482KB) ( 893 )  

    泌阳凹陷深凹区核三段发育辫状河三角洲、滑塌浊积扇及近岸水下扇砂体,受到技术方法和研究手段的限制,沉积相分布范围不明确,尤其是对滑塌浊积扇砂体不能进行详细的刻画。在地震沉积学理论指导下,首先采用提高分辨率、相位调整等技术将叠后三维资料调整到适合地震沉积学研究的最佳状态,然后利用地层切片技术,制作了展现沉积微相分布和沉积演化过程的切片数据体,最后综合分析岩心、录井、测井等资料,对典型地层切片进行沉积砂体的精细解释,预测了沉积相在时空上的展布和演变,为该凹陷寻找滑塌浊积扇等隐蔽油气藏提供了较为可靠的依据。

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    多信息综合火山岩储层裂缝表征: 以徐深气田徐东地区营城组一段火山岩储层为例
    陈欢庆,胡永乐,靳久强,冉启全,王拥军
    2011, 18(2): 294-303. 
    摘要 ( 2228 )   PDF(3767KB) ( 1409 )  

    从成因角度将徐深气田徐东地区营城组一段火山岩储层裂缝划分为构造裂缝、冷凝收缩裂缝、炸裂缝、溶蚀裂缝、缝合缝、风化裂缝等多种类型。根据动静结合的思路,综合岩心、镜下薄片、常规和FMI测井资料、地震等多信息以及地震相干分析和蚂蚁追踪等技术,对各类型裂缝发育特征进行详细表征。结果表明,上述井震资料的结合可以完成火山岩储层裂缝表征,宏观上沿着徐东地区徐中断裂和徐东断裂裂缝最为发育,大致呈近SN向展布。微观上在发育SN向靠近断裂带裂缝的同时,还发育众多EW向或近EW向的裂缝。对裂缝成因机制分析,研究区目的层火山岩储层裂缝成因影响因素包括构造作用、火山岩性、火山岩体、火山岩相和成岩作用等,其中以构造作用和成岩作用为主。

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    MC-ICP-MS高精度测定Li同位素分析方法
    苏嫒娜,田世洪,李真真,侯增谦,侯可军,胡文洁,高延光,杨丹,李延河,杨竹森
    2011, 18(2): 304-314. 
    摘要 ( 1867 )   PDF(1529KB) ( 1050 )  

    以不同浓度Li元素标准样品和K、Ca、Na、Mg、Fe单元素标准样品的混合溶液为研究对象,采用3根阳离子交换树脂(AG 50WX8,200~400目)填充的聚丙烯交换柱和石英交换柱对Li进行分离富集,淋洗液分别为28 mol/L HCl、015 mol/L HCl以及05 mol/L HCl 30%乙醇,淋洗液体积小,仅为38 mL。分离回收率高,均大于976%。国际标样AGV2(相对于IRMM016)、BHVO2(相对于IRMM016)和IRMM016(相对于LSVEC)的δ7Li值分别为(513±094)‰(2σ,n=10)、(408±060)‰(2σ,n=4)和(0038±073)‰(2σ,n=10),与前人分析结果吻合,分析精度与国际同类实验室水平相当。并对比了马里兰大学同位素实验室和笔者实验室对同种岩石矿物样品的分析结果,在误差范围内具有很好的一致性。此外,对美国地质调查局提供的准标样NKT1霞石岩(相对于IRMM016)给出了定值,δ7Li值为(871±046)‰(2σ,n=4)。因此,本方法可用于测定天然样品的Li同位素组成。

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    氡气测量法-高密度电法在断层定位中的应用
    王诗东,庹先国,李怀良,葛宝
    2011, 18(2): 315-320. 
    摘要 ( 1762 )   PDF(1156KB) ( 1144 )  

    主要论述了氡气测量法与高密度电法相结合的综合物探方法在断层定位中的应用。通过已知断层在同一岩性、不同岩性的试验结果,同地质剖面对比分析,说明两种物探方法对断层定位是可行的。最后,将试验结果应用到工程地质推断断层,取得了较为理想的效果。

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    北武夷蔡家坪铅锌矿床硫化物特征、矿床成因类型及成矿时代
    代堰锫,余心起,吴淦国,李春麟,邱骏挺,张家菁,罗平
    2011, 18(2): 321-338. 
    摘要 ( 2358 )   PDF(5340KB) ( 1422 )  

    北武夷蔡家坪矿床是近年来新发现的一个中型铅锌矿床。矿床赋矿围岩为侏罗系水北组(J1s)、漳平组(J2z)砂岩,铅锌矿体多产在断裂旁侧破碎带及流纹斑岩与砂岩接触带。在野外调查基础上,通过显微镜下观察及电子探针分析,对矿区主要金属硫化物进行了细致研究。初步将成矿过程划分为沉积成矿期、岩浆热液期与表生期,其中岩浆热液期包括中、高温黄铁矿闪锌矿阶段,中低温石英硫化物阶段及碳酸盐岩阶段。中、高温黄铁矿闪锌矿阶段以中粗粒半自形自形黄铁矿与富铁闪锌矿组合为特征,反映了较高的形成温度,具绿帘石化蚀变。中、低温石英硫化物阶段属主成矿阶段,主要矿石矿物组合为黄铁矿+闪锌矿+黄铜矿+方铅矿,蚀变类型主要为硅化、绿泥石化及绢云母化。电子探针数据表明:随着成矿作用的进行,硫源越来越匮乏。硫化物微量元素分析显示,岩浆热液作用主导矿区成矿,并且可能有层控作用、沉积变质作用参与成矿,矿床具有多成因叠加的特点。矿体呈顺层与切层两种产状也表明,铅锌矿体成因类型为非单一型。硫同位素分析表明,矿区的硫主要是岩浆来源,有深源岩浆的参与,并且成矿物质沉淀时已基本达到硫同位素平衡。据绿泥石温度计、Cd元素地质温度计、硫同位素温度计计算的成矿温度为2923~4906 ℃,成矿温度属中高温范畴,与微量元素分析结果一致。野外调查结果显示,矿区F4断裂为破矿构造,断裂带内长英质脉体钾长石40Ar /39Ar年龄暗示铅锌矿体成矿时代应早于(120±4) Ma。结合前人研究成果推测,蔡家坪铅锌矿床成矿时代为120~138 Ma,与华南地区伸展成矿阶段对应。综合分析认为,蔡家坪铅锌矿床属中温岩浆热液型矿床,岩浆热液作用主导成矿,并且存在层控作用、沉积变质作用共同参与成矿。

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    水铁矿的结构、组成及环境地球化学行为
    王小明,杨凯光,孙世发,徐剑,李耀光,刘凡,冯雄汉
    2011, 18(2): 339-347. 
    摘要 ( 4076 )   PDF(1195KB) ( 4050 )  

    水铁矿广泛分布于水、土壤、沉积物和生物体中,它具有大比表面积和高表面活性,控制和影响着环境中某些污染物质和营养元素的形态、迁移和转化。此外,它也是环境中其他晶质铁(氢)氧化物形成的前驱体。然而,人们对水铁矿在环境中的作用和重要性的认识还存在不足,主要表现在:(1)水铁矿通常被混淆为无定形铁氢氧化物或水合铁氧化物,环境中的水铁矿因难以分离和进行定量分析而使其含量常被低估;(2)水铁矿结晶弱,结构表征困难,对其在环境中的分布、组成、结构及性质的认识较欠缺。水铁矿以弱晶质的纳米颗粒形式存在,其XRD(X射线衍射)线少且宽、强度弱。根据衍射线的条数可将水铁矿分为结晶较弱的2线水铁矿(2LFh)和结晶较好的6线水铁矿(6LFh)。目前,普遍接受的水铁矿化学式为Fe5HO8·4H2O,但大量实验表明H2O不是水铁矿结构的必要成分,且容易被吸附的外来物质取代。有人提出水铁矿是一种二元结构,中心为八面体配位Fe,表面以四面体配位Fe为主,这有待论证。最近,通过PDF(配对分布函数)研究水铁矿的结构表明,理想水铁矿结构包含20%四面体配位Fe和80%八面体配位Fe,化学式为Fe10O14(OH)2。然而, 不少学者对这一新的水铁矿结构模型提出了质疑。对近年来水铁矿的分布、组成、结构和环境行为方面的研究和存在的问题进行了综述和讨论,并且对水铁矿的未来研究方向进行了展望。

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