从平衡-封闭-静态转向非平衡-开放-动力学研究-热液矿床成因的若干新概念概述     

张荣华  胡书敏  张雪彤 《地质学报》2016,90(9):2437-2453

热液金属矿床成因研究过程中,观测与实验始终是密切结合的。上世纪70年代,平衡热力学的实验数据的快速积累,使人们用热力学理论计算可以预测和反演矿石和岩石的成因。但是,没有矿物-水溶液的反应速率数据,又没有与流体力学的结合,搞清楚矿石成因是困难的。七、八十年代,开始研究矿物与水溶液的反应动力学实验。科学家们开始瞄准了从平衡-封闭-静态转向非平衡-开放-动力学研究的这个大方向。1992年我们建立地球化学动力学开放研究实验室。研究高温高压矿物与水反应速率,发现固液的开放体系的自组织现象。实验发现温度影响矿物的各个元素反应速率改变,发现在跨越水临界态时矿物与水反应速率涨落、在近临界的气-液两相不混溶区一些金属进入气相、超临界流体的氧化作用及特别的溶剂性能影响矿物溶解性质。实验证实:临界态区流体与矿石成因有关。水岩相互作用的反应动力学实验温度从低温到550度,揭示矿石的金属来源、迁移、金属与蚀变分带机制。一大批大于300度的矿物与水反应动力学实验在国际界是少有报道的。九十年代,超高压的科学发展,与同步辐射光源的技术进步的结合,使固体地球科学又迈向了地球深内部。我们发展了高温高压流体性质的原位直测(测量850℃水溶液)红外谱,发现深部流体的新性质:气液两相流体的新结构,在临界温度区(300~400℃),水分子氢键网络的破坏受压力影响不大(23MPa~3GPa),同时,出现水的高电导率。研发新仪器为开放-流动-非平衡的反应动力学实验与极端条件下物质性质的直接观测结合,在科学前沿领域开辟了创新道路。  相似文献   

月球构造新认识：基于60m高精度全月月形图的月球构造形态学研究     

杨宏伟  赵文津  吴珍汉 《地质学报》2016,90(9):2206-2218

一直以来月球上都没有发现像地球上一样的全球板块构造现象,被认为是属于单板块构造的行星体并且是不活动的。随着月球地形探测精度的提高,人们逐渐发现了一些地质现象表明月球并不像之前想象的一样是不活动的。高精度的月形数据显示出了月球上除了存在众所周知的(撞击作用产生的)复杂的撞击构造外,仍然存在许多可能由内生作用产生的构造特征:如裂谷、山脊、火山群等。本文利用最新高精度月球激光高度数据(LOLA数据)建立了全月60m(相当于7秒网格)高精度月形图。由于数据量超大(TB级别),作者编写了基于并行架构的集群计算处理代码,其计算效率提高了近300倍。基于这些图件,作者在全球范围内找出许多重要的构造现象,并根据其构造及地质特征进行分类研究。研究结果表明并不像之前认识一样,月球上的确存在许多地质构造体是由月球的内生地质作用所产生,并建立对于月球结构和构造的新认识。此外,通过对比发现,像地球上全球尺度的线性山脉只是板块构造运动的结果;另一方面,在无板块构造的行星上,就像月球一样,会产生大面积的高地(月陆)和低地(月海地区),这种地质现象很有可能是行星地壳岩浆演化的直接结果。在文章最后,作者还将制作出的60m分辨率的全月月形系列图件附后并公开,以方便其他科研人员进一步开展相关研究;并以此敬献中国地质科学院60周年庆典。  相似文献   

长江中下游庐枞火山岩盆地南侧钾质侵入岩带的成因   总被引：1，自引：0，他引：1  

薛怀民  马芳  曹光跃  王一鹏  郭秀艳 《地质学报》2016,90(9):2233-2257

庐枞火山岩盆地南侧的钾质侵入岩带由正长岩-石英正长岩-正长花岗岩组成,以石英正长岩为主。它们的形成时间介于123"130 Ma之间,峰值约为126 Ma,其中正长岩和石英正长岩的形成时间稍早,而正长花岗岩的形成时间略晚。整个钾质侵入岩带的侵位时间晚于庐枞盆地内的橄榄玄粗质火山作用约4"7 Ma,也是长江中下游地区除最东段的宁镇地区外中生代最晚的岩浆活动产物之一。地球化学上,该钾质侵入岩带以高钾、富碱、富集Rb、Th、U、K等强不相容元素和轻稀土元素、亏损高场强元素Nb、Ta和Ti为特征。它们的母岩浆主要是由富集型上地幔部分熔融形成的,从正长岩经石英正长岩到正长花岗岩的演化主要受矿物的分离结晶作用控制,地壳物质同化所起的影响不大。但与同样来自富集型上地幔部分熔融的庐枞盆地内火山杂岩的母岩浆相比,前者的母岩浆来源深度可能更大些或其中包含了更多来自软流圈地幔的组分。两者的演化路径也完全不同,钾质侵入岩带的母岩浆除经历过高压下的分离结晶作用外,晚期在低压下还经历过长石为主,可能还有黑云母的分离结晶,甚至上地壳物质一定程度的混染作用;而盆地内火山杂岩的母岩浆低压下矿物的分离结晶作用及上地壳物质的混染都不明显。庐枞盆地南缘的富钾侵入岩与盆地内的火山杂岩一样,地球化学上都具有明显的大陆弧的特征,暗示它们的岩浆源区可能形成于俯冲带环境,意味着扬子地块北缘先前(推测为古元古代晚期)曾发生过俯冲作用,上地幔的交代富集可能就与这次的俯冲作用有关。  相似文献   

东天山哈密地区早二叠世花岗岩体及镁铁质包体的年代学, 岩石地球化学特征及其构造意义   总被引：2，自引：0，他引：2  

陈希节  张奎华  周健 《地质学报》2016,90(9):2334-2354

花岗岩中包体是区域构造与深部过程研究结合的良好窗口,对研究花岗岩的成因和壳-幔相互作用有非常重要的意义。东天山南山口黑云母二长花岗岩中广泛发育镁铁质包体。主量元素组成上,寄主花岗岩岩具有中酸性、准铝质、富碱、富钾等特征;镁铁质包体则偏基性、贫钾。微量和稀土元素组成上,富集Rb、K、Th、U,贫Sr、P、Nb、Ta、Ti,且Zr、Hf含量相对较高,具中-强的铕负异常(0.46~0.57)。镁铁质包体与寄主岩具有相似的微量元素特征,但相对富集Sr、P,贫Zr、Hf,铕负异常中等或不明显(0.80~0.93)。闪长质包体属于同源包体,为寄主花岗岩同源母岩浆经结晶分异形成的早期产物。运用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年技术,该南山口岩体暗色镁铁质微粒包体与寄主黑云母二长花岗岩的锆石U-Pb年龄分别为298.2±2.0Ma和294.0±2.7Ma,包体与寄主岩样品具有相似的Hf同位素组成,暗示其母岩浆来自新元古代晚期和早古生代亏损地幔中分离的新生地壳。该高钾钙碱性的花岗岩及其包体可能形成于东天山后碰撞背景下的板片断离后引起软流圈上涌,底侵体带来的热能使得新元古代晚期和早古生代的新生地壳发生部分熔融。  相似文献   

鲁中东-苏西北Au- Fe金刚石成矿带特征及资源潜力     

张勇  邢树文  阴江宁  王岩  马玉波 《地质学报》2016,90(7):1470-1481

随着找矿的深入,在鲁中东-苏西北地区新发现了一批大中型金、铁和金刚石矿床,该区已成为我国重要的矿产资源基地。本文在新的研究成果和认识基础上,通过综合分析,在该地区划分新的重要成矿部署区带,厘定边界并命名为"鲁中东-苏西北Au-Fe金刚石成矿带",初步建立了该成矿带成矿谱系,结果显示成矿带内存在太古宙、元古宙、古生代、中生代以及新生代等5期成矿。区内矿产以金、铁以及金刚石为主,金矿床类型主要有石英脉型、破碎蚀变岩型,铁矿类型主要有沉积变质型和矽卡岩型,金刚石矿主要为岩浆型。结合研究区找矿最新进展和全国矿产资源潜力评价最新成果,认为本区Au、Fe、金刚石资源潜力巨大。在此基础上划分了6处远景区,为进一步实现找矿突破及地质找矿战略部署提供了科学依据。  相似文献   

川西义敦岛弧稻城花岗岩体和海子山花岗岩体锆石U-Pb年代学、Hf同位素特征及地质意义   总被引：2，自引：0，他引：2  

王楠  吴才来  秦海鹏  雷敏  郭文峰  张昕  陈红杰 《地质学报》2016,90(11):3227-3245

义敦岛弧形成于晚三叠世大规模俯冲造山作用过程中,位于松潘-甘孜褶皱带和羌塘地体之间。稻城岩体和海子山岩体分别为义敦岛弧上出露的晚三叠世和白垩纪花岗质岩体。结合野外考察,本文对上述岩体进行岩相学、锆石U-Pb年代学和Hf同位素的研究,结果表明,1稻城岩体和海子山岩体主要矿物为斜长石、钾长石、石英和黑云母,副矿物为锆石、榍石、磁铁矿和磷灰石等;钠质斜长石颗粒,以及钾长石和石英不连续出现,表明二者均属于低熔线花岗岩,是含水条件下,在与造山事件有关的环境中形成。2稻城岩体的侵位年龄为217.4Ma,属晚三叠世花岗岩侵入体,εHf(t)为-7.1~-0.1,二阶段模式年龄(tDM2)为1.26~1.7Ga,表明在中元古代与扬子克拉通经历了共同的地壳演化历史;海子山岩体的形成时代为98.3 Ma,为白垩纪时期产物,εHf(t)变化于-12.1~+2.5,二阶段模式年龄(tDM2)变化于1.0~1.93Ga。3结合前人研究成果,本文认为稻城岩体源岩可能是与扬子克拉通有关的中元古代的下地壳物质,在甘孜-理塘洋俯冲闭合后的同碰撞造山阶段,因地幔岩浆底侵作用而发生了部分熔融,同时伴有少量的亏损地幔成分加入,之后上升侵位于中—上地壳,并且侵位后经历了快速的冷却过程。海子山岩体是与俯冲有关的造山后伸展环境下形成的A2型花岗岩,源岩主要为中元古代地壳物质,同样有少量地幔物质加入,在白垩纪时侵位于地壳较浅部位,之后亦同样经历了快速的冷却过程。  相似文献   

胶莱盆地白垩系林寺山组砾岩沉积特征及盆地演化意义   总被引：1，自引：0，他引：1  

章朋  旷红伟  柳永清  彭楠  许欢  汪明伟  安伟  王能盛 《沉积学报》2016,34(1):15-32

胶莱盆地下白垩统莱阳群底部林寺山组主要由砾岩组成。通过对盆地及周缘18个地点林寺山组砾岩系统的调查,从砾岩组分、砾径和长轴排列方向的统计分析出发,研究该砾岩沉积相类型、盆地物源区、古水流及林寺山组上覆地层中砂岩碎屑锆石U-Pb年龄谱特点,并进一步讨论了盆地演化的意义。研究表明,林寺山组底部砾岩以冲积扇相为主,但不同地点亚、微相类型又有差异。原型胶莱盆地由莱阳、海阳-即墨和诸城-五莲3个独立盆地组成,被6个隆起区所分隔。莱阳盆地的物源主要来自胶北隆起和苏鲁造山带北部;海阳-即墨盆地以苏鲁造山带北部隆起区、即墨-牟平隆起、胶南隆起为主物源区;诸城-五莲盆地以胶南隆起和马山-李党家低隆起为主要物源区。林寺山组砾岩的出现标志着苏鲁造山带大规模塌陷和胶莱盆地的形成。  相似文献   

广西凭祥盆地深水底流沉积类型及其研究意义     

宋博  闫全人  向忠金  李向东  高景民  王彦闻  李现冰 《沉积学报》2016,34(1):58-69

内波、内潮汐沉积和复合流沉积是二十余年来在古代深水环境中新发现的一种具牵引流性质的沉积相类型,由于地层沉积记录十分有限,制约了深水底流沉积的沉积学研究。大比例尺实测地质剖面和精细露头测量表明,底流沉积发育于凭祥盆地深水沉积之中,通过对其沉积构造精细剖析和古水流测量,识别出内波、内潮汐沉积和复合流沉积,其中内波、内潮汐沉积以双向交错层理、单向交错层理、透镜状层理为特征,复合流沉积以复合流层理、丘状交错层理和较陡的爬升波纹层理为特征,进一步表明存在浊流和底流的交互作用,为古代地层中的深水底流沉积提供了又一研究实例。  相似文献   

A note on “Origin of components in Chilean thermal waters” by     

《Journal of South American Earth Sciences》2016

Risacher et al. (2011) have presented voluminous data on thermal waters of Chile that is quite appreciable; however, their work still falls short on several counts. The most notable shortcoming of the work is the presentation and treatment of data. The interpretations are based on questionable premises (viz., extent of seawater intrusion) and considerations (viz., using average chemical composition of rock types for geochemical modeling, considering volcanic rocks as the only rock type in contact with the geothermal fluids) and assumptions not always substantiated by facts (with proper references) could have been corroborated. Use of Cl/Br ratio for discrimination purpose is unconvincing, considering the uncertainty in the measurement of low (<1 mg/L) Br concentration.  相似文献   

Metallogenetic systems associated with granitoid magmatism in the Amazonian Craton: An overview of the present level of understanding and exploration significance     

《Journal of South American Earth Sciences》2016

The Amazonian Craton hosts world-class metallogenic provinces with a wide range of styles of primary precious, rare, base metal, and placer deposits. This paper provides a synthesis of the geological database with regard to granitoid magmatic suites, spatio temporal distribution, tectonic settings, and the nature of selected mineral deposits. The Archean Carajás Mineral Province comprises greenstone belts (3.04–2.97 Ga), metavolcanic-sedimentary units (2.76–2.74 Ga), granitoids (3.07–2.84 Ga) formed in a magmatic arc and syn-collisional setting, post-orogenic A₂-type granites as well as gabbros (ca. 2.74 Ga), and anorogenic granites (1.88 Ga). Archean iron oxide-Cu-Au (IOCG) deposits were synchronous or later than bimodal magmatism (2.74–2.70 Ga). Paleoproterozoic IOCG deposits, emplaced at shallow-crustal levels, are enriched with Nb–Y–Sn–Be–U. The latter, as well as Sn–W and Au-EGP deposits are coeval with ca. 1.88 Ga A₂-type granites. The Tapajós Mineral Province includes a low-grade meta-volcano-sedimentary sequence (2.01 Ga), tonalites to granites (2.0–1.87 Ga), two calc-alkaline volcanic sequences (2.0–1.95 Ga to 1.89–1.87 Ga) and A-type rhyolites and granites (1.88 Ga). The calc-alkaline volcanic rocks host epithermal Au and base metal mineralization, whereas Cu–Au and Cu–Mo ± Au porphyry-type mineralization is associated with sub-volcanic felsic rocks, formed in two continental magmatic arcs related to an accretionary event, resulting from an Andean-type northwards subduction. The Alta Floresta Gold Province consists of Paleoproterozoic plutono-volcanic sequences (1.98–1.75 Ga), generated in ocean–ocean orogenies. Disseminated and vein-type Au ± Cu and Au + base metal deposits are hosted by calc-alkaline I-type granitic intrusions (1.98 Ga, 1.90 Ga, and 1.87 Ga) and quartz-feldspar porphyries (ca. 1.77 Ga). Timing of the gold deposits has been constrained between 1.78 Ga and 1.77 Ga and linked to post-collisional Juruena arc felsic magmatism (e.g., Colíder and Teles Pires suites). The Transamazonas Province corresponds to a N–S-trending orogenic belt, consolidated during the Transamazonian cycle (2.26–1.95 Ga), comprising the Lourenço, Amapá, Carecuru, Bacajá, and Santana do Araguaia tectonic domains. They show a protracted tectonic evolution, and are host to the pre-, syn-, and post-orogenic to anorogenic granitic magmatism. Gold mineralization associated with magmatic events is still unclear. Greisen and pegmatite Sn–Nb–Ta deposits are related to 1.84 to 1.75 Ga late-orogenic to anorogenic A-type granites. The Pitinga Tin Province includes the Madeira Sn–Nb–Ta–F deposit, Sn-greisens and Sn-episyenites. These are associated with A-type granites of the Madeira Suite (1.84–1.82 Ga), which occur within a cauldron complex (Iricoumé Group). The A-type magmatism evolved from a post-collisional extension, towards a within-plate setting. The hydrothermal processes (400 °C–100 °C) resulted in albitization and formation of disseminated cryolite, pyrochlore columbitization, and formation of a massive cryolite deposit in the core of the Madeira deposit. The Rondônia Tin Province hosts rare-metal (Ta, Nb, Be) and Sn–W mineralization, which is associated with the São Lourenço-Caripunas (1.31–1.30 Ga), related to the post-collisional stage of the Rondônia San Ignácio Province (1.56–1.30 Ga), and to the Santa Clara (1.08–1.07 Ga) and Younger Granites of Rondônia (0.99–0.97 Ga) A-type granites. The latter are linked to the evolution of the Sunsás-Aguapeí Province (1.20–0.95 Ga). Rare-metal polymetallic deposits are associated with late stage peraluminous granites, mainly as greisen, quartz vein, and pegmatite types.  相似文献