川南地区晚二叠世铌—稀土—钛多金属富集层成因机制及对峨眉山地幔柱成矿系统的补充

近年来,在川南沐川地区晚二叠世宣威组底部发现了厚度大、高度富集、层位稳定、分布面积广的新类型Nb—REE—Ti多金属富集层,该富集层中超常富集Nb、REE、Ti、Ga、Sc、Zr等多种关键金属元素,此6种战略性关键金属矿产是我国急缺重要的高科技矿产,且找矿潜力较大。近30年来,地质工作者广泛关注了晚二叠世峨眉山玄武岩组与宣威组之间的平行不整合界面之上的黏土岩层中“三稀”富集特征与成因.

沙湾地区玄武岩对峨眉山地幔柱岩浆过程的响应

四川省乐山市沙湾地区附近出露大面积的二叠纪玄武岩,是峨眉山大火成岩省的重要组成部分。研究区岩石学及地球化学研究表明,其岩性主要为致密块状辉石玄武岩、斜斑玄武岩和粗面玄武岩;主量元素显示玄武岩具有高钛拉斑系列的成分特点,稀土元素表现出玄武岩呈轻稀土元素富集的右倾模式,轻、重稀土元素分馏程度较高;微量元素相对富集Th、U等大离子亲石元素及高场强元素,强烈亏损Sr和P等与流体相关的微量元素;与云南宾川上仓附近晚期喷发的高钛玄武岩及洋岛玄武岩(OIB)特征相似,暗示峨眉山周边的玄武岩形成于地幔柱诱发下的板内拉张环境,原始岩浆源于交代富集地幔源区的石榴石二辉橄榄岩的低程度部分熔融,具有与再循环洋壳有关的辉石岩相似的成分特点,且在上升过程中发生斜长石的分离结晶作用及微弱的地壳混染。本次玄武岩对比工作揭示,位于大火成岩省中带的沙湾地区玄武岩与内带的宾川上仓晚阶段喷发产物具有同源性和等时性的特点,暗示该玄武岩浆属于大火成岩省活动晚期地幔柱边缘部分熔融的产物。

四川盐源地区晚二叠纪双峰式火山岩的厘定及其地质意义

四川省盐源县柏林山一带广泛分布着一套基性岩、酸性岩的火山岩组合,两类火山岩在时空上紧密伴生,二者之间缺失中性火山岩,构成典型的双峰式火山岩组合。通过对区内双峰式火山岩的空间分布调查,基性岩主要为致密块状玄武岩、斑状玄武岩,酸性火山岩主要为碱流岩,碱流岩位于玄武岩顶部,为晚二叠纪峨眉山大火成岩省的组成部分。在地质背景、岩石学、地球化学等方面研究的基础上,对区内双峰式火山岩的成因和形成环境进行了探讨,表明玄武岩的原始岩浆来自富集型地幔源区,为地幔橄榄岩小程度部分熔融的产物,形成于洋岛构造环境,碱流岩主要为玄武岩浆极度分离结晶后的酸性残余岩浆形成,形成于陆内拉张构造环境。柏林山地区晚二叠纪双峰式火山岩的发现和厘定为峨眉山玄武岩的演化提供了新的线索和依据,为区域成矿研究以及稀有稀土找矿提供了新的启示。

川西南峨眉山玄武岩中蚀变绿泥石的成分特征及其地质意义

在火山岩和碎屑岩储层中普遍发育大量绿泥石,影响着物性。为查明火山岩中蚀变绿泥石的成因及其对储层物性的影响,本次工作选取川西南峨眉山典型剖面、ZG1井、ZG2井以及YT1井等系列玄武岩样品进行岩相学研究和电子探针微区成分分析。结果显示:玄武岩中绿泥石大致可分为显晶质、隐晶质和微晶3种结晶类型,总体上属于富铁种属的铁斜绿泥石(辉绿泥石)和铁镁绿泥石,形成于富铁的还原环境;隐晶质与微晶和显晶质绿泥石分别受到岩浆期后热液和来自深部的多期次构造热液叠加蚀变的控制,形成主要表现为Fe^(2+)对Mg^(2+)的成分置换,反映流体具有从碱性向弱酸性-中酸性过渡的变化规律。绿泥石的形成过程对火山岩储集空间的影响具有双重作用:岩浆期后热液的充填结晶充填减少了火山岩原生孔隙并降低储层物性,对火山岩储层起到破坏性作用;多期次构造热液的溶蚀迁移沉淀则产生了新的微孔,对火山岩储层起到建设性作用。

云南大理峨眉山玄武岩风化壳中发现钪(Sc)异常富集

钪(Sc)及其化合物性能优异,在我国科技军事等领域得到广泛应用,被列为我国战略性矿产。在云南大理峨眉山玄武岩风化壳中发现Sc异常富集,其平均含量为43.7μg/g,相当于钪氧化物(Sc_(2)O_(3))含量为67.01μg/g,其中玄武岩风化形成的红褐色黏土层中Sc_(2)O_(3)含量更高,平均值为81.31μg/g,达到独立钪矿品位。对Sc富集机理初步分析发现,来自母岩的Sc在风化过程中因迁移能力较低,在风化产物中相对富集。峨眉山玄武岩在云、贵、川分布广泛,玄武岩风化壳是潜在的Sc矿找矿方向。

乌蒙山地区茅口组中上部火山物质的发现:峨眉地幔柱早期活动的证据

峨眉地幔柱活动是显生宙重要的地质事件,为了加深对滇东北乌蒙山地区峨眉地幔柱活动演化的认识,对该区茅口组中上部凝灰岩的同位素年龄、锆石微量元素、锆石Lu-Hf同位素、牙形石生物地层等进行了研究。研究区茅口组中上部的凝灰岩为滇东北乌蒙山地区峨眉地幔柱活动演化增加了新的岩石学证据,其最底层凝灰岩的锆石U-Pb年龄为268.7±1.7 Ma(MSWD=0.89,n=8);发现的牙形石为Jinogondolella aserrata,是二叠系瓜德鲁普统沃德阶的典型分子,与锆石U-Pb年龄对应。茅口组凝灰岩锆石微量元素特征显示其为基性岩浆锆石,具有大陆弧型构造背景及较高的Th/Nb值,可能代表峨眉山大火成岩省大规模喷发之前的火山活动。茅口组凝灰岩锆石Hf同位素特征显示,εHf(t)值为-6.7~11.6,大部分为负值,少量正值,具不均一性,反映该时期的火山活动除地幔柱物质参与外还有较多地壳物质的加入。茅口组凝灰岩的发现表明,峨眉地幔柱在乌蒙山地区于瓜德鲁普统沃德期已经发生小规模的岩浆喷发活动,该时期地幔柱的作用主要表现为对岩石圈热量的传导及部分地幔物质参与的熔融作用,为峨眉地幔柱模型的建立增加了新的证据。

贵州织金文家坝地区铝土质泥岩成因分析

该文以贵州织金文家坝龙潭组下段铝土质泥岩为研究对象,结合沉积学、岩石学、地层学、矿床学、地球化学等理论和方法,划分了区域内龙潭组沉积相类型,认为铝土质泥岩为峨眉山玄武岩风化产物,经历了三个阶段的铝富集,但因峨眉山玄武岩风化作用不彻底,风化物中铝含量少,成岩后没有受构造运动抬升地表经受风化淋滤而未形成铝土矿。

典型峨眉山玄武岩区土壤重金属含量特征及污染风险评价

为探究峨眉山玄武岩对土壤重金属含量的影响程度,选择具有典型峨眉山玄武岩分布区的云南省昭通市为研究对象,结合地质背景资料,对区内7104份土壤样品中的8种重金属元素含量特征、污染风险及来源进行分析和评价.结果显示,峨眉山玄武岩区表层土壤中Cu和Cd元素明显富集,分别达到中国土壤背景值的7.20和6.63倍;对比我国农用地土壤污染风险管控标准,除Hg外,其余7种重金属元素均存在污染风险;从污染程度空间分布看,与地质背景耦合性较好的元素为Cu、Cd、As、Pb、Zn,污染程度较高的重金属元素为Cd和Cu;主成分分析结果表明,Cu主要来源于峨眉山玄武岩的地质背景,Cr和Ni为与峨眉山玄武岩共生的超基性岩风化成因,Cd、Pb、Zn高含量主要源于人类矿业开发、机动车尾气排放等,同时受地质背景影响;As和Hg除来源于地质背景、人类活动外,还受到土壤理化性质和有机质的影响.

峨眉山地幔柱主要研究进展及四川盆地二叠纪成盆动力学机制

近年来峨眉山大火成岩省及其地幔柱成因研究取得了重要进展,但关于地幔柱在四川盆地的作用范围和二叠纪成盆动力学机制等方面存在认识分歧。基于大量文献调研并结合近期研究,采用深部地幔活动控制表层系统演变的研究思路,系统梳理峨眉山大火成岩省及其深部地质特征。地幔柱是诱发峨眉山玄武岩大规模喷发并形成大火成岩省的主导因素,但地幔柱仅对四川盆地部分地区具有直接影响,具体表现为地幔柱上涌引起地壳隆升并导致中二叠统茅口组顶部出现地层差异剥蚀和对盆地中南部二叠纪沉积的控制作用,而盆地中北部中晚二叠世—早三叠世拉张槽群和“凹凸相间”沉积-构造格局的形成则主要受控于南秦岭洋岩石圈板块的拉张。

四川省昭觉地区峨眉山玄武岩地球化学特征

四川昭觉地区峨眉山玄武岩组与上覆宣威组或飞仙关组呈平行不整合接触,与下伏阳新组呈火山喷发不整合接触,厚度大于1300m。玄武岩主要为基性岩系列碱性-亚碱性系列石英拉斑玄武岩,与我国基性火山岩玄武岩相比,明显高SiO_(2)、Fe_(2)O_(3)、TiO_(2),与西南地区峨眉山玄武岩相比,明显高Fe2O3,为典型的高铁玄武岩。具左高右低(右倾)平滑型的稀土配分模式,负铕异常不明显(δEu=0.85~1.20);富集Sr、K、Ba、Sm、Zr,亏损Rb、P、Ti、Y。结合野外产状、主微量元素特征及构造环境判别图解均表明,研究区玄武岩属于板内玄武岩。

黔西北玉龙地区稀土含矿层地球化学特征

黔西北玉龙地区稀土含矿层(Pxt)处于宣威组(P_(3)x)底部,假整合于峨眉山玄武岩组(P_(2-3)em)之上,是一套富集了Nb、REE的铁质、铝质黏土岩。研究表明,铁质段与玄武岩微量元素、稀土元素配分曲线形态基本一致,说明铁质段与峨眉山玄武岩具亲源性,主量元素投点反映出铁质段物源主要由峨眉山玄武岩提供。铝质段与玄武岩微量元素、稀土配分曲线存在差异,且主量元素投点显示铝质段物源具多源性,表明除峨眉山玄武岩提供物源外,还有部分中酸性岩浆物质提供部分物源。铁质段和铝质段均呈轻稀土富集型,铝质段富集程度更高,轻稀土元素中La、Ce、Pr、Nd富集明显,占轻稀土元素的85.76%~98.36%,重稀土元素中Gd、Dy、Er、Yb富集较明显,占重稀土元素的84.41%~89.33%。铁质段形成于水动力较弱的氧化环境,铝质段形成于水动力强-弱交替的氧化-还原界面,CIA、CIW、ICV值反映铁质段、铝质段经历过强烈的风化改造作用。

四川省峨边地区峨眉山玄武岩岩石特征及纤维用玄武岩矿特征分析

峨边地区出露的二叠纪峨眉山玄武岩组地层多以溢流相为主,岩石呈深灰色-灰绿色,根据其成因及结构组分特征,可将峨边地区峨眉山玄武岩划分为斑状玄武岩、致密玄武岩、气孔-杏仁玄武岩、凝灰质玄武岩四种岩石类型。并对玄武岩岩石、化学特征开展研究,研究表明区内存在符合拉丝的纤维用玄武岩,具有较好的开发利用前景。

数值模拟研究二叠纪峨眉山玄武岩浆在四川盆地的热效应

四川盆地是我国重要的含油气盆地,其西南部位于峨眉山大火成岩省的外带,二叠纪峨眉山玄武岩浆对四川盆地热历史及烃源岩热演化的影响一直备受关注.近年来,盆地古温标结果揭示出盆地在二叠纪存在高古热流(75~85 mW·m^(-2)),甚至部分点位存在超高古热流(97~114 mW·m^(-2)),被认为和峨眉山玄武岩浆的热效应有关.为了解这些高-超高古热流的成因机制,以及溢流到地表的玄武岩浆对二叠系及以下地层和烃源岩的热影响,本文采用二维有限元方法对二叠纪峨眉山玄武岩浆的热效应进行了模拟,得出如下结论:(1)置于岩石圈底部的地幔柱头高温异常体和挤入地壳底部的高温玄武岩浆在短期内(4 Ma内)对地表热流的扰动分别小于5 mW·m^(-2)和20 mW·m^(-2),均无法解释四川盆地二叠纪的异常古热流.(2)古热流与侵入到地壳内部的岩浆有关,中心在7~17 km深度的不同形态的岩浆都有可能造成高或超高古热流的形成,引起超高古热流的水平状岩浆囊厚度在2~10 km,表层距地表在6~12 km之间.(3)地表岩浆越厚、下伏地层越浅,岩浆对该地层产生的热扰动越大,其中烃源岩所受影响也越大.如,上覆岩浆厚度为300 m时,在深度300 m(二叠系)、800 m(奥陶系)、1250 m(寒武系)、2000 m(震旦系)地层引起的最大升温分别是241℃、77℃、40℃和19℃,所需时间分别为2100年、6100年、1.17万年和2.56万年.(4)相变热的存在对二叠系和奥陶系地层不可忽略,如300 m厚岩浆产生的相变热可以使二叠系地层额外增温达55℃.

四川乐山地区二叠纪—侏罗纪多个含铜层位铜矿找矿工作思考

铜作为我国一种大宗有色金属矿产,广泛应用于机械制造、电力电子、交通运输、建筑和国防工业等领域。据2020年统计资料,我国的铜资源消费量约占全球的60%,但全球的铜资源主要集中于智利、秘鲁、墨西哥等国家,我国铜矿资源禀赋较差,对外依存度持续多年超过70%(陈甲斌,2022)。当前国际形势复杂多变,在受全球资源问题政治化、资源民族主义全球化、矿产品价格金融化等因素影响下,我国的铜矿供应链安全常常受到威胁,我国铜资源安全形势变得更加严峻。

四川沐川地区峨眉山玄武岩的纤维用评价探讨

连续玄武岩纤维被国家作为应用示范的关键战略新材料(梁成等,2023),玄武岩纤维大型规模化、产业化和高性能化技术发展及应用将是玄武岩的材料重点发展方向,同时其也是四川省新材料产业重点攻关方向。玄武岩纤维产业受到乐山市的高度重视,《乐山市人民政府研究玄武岩纤维产业发展工作会议纪要》(乐府议[2020]51号)提出,要把握产业发展态势,将我市具有相对优势的玄武岩资源转化为有效资本、有效产业,加快形成新的产业增长点。

峨眉山玄武岩区地质灾害的地质约束——以贵州省水城县为例

玄武岩在贵州省境内出露仅占省域面积的2.08%,但却孕育着较大的地质灾害风险隐患.这些区域植被覆盖率较高,使地质灾害具有隐蔽性和突发性,常常难以有效进行识别和防范.本文以水城县为例,采用ArcGIS软件对玄武岩区发育的各类地质灾害风险隐患点数据和地质、地理信息进行叠加和系统处理分析,再结合野外现场大比例尺调查检验,得出水城县玄武岩区地质灾害风险隐患发育的地质约束明显的结论,即呈土岩二元结构的滑坡、不稳定斜坡、风险斜坡为该区主要地质灾害风险隐患,较集中展布于北西向褶皱构造翼部和北西向、北东向断褶构造交汇部位,这些区域通常地势较为平缓,土地资源丰富,自然村寨分布较多.玄武岩体的内生条件和外生条件影响了其风化程度,风化土的物理力学性质又决定了其对环境的极其敏感性.

峨眉大火成岩省的岩石地球化学特征及时限

本文根据盐源-丽江岩区和攀西岩区峨眉山玄武岩的地球化学组成,包括各种氧化物之间的关系、微量元素标准化曲线、Th/Yb与Ta/Yb、Ce/Nb与Th/Nb,以及^(87)Sr/^(86)Sr与^(143)Nd/^(144)Nd值的相互关系,重点对峨眉山玄武岩地幔源的地球化学特点、上扬子地区岩石圈地幔的地球化学特征及成因、地幔热柱与岩石圈地幔的相互作用,以及峨眉山玄武岩的喷发时限进行了初步探讨。

峨眉山玄武岩的地幔热柱成因

根据峨眉山玄武岩的岩石组合、岩相学特征将峨眉火成岩省分为盐源 -丽江岩区、攀西岩区、贵州高原岩区和松潘 -甘孜岩区。通过对研究区二叠世的区域地质背景和古地理环境的分析 ,对峨眉山玄武岩喷发与地幔热柱的关系及其火山喷发的大地构造背景进行了进一步系统归纳和总结。根据地层学关系大致确定峨眉山玄武岩的主喷发期是阳新世 (中二叠 )晚期乐平世 (晚二叠 )早期 ,时限大致为 2 5 9Ma～ 2 5 7Ma。峨眉山玄武岩微量元素地幔标准化曲线特征与 OIB基本一致 ,反映出其成因与地幔热柱活动有密不可分的关系。

峨眉山玄武岩研究中的一些问题的讨论

峨眉山玄武岩是当前研究的热点 ,本文从以下方面论述了峨眉山玄武岩研究中存在的一些问题 :时空分布 ;岩石组合 ;高Ti和低Ti玄武岩 ;与其它典型大陆溢流玄武岩的异同点 ;与地幔柱的关系和地幔柱的起因。对这些问题提出了一些新的认识和解释 ,或者提出了解决这些问题的途径。这些问题的解决 ,对研究峨眉山玄武岩本身以及地幔柱

地幔柱大辩论及如何验证地幔柱假说

目前关于地幔柱存在与否的争论主要集中在地幔柱学说的三个假设上:(1)起源于地球核幔边界缓慢上升的细长柱状热物质流;(2)热点下具有异常高温地幔;(3)地幔柱是相对静止的。这三个方面的验证需要今后深部地球物理探测、岩石学和古地磁等学科的综合运用和进一步的工作。文中认为,地幔柱学说依然能合理地解释地球上一级地质现象,反对地幔柱的学者过分强调了一些小尺度的与地幔柱理论不符的细节,而小尺度地壳特征显然还受到其他许多因素的影响。可以从以下5个方面来鉴别老地幔柱:(1)大规模火山作用前的地壳抬升;(2)放射状岩墙群;(3)火山作用的物理特征;(4)火山链的年代学变化;(5)地幔柱产出岩浆的化学组成。研究表明,峨眉山大火成岩省满足其中的3到4个指标,因此地幔柱是形成峨眉山玄武岩的主要动力学机制。