地学前缘

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"战略矿产成因与勘查"主题专辑目次

2026, 33(2): 0-0.

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战略矿产成因与勘查

邓军, 邱昆峰, 李珊珊, 梁亚运

2026, 33(2): 0-Ⅳ.

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战略矿产成因与勘查研究以地球系统科学为框架,致力于揭示关键金属元素在复杂地质过程中的超常富集机制、时空分布规律及其主控因素。该领域通过集成多学科的前沿交叉方法,旨在研究地球深部过程、岩石圈演化、流体地球化学及多圈层相互作用^[1-3]。学科发展前沿正经历着从定性描述到定量模拟、从宏观推断到微观机理、从静态分析到动态重构的深刻转型^[4-6],高精度原位同位素定年与示踪、光谱矿物识别、计算地球化学模拟及大数据智能分析等新技术的融合应用,正在系统揭示成矿物质来源、迁移、沉淀和改造的全过程,推动成矿理论向动态、系统和多尺度耦合方向演进^[7-12]。在此背景下,深入开展成矿机制研究,不仅是阐明矿床形成本质、建立普适性成矿模型的理论基石,更是从源头上识别关键控制要素、提炼有效找矿标志的科学前提^[13-16]。而基于多元信息融合、三维地质建模与人工智能预测的现代找矿实践,则是将理论认识转化为勘查突破、应对深部与隐伏矿体找矿挑战的新途径^[17-19]。二者构成从理论探索、方法创新到实践验证的完整闭环,共同引领矿床学的学科发展方向,并对提升国家资源安全保障能力与全球资源配置竞争力具有至关重要的战略意义。

本专辑围绕金、稀土及多金属矿床研究,依次呈现了从方法探索、机理揭示到找矿实践的研究进展。专栏一展示了激光原位Rb-Sr定年、短波红外光谱识别、磷灰石地球化学分析以及太赫兹探测等前沿技术方法应用,为矿床精细研究提供了新的观测视角和分析手段。基于这些技术支撑,专栏二聚焦胶东、右江、辽东等典型金矿及华北、赣南等稀土矿床,深入揭示了其矿物组合、元素赋存状态、成矿流体演化与富集机制,深化了对关键金属成矿规律的认识。基于上述认识,专栏三则着眼于找矿实践,通过三维建模、流体填图、物源示踪等技术手段,在龙门山、东天山、准噶尔盆地等地区开展深部预测与勘查评价,体现了理论与方法在指导找矿突破中的应用。三个专栏层层递进,共同展现了当前矿床学研究的技术前沿、理论进展与找矿方向。

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激光原位Rb-Sr年代学定年原理、分析方法和地学应用

于鹏岳, 李超, 张基昊, 章浩, 任竑宇, 左鹏飞, 张苏坤, 冯绍平, 于皓丞, 邱昆峰

2026, 33(2): 1-26.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2025.1.23

摘要 ( 77 )

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Rb-Sr放射性衰变广泛应用于岩石矿物年代学中,由于⁸⁷Sr同位素在质谱测量过程中会受到⁸⁷Rb的同质异位素的干扰,传统的方法只能通过化学前处理分离Rb和Sr元素,导致流程繁琐、实验周期较长、化学试剂消耗量大。此外,整体分析很难将不同期次、不同阶段矿物分离。近年来,激光剥蚀电感耦合等离子体串联质谱仪(laser ablation triple quadrupole inductively coupled plasma mass spectrometry,LA-ICP-MS/MS)的发展使原位Rb-Sr定年成为可能。LA-ICP-MS/MS在碰撞反应池中通入反应气体,通过测量Sr与N₂O或者SF₆等气体反应转换的SrO⁺或SrF⁺,实现⁸⁷Rb和⁸⁷Sr的在线分离。原位Rb-Sr定年具有高效、低成本和原位分析等显著优势,被初步应用于地学研究中。本文介绍了原位Rb-Sr定年原理及方法,并梳理了该方法在微区原位定年中存在的元素分馏和基体效应等问题。回顾了近年来LA-ICP-MS/MS Rb-Sr年代学应用的研究进展,重点论述了该方法在沉积岩地层时代的直接厘定、基性岩浆岩和伟晶岩中精确定年、多期变质事件识别、断层活动的时代限定以及金矿成矿时代确定等方面的应用,包括在月球样品中原位Rb-Sr定年也呈现出较大的潜力。LA-ICP-MS/MS Rb-Sr定年技术的发展和应用,为未来地质年代学的研究提供了新思路,在地球科学研究中具有重要的发展前景。

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花岗伟晶岩中锂霞石形成机制的实验研究

刘强, 李建康, 刘永超

2026, 33(2): 27-39.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2025.1.24

摘要 ( 55 )

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锂霞石是富锂伟晶岩中的主要锂铝硅酸盐矿物之一,目前对其形成机制仍不清楚。本文利用热液金刚石压腔,结合激光拉曼,通过原位观测高温高压实验,系统探究了锂霞石在花岗伟晶岩体系中的形成机制。实验结果表明,在石英饱和条件下,锂霞石在250~300 ℃、244~343 MPa条件下便失稳,与石英反应,形成锂辉石。对比之下,在石英不饱和体系,锂霞石可以在高达695 ℃、954 MPa条件下结晶和保持稳定。另外,实验结果显示热液交代锂辉石形成锂霞石的反应需要热液本身具有较高的锂活度,pH偏碱性条件有利于反应的快速发生。本文提出,锂霞石可归类为硅不饱和矿物,这解释了锂霞石在花岗伟晶岩高硅体系产出稀少的原因。“锂霞石+石英共生集合体”形成于低温低压条件,代表锂辉石等锂铝硅酸盐矿物经历退变质等化学分解的产物;而“锂霞石细脉”“锂霞石+钠长石共生集合体”“锂霞石结核体”等可以形成于较高温度压力条件,在矿物裂隙等局部硅不饱和环境,锂霞石从灌入的富锂流体中直接结晶或形成于热液交代锂辉石等原生矿物过程。本文强调,锂霞石可以在较广的温度压力条件下形成,根据锂霞石的出现来约束富锂伟晶岩成岩成矿p-T-x演化轨迹时需结合锂霞石的赋存状态。

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可见光-短波红外反射光谱快速识别稀土:以广西佳平花岗岩风化壳剖面为例

罗小敏, 周丽, 易泽邦, 高齐云

2026, 33(2): 40-51.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2025.1.27

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反射光谱技术能够快速获取目标地物的特征吸收参数,是实现稀土资源快速勘探的重要手段。风化壳型稀土矿床是全球重稀土资源的重要来源,为了进一步扩展反射光谱技术在风化壳型稀土矿床探勘中的应用,本文以广西佳平“上部富集轻稀土、下部富集重稀土”的花岗岩风化壳剖面为研究对象,通过剖面岩心的可见光-短波红外(visible to shortwave-infrared,VSWIR,350~2 500 nm)反射光谱测试,探究反射光谱特征对剖面风化强度和轻、重稀土含量的响应能力。研究结果表明:风化壳剖面中黏土矿物相关吸收波长的组合比值d₁₃₉₆/d₁₉₁₀和d₁₃₉₆/d₂₁₇₀与指示剖面风化强度的化学蚀变指数(chemicalindex of alteration,CIA)呈显著正相关性,波长比值能稳定且快速地对剖面的风化强度进行准确表征;反射光谱的二阶导数参数能够揭示剖面的稀土含量特征,794 nm附近的二阶导数参数最大值能对剖面Nd含量和轻稀土总量进行有效指示,而484 nm附近的二阶导数参数最大值能够对剖面Er含量和重稀土总量进行有效指示。本文研究结果可为风化壳型稀土矿床,特别是重稀土矿床的反射光谱勘探提供有效的借鉴和参考。

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喜马拉雅东段库曲锂辉石伟晶岩磷灰石研究及指示意义

周起凤, 秦克章, 刘宇超, 何畅通, 曹明坚, 孙珍军, 赵俊兴, 陈彤

2026, 33(2): 52-75.
DOI: 10.13745/j.esf.yx.2025.1.38

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磷灰石是花岗岩-伟晶岩系统中重要的副矿物,记录了岩浆分异-热液演化等成岩成矿过程。喜马拉雅造山带是我国重要的稀有金属资源潜力区,其花岗岩-伟晶岩系统广泛产出磷灰石。本文调查了喜马拉雅东段库曲岩体中的3处含锂辉石伟晶岩脉(1号脉、2号脉和3号脉)及其围岩白云母花岗岩中的磷灰石的产状,开展磷灰石内部结构分带和主微量化学组成研究。阴极发光和背散射图像下,库曲含锂辉石伟晶岩脉中磷灰石呈均一结构、核-边(生长边或蚀变边)结构和补丁结构,白云母花岗岩中磷灰石呈均一和振荡环带结构。磷灰石的MnO和F含量为0.06%~1.69%和2.59%~3.28%,X(Fap)、X(Cap)和X(Hap)分别为0.689~0.885、<0.002和0.115~0.311。磷灰石的微量元素中Li、Ga、Ge、Sr、Y、Pb、Th和U的含量变化范围大,Zn、Cd和Sn的含量低。稀土元素配分模式显示明显的四分组效应和Eu负异常。与白云母花岗岩相比,含锂辉石伟晶岩脉中磷灰石贫Sr,富Mn、Pb、REE、Li、Ga和Ge,低Sr/Y值(0.002~0.104),具有强烈的稀土元素(rare earth element,REE)四分组效应(TE_1,3=1.26~1.64)、较高的Y/Ho值(30.7~65.0)、极低的Eu/Eu^*值(0.002~0.016),以及高的Ce/Ce^*值(1.08~1.23),表明富锂岩浆具有分异程度高、存在大量流体出溶的内在特征。富锂伟晶岩中磷灰石的微量元素化学行为与岩浆分异演化引起的结晶介质物理化学性质变化密切相关。通过对比分析磷灰石的微量元素含量(Mn、Sr、Y、REE和Pb等)以及元素对比值,如Sr/Y值和(La/Yb)_N值等,发现:1号脉内的含锂辉石伟晶岩中磷灰石的结晶介质物理化学性质不一,该脉内的锂辉石伟晶岩具有相对高的分异演化程度;与1号脉相比,2号脉和3号脉的锂辉石伟晶岩的岩浆分异程度更高;且3号脉锂辉石伟晶岩岩浆经历了更多的斜长石结晶分异和流体出溶。含锂辉石伟晶岩脉中磷灰石的核部与蚀变边/补丁的化学演化,揭示了流体交代过程中不同程度的元素带入带出,反映了流体性质的不同。不同含锂辉石伟晶岩脉中流体化学组成具有一定的差异。富锂岩浆体系中存在复杂的流体活动。结合与喜马拉雅中段琼嘉岗锂矿和东段嘎波锂矿的磷灰石化学特征的对比,喜马拉雅东段和中段的富锂岩浆及其形成演化过程可能不同。

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基于太赫兹时域光谱的沉积岩含水性分析:以西秦岭造山型金矿三叠系赋矿围岩为例

滕卓尔, 李珊珊, 高子越, 王洁, 李康宁, 侯朝宗, 黄昊翀, 郑志远

2026, 33(2): 76-87.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2025.1.40

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西秦岭造山型金矿成矿流体主要来源于区域地层中含水矿物在进变质作用过程中的脱水反应。尽管X射线衍射、傅里叶变换红外光谱和拉曼光谱等常规方法已被广泛应用于含水矿物的识别,但由于对氢元素敏感性较低、水相关信号干扰显著以及荧光效应的影响,这些方法在精确鉴定含水矿物类型和定量分析岩石水含量方面仍存在明显局限。太赫兹时域光谱(terahertz time-domain spectroscopy,THz-TDS)技术作为一种非破坏性光谱分析手段,对水分子集体振动模式及矿物晶格中水的赋存状态高度敏感,为岩石中含水矿物的有效识别与表征提供了新的技术途径。本研究以西秦岭造山带甘南地区三叠纪地层为研究对象,综合岩相学观察与太赫兹时域光谱分析,识别地层中的含水矿物并分析其含水特性,进而约束不同岩性的地层在进变质过程中发生脱水反应的潜力。结果表明,三叠纪地层中的绢云母、黑云母、绿泥石和褐铁矿等含水矿物表现出明显的太赫兹吸收特征,其中含分子水的褐铁矿呈现最显著的吸收特征峰。以绿泥石为主要含水矿物的砂岩显示出较高的太赫兹吸收系数与折射率,反映其具较高的含水量,表明该类岩石在进变质过程中能够通过脱水反应提供主要的成矿流体。本研究证实太赫兹时域光谱技术在沉积岩含水特性及含水矿物表征中具有良好的应用,为示踪造山型金矿成矿流体来源提供了新的技术方法。

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磷灰石年代学、地球化学特征对大厂矿田东矿带大幅楼脉状Sn-Zn矿床成矿作用的指示

张宇, 肖昌浩, 于萍萍, 张闰峰, 胡利娟

2026, 33(2): 88-104.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2025.1.19

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丹池成矿带是我国华南重要的锡多金属集中区域,大厂矿田锡多金属成矿与晚白垩世黑云母花岗岩(笼箱盖岩体)密切相关。然而,岩浆-热液演化过程中熔/流体化学性质、挥发分、体系氧逸度变化等尚不明确,从而限制了对大厂矿田锡多金属矿床锡富集机制和矿床成因的理解。笔者首次在大厂矿田东段大幅楼Sn-Zn矿床22-1号矿体中发现了与锡矿化密切相关的自形粗粒热液磷灰石,结合已有黑云母花岗岩、花岗斑岩脉中未蚀变岩浆磷灰石和蚀变磷灰石资料,利用岩浆-热液演化过程中熔/流体化学性质变化,系统探讨锡富集机制和矿床成因的关键科学问题,同时,建立利用磷灰石地球化学数据区分锡矿与其他成因类型矿床的新型综合图解,为找矿勘查提供指导。为此,笔者对大幅楼矿床热液磷灰石开展了精细矿相学研究、激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS) U-Pb定年、X射线荧光光谱(XPS)和电子探针(EPMA)主量成分分析工作。磷灰石矿相学结果表明,自形粗粒磷灰石(粒径为50~200 μm)主要与铁氧化物、锡石、钛铁矿和石英共生。电子背散射(BSE)图像和XPS面扫描分析下,磷灰石表面均一,不发育环带,Ca、P和F元素分布均匀。电子探针主量元素分析表明,磷灰石明显富F(含量为3.63%~4.47%),贫Cl(含量<0.036%),属于氟磷灰石。磷灰石原位U-Pb定年结果显示,大幅楼矿床热液磷灰石形成于(96.2±5.7)Ma。未蚀变岩浆磷灰石高F特征表明,大厂矿田初始岩浆相对富F,可有效降低岩浆固相线温度和黏度,延长岩浆演化过程,有利于Sn在残余熔体中富集。岩浆磷灰石低的As含量(含量为(1.15~7.18)×10^-6),以及大幅楼矿床流体包裹体中CH₄的大量出现,表明岩浆演化和大幅楼矿床热液成矿阶段,体系氧逸度( $f O 2$ )始终维持在较低水平。结合前人流体包裹体成分分析和测温结果,认为流体降温是导致大幅楼矿床锡石沉淀的主要原因,锡石与毒砂的氧化还原缓冲在锡石-硫化物阶段锡石沉淀过程中发挥了重要作用。华南典型锡矿和其他不同成因类型矿床磷灰石微量元素的主成分分析(PCA)和核密度估算(KDE)结果显示,锡矿相关磷灰石富集La、Ce、Pr、Sm、Gd、Dy、Yb和Y元素,可作为区分锡矿与其他成因类型矿床的判别标志。

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北秦岭公家坪金矿床Au-Ag-Te-(Bi)矿物的发现及其地质意义

葛战林, 高永宝, 章永梅, 顾雪祥, 郑艳荣, 马承, 郝迪, 董阳阳, 冯李强

2026, 33(2): 105-126.
DOI: 10.13745/j.esf.yx.2025.1.26

摘要 ( 52 )

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公家坪金矿是北秦岭新近勘查的一处中型金矿床,矿体以石英脉型为主,产于中—晚三叠世花岗(斑)岩的NW-NWW向脆韧性断层中。矿石以富Au-Ag-Te-(Bi)矿物为特征,然而关于其矿物共生组合、成矿物理化学条件及金的富集机理尚不清楚。显微矿相学观察和电子探针分析表明:公家坪金矿床的碲化物有碲金银矿、碲银矿、六方碲银矿、碲铅矿、碲铋矿、辉碲铋矿和硫碲铋矿B;金矿物以含金碲化物和自然金为主,且自然金成色为835~889,平均值为855。矿物共生关系、流体包裹体及热力学相图研究结果显示:主成矿阶段石英中的原生流体包裹体主要有3种类型,即H₂O-NaCl包裹体(W型)、CO₂-H₂O-NaCl包裹体(C型)和纯CO₂包裹体(PC型);成矿流体总体属于中温(180~320 ℃)、低盐度(0.7%~8.7%)、中酸性、低氧逸度、高碲逸度及相对低硫逸度的偏还原CO₂-H₂O-NaCl±CH₄体系。其中,热液成矿期Ⅱ阶段以富铋-(硫)碲化物(碲铋矿+辉碲铋矿+硫碲铋矿B)为特征,含矿热液的pH=4.1~6.2、logfO₂=-42.0~-36.5、logfTe₂=-13.2~-10.5和logfS₂=-14.4~-11.1;Ⅲ阶段发育大量Au-Ag-(Pb)-Te矿物(自然金+碲金银矿+碲银矿+六方碲银矿+碲铅矿),成矿流体的pH=4.1~5.7、logfO₂=-42.0~-36.5、logfTe₂=-10.5~-9.5和logfS₂=-14.4~-11.9。富Au-Ag-Te熔体对热液中金的抽提,可能是导致金发生富集沉淀的关键机制。

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右江盆地烂泥沟和林旺金矿床晚期热液成矿效应研究

何雁飞, 杨再风, 陈军, 支太云, 赵平, 潘启权, 谭泽东, 杜丽娟, 杨瑞东, 万大学, 刘坤

2026, 33(2): 127-147.
DOI: 10.13745/j.esf.yx.2025.1.28

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位于扬子地块西南缘的右江盆地是华南大面积低温成矿域的重要组成部分,盆地内发育大量的金、锑、汞和砷等热液型矿床,其中金具有典型卡林型金成矿特点。对于右江盆地内大多数卡林型金矿床而言,在成矿晚期呈现出强烈的金-锑-汞矿化,代表了卡林型热液成矿系统的晚期成矿效应,目前对于这些金矿床中金-锑-汞矿化过程及成矿机制研究尚不清楚,限制了对区域成矿规律的全面认识。林旺与烂泥沟金矿床是盆地相区典型的受断裂控制的卡林型金矿床,且二者具有相同的围岩-构造-蚀变特征,在成矿晚期普遍存在金-锑-汞矿化。岩相学研究显示,成矿早期浸染状矿体矿物组合为细粒黄铁矿(Py1)-(铁)白云石-石英-伊利石;成矿晚期主要以脉状矿化为特点,其矿物组合为粗粒黄铁矿(Py2)-辉锑矿-辰砂-石英-方解石-沥青。对黄铁矿进行激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry,LA-ICP-MS)微量元素点分析显示,成矿晚期粗粒黄铁矿的形成过程可能经历了多阶段演化,并通过溶解-再沉淀机制继承了早期黄铁矿的特征。不同的是,在晚期沥青脉中,粗粒黄铁矿(Py2b)LA-ICP-MS微量元素点、面分析均显示Au-As呈明显的负相关关系,且黄铁矿核部含金性优于边部,说明晚期含有机烃流体没有直接参与成矿。黄铁矿、辉锑矿和辰砂fs-LA-(MC)-ICP-MS硫同位素研究表明成矿晚期与早期具有相同的S源,来自三叠系赋矿地层。综合分析认为,成矿晚期脉状矿化和早期微细浸染状矿化可能是同一成矿流体多期次演化(挤压-伸展转换背景)的产物,并叠加在早期金矿化之上,可能导致金的再次活化富集。

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金的赋存状态与超常富集机制:胶东新城金矿载金黄铁矿纳米结构约束

李瑞红, 杨立强, 龙涛, 袁士松, 于皓丞, 邵兴坤, 肖雪

2026, 33(2): 148-162.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2025.1.36

摘要 ( 56 )

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巨量金的迁移成矿与超常富集机制是矿床学研究热点,载金黄铁矿纳米结构是揭示金赋存状态及约束纳米尺度金超常富集机制的关键。胶东新城金矿是典型的构造破碎带蚀变岩型金矿,并且其主矿体金平均品位较高,载金黄铁矿中金发生了显著的富集。本文通过详细的岩相学和矿相学研究,厘定了成矿期4种类型的黄铁矿。应用光学显微镜、扫描电子显微镜聚焦离子束、球差校正透射电子显微镜和三维原子探针技术方法组合,对其纳米结构进行了研究分析,揭示出:(1)载金黄铁矿内部发育大量塑性显微构造变形,主要有不连续斜列位错线、位错缠结、位错扭折带和孤立分布刃型位错等;(2)载金黄铁矿晶体[$\bar{2} $01]晶带轴电子衍射花样标定结果显示晶面间距最大为0.545 nm,最小为0.219 nm;(3)载金黄铁矿三维原子探针测试结果显示载金黄铁矿分子式为FeS_1.73,金原子均匀分布,发育银原子团簇;(4)载金黄铁矿中金原子在黄铁矿中均匀分布,含量约为2×10^-6,原子个数检测误差为4.25×10^-9。综上,载金黄铁矿纳米结构及其三维原子分布特征,反映了成矿过程中黄铁矿纳米结构畸变导致的晶体缺陷等微观结构变化对金元素迁移与富集过程在原子和纳米团簇尺度具有控制作用。

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胶东笏山金矿床成矿时代和成因探讨:独居石年代学和地球化学证据

田杰鹏, 王金辉, 王来明, 任天龙, 王立功, 张文, 孙斌, 于晓卫, 王英鹏, 郭艳, 张贵丽, 祝培刚

2026, 33(2): 163-180.
DOI: 10.13745/j.esf.yx.2025.1.37

摘要 ( 40 )

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笏山金矿是胶东栖霞地区新发现的一个大型金矿,金资源量达30余t。矿体产出于新太古代祝家夼组黑云变粒岩和TTG质片麻岩中,受北北东向的西林—陡崖断裂控制。笏山金矿床具有独特的两期金矿化特征,即早期黄铁绢英岩化和晚期石英-黄铁矿-多金属硫化物-重晶石矿化。早期矿化中可见热液独居石与石英黄铁矿脉共生。石英黄铁矿脉中热液独居石SHRIMP U-Pb测年结果为(119.5±3.3) Ma,代表了笏山金矿的成矿早期时间,属于早白垩世,与胶东地区大规模的金矿成矿事件峰值较为一致。黄铁矿微量元素组成结果指示成矿流体主要来源于岩浆流体,原位S同位素结果显示:晚期黄铁矿的δ³⁴S值(平均值为6.75‰)普遍低于早期黄铁矿(平均值为7.26‰),这反映了随着成矿作用的进行,氧化作用加深。早白垩世时期(约120 Ma),胶东地区区域构造体制从挤压向伸展环境转换,引发了大规模的岩浆活动和热液成矿作用,伸展构造为成矿流体的减压和金的沉淀提供了有利条件。石英H-O同位素研究表明成矿后期,成矿流体中混入了大气水,导致流体的δ¹⁸O和δD值降低。结合近年来已有的研究成果认为:古太平洋板块向欧亚板块俯冲,构造体制由挤压向伸展转换,地壳伸展程度控制了金成矿强度。

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辽东鸭绿江金成矿带长甸金矿床成因:黄铁矿原位S-Pb同位素和微量元素证据

俞炳, 曾庆栋, 杨进辉, 张晓飞, 王珺璐, 李逢春, 陈辉

2026, 33(2): 181-194.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2025.1.39

摘要 ( 42 )

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长甸金矿床是辽东鸭绿江金成矿带上一处石英脉型金矿床(>1 t@2.90×10^-6),金矿体呈脉状赋存于片麻状黑云母花岗岩体内。以往的工作主要为基础地质调查,尚未对长甸金矿床开展过系统的矿床学研究,这极大地制约了长甸金矿床成矿物质和成矿流体来源、矿床成因类型等认识。本文开展了野外基础地质调查,对与金成矿密切相关的黄铁矿开展激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪(laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry,LA-ICP-MS)微量元素和激光剥蚀多接收电感耦合等离子体质谱仪(Laser Ablation Multi-Collector Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry,LA-MC-ICP-MS)S-Pb同位素分析工作。黄铁矿原位S同位素测试结果表明其δ³⁴S值为6.6‰~8.2‰,略高于地幔/岩浆硫值,与盖县组δ³⁴S值范围重叠,推断硫主要来源于岩浆硫,有少量盖县组硫源混入。黄铁矿原位Pb同位素测试结果显示其²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb和²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb值分别为38.190~39.576、15.528~15.928和17.374~17.803,表明铅主要来源于下地壳,有盖县组铅源混入。黄铁矿原位微量元素测试结果显示其有较高的Co/Ni值(0.32~2.57)和Te/Au值(>10),较为富集Co、Ni、As、Ag、Te、W、Bi和Pb等元素,表明初始流体来源为岩浆热液,盖县组通过强烈的水岩反应将大量成矿元素带入金成矿。综合研究表明,长甸金矿床属岩浆热液型金矿床,金成矿与早白垩世岩浆作用密切相关。

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辽宁生铁岭稀土矿磁铁变粒岩年代学和地球化学特征及其矿床成因类型初探

鞠楠, 刘博, 马婧轩, 辛后田, 刘欣, 伍月, 施璐, 樊金虎, 杨高, 曾维顺

2026, 33(2): 195-222.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2024.10.61

摘要 ( 73 )

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辽宁中部生铁岭稀土矿床产于古元古代胶-辽-吉构造带南辽河群内,有关其赋矿层位里尔峪组磁铁变粒岩研究程度偏低。本文对生铁岭稀土矿磁铁变粒岩开展岩相学、锆石和独居石U-Pb年代学和微量元素分析、全岩地球化学研究,以约束其岩石成因和构造背景,并对其成因类型进行初步探讨。岩相学、背散射图像、电子探针和独居石激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪(laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry,LA-ICP-MS)原位微区微量元素研究结果显示,生铁岭稀土矿产于里尔峪组磁铁斜长变粒岩和含磁铁黑云斜长变粒岩中,主要稀土矿物为独居石、磷钇矿和磷灰石等。锆石和独居石U-Pb年代学结果表明,生铁岭磁铁变粒岩最大沉积年龄为1.95 Ga(岩浆成因碎屑锆石),变质作用发生在1.90~1.87 Ga(变质锆石和独居石)。磁铁变粒岩Th-Sc-Zr/10和Th-Co-Zr/10图解显示样品落入大陆岛弧区域,结合区域上已发表的辽河群变沉积岩资料,认为其原岩可能是俯冲作用下的岛弧相关沉积。磁铁变粒岩样品的变质作用时限(1.90~1.87 Ga)与区域上辽河群中普遍记录的区域变质作用时限一致,形成于胶-辽-吉构造带形成过程中的弧-陆碰撞作用。综合磁铁变粒岩的稀土元素赋存特征、岩石成因和构造产出环境,推测其成因类型应为火山-沉积变质型。该认识为辽宁地区寻找火山-沉积变质型稀土矿提供了理论依据,产自辽河群里尔峪组的磁铁变粒岩是重要找矿标志。

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赣南石头坪重稀土矿床的分异富集机制:矿物学、地球化学、稀土赋存相态约束

彭宝丽, 何川, 李满根, 王先广, 王运, 杨婉贞, 陈念楠

2026, 33(2): 223-246.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2025.1.18

摘要 ( 44 )

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稀土是重要的战略金属资源,离子吸附型重稀土矿是我国的特色稀土资源。石头坪重稀土矿床是赣南地区新近发现的超大型离子吸附型重稀土矿床,其矿体呈现轻、重稀土矿并存(“上轻下重”)的分异富集特征,然而关于其成因机制至今尚未得到很好的解释。本文运用X射线粉晶衍射、电子探针、X射线荧光光谱、电感耦合等离子质谱和连续提取等方法,对石头坪矿床内一典型风化壳钻孔剖面进行矿物学、元素地球化学、稀土赋存相态和pH值特征等研究。结果表明,风化壳下部的正长花岗岩基岩中富含氟碳铈矿和新奇钙钇矿等易风化的轻、重稀土矿物,风化分解后可为风化壳提供丰富的轻、重稀土离子,因而是稀土成矿的主要物质来源。基岩中稀土元素总含量为558×10^-6,轻、重稀土元素含量均较高且重稀土元素更为富集(轻稀土元素(LREE)含量为242×10^-6,重稀土元素(HREE)含量为316×10^-6,LREE/HREE值为0.77,HREE占比为56.6%),属于富重稀土的成矿母岩。风化壳从下至上,长石、云母等造岩矿物逐步风化分解直至消失,形成以高岭石族和伊利石为代表的次生黏土矿物,它们成为风化壳中吸附稀土离子的主要载体。风化壳中稀土元素在风化淋滤作用下迁移至全风化层中下部富集成矿,上部矿体轻稀土富集占优,下部矿体重稀土富集更强,呈现“上轻下重”的双层矿体富集特征。风化壳剖面中稀土元素的赋存形式主要为离子交换态(含量为(29.8~330)×10^-6,占比为4.5%~59.0%)、铁锰氧化物结合态(含量为(55.9~318)×10^-6,占比为11.6%~40.8%)和残渣态(含量为(74.7~197)×10^-6,占比为22.2%~29.8%),腐殖酸结合态(含量为(5.02~86.3)×10^-6,占比为1.49%~11.0%)和强有机结合态(含量为(23.1~182)×10^-6,占比为9.47%~23.4%)次之,碳酸盐结合态(含量为(0.11~3.41)×10^-6,占比为0.01%~1.4%)和水溶态(含量为(0.11~4.26)×10^-6,占比为0.02%~0.55%)最少。风化壳剖面由上至下呈现出弱酸性向弱碱性转变的酸碱特征(pH值为5.4~8.8)。基于上述新的数据资料,我们认为石头坪重稀土矿床“上轻下重”分异富集的矿体特征,主要受控于母岩稀土特征、风化壳中稀土元素的赋存形式以及轻、重稀土元素显著不同的迁移-富集行为。首先,石头坪矿床成矿母岩中同时富含易风化的轻、重稀土矿物,因而具备形成轻、重稀土矿复合叠加的物质基础和成矿潜力;其次,离子交换态、铁锰氧化物结合态和有机结合态(腐殖酸结合态和强有机结合态)为该矿床风化壳中稀土富集矿化且可浸出的主要赋存相态,其中离子交换态轻稀土在风化壳中富集程度强于重稀土且在上部更为富集,而铁锰氧化物结合态和有机结合态对风化壳中重稀土的富集具有明显的偏向性且在中下部更为富集。这可能是导致石头坪重稀土矿床分异富集形成“上轻下重”的双层矿体的关键因素。此外,风化壳中黏土矿物特性、pH值、氧化还原条件和地下水流动性等因素也制约着石头坪重稀土矿床的形成。

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华北克拉通南缘水磨沟稀土矿床成矿时代及成矿过程

杜保峰, 李山坡, 吴鸣谦, 张荣臻, 陈俊魁, 王莉, 李珊珊, 邱昆峰

2026, 33(2): 247-264.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2025.1.30

摘要 ( 51 )

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栾川县水磨沟稀土矿床位于华北克拉通南缘,为一新发现以轻稀土为主的高品位稀土矿。稀土矿体呈不规则脉状展布于古元古代末期龙王碱性花岗岩体中的北西-北西西向构造带内,赋矿围岩为富含稀土的中粗粒钠铁闪石正长花岗岩。本文对其开展了显微矿物学、稀土元素地球化学和氟碳铈矿U-Th-Pb年代学研究,并探讨其成矿作用过程。矿物学研究显示,稀土矿石矿物主要为氟碳铈矿、氟碳钙铈矿、褐帘石和铈硅磷灰石,发育明显的交代结构,指示后期热液活动对稀土元素的富集成矿起着重要的作用。稀土元素地球化学特征显示矿石强烈富集轻稀土,轻重稀土分馏较强,稀土配分曲线呈具中等Eu负异常的右倾斜模式,与围岩龙王碱性花岗岩稀土元素地球化学特征总体较为相似,指示其与龙王碱性花岗岩体的亲缘性。氟碳铈矿激光剥蚀电感耦合等离子体质谱法(laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometer,LA-ICP-MS )U-Th-Pb测年获得主体Th-Pb加权平均年龄为(381.4±6.5)Ma,表明其主要形成时代属晚泥盆世早期。稀土成矿作用过程如下:古元古代末期,区域龙王碱型花岗质岩浆在高度结晶分异过程中稀土元素进行了初步富集;泥盆纪时,受构造挤压作用碱性花岗岩体中稀土元素发生活化,并沿构造破碎带迁移富集沉淀成矿,为水磨沟稀土矿的主成矿期;中生代时,碱性花岗岩体及稀土矿体局部发生构造热事件,部分稀土元素再次活化迁移,沿原来矿体位置局部发生了改造富集。

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鲁西地区龙宝山碱性杂岩体岩石成因与稀土元素富集机制

刘传朋, 马钊, 安茂国, 支成龙, 杨泽宇, 吴鸣谦, 尚振, 陈怀鑫, 韩宗瑞, 姜腾飞, 高文白

2026, 33(2): 265-289.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2025.1.31

摘要 ( 36 )

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龙宝山碱性杂岩体位于华北克拉通鲁西地区东南缘,是新发现的龙宝山稀土矿的赋矿岩体,但其岩石成因和稀土富集机制仍没有得到很好的解释。本文对该碱性杂岩体中的正长斑岩、石英正长斑岩、含角闪正长斑岩的岩石地球化学特征进行了系统的研究,旨在限定该岩体的成因机制,揭示稀土元素的富集机制。研究结果显示,龙宝山碱性杂岩体形成于早白垩世(130~128 Ma),所分析样品具有较高的SiO₂、Na₂O、K₂O和Al₂O₃含量以及较低的MgO、FeO和CaO含量,属于准铝质岩、过碱性岩、高钾钙碱性岩和钾玄岩。样品都表现出富集的Sr-Nd同位素特征,富集大离子亲石元素(large-ion lithophile element,LILE)和轻稀土元素(light rare earth element,LREE),亏损Nb、Ta和Ti重稀土元素(heavy rare earth element,HREE),且具较高的Nb/Y、Th/Yb、La/Sm和较低的Ba/Th值,这些均指示俯冲沉积物熔体交代了地幔源区并为源区提供了稀土元素的初始富集。在岩浆演化早期,角闪石和黑云母的分离结晶促进了稀土元素的进一步富集。钠长石交代是热液作用的结果,岩浆晚期的热液交代作用导致了稀土元素的富集成矿。因此,龙宝山碱性杂岩体起源于富集岩石圈地幔的部分熔融,俯冲海洋沉积物再循环诱发的稀土元素(rare earth elements,REE)初始富集对龙宝山碱性岩型稀土矿床的形成具有重要制约,岩浆-热液作用过程是稀土元素富集成矿的关键过程。

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准噶尔盆地中北部蚀源区岩浆岩时空分布特征与铀源条件分析

曹玉召, 吴玉, 钟军, 朱斌, 韩长城, 马静辉, 林陈雨, 何中波, 冀华丽, 东前, 郭子欣

2026, 33(2): 290-310.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2025.1.12

摘要 ( 36 )

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蚀源区铀源的分析和评价对沉积盆地中砂岩型铀矿的勘查具有重要意义。本研究聚焦于准噶尔盆地中北部地区,通过对蚀源区岩浆岩的铀含量特征、锆石U-Pb年龄分布和Hf同位素组成特征分析,探讨蚀源区岩浆岩时空分布特征、铀源条件以及有利铀源的岩浆岩特征,进而为准噶尔盆地中北部砂岩型铀矿找矿预测提供了源区评价依据。分析结果表明,准噶尔盆地中北部蚀源区富铀地质体的岩浆活动期次主要集中在奥陶纪、晚志留世—晚泥盆世和早石炭世—晚二叠世,其次为早侏罗世。在空间分布上,蚀源区富铀地质体的铀含量和供铀能力呈现出“自北向南减小、东高西低”的趋势。阿尔泰造山带中段和东准噶尔的野马泉岛弧带具有较高的供铀能力,而西准噶尔造山带的铀含量相对较低。在岩浆岩类型上,蚀源区古铀含量最高和供铀能力最强的岩体为酸性侵入岩,其次为碱性岩和酸性喷出岩,最后是中基性岩浆岩;在岩石成因上,S型的花岗岩较A型和I型花岗岩具有更好的铀源条件;另外,锆石Hf同位素特征显示,壳源岩浆岩相较于幔源岩浆岩更为富铀。因此,多种因素的叠加促使了有利铀源的形成。最后,根据有利铀源的分布和盆地内已知铀矿化信息,提出准噶尔盆地东部卡姆斯特地区、库普盆地西北缘、福津盆地北部以及和什托洛盖盆地北部具有较好的砂岩型铀矿的成矿潜力。

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龙门山构造带辛家咀金矿三维原生晕特征及深部找矿预测

王斌, 高永宝, 任涛, 寇少磊, 杨可, 王占彬, 刘基, 宋伊圩, 马振宇, 杜宛鸽

2026, 33(2): 311-330.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2025.1.17

摘要 ( 47 )

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金矿是我国重要的战略性矿产之一,随着在浅地表发现新矿床的难度日益增加,深部找矿已成为当前的勘查重点区。传统基于二维尺度的构造叠加晕测量在深部找矿实践中取得了较好成效,但在定量构建原生晕组合、精细刻画深部矿体分布和揭示矿化作用过程方面还存在局限性。随着计算机科学的快速发展,应用数理统计分析方法定量化表征前缘晕、近矿晕和尾晕的元素组合关系,从而建立三维原生晕找矿预测模型成为解决这一科学问题的重要途径。为此,本文选取位于龙门山构造带的辛家咀金矿开展三维原生晕深部找矿预测研究。首先,通过野外地质调查掌握了区域演化背景和矿区地质特征,并利用金品位等值线图发现矿体为北西倾,并向南西方向侧伏,推测流体为自南西向北东、由深至浅的侧向运移方向。根据矿区矿化蚀变特征,系统采集辛家咀金矿Ⅰ号矿体主成矿阶段17件构造叠加晕样品和围岩中626件三维原生晕样品。分别利用基于长度的浓度-长度(C-L)分形模型提取了寒武系和志留系中各元素的异常阈值,使用z-score方法消除元素背景差异。然后,使用层次聚类分析方法将构造叠加晕10种元素划分为3个簇,根据元素组合特征与我国热液金矿床理想原生晕组合对比得到矿区前缘晕、近矿晕和尾晕指示元素分别为As和Sb,Au、Ag和W,Co、Mo、Cu、Zn和Ni;并利用主成分分析方法定量化表征各元素间的线性关系。使用Micromine软件建立矿区三维原生晕深部找矿预测模型,根据深部原生晕找矿指标,并结合地质认识,预测辛家咀金矿I号主矿体在南西深部还有一定延伸,II号矿体在深部300 m范围内可能存在盲矿体,III号矿体向南西方向的延伸为300~560 m。三维原生晕预测结果与地质和物探结果可相互验证,表明圈定靶区具有较高的可靠性和准确性。

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胶东台上-水旺庄巨型金矿床矿体空间分布规律及深部找矿预测

刘向东, 丁正江, 邱昆峰, 闫春明, 范家盟, 张亮亮, 于皓丞, 解天赐, 李珊珊, 刘国栋, 周晓萍, 张慧君

2026, 33(2): 331-347.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2024.12.52

摘要 ( 43 )

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巨型矿床是矿产勘查的理想目标,其形成与定位是当前地球科学领域重大国际研究前沿。矿体空间分布规律对认识巨型矿床形成与定位和预测找矿至关重要。胶东作为世界第三大金矿集区,产出焦家、三山岛、玲珑3处超千吨巨型金矿床,成为研究巨型金矿床的热点地区。台上-水旺庄金矿床位于胶东金矿集区招平断裂带北段,近年来在500~2 500 m深度取得重大找矿突破,累计探明金资源量700余吨,达到巨型规模,是研究巨型金矿床矿体空间分布规律和找矿模型的理想对象。本文在系统梳理浅部和深部勘查成果的基础上,剖析了矿体的空间分布规律,提出了分段富集规律,构建了深部找矿模型,并进行了深部矿体定位预测、定量预测和靶区验证。研究发现:(1) 主矿体的空间分布受控于招平断裂带,呈较规则的脉状赋存于主裂面下盘的黄铁绢英岩化蚀变带内,沿走向和倾向具有膨胀夹缩和尖灭再现的特点;(2)矿化强度与控矿断裂倾角变化密切相关,控矿断裂倾角陡-缓转折部位和倾角相对较缓(倾角为10°~35°)部位易富集成矿;(3)主矿体总体向NEE侧伏,沿侧伏方向具有分段富集且富矿段之间具近似等间距的分布规律;(4)Ⅰ号矿体53~149号勘探线-2 800~-1 200 m标高范围为深部有利赋矿位置;(5)体含矿率法预测-5 000~-2 000 m潜在金资源量为642~723 t;(6)靶区验证结果证明本文建立的预测方法科学有效,为矿区及胶东同类型金矿的深部找矿提供了有力指导。

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东天山黄滩金铜矿床流体包裹体填图和成矿预测

王洪艳, 何西恒, 张静, 王鑫, 邓小华

2026, 33(2): 348-365.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2025.1.34

摘要 ( 52 )

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火山成因块状硫化物(volcanogenic massive sulphide,VMS)矿床提供了全球重要的铜、锌、金、银等金属资源。富金的块状硫化物矿床以伴生金而独具特色。黄滩金铜矿床位于东天山卡拉塔格集矿区东南部,是罕见的以金为主的块状硫化物矿床,主要赋存于中奥陶统大柳沟组海相火山岩中。该矿床的形成经历了VMS成矿期和热液成矿期。VMS成矿期进一步可划分为黄铁矿阶段和黄铜矿-闪锌矿阶段;热液期分为石英-硫化物阶段和石英-方解石阶段,金主要形成于热液成矿期。黄滩金铜矿床流体包裹体类型单一,主要为水溶液包裹体,可分为富液相包裹体、富气相包裹体和单相水溶液包裹体。石英流体包裹体成分分析和显微测温结果显示:VMS成矿期的流体包裹体均一温度集中在275~346 ℃,盐度w(NaCl_eqv)集中在5.7%~10.7%,气体成分主要为H₂O,含少量的CO₂;热液成矿期的流体包裹体均一温度集中在110 ℃~190 ℃,盐度w(NaCl_eqv)集中在1.1%~6.8%,气体成分主要为H₂O,表明含金流体为中低温、中低盐度的H₂O-NaCl体系。克里金(Kriging)插值法流体填图结果表明,5100勘探线剖面标高250 m、350 m和450 m附近流体温度和盐度相对较高,推测为黄滩矿床金成矿的热源中心,并且在标高250 m和350 m处矿化较强,Au品位较高。成矿流体热源中心和Au高品位位置在5100勘探线高度吻合,热源中心远端Au的品位较低,表明热源中心是找矿勘查的有力依据。

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准噶尔盆地西部车排子凸起中新统砂岩型铀矿含矿层沉积物源分析

林陈雨, 钟军, 吴玉, 朱斌, 钟日晨, 毛广振, 周宏伟, 曹玉召, 何中波, 冀华丽, 东前, 郭子欣

2026, 33(2): 366-385.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2025.1.10

摘要 ( 42 )

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车排子凸起是准噶尔盆地砂岩型铀矿找矿取得重要突破的新地区。近年来陆续发现了多个铀工业孔和矿化孔,已成为当前准噶尔盆地砂岩型铀矿的重点勘查地段之一。车排子地区主要赋矿层位为中新统沙湾组(一段)和塔西河组。针对不同地段主要赋矿层位砂岩开展了碎屑锆石U-Pb年代学和Hf同位素组成研究,并结合重矿物组合特征分析探讨了车排子地区中新统沉积期沉积物源和盆-山协同演化过程,为车排子凸起砂岩型铀矿形成提供基础地质约束。研究结果表明:车排子地区新近系沙湾组具有南北双向沉积物源体系特征,物质来源主要为北部的扎伊尔山和南部的天山,其中,北部地区以扎伊尔山为主,中南部则有更多天山地区的物源供给;而上覆地层塔西河组沉积物源则较为单一,以北部的扎伊尔山为主,南部的天山地区物源贡献相对较小。这表明:在中新世早期,准噶尔盆地南缘中天山隆升强度高于北天山,并向准噶尔盆地提供物源;至中新世中期,受印度-欧亚板块碰撞挤压的远程应力传播影响,北天山快速隆升,使车排子地区新近系发生掀斜,形成“箕状”结构,沉积中心南移,阻挡车排子凸起南部天山物源供给,导致北部的扎伊尔山成为车排子地区的单一物源来源。双物源交汇处砂体分布稳定且连通性好,为铀矿化的有利位置。

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准噶尔盆地南缘高泉地区清水河组储层中黄铁矿成因及地质意义

杨文霞, 桂丽黎, 鲁雪松, 李传新, 姚诗华, 卓勤功, 陈玮岩

2026, 33(2): 386-398.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2025.1.35

摘要 ( 38 )

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沉积成因与热液成因黄铁矿形成于截然不同的地质环境,准确识别其成因对揭示油气成藏过程至关重要。然而,黄铁矿在油气成藏中的作用,尤其在碎屑岩储层中的研究相对薄弱。本研究聚焦于准噶尔盆地南缘四棵树凹陷高泉地区白垩系清水河组砂岩储层(该区取得勘探突破,但成藏过程复杂且流体包裹体证据匮乏),利用储层中广泛发育的黄铁矿作为研究对象,探明黄铁矿对油气成藏过程的指示意义。综合运用光学显微镜、扫描电镜、拉曼光谱、激光原位硫同位素分析、微量元素分析和黄铁矿伴生方解石原位U-Pb定年等技术,系统研究了黄铁矿的产状、成因、形成环境、过程和时间。结果表明高泉地区黄铁矿主要分为两期:(1) 早期块状黄铁矿(形成时间约122 Ma)。呈半自形,与第一期方解石共生,形成于贫铁富硫环境。其低Co/Ni值(<1)及显著偏负的硫同位素组成(δ³⁴S=-36.42‰~-30.08‰)指示其为沉积成因,硫源为沉积岩,形成机制与低温硫酸盐细菌还原作用(Bacterial Sulfate Reduction,BSR)相关。(2) 晚期它形黄铁矿(形成时间约10.7 Ma)。呈不规则形态,与第二期方解石及沥青伴生,形成于贫硫富铁环境。其高Co/Ni值(>2)及相对偏正的硫同位素组成(δ³⁴S=-28.62‰~-18.02‰)指示其为热液成因,硫源主要来自烃类有机质裂解,形成机制与高温硫酸盐热化学还原作用(Thermochemical Sulfate Reduction,TSR)相关。(3) 晚期不定形黄铁矿的形成时间(约10.7 Ma)直接指示了该区主要的油气充注时间约为11 Ma并记录了TSR对储层的破坏。综上所述,本研究系统报道了碎屑岩储层中黄铁矿对复杂油气成藏过程的精细记录,有力证明了黄铁矿可作为揭示油气充注时间、流体性质及成藏后改造(如TSR破坏)的重要指示矿物。

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老挝琅勃拉邦—泰国黎府成矿带中段桑通金矿成矿流体特征与演化

郭林楠, 杨永飞, 廖震文, 张彬, 徐思维, 梁慧敏, 张炳林, 张向飞, 曾祥婷

2026, 33(2): 399-418.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2025.1.22

摘要 ( 32 )

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老挝琅勃拉邦—泰国黎府成矿带北段、中段和南段分别发育造山型、斑岩-夕卡岩型和浅成低温热液型金矿。桑通金矿是该成矿带中段近年来新发现的脉型金矿,其成因研究对进一步完善区域成矿理论、支撑找矿勘查具有重要意义。本研究在详细的矿相学、岩相学研究基础上,开展了流体包裹体显微测温和氢氧同位素分析。桑通金矿成矿流体主要来源于岩浆热液,初始成矿流体属中温、低盐度H₂O-NaCl体系,在成矿流体演化过程中,中低温、高盐度、富CO₂流体混入,并可能在成矿晚阶段混入大气降水,流体混合作用叠加水-岩反应导致大规模金沉淀。桑通金矿为低硫型浅成低温热液型金矿,主阶段成矿深度为1.1~1.8 km。桑通金矿地质特征与成矿带南段的大型浅成低温热液型切垂金矿类似,但具有更大的成矿深度,且受大气降水影响较小。综合认为,成矿带中段已知斑岩-夕卡岩型金矿周边发育区域张性断裂的中酸性火山岩区可能是浅成低温热液型金矿的找矿有利区,已发现的该类型金矿化点也具有一定的深部找矿潜力。

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北山造山带三个井脉状Au-Ag-Pb-Zn矿床富集机制

刘启凡, 张成, 张青, 高征西, 保善斌, 李奥冰, 曹磊, 付乐兵

2026, 33(2): 419-439.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2025.1.43

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断裂构造控制的脉状Au-Ag-Pb-Zn矿床中,Au和Ag-Pb-Zn的富集存在多期流体叠加和同源流体演化等不同认识,围绕这一问题,本文聚焦中亚造山带南缘中段北山地区,选取带内同时富集Au和Ag-Pb-Zn的三个井矿床为典例开展解剖,探究脉状Au-Ag-Pb-Zn矿床的成矿作用特征和成因机制。研究发现,三个井矿床成矿流体属于变质来源的中-低温(375~304 ℃)、中-低盐度w(NaCl_eqv)(1.7%~13.5%)H₂O-CO₂-NaCl体系。黄铁绢英岩阶段(S1)的流体沉淀以水岩反应为主,石英-菱铁矿-多金属硫化物阶段(S2)以沸腾作用为主。矿物溶解再沉淀作用贯穿整个S2阶段,使得成矿元素在矿物间发生不同程度的迁移,且该阶段早期(S2-1)以金矿化为主,晚期(S2-2)以银铅锌矿化为主。综合分析表明,三个井矿床中Au和Ag-Pb-Zn共生并非两种类型成矿流体的简单叠加,而是同一成矿流体在物理化学条件变化过程中相继沉淀的结果,这一认识对造山带中同类型矿床的成矿机制解析和成矿规律研究具有借鉴和参考意义。

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西藏冈底斯南缘新生代隆升剥露历史及地质意义

韩飞, 李建江, 秦宇龙, 赵海波, 杨学俊, 叶春林, 李峥, 贾小川, 黄柏鑫, 张彤, 熊昌利, 黄永高, 罗改

2026, 33(2): 440-450.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2025.6.3

摘要 ( 42 )

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宏伟高大的青藏高原隆升形式和时限是地学界长期关注的课题。为了揭示其隆升机制及剥蚀过程,对西藏冈底斯南缘奴玛地区花岗岩进行低温热年代学研究,共获得7组磷灰石裂变径迹实验数据,裂变径迹年龄为30~22 Ma,皆晚于白垩世和始新世花岗岩体的形成年龄,基本记录了晚渐新世—早中新世阶段冈底斯南缘隆升冷却历史。磷灰石平均径迹长度为(13.2±1.8)~(14.3±1.8) μm,均小于原始径迹长度(16±1) μm,表明磷灰石经历过较强的退火作用。磷灰石热史模拟显示,冈底斯南缘奴玛地区经历了一个持续隆升冷却过程,整体隆升幅度为6 603~7 443 m,隆升速率为0.27~0.31 mm/a。隆升冷却过程大致可分为3个阶段:40~20 Ma、20~10 Ma和10 Ma至今。3个阶段分别对应印度-欧亚大陆俯冲碰撞、冈底斯构造带大型逆冲推覆构造运动和南北向伸展运动3次重大地质事件。此次研究丰富了青藏高原渐新世隆升机制及模型,同时对早期形成的矿床能否得以保存具有重要的指示意义。

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两淮地区逆冲推覆构造对区域地温场分布的影响

王朱亭, 顾承串, 鲁海峰, 王一波, 胡圣标, 姜光政, 张超

2026, 33(2): 451-461.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2025.3.44

摘要 ( 40 )

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区域地温场分析是地热地质学研究中的重要部分,厘清各要素对其空间分布的影响大小是正确理解其成因机制的前提,进而可为后续区域岩石圈热状态或地热资源开发利用提供支撑。在本研究中,通过对两淮地区7口代表性钻孔测温数据、不同年代岩石热物性参数、264个地温梯度值和191个大地热流值进行系统整理,对区域地温场分布特征开展研究,分析研究区地层热量传输的主要方式及大地热流空间分布特征;并结合区域典型的地质剖面,以地热地质、水文地质条件为约束,开展水热耦合数值模拟,重点分析区域典型逆冲推覆构造对地温分布的影响,同时开展地形海拔对地温场分布影响的简要研究,并分析导水断裂不同厚度对地温场分布影响的差异性。研究结果表明:逆冲推覆构造是造成区域地温场偏低的主要原因,主要是由于推覆体中碳酸盐岩具有较高的岩石热导率和孔渗性,从而使其内部冷水下渗最终导致区域地温较低;研究区内地形海拔与热流分布呈反相关关系,但并不是造成研究区高海拔区块低热流的主要原因,更可能是由于碳酸盐岩山体接受大气降水等地下水补给下渗所造成的;就本研究而言,导水断裂随着厚度的增加对地温分布或热流的影响越大。本研究成果可丰富区域地温场影响要素方面的成果,为深入认识区域地温场分布特征提供案例参考。

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柴北缘落凤坡铬铁矿形成时代和构造背景:来自斜长花岗岩的约束

张金明, 薛万文, 许海全, 付长垒, 蒋成伍, 金婷婷

2026, 33(2): 462-477.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2025.4.7

摘要 ( 41 )

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柴达木北缘绿梁山蛇绿岩带内的落凤坡铬铁矿床是典型的蛇绿岩型豆荚状铬铁矿,但其成矿时代与构造背景长期存在争议。本文通过对落凤坡铬铁矿及其侵入其中的斜长花岗岩开展了岩石学、地球化学和年代学研究,探讨了其形成时代、构造背景及与原特提斯洋演化的关系。研究区蛇绿岩主要由超镁铁质岩、辉长岩和斜长花岗岩组成,其中落凤坡铬铁矿赋存于超镁铁质岩中,呈豆荚状产出,具有高Cr^#(79.8~83.8)、低Mg^#(29.24~42.61)的特征,符合蛇绿岩型铬铁矿的矿物学特征。斜长花岗岩的锆石U-Pb加权平均年龄为(504±2.6) Ma,表明其形成于晚寒武世。全岩地球化学和同位素分析显示,斜长花岗岩具有富钠贫钾、低Sr/Y值和高Y含量的特征,结合其正的ε_Nd(t)(+4.68~+4.54)和ε_Hf(t)(+12.5~+16.9)值,表明其形成于原特提斯洋早期俯冲阶段的弧前环境,由洋壳部分熔融生成。研究认为:落凤坡铬铁矿及伴生蛇绿岩形成于535~504 Ma,代表了原特提斯洋在弧前扩张背景下的产物。

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珠一坳陷番禺4洼珠海-恩平组钙质砂岩成因机制及油气地质意义

彭光荣, 邱欣卫, 张晓钊, 李振升, 周勇, 张文驰, 阙晓铭

2026, 33(2): 478-492.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2025.4.3

摘要 ( 39 )

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在珠江口盆地番禺4洼的勘探中,创新性地提出了恩平组富砂背景下区域湖泛泥岩叠加局部海侵钙质砂岩封盖模式,由此取得深层首个番禺10-6大中型油田发现。其中,钙质砂岩作为封堵层对成藏起到了至关重要的作用,因此明确珠海-恩平组钙质砂岩成因机理及发育模式是着力推动增储上产的关键。本文以番禺4洼珠海-恩平组为例,通过薄片、扫描电镜、微量元素测试、测井、碳氧同位素等资料综合分析,在分析地层对比结果和海侵背景的基础上,研究钙质砂岩的岩石学特征,并从沉积环境、物质来源相结合的角度探究钙质砂岩成因机理及发育模式,取得以下主要成果认识:(1)研究区目的层内钙质砂岩胶结物主要为硬石膏、白云石和铁白云石。硬石膏充填大孔隙并呈连晶型胶结颗粒产出;白云石类型分为泥晶白云石、自形-半自形的粉-细晶白云石和它形的粗晶白云石。(2)碳氧同位素分析表明钙质砂岩形成于水介质为淡水的环境,碳物质主要来源于成岩作用和有机酸脱羧作用产生的CO₂;白云石氧同位素地质温度计的计算结果表明3类白云石分别对应3个不同的成岩时期。(3)海泛的发生降低沉积速率并提供Ca²⁺和Mg²⁺等离子来源,同时局部海侵也使得白云石处于过饱和-不饱和交替的状态,这有利于白云石的形成。在强蒸发环境下, $SO 4 2 -$ 和Ca²⁺因过饱和而沉淀形成石膏/硬石膏;Ca²⁺和Mg²⁺过饱和形成早期方解石/白云石。埋藏后期,硫酸盐还原作用与有机酸热脱羧作用为碳酸盐胶结提供重要碳源,随着有机酸逐渐消耗殆尽,成岩环境由酸性向碱性转变;蒙脱石向伊利石的转化释放了Fe³⁺和Mg²⁺,促使方解石白云化并形成铁白云石。(4)砂岩与钙质砂岩构成的储盖组合排替压力差为0.738 MPa,钙质砂岩盖层渗透率<0.3 mD,平均封闭烃柱高度为295.2 m。恩平组上段钙质砂岩层展布明显受控于沉积相带与古沉积环境,呈环带状分布于番禺4洼南次洼东南侧。整体而言,钙质砂岩作盖层这一创新认识对番禺4洼古近系油气勘探开发具有重大意义。

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陆相湖盆高盐度对伽马蜡烷生成的抑制机制

赵子斌, 王晓梅, 侯读杰, 侯卫国, 张坤, 刘诗局

2026, 33(2): 493-502.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2025.5.2

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伽马蜡烷传统上被认为是一种与水体分层密切相关的C₃₀三萜类生物标志物,并将这种分层性与盐度紧密关联。但高盐度水环境沉积物中伽马蜡烷缺失的机制仍不明确。本研究以德国南部中新世诺德林根(Nördlinger Ries)湖相页岩为对象,通过矿物学、有机地球化学(总有机碳、总硫、生物标志化合物、干酪根元素和热解分析)等多指标综合研究,揭示了伽马蜡烷的保存与水化学环境控制的微生物活动间的关联。结果表明: 湖盆水体古盐度演化经历了中盐度→超咸水→中盐度→淡水的变化,但伽马蜡烷丰度在相对低、高盐度下与盐度分别呈现出正、负向协同演化关系。淡水-正常海、弱氧化-弱还原条件下(盐度<40‰,剖面中、上部),伽马蜡烷丰度与水体分层性、盐度呈正相关关系。中盐度-超咸水、强还原条件下(盐度>40‰,剖面中、下部),因水化学环境改变(盐度、缺氧度增大)引发的食物链断裂(伽马变形菌门等原核生物减少),导致纤毛虫活性受抑制,进而降低伽马蜡烷生成和反硝化作用强度。同时,伽马变形菌衰亡削弱了硫酸盐还原菌的增殖,抑制有机质硫化过程,表现为有机硫含量与热解T_max值的协同变化。研究证实,伽马蜡烷的保存不仅依赖水体分层,更受控于微生物群落的生态响应,为高盐湖盆中伽马蜡烷地质意义的复杂性与局限性提供了新解释。

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准噶尔盆地达坂城次凹陷沉积波动过程及对白垩系剥蚀的揭示

王中昱, 陈书平, 张瑞, 周子勇, 周钰杰

2026, 33(2): 503-514.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2025.5.11

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准噶尔盆地南缘达坂城次凹陷受燕山运动影响普遍缺失白垩系,其沉积-剥蚀过程尚不明确,制约了对该区构造演化及油气成藏规律的认识。传统剥蚀量计算方法难以回答沉积-剥蚀的动态演化过程,而盆地波动理论方法为解决这一问题提供了新思路。本文从达坂城次凹陷残余地层沉积速率时间序列中分解出有周期规律的波动曲线,建立波动方程,重建了该区域自二叠纪以来的沉积-剥蚀历史。结果表明,盆地波动演化过程受到220 Ma、100 Ma、33 Ma等多级次周期波叠加作用,导致不同时期地层的沉积或剥蚀速率发生显著变化。该区域在白垩纪期间曾发育约430 m沉积,随之受燕山运动整体抬升影响,白垩系被剥蚀殆尽,并波及下伏侏罗系,总剥蚀量达650 m。达坂城次凹陷经历了早—中二叠世走滑拉分盆地阶段、晚二叠世至三叠纪压陷盆地阶段、侏罗纪弱伸展裂陷盆地阶段,以及白垩纪至古近纪陆内坳陷-再生前陆盆地阶段。准噶尔盆地220 Ma周期的波动过程与区域板块演化动力背景密切相关,反映了盆地波动与板块运动之间的密切联系。沉积盆地波动分析方法能够有效识别沉积间断并定量刻画不整合形成过程,为古构造-沉积演化恢复及陆相盆地油气勘探提供了科学依据。

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四川盆地长宁县双河地区奥陶系-志留系界线地层剖面海相有机质碳同位素偏移与古大气二氧化碳浓度变化研究

伊海生, 伊帆, 陈云, 田康志

2026, 33(2): 515-524.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2024.10.15

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古大气CO₂浓度变化是驱动地球表面温度升高或降低的关键要素,也是我们解析地质历史时期冰室期和温室期气候状态转型的一个重要参数。现代海洋研究证实,海洋浮游植物及其产生的悬浮和沉降颗粒有机碳以及海底沉积物中有机质的碳同位素δ¹³C值大小变化受到海水中溶解CO₂浓度控制,海水溶解CO₂碳同位素(δ¹³ $C C O 2$ )与海洋来源有机质碳同位素(δ¹³C_org)的差值(Δ=δ¹³ $C C O 2$ -δ¹³C_org),与海水溶解CO₂浓度的倒数之间可以采用定量方程进行描述。如果引用海面古大气pCO₂与全球海表平均水温(GAT)相关方程,则可以通过海水溶解CO₂浓度定量计算海表古大气pCO₂,同时求解古海洋平均海面温度和酸碱度pH值。四川盆地长宁县双河地区发育连续的奥陶系上部五峰组和顶部观音桥段以及志留系下部龙马溪组黑色泥页岩地层剖面,观音桥段的地层时代对应赫南特冰室期气候期。这一地表剖面生物化石控制精度高,岩石富有机碳,而且早古生代时期陆生高等植物尚未出现,这为我们采用海洋有机质碳同位素变化计算古大气pCO₂提供了最佳的材料。研究结果表明,观音桥段沉积期古大气CO₂浓度平均值为625 μatm,海表全球平均温度为18.46 ℃,这些与新生代渐新世时期南极冰盖出现时冰室期气候状态可以对比。

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保定市区西部地下水循环规律及一亩泉成因研究:来自水化学、同位素和地下水位动态的证据

魏世博, 贾茂平, 吴初, 张福存, 罗银飞, 吕永高

2026, 33(2): 525-534.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2025.9.17

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受人类活动和气候变化叠加影响,保定市区西部山前平原地下水情势发生显著变化,一亩泉复涌也引起广泛关注。为科学调控地下水位和实施一亩泉泉域保护治理,开展变化环境下保定市区西部山前平原地下水循环规律研究和一亩泉成因研究尤为必要。本研究采用水化学与同位素分析、地下水位动态监测、钻探技术,获取了研究区多源数据,系统解析保定市区西部山前平原地下水循环规律及一亩泉成因。结果表明:平原区隐伏裂隙岩溶水与上覆松散岩类孔隙水水力联系密切;极端强降水条件下,山前平原隐伏裂隙岩溶水、浅层松散岩类孔隙水对山区地下水侧向径流补给响应敏感,地下水位响应的控制机理为侧向径流补给,隐伏裂隙岩溶水对山区地下水侧向径流补给的响应较松散岩类孔隙水强烈。一亩泉泉水主要来源于第I、II含水层组中地下水,与碳酸盐岩裂隙岩溶水无直接水力联系。一亩泉东侧第I、II含水层组中含水层累计厚度骤减,造成地下水向下游侧向径流受阻,承压水头抬升;加之地势低洼、浅部地层岩性颗粒相对较粗等有利于地下水溢出的因素,第I、II含水层组中地下水在一亩泉村溢出成泉。

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河套盆地含水层沉积物铀赋存特征及对地下水铀富集的影响

章一川, 常光明, 鲁重生, 邢世平, 郭华明

2026, 33(2): 535-547.
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2025.5.26

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长期暴露在高铀(U)地下水中会对人体健康造成潜在威胁。尽管高U地下水形成的水文地球化学过程已得到广泛研究,目前对含水层沉积物的水文地球化学特征如何控制地下水U迁移和富集仍缺乏深入理解。本文以河套盆地为研究区,采集了山前区和平原区含水层沉积物样品并对其中U的不同赋存形态和含量进行分析。结果表明,山前区沉积物中U含量远高于平原,山前区U主要以铁锰氧化物结合态(F3-U)为主,平原区主要为基质态(F5-U)。沉积物U含量随其粒径减小呈现增大的趋势,其中黏土沉积物中U含量最高。沉积物中各赋存态U含量与Fe、Mn含量均呈正相关关系,表明Fe、Mn对沉积物中U富集有着重要控制作用。地下水中的U主要受到沉积物中可交换态(F1-U)、碳酸盐结合态(F2-U)和铁锰氧化物结合态(F3-U)这三种赋存形态的控制。在山前区,解吸附和氧化溶解作用促进地下水中U的富集;在平原区,含水层中铁锰氧化物还原溶解释放的U在还原环境中被还原为U(IV)再次固定在沉积物中,形成高Fe²⁺低U的地下水。本研究将含水层沉积物地球化学特征与地下水U的迁移富集建立联系,揭示了含水层沉积物铀赋存特征对地下水U富集的影响。

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