矿田构造岩相学填图理论及应用

开展成矿蚀变−构造岩相解析建相和建模预测研究已成为矿田构造与找矿预测的创新方向之一。文章对国内外8类重要的成矿蚀变−构造岩相模型和形成机制进行论述总结,南美洲智利科皮亚波地区IOCG型矿田受到主岛弧带−弧相关盆地及岩浆叠加−盆地变形样式的复合控制,而中国云南东川沉积岩型铜矿床(SSC型)+IOCG型铁铜矿田受陆缘裂谷盆地、盆地变形构造样式和岩浆叠加侵入构造系统的复合控制。中国内蒙古甲−查浅成低温热液型银铅锌矿田受火山洼地、火山穹隆构造、火山岩岩相类型和火山热液隐爆角砾岩的复合控制,而深成岩浆弧控制了蒙古国南戈壁斑岩型金铜钼−浅成低温热液金银矿田;中国秦岭热水沉积型(SEDEX)银铜铅锌−菱铁矿−重晶石矿田受到陆缘拉分盆地内三级热水沉积盆地、同生断裂带和热水沉积岩相的控制。大陆造山带内不同层次的脆韧性剪切带,控制了金矿田和金钼多金属矿田定位。在新疆塔西盆−山−原镶嵌区盆地系统内,侏罗系煤系烃矿源岩是金属矿田和天然气气田的成矿成藏物质供给源区;乌拉根砂砾岩型天青石−铅锌矿田受到山前挤压—伸展转换盆地、气成热流柱构造和山前冲断褶皱带的复合控制;萨热克铜多金属矿田赋存于旱地扇杂砾岩,受到对冲式厚皮型逆冲推覆断裂带和幔源热流柱带的复合控制。其中在矿集区−矿田尺度上,电气石热流柱构造、岩浆气囊构造、复合岩溶构造岩相等是成矿蚀变−构造岩相的3种新类型;在归纳前期对矿田构造岩相、矿田构造古地理单元和典型矿田构造岩相形成机制研究基础上,文章提出了矿田成矿蚀变−构造岩相类型的新划分方法和划分原则方案,并划分确定了12种变形构造岩相类型。研究成果为矿田构造研究和找矿预测提供了新理论和新方法支撑。

浦城杉树坞萤石矿围岩蚀变岩相学特征及矿床成因

杉树坞萤石矿近矿围岩蚀变镜下微观表现为高岭土化、高岭土绢云母化、硅化等蚀变组合,野外露头蚀变调查确定围岩蚀变分带为原岩带-构造破碎带-高岭土化蚀变带-硅化绢云母化带-萤石矿带-硅化带-构造碎裂带-另一侧的原岩带,反应矿体成矿过程为原岩中细粒黑云母二长花岗岩和花岗斑岩,在经过一系列构造运动作用下,形成碎裂化黑云母二长花岗岩、碎裂化花岗斑岩;随着张性断裂活动进一步加剧,岩石破碎成角砾形成花岗质碎裂角砾岩;含矿热液沿构造裂隙运移,通过组分的带进带出,形成高岭土化碎裂角砾岩、高岭土绢云母化碎裂角砾岩、萤石硅化岩。杉树坞萤石矿受构造运动时产生的动力破碎叠加低温热液蚀变作用而成,属于低温热液充填型萤石矿床,硅化叠加强烈高岭土化、绢云母化为最为明显的找矿标志。

岩相学在磷矿床成因分析中的应用研究

文章旨在深入探讨岩相学在磷矿床成因分析中的应用和理论意义。通过综合运用岩相学方法,对不同类型的磷矿床进行了详细的矿物组成和结构分析,揭示了磷矿床形成的环境和过程。研究表明,岩相学在识别磷矿床成因、解释其形成环境及提出新的成因理论方面发挥着关键作用。特别是与沉积学、矿床学、地球化学等地质学分支相结合,形成了一种多维度的磷矿床成因分析方法。文章不仅为磷矿床的勘探和开发提供了科学依据,也为地质学领域带来了新的理论视角和创新思路,充分证明了岩相学在磷矿床研究中的重要价值和深远影响。

融合图像处理与深度学习的亮晶颗粒灰岩岩相学分析应用

针对传统碳酸盐岩薄片鉴定基于肉眼观察和描述,存在主观性强、定性评价为主、定量困难等问题,以亮晶颗粒灰岩为对象,设计了涵盖流程与技术的智能化岩石薄片图像信息挖掘模型。通过岩相学分析框架构建了岩相特征与薄片图像之间的映射关系。融合图像处理和深度学习设计了全流程的特征提取算法。通过卷积神经网络获得结构组分特征中对颗粒类型的定性识别,即基于改进的ResNet50模型划分颗粒所属类别(内碎屑、生物碎屑、包粒、球粒和团块)。通过数字图像处理技术获得结构组分特征中对颗粒含量、粒径、形状、接触方式的定量识别,即基于阈值分割计算颗粒含量,基于最小外接圆/最小外接矩形,结合面积比/长宽比、交并比(IoU)等算法计算颗粒形态学参数,并通过对染色图像的HSV色彩空间处理获得矿物组分特征中对方解石和其他矿物组分的定性和定量识别。以顺X井亮晶颗粒灰岩薄片样品为例,通过完整的图像识别过程验证了各个特征点提取算法的有效性,并与人工鉴定报告进行对比。岩相学分析框架能够有效地表征亮晶颗粒灰岩中的有意义信息。通过岩相学分析框架结合图像分析算法的模式,实现了对这一类碳酸盐岩的规范化流程化智能鉴定,为岩石薄片图像智能识别研究提供有效的方法支撑。

岩相学特征对岩石抗压强度影响的试验研究——以新疆花岗岩为例

岩相学特征对岩石的力学性质起着决定性作用。为深入研究岩相学特征对岩石抗压强度的影响,并进一步确定影响其抗压强度的关键岩相学指标,定量研究了新疆某引水工程中花岗岩类岩石的岩相学特征,通过相关性分析研究了斜长石含量、钾长石含量、石英含量、暗色矿物含量、结晶程度、平均粒径和粒径分选系数等7个量化指标来研究其对岩石抗压强度的影响。结果表明,花岗岩中暗色矿物含量和结晶程度与其单轴抗压强度无明显的相关性,影响花岗岩类岩石单轴抗压强度的岩相学指标主要包括石英含量、长石含量(两种长石含量之和)、平均粒径和粒径分选系数4种,影响抗压强度的各因素比重排序为:粒径分选系数>长石含量>石英含量>平均粒径。另外,通过对岩石薄片的镜下观察进一步阐明了各岩相学指标对抗压强度的影响机制,并最终认为长石矿物对所研究的花岗岩类岩石的抗压强度起着至关重要的作用,是首要考虑的因素。

老厂矿田坳头山断裂两侧“层间氧化矿”成矿地质特征、构造岩相学分带及控矿因素研究

本文以构造岩相学理论为指导,在云南个旧矿区老厂矿田坳头山05突起—1021突起周边范围内,基于现有的地质资料,对含矿地层、构造岩相及岩浆作用与成矿的关系开展研究,揭示研究区的构造控矿特征和成矿规律,并开展“层间氧化矿”成矿预测,力争为老厂矿田找矿增储。

岩相学实验课在地理科学专业课程体系改革中的构建

岩相学是运用偏光显微镜鉴定矿物和岩石的方法,运用这种方法能更好地研究地表自然现象。对目前地理科学专业课程体系进行改革,开设一门新课程传授这种方法,有助于提升学生的专业技能水平,同时提高专业教育质量。只有多加实践,学生才能掌握岩相学理论知识,故需以实验课形式开设这门课程。课程时长18周,每周2学时,共36学时。课程由透明矿物鉴定(10学时)、金属矿物鉴定(10学时)、岩石鉴定(14学时)和课程考核(2学时)四部分组成。课程教学分三个阶段开展。(1)准备阶段:教师制作好课件,把需使用的岩石切片准备好,调试仪器设备。(2)过程中阶段:教师在实验室先用多媒体讲授岩相学基础理论知识,再用偏光显微镜演示岩矿鉴定方法,最后让学生操作仪器进行观测,下课时提交观测结果。(3)考核阶段:课程考核由平时成绩和期末考试成绩组成,期末考试采取随堂技能测试的方式,考核学生对镜下岩矿鉴定方法的掌握情况。建议编写一本适用于地理科学专业学生的岩相学实验课教材,便于课程顺利开展。

东天山库姆塔格—沙泉子晚石炭世火山-沉积岩相学地质地球化学特征与构造环境

通过对本区晚石炭世沉积岩和火山岩的岩相学类型及其特征研究,划分出山前洪积相(河流相)、水下三角洲沉积相、海岸潮坪相、浅海相、火山沉积岩相、火山喷溢相、火山喷发岩相、热水沉积岩相、火山热水蚀变岩相和矽卡岩相等10种不同岩相和相应的亚相,这种特征属大陆挤压收缩体制下活动大陆边缘上的火山-沉积岩相学组合类型。垂向相序结构表明在热水沉积岩相上下均有较强的火山活动,为成矿提供所需的热能。在库姆塔格晚石炭世压陷盆地中,热水沉积岩相的纵向相序结构为热水角砾岩亚相→菱铁矿岩亚相/石膏岩亚相→铁白云石岩亚相→碧玉岩亚相→铁白云石岩亚相,这种组合是寻找“库姆塔格型”大型石膏菱铁矿矿床的岩相学标志。本区火山-沉积岩相总的沉积序列显示向上由浅变深→由深变浅趋势,沉积物源主要来源于华力西期岛弧带剥蚀区及其南侧(中天山)基底隆起带;火山喷发仍形成发生在浅海环境中,具有大陆挤压收缩体制下(中天山造山带)后陆盆地沉积特点;晚石炭世原型沉积盆地可能为后陆盆地,有利于大型石膏菱铁矿矿床保存。

大比例尺构造岩相学填图理论创新、技术研发与发展方向

国家社会需求是构造岩相学创新技术研发和理论创新的动力源泉,构造岩相学填图技术研发过程推动了理论创新实现,逐渐形成了"五步式"研发范式为:解剖建相与技术研发→应用试验和深度研发→示范应用和理论创新→推广示范和普适验证→集成创新和融合建模。经对盆山原镶嵌构造区重要金属成矿盆地进行基底构造层(前盆地期)、成盆期、盆地改造期、盆内岩浆叠加期、盆地表生变化期与成岩相系的构造岩相学和地球化学岩相学综合研究,取得主要进展为:建立了沉积盆地内成岩相系划分新方案,创建了盆地构造变形史研究新方法,揭示了构造-岩浆-热事件形成机制,创建了复杂叠加成矿系统的构造岩相学解析研究方法技术,提出了"还原性流体成矿与预测"新理论,将塔西盆山原镶嵌构造区砂砾岩型铜铅锌成矿系统划分为三个成矿亚系统,开拓了盆山原镶嵌构造区研究的新领域。在回顾前期大比例尺构造岩相学填图创新技术研发和理论创新研究基础上,认为聚焦于矿山和金属矿集区的生态环境资源等国家需求,探索构造岩相学与深部地球物理等多学科综合探测和融合预测建模、基于人工智能与大数据平台技术进行创新技术研发和理论创新研究等是今后主要发展方向。

变质锆石成因的岩相学研究——高级变质岩U-Pb年龄解释的基本依据

岩相学在研究高级变质岩 (含深熔片麻岩 )的锆石中起着重要的作用 ,其内容主要包括锆石的形貌和表面特征 ,锆石在岩石中的赋存状态 ,与主晶的关系和内部结构等方面。基于大别山地区的一些榴辉岩相岩石、麻粒岩相岩石和片麻状花岗质岩石中锆石的研究 ,阐述了继承锆石、变质锆石、深熔锆石、变质增生、深熔增生和后期流体改造的基本岩相学特征。结合大别山地区的 4个实例 ,说明了高级变质岩中锆石的岩相学研究方法和步骤 ,并初步提出了高级变质岩锆石U -Pb年龄解释的岩相学标志。

新疆西准噶尔夏尔莆岩体岩浆混合的岩相学证据

夏尔莆岩体由寄主岩石、微粒镁铁质包体和中基性岩墙群组成,具丰富、典型的岩浆混合岩相学特征。野外露头,寄主岩石中暗色矿物分布不均并发育暗色矿物集合体、微小的镁铁质包体和不均匀混合条带;包体具有明显的塑性变形,与寄主岩石或界线截然或渐变过渡,常发育反向脉和寄主岩石中的长石巨晶(捕虏晶);中基性岩墙群与微粒镁铁质包体紧密共生并延伸方向基本一致,发育寄主岩石中的长石捕虏晶,被寄主岩的反向脉横切。在镜下,包体与寄主岩混合带中均发育斜长石异常环带和多种不平衡矿物共生现象,包体中发育针状磷灰石。这些特征表明镁铁质包体和中基性岩墙群来源于与寄主岩石同一岩浆事件的基性岩浆,并与其发生了强烈的岩浆混合作用。岩相学特征为夏尔莆岩体岩浆混合成因提供了重要佐证。

黔西南卡林型金矿床与古油藏的成因联系:有机岩相学证据

黔西南卡林型金矿床中存在两种类型的有机质,一种为具较低反射率的原地藻类体,散布于金矿石和沉积围岩中,多呈层纹状或条带状平行于层理面产出;另一种为热解沥青/焦沥青,多呈微细粒状产于蚀变及矿化岩石中,尤其是高品位矿石中,与主阶段似碧玉状石英、含砷黄铁矿、毒砂紧密共生或伴生,或呈分散的粒状被主阶段和晚阶段的石英、方解石、雄黄等热液矿物包裹。沥青以含较高的与成矿密切相关的微量元素As(4.90%～7.88%)和S(大多为7.48%～15.24%)区别于原地有机质(不含As,S含量2.72%～7.18%)。金矿石热液矿物中常见气相CH4、气液两相CH4-H2O等烃类流体包裹体。古油藏沥青多见于二叠系生物礁碳酸盐岩的溶洞、孔隙、裂缝等开放空间中,或单独产出,或与热液方解石伴生,沥青多呈镶嵌结构,显示出高热演化程度的特点。岩相学证据显示,金矿床成矿流体是一种富含金属和碳氢化合物的油水不混溶的盆地流体,金与烃类有机质一起活化、迁移,并通过不同的沉淀和捕获机制成矿、成藏。

青藏高原拉萨地块松多榴辉岩的岩相学特征和变质演化过程

松多榴辉岩出露于拉萨地块的石英片岩中,主要由较为基性的金红石榴辉岩和较为酸性的石英榴辉岩组成。榴辉岩相矿物组合为石榴子石+绿辉石+绿帘石±多硅白云母±石英±金红石。岩石发生了较强烈的退变质作用,退变质矿物有角闪石、绿帘石、石英、钠长石及绿泥石。石榴子石变斑晶具有生长环带结构,变斑晶和基质石榴子石主要落入C类榴辉岩区,少数石榴子石变斑晶边部和基质石榴子石落入B类榴辉岩区;单斜辉石主要为绿辉石,少数Ⅰ世代和Ⅲ世代为普通辉石;角闪石均为钙质角闪石。根据石榴子石-绿辉石-多硅白云母矿物温压计计算,获得的温压范围为630～777℃和2.58～2.70GPa,峰期变质条件接近于石英-柯石英转变线。榴辉岩的原岩经历了从高绿片岩相、角闪岩相、榴辉岩相、角闪岩相到高绿片岩相的变质过程,这反映了与古特提斯洋闭合有关的俯冲进变质作用和随后的折返退变质作用。

用储层油气包裹体岩相学确定油气成藏期次——以鄂尔多斯盆地陇东油田为例

鄂尔多斯盆地陇东油田长3油层砂岩储层主要成岩作用有压实作用、胶结作用、溶蚀作用和裂隙作用等，成岩自生矿物以绿泥石、自生石英、方解石和石膏为主。根据油气包裹体寄主成岩矿物的形成时间序列，识别出两期油气包裹体。第一期油气包裹体形成于早成岩阶段晚期埋藏成岩过程中，分布在石英和长石等矿物溶蚀孔隙、次生加大边底部和早期裂隙中，包裹体形态不规则，一般较小（多为3～8μm），为多相烃类包裹体。第二期油气包裹体形成于晚成岩阶段晚期盆地抬升阶段，分布在晚成岩阶段的晚期裂隙、硅质胶结物和亮晶方解石胶结物中，油气包裹体普遍含盐水，油、气、水相态边界清楚。研究认为，第一期油气包裹体代表了油气运移充注过程，而第二期油气包裹体代表了油气大规模聚集成藏过程。应用不同期次油气包裹体形成温度与储层沉积热演化史地质分析方法，确定本区油气充注运移时间约为122Ma（早白垩世），而油气大规模聚集成藏时间约为80Ma（晚白垩世晚期）。

沉积岩包裹体的岩相学、分类、术语及常被忽略的基本问题

近年来包裹体越来越多地应用于油气地质领域 ,但对于沉积岩包裹体的正确认识、鉴别测试和分析应用中尚存在诸多问题。本文从矿物学、沉积岩石学、成岩作用和油气地质综合分析的角度 ,结合多年的沉积岩包裹体观察鉴定和测试 ,就沉积岩包裹体岩相学、分类、术语选用以及运用于油气地质研究常被忽略的基本问题进行了阐述和讨论 ,以利于正确认识、辨别和应用沉积岩中的包裹体来分析解决油气地质问题。

北秦岭老君山、秦岭梁环斑结构花岗岩岩浆混合的岩相学证据及其意义

老君山和秦岭梁岩体具有明显的岩浆混合特征。岩体中暗色包体发育,主要类型为细粒闪长质和二长质的岩浆包体,有的岩浆包体具有细粒边,有的和寄主岩石呈过渡关系。包体的矿物组合明显不平衡:出现石英-角闪石眼斑;暗色矿物中有石英包裹体;磷灰石呈针状。在包体、寄主岩石及其边界上广泛出现卵球状的碱性长石斑晶。这些混合特征表明:老君山和秦岭梁环斑结构花岗岩、环斑结构与岩浆混合关系紧密;岩浆作用也具双峰式的特点,表现为基性岩浆和酸性岩浆的混合。这为探讨该类花岗岩和环斑结构的成因提供了直接的岩石学依据。同时,也为探讨北秦岭中生代壳幔混合作用和地壳增生提供了新的信息。

云南老王寨金矿的深部地质过程——来自显微岩相学和元素地球化学的证据

通过老王寨金矿围岩、蚀变岩石、矿石的显微岩相学和元素地球化学的系统研究发现:伴随硅化、碳酸盐化等蚀变和硫化物矿化,岩(矿)石中发育沿粒间、裂隙或角闪石解理纹贯入或穿插的黑色不透明超显微隐晶,经电子探针、扫描电镜和能谱分析鉴定,该固体物质主要由超显微晶石英、硅酸盐、碳酸盐、硫化物以及呈熔离交生关系的金红石、白钨矿和镜铁矿(磁铁矿)组成;熔离交生结构与沉淀共晶结构共存的特有岩相学特征指示成矿流体具备由熔体性质向热液性质转化的特性。结合岩(矿)石稀土微量元素研究,认为这种在透射光显微镜下呈黑色不透明的超显微隐晶固体物质,是具熔浆流体特点和超临界流体性质的地幔流体引发交代蚀变的直接微观表现之一;在交代蚀变过程中其性质由熔浆向地壳热液过渡,同时与地壳物质发生混染而有利于成矿作用的进行。

川西中三叠统雷口坡组三段-四段白云岩特征与成因——来自于岩相学及地球化学的约束

白云岩化是影响储层发育是否的重要沉积-成岩过程。作者通过在对川西地区的中三叠统雷口坡组的雷三至雷四段的岩相学,碳、氧、锶、镁同位素以及元素地球化学等综合研究,划分出含膏的泥晶云岩AD0、泥晶云岩D0、泥粉晶云岩D1、粉细晶云岩D2、微生物云岩MD、含灰质藻云岩CD(交代结构)以及去云化的泥粉晶云岩(CD0CD1)等七类白云岩。白云石有序度及铁、锰含量较低。阴极发光以暗紫、暗紫红、蓝紫为主;次为玫瑰红、橙红及橙黄红色。δ^(13)CPDB=1. 95‰～2. 46‰,δ^(18)OPDB=-4. 05‰～2. 70‰;^(87)Sr/^(86)Sr=0. 70778～0. 70807,δ^(26)Mg=-1. 872‰～-2. 124‰,其中δ^(13)C_(PDB)、^(87)Sr/^(86)Sr的平均值与中三叠世全球海水相似;δ^(18)O_(PDB)为弱负漂及正偏移。从D2、D1至D0、AD0,Sr、Na和大部分微量元素含量及比值和δ^(18)O_(PDB)逐渐增加; AD0、少量D0或MD相对富含硅、铝,并与高(低镁)方解石、黏土、有机质等共生。离子组成反映出白云石的前驱物以方解石型为主,少量为文石、原白云石结构。存在广盐、稍咸和超盐度的碱性等沉积环境。白云岩形成主要受向上变浅米级旋回序列,干燥、炎热为主、偶夹潮湿古气候以及古地貌-古水文条件等因素影响。存在浅潟湖的萨勃哈(AD0或D0)、环潮缘至局限台地(D0-D1、微生物诱导MD)、潮间-潮下的微生物礁(席)构成的障壁的台缘带(MD-CD1-CD)、潮坪-开阔台地(D0-D2-CD1、MD)等环境,以萨勃哈和受蒸发泵-密度差驱动的"渗透-回流白云石化"模式为主。

甘肃金川Ⅱ号岩体岩相学特征及分离结晶过程探讨

金川Ⅱ号岩体主要由二辉橄榄岩和硫化物橄榄岩构成,中细粒含辉橄榄岩呈"上悬体"产于岩体顶部,与中粒二辉橄榄岩呈短程渐变关系,反映出岩浆或"晶粥"多期贯入的特点。在各岩相矿物之间的岩相学关系的研究基础上,结合热力学相图分析,本文认为金川Ⅱ号岩体造岩矿物的结晶顺序为:尖晶石、橄榄石、斜方辉石、单斜辉石和斜长石。同时,橄榄石结晶后与母岩浆发生反应,使橄榄石颗粒变为浑圆状。此外,矿体硫化物橄榄岩、硫化物含辉橄榄岩中堆积矿物橄榄石粒度明显小于硫化物二辉橄榄岩中橄榄石粒度,暗示在"晶粥"侵入浅部岩浆房之前,深部岩浆房底部已聚集了大量的硫化物矿浆。

塔河油田火山岩的层位归属、火山岩岩石学与岩相学特征

火山岩顶、底地层中的微古化石组合研究表明:塔河油田火山岩的形成时代为二叠纪。岩石学、岩相学、地球物理测井与地震学综合研究结果显示,火山岩主要为英安岩和玄武岩。存在两次火山喷发旋回,形成下部玄武岩、上部英安岩或单一英安岩的垂向火山喷发序列。玄武岩呈带状分布于研究区西部和南部古地貌低洼区,以上平下凸的透镜状河谷充填式地震反射为特点;英安岩分布于北部及东北部地区,以下平上凸的丘形反射形态为特征。可划分出火山爆发相、火山溢流相和火山沉积相3个岩相带。火山爆发相位于火山喷发中心地带,研究区以火山熔岩溢流相为主,火山沉积相布范围局限,位于岩体边缘。火山活动具有喷发频率低、间隔时间短、以宁静的溢流式喷发为主间或伴随较强烈的爆发式喷发为特点。火山活动喷发中心可能是由西南逐渐向东北方向迁移的。