准噶尔盆地东部中二叠统幔源热液沉积白云岩

准噶尔盆地东部吉木萨尔凹陷中二叠统芦草沟组,沉积于陆内裂谷背景下岩浆—热液活动强烈的咸化湖盆中。在芦草沟组中发现一类与湖底热液活动有关的幔源热液沉积白云岩,包括方沸钠长白云岩、硅质白云岩与含水铵长石钠长白云岩。作者对该类白云岩开展微米级尺度的岩相学研究,结合同位素地球化学研究,探讨成矿流体性质与详细成因机理。岩矿特征和同沉积变形构造指示白云岩形成于沉积期。白云石为有序性较差的原白云石,呈微米级球状、葡萄状晶体,与方沸石、水铵长石、钠长石及玉髓等热液矿物彼此镶嵌结晶,高温下发生了白云石对钠长石碎屑的交代作用;白云岩锶同位素(平均为0.705687)显示成矿流体中幔源组分较多;白云岩具有重δ13 CPDB(平均为6.94‰)和轻δ18 OPDB(平均为-8.12‰)。基于成矿流体由幔源热液与湖水混合的假设,利用δ18 OPDB计算估计,研究区白云岩的形成温度较普通云质岩高25~50℃。研究表明白云石为幔源热液喷出湖底后直接沉淀形成,并提出可能的成因模式。热液沉积白云岩是一种不可或缺的白云岩成因类型,研究成果对促进人们理解白云石的形成规律、推动完善成因岩石学理论具有重要意义。

海洋锶物质来源及其同位素组成研究的进展及应用

自1948年瑞典地质学家Wickman提出锶同位素地层学开始，海洋碳酸盐岩的锶同位素在探索地质历史过程中的古海平面、古气候变化和全球性构造运动方面，具有非常重要的应用价值。本文简述了目前海洋锶同位素的应用，并回顾了海洋锶物质来源及其同位素组成的研究历史，综述了近十年来的研究进展。自上世纪70年代以来，海洋锶物质来源研究一直是海洋地质学研究的热点之一。早期以陆源锶研究为主，获得了大陆众多主要河流的锶同位素组成数据，并估算了全球河流锶通量和组成特征。90年代以后，在大洋钻探计划和深海钻探计划的带动下，幔源锶研究得到了很大的发展，集中探讨了洋中脊高温热液与洋壳玄武岩的作用机制和向海洋输入的锶通量，初步认为海水与洋壳玄武岩主要发生同位素交换，同位素交换率随深度而降低，但玄武岩锶含量基本不变。与此同时，洋中脊侧翼和与弧相关环境洋壳的低温热液系统锶同位素组成的研究也取得了一定的成果。

变质核杂岩研究进展、基本特征及成因探讨

本文对比了国内外变质核杂岩的基本特征后，重点探讨了几个问题：变质核杂岩发育的构造位置，既有如科迪勒拉变质核杂岩的陆缘冒地斜中心的，又有大量是陆内的。它们的基本结构更普通的是三层式，即在核杂岩和上部不变质的以发育正断层为特点的盖层之间，通常发育一套以浅变质的、发生过强烈近水平剪切所致的韧性流变的中间层状岩系；从韧性流变层的不均匀分布，反映出地热状态的横向不均一性；变质核杂岩的几何学、运动学、热状态及岩浆作用和变质作用等表明，幔源热隆、地壳的热软化、重力上浮及水平应力的联合作用可能是其隆升的原因。

火山沉积建造——最重要的含锰建造

本文根据沉积建造分析原理,提出了一个含锰沉积建造新的系统分类,并指出火山沉积建造的形成与地壳的破裂有关,控制含锰建造矿质来源的主要因素是板块构造活动引起的深成幔源热动力场。 我国地史上发育的含锰建造具有多旋回性、分区性。每次大的区域张裂活动之后和全球海平面上升阶段均有特定的含锰建造层的产出。把火山沉积建造作为最重要的含锰建造提出来,对于开辟新的研究思路和找矿方向具有重要的理论和实际意义。

华北中东部高温地热能成因机制

中国已发现的150℃以上的高温地热资源及其成因机制研究集中分布在地中海喜马拉雅地热带的西藏南部和云南、四川西部,环太平洋地热带的中国台湾省。近年来,华北中东部高温地热资源探测取得突破:2019年在河北省马头营3965 m深钻获了151℃的高温花岗岩干热岩体,2020年在山西省天镇县1586 m深钻获167℃的高温片麻岩裂隙热储地热流体,2023年在山东省东营市桩西地区4283 m深钻获167.5℃的高温碳酸盐岩岩溶热储;因此,亟需对华北中东部高温地热资源成因机制进行系统研究。本文以上述高温地热田为例,分析华北克拉通破坏、壳幔热物质上涌对地壳浅部高温热异常作用的动力学过程,结合地球物理、地球化学和钻探成果,阐明深部地球动力地质作用对地球浅部高温地温场的塑造和高温热异常制约机制,揭示深部高温热源机制及其上涌通道,形成深部高温热源及其上涌通道和热能聚集构造部位识别技术;阐释典型地段高温地热资源成因机制及其对华北中东部高温地热探测的示范意义。(1)在印欧板块碰撞的远场效应和西太平洋板块俯冲回撤作用下,华北克拉通破坏造成岩石圈减薄、软流圈上涌和热侵蚀、伸展断陷盆地及深大走滑断裂发育等深部地球动力作用,是幔源热物质上涌至地壳浅部的主要驱动力。(2)高导低速体、地球化学证据和高温地热资源分布形成了良好的对应关系,认为幔源热物质向上侵入引起了浅层热异常,为高温地热形成提供了稳定热源;岩石圈构造薄弱带如板块边缘带和切入岩石圈的深大走滑断裂构成了幔源热物质向上侵入的主要通道。(3)凹凸相间的构造格局和地下水流场主导了地壳浅部的热量分布,在浅部岩石热导率差异驱动形成的“热折射”效应下,热流由凹陷区向凸起区聚集,形成古潜山高温热异常。

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷中二叠统芦草沟组云质岩沉积环境及白云石成因探讨

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷中二叠统芦草沟组发育一套陆内裂谷背景下,由粉砂级—泥级陆源碎屑、凝灰碎屑、碳酸盐及热液矿物组成的湖相细粒云质岩。本研究以云质岩为研究对象,通过岩石学、矿物学及地球化学研究探讨其形成环境和白云石形成机理。云质岩岩矿特征和主、微量元素特征表明,在中二叠世为处于干旱气候的浅水咸化湖盆,区域火山活动强烈,湖盆内幔源热液活动发育。云质岩中的白云石主要呈自形—半自形的微粉晶颗粒,形成细纹层或与其他组分混合,局部可见自形—半自形的细晶白云石,微粉晶白云石为低有序度白云石(0.46),成分均匀,被纹层包绕,细晶白云石交代残留结构发育,为成岩交代的产物;两类白云石均富锶贫镁,细晶白云石较微粉晶白云石更富铁和锰。微粉晶白云石具有较低的δ18OPDB(平均为-4.72‰),基于白云石的形成流体由湖水和幔源热液混合的假设,所计算得到的形成温度介于54.61~186.46℃之间;δ13CPDB偏高(平均为8.79‰),推测其与芦草沟组高的有机质埋藏量及产甲烷古菌的代谢活动有关。微粉晶白云石为同生期—准同生期沉淀或交代的原白云石,其Mg2+来自于咸化湖水、凝灰碎屑和幔源热液,热液带来的高温和产甲烷古菌的代谢活动打破了白云石形成的动力学屏障。

中条山地区八一铜矿床中白钨矿的发现及其找矿意义

中条山地区是我国重要铜矿基地之一,虽然区域资料中有钨的化探异常,但以往没有发现有价值的钨矿。文章在八一铜矿研究过程中,通过X射线荧光光谱野外快速分析仪检测、荧光灯检查、光薄片鉴定和电子探针分析,查定出含铜矿脉中赋存白钨矿矿物,其共伴生矿物主要是黄铜矿、闪锌矿和方铅矿,脉石矿物以方解石、白云石和石英为主。通过对白钨矿矿物、金属硫化物、主要脉石矿物的电子探针分析,结合碳同位素组成,初步判断八一铜矿为岩浆热液成因。八一铜矿脉中白钨矿的发现,不但对深入研究我国钨矿的区域成矿规律具有重要意义,也有助于丰富中条山地区的矿床学研究内容,拓展找矿思路。