地球科学与环境学报

华北克拉通南缘小秦岭矿集区灵湖金矿床成因:流体包裹体和H-O、S-Pb同位素证据

2020年09月15 00:00

灵湖金矿床位于华北克拉通南缘的小秦岭地区,矿体大多呈脉状产于断裂带内。成矿过程可初步划分为石英-黄铁矿、石英-多金属硫化物和石英-碳酸盐-黄铁矿3个阶段。Au主要沉淀于石英-多金属硫化物阶段。成矿期石英中发育富液两相、富气两相和H₂O-CO₂三相包裹体。石英-黄铁矿阶段发育富液两相包裹体,其完全均一温度为424 ℃～499 ℃,盐度为11.5%～13.6% NaCl_eq,密度为0.55～0.66 g·cm^-3; 石英-多金属硫化物阶段发育富气两相、富液两相和H₂O-CO₂三相包裹体,其完全均一温度为291 ℃～389 ℃,盐度为0.4%～11.8% NaCl_eq,密度为0.50～0.83 g·cm^-3; 石英-碳酸盐-黄铁矿阶段可见富液两相和富气两相包裹体,其完全均一温度为206 ℃～289 ℃,盐度为8.3%～22.2% NaCl_eq,密度为0.83～0.99 g·cm^-3。成矿流体具有高温、中低盐度和低密度等特征。灵湖金矿床中石英的δ¹⁸O_H₂O值为0.7‰～4.5‰,δD值为-106.4‰～-86.1‰。H-O同位素分析结果表明,成矿流体主要来源于岩浆水。矿石硫化物的δ³⁴S值为-8.5‰～2.4‰,²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb值为17.202～17.796,²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb值为15.448～15.473,²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb值为37.712～38.255。S-Pb同位素分析结果表明,成矿物质主要来源于低级下地壳部分熔融形成的花岗质岩浆。灵湖金矿床为岩浆热液型金矿,流体相分离和温度的降低是导致矿质沉淀的主要机制。

安徽庐枞盆地黄屯地区岩浆侵入活动时限及元素地球化学特征

2020年09月15 00:00

庐枞矿集区是长江中下游成矿带重要的铜铁多金属矿集区之一,近期勘查工作在矿集区北部的黄屯地区取得找矿突破,发现了数个与岩浆侵入活动有关的铅锌铜金矿床。对安徽庐枞盆地黄屯地区的侵入岩开展了较为系统的LA-ICP-MS锆石U-Pb定年及全岩地球化学分析,旨在确定黄屯地区岩浆侵入活动时限和揭示岩浆演化过程。结合前人年代学数据及侵入体之间的接触关系,明确黄屯闪长玢岩最早侵位(135.0～134.4 Ma),岳山二长斑岩次之(132.7～132.1 Ma),焦冲正长岩最晚形成(131.5～129.6 Ma),均属于庐枞盆地内部砖桥旋回末期岩浆侵入活动的产物。黄屯地区的侵入岩具有Si近饱和、富Al、高碱、富K、低Ti的特征,富集Rb、K等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta等高场强元素,为典型的橄榄玄粗岩系列。结合Sr-Nd同位素特征,推测岩浆源区可能为富集型扬子板块岩石圈地幔。主量、微量元素的演化趋势显示,矿物分离结晶作用控制了本区岩浆演化过程,从闪长质岩浆至二长质岩浆主要发生角闪石的分离结晶作用,而从二长质岩浆至正长质岩浆则主要发育斜长石的分离结晶作用。

东昆仑中段灶火沟花岗岩锆石U-Pb年代学、地球化学特征及其构造意义

2020年09月15 00:00

东昆仑中段灶火沟花岗岩为一套石英闪长岩-英云闪长岩-花岗岩闪长岩-二长花岗岩的岩石组合。岩石具有连续的地球化学成分变化特征,SiO₂含量(质量分数,下同)为60.94%～74.14%,Al₂O₃含量为12.73%～16.22%,Na₂O+K₂O值为4.51%～7.61%,属中—高钾钙碱性的准铝质至弱过铝质I型花岗岩。岩石稀土元素总含量((106.62～182.76)×10^-6)较低,平均值为144.25×10^-6,总体表现出相对富集大离子亲石元素和轻稀土元素、亏损高场强元素的特征,同时具有Ta、Nb、Ti负异常。LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学分析表明,该套花岗岩形成于262～260 Ma,属中二叠世晚期。岩石地球化学特征表明,灶火沟花岗岩形成于大陆弧环境。结合区域地质背景可知,中二叠世晚期古特提斯洋已开始向北俯冲。岩石成因研究表明,幔源岩浆的底侵作用导致下地壳部分熔融,随后壳源熔体与幔源熔体发生不同程度的混合作用形成母岩浆,而后经历了一定程度的结晶分异作用,最终固结成岩。

甘肃北山地区古堡泉辉绿岩脉地球化学特征及其地质意义

2020年09月15 00:00

甘肃北山地区古堡泉辉绿岩脉主体侵位于奥陶纪—泥盆纪花岗闪长岩中,少量穿插于早古生代地层中,主要有辉绿岩和辉绿玢岩两种岩石类型,主要矿物为斜长石和辉石,此外还有少量角闪石、黑云母等次要矿物及磁铁矿等副矿物。锆石U-Pb年代学结果表明辉绿岩结晶年龄为(285.0±4.7)Ma,与北山地区广泛分布的辉绿岩脉群形成时代相近。古堡泉辉绿岩ε_Nd(t)为6.39～6.78,表明岩浆来自类似亏损地幔的源区; 全岩Sr-Nd同位素模拟计算表明岩浆侵位过程中遭受了10%～15%上地壳物质混染。辉绿岩的轻、重稀土元素含量比值为1.72～2.17,在球粒陨石标准化稀土元素配分模式中呈平坦型; 微量元素具明显的Nb-Ta负异常。其稀土和微量元素特征不同于塔里木地块与地幔柱活动有关的巴楚辉绿岩,而与北山地区东部音凹峡和西部坡东辉绿岩具有相似的地球化学特征。结合已有研究成果认为,古堡泉辉绿岩形成于古亚洲洋闭合之后的伸展环境,是岩石圈拆沉导致软流圈减压部分熔融形成玄武质岩浆作用的产物。

四川盆地东北部镇巴地区二叠系C-O-Sr同位素组成及沉积演化特征

2020年09月15 00:00

为认识四川盆地东北部镇巴地区二叠系海平面变化及沉积演化特征,选取陕西省镇巴县杨家湾典型剖面,以岩石学特征研究为基础,结合C-O-Sr同位素组成所反映的古海平面、古盐度、古温度变化来综合分析四川盆地东北部镇巴地区二叠系的沉积演化特征。C-O-Sr同位素分析结果显示:δ¹³C值为-1.67‰～5.85‰,平均值为2.76‰; δ¹⁸O值为-7.26‰～-3.44‰,平均值为-6.24‰; ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值为0.707 147～0.708 133。C-O-Sr同位素组成所反映的古海平面、古温度(12.0 ℃～25.2 ℃,平均值约为21.0 ℃)、古盐度(盐度指示剂为120.88～135.90,平均值为129.84)特征表明:研究区处于水体流通较好的温暖—炎热的高盐度区,且全球海平面升降事件对研究区碳酸盐同位素组成起到良好的控制作用; 研究区与全球海平面变化具有一致性,即栖霞初期的快速海侵后进入相对平稳、缓慢下降阶段,茅口初期经历大规模海侵与茅口末期海平面大幅度下降,吴家坪初期经历大规模海侵及中期海退,长兴初期海平面上升。综合分析沉积特征可知,研究区经历了由古海平面变化及构造运动控制的开阔台地→台地边缘→陆棚→缓坡环境的沉积演化过程。

浅水三角洲分流河道沉积模式分类

2020年09月15 00:00

通过浅水三角洲现代沉积考察分析,结合探地雷达(GPR)资料,对浅水三角洲分类方案和对应的沉积模式进行探讨。结果表明:根据分流河道弯曲指数和分叉参数,将浅水三角洲分为分叉平直河三角洲、分叉曲流河三角洲、分汇曲流河三角洲和分汇辫状河三角洲4种类型,并建立了各类型的沉积模式; 浅水三角洲沉积模式的控制因素是分流河道下蚀作用和侧蚀作用的强度。将该沉积模式应用于渤海南部海域BZ25-1油田新近系明化镇组下段砂体内部构型的研究认为:明化镇组下段4油层组2小层(NmⅣ₂)时期是低位体系域早期,发育分汇曲流河三角洲,河道间为侧积隔夹层; 明化镇组下段4油层组1小层(NmⅣ₁)时期湖平面上升,发育分汇辫状河三角洲,河道间为垂积隔夹层。这为下一步的开发方案设计提供了指导。

鲁西北阳谷地区浅层高氟地下水化学特征及成因

2020年09月15 00:00

鲁西北地区是饮水型氟中毒较为突出的地区。选取鲁西北阳谷地区为研究对象,以水文地质调查和取样分析为工作基础,对浅层地下水采用多元统计分析法、地理信息空间分析法及Piper三线图探究了高氟地下水化学特征和赋存特征,结合饱和指数、Gibbs图和氯碱指数以及氟在土壤与地下水的相关关系,从溶解与沉淀平衡、蒸发浓缩和离子交替吸附作用方面分析了氟的来源和高氟地下水成因。结果表明:阳谷地区F^-浓度大于或等于2 mg·L^-1的高氟水分布于地形较高的古河床高地; 地下水F^-浓度由低到高,阳离子则由Ca²⁺、Mg²⁺向Na⁺转变,阴离子则由SO^2-₄和Cl^-向HCO^-₃转变; 阴、阳离子浓度随F^-浓度变化显示不同的规律性,且在F^-浓度大于或等于4 mg·L^-1的高氟水中,这种规律性变化更为明显; 土壤和地下水呈碱性、高HCO^-₃的化学特征以及区域地下水受蒸发浓缩作用影响是高氟水形成的水文地球化学背景条件; 方解石、萤石和石膏的溶解与沉淀平衡以及阴、阳离子交替吸附作用是高氟水形成和分布的主控因素。

黄土高原—毛乌素沙漠过渡带靖边地区全新世土壤元素地球化学特征及其环境意义

2020年09月15 00:00

靖边地区位于黄土高原—毛乌素沙漠过渡带,对气候变化的响应更加敏感。利用元素地球化学指标综合分析靖边地区三道沟土壤剖面的化学风化程度、全新世环境变化及其驱动机制。结果表明:三道沟土壤剖面的化学蚀变指数和Na₂O/K₂O值反映其处于初等化学风化作用阶段; 三道沟土壤剖面形成于全新世8.4～1.8 ka,平均沉积速率为19.9 cm·ka^-1; 化学蚀变指数重建的靖边地区全新世平均降水量为611 mm,平均温度为11.7 ℃; 三道沟土壤剖面记录了靖边地区全新世经历了升温期(8.4～6.8 ka)、适宜期(6.8～4.2 ka)和降温期(4.2～1.8 ka)3个阶段的环境变化,其变化与全球气候变化相一致,主要受控于太阳辐射量变化。

宁夏红寺堡盆地隐伏古隆起成因机制及其对区域沙漠化的影响

2020年09月15 00:00

目前对于青藏高原东北缘活动构造研究多集中于活动断裂带的活动性,而对夹持于其间的沉积盆地构造格架及活动性研究甚少。以夹持于烟筒山断裂与牛首山—罗山断裂之间的宁夏红寺堡盆地为研究对象,采用重力资料重处理解译、音频大地电磁测深(AMT)和地震勘探相结合,揭示红寺堡盆地隐伏构造特征,并进一步采用盆山一体化思路分析隐伏构造的成因机制及其对区域沙漠化的控制作用。结果表明:青藏高原在中新世末发生强烈的NE向推挤、扩展和隆升,红寺堡盆地由坳陷盆地转变为挠曲盆地; 在青藏高原NE向扩展的影响下,烟筒山断裂发生强烈的逆冲作用,古生代—中生代基底逆冲于古近系—新近系之上,受构造变形影响的最新地层为中新统彰恩堡组; 红寺堡盆地内的隐伏古隆起呈NW—SE向,与烟筒山构造带具有相同的构造动力学背景,受青藏高原NE向扩展影响形成于中新世末,并且至今仍具有活动性; 隐伏古隆起周缘断裂的活动破坏了地表稳定性、蓄水能力和地表植被,导致区域沙漠化呈现有规律的NW—SE向带状展布。该研究成果对于宁夏红寺堡盆地区域稳定性评价及沙漠化的综合治理具有现实指导意义。

基于“源-汇”理论和生态阻力面(UEER)模型的新疆和田地区沙源扩散路径

2020年09月15 00:00

厘清沙源扩散路径是荒漠化防治的重要方面。基于“源-汇”景观生态学理论,以新疆和田地区为研究对象,应用生态阻力面(UEER)模型提取沙源地、构建沙源扩散生态阻力面,共提取了和田地区128条沙源潜在扩散路径,并通过重力模型筛选出71条沙源扩散重要路径,识别出48个沙源扩散节点,其中Ⅰ类沙源扩散节点31个,Ⅱ类沙源扩散节点17个。结果表明:新疆和田地区沙源高度扩散风险区域面积为11 267.8 km²,占研究区总面积的5.54%,主要分布于和田县中部、墨玉县北部、民丰县中部及南部,其中一级源地面积为8 290.18 km²,二级源地面积为1 955.76 km²,三级源地面积为1 021.93 km²; 沙源扩散路径密度较高的区域集中分布于和田地区西北部,该区域沙源扩散作用最强,东南部沙源扩散作用较集中,中部沙源扩散路径较少,沙源扩散作用最弱; Ⅰ类沙源扩散节点位于绿洲、荒漠交错区域,是防沙治沙的关键节点。上述研究结果可为新疆和田地区荒漠化防治决策提供依据,同时作为对“源-汇”理论应用于沙源扩散路径的探索,为今后类似研究提供参考。