Application of Lithium Isotope Geochemistry to the Study of the Continental Geothermal System     

Xiaocan Yu  Chenglin Liu  Chunlian Wang 《地球科学进展》2020,35(3):246-258

The lithium-rich brine in salt lakes is the main raw material of the world’s lithium products, while the continental geothermal fluids with a high salinity often contain a high concentration of lithium. Continental geothermal system is the focus in the study of geothermal formation mechanism. However, less attention is paid to the system due to the complexity of lithology, and the application of lithium isotopes in this field has not been systematically recognized. The newest application and progress of lithium isotope geochemistry in continental geothermal research in recent years were discussed, the problems in this field were put forward, and future research methods and directions were expected. The study of continental geothermal fluids should attach great importance to the application of Li-B-Sr-U multi-isotopic method, and should also be combined with water-rock reaction experiments under different temperature conditions. Moreover, in the future, the research on continental geothermal system should pay more attention to the various sediment/rock lithium isotopic compositions and their spatio-temporal distribution characteristics in the regional or geothermal field’s scales, mineralogy of reservoir rock, and behaviors of lithium isotopes related to the formation of secondary minerals in the process of water-rock interaction, in order to reveal the complex process of fluid evolution in the geothermal system and provide scientific reference for the exploration, exploitation and utilization of lithium resources in the system.  相似文献   

Evaluating new fault-controlled hydrothermal dolomitization models: Insights from the Cambrian Dolomite,Western Canadian Sedimentary Basin     

Ardiansyah Koeshidayatullah  Hilary Corlett  Jack Stacey  Peter K. Swart  Adrian Boyce  Hamish Robertson  Fiona Whitaker  Cathy Hollis 《Sedimentology》2020,67(6):2945-2973

Fault-controlled hydrothermal dolomitization in tectonically complex basins can occur at any depth and from different fluid compositions, including ‘deep-seated’, ‘crustal’ or ‘basinal’ brines. Nevertheless, many studies have failed to identify the actual source of these fluids, resulting in a gap in our knowledge on the likely source of magnesium of hydrothermal dolomitization. With development of new concepts in hydrothermal dolomitization, the study aims in particular to test the hypothesis that dolomitizing fluids were sourced from either seawater, ultramafic carbonation or a mixture between the two by utilizing the Cambrian Mount Whyte Formation as an example. Here, the large-scale dolostone bodies are fabric-destructive with a range of crystal fabrics, including euhedral replacement (RD1) and anhedral replacement (RD2). Since dolomite is cross-cut by low amplitude stylolites, dolomitization is interpreted to have occurred shortly after deposition, at a very shallow depth (<1 km). At this time, there would have been sufficient porosity in the mudstones for extensive dolomitization to occur, and the necessary high heat flows and faulting associated with Cambrian rifting to transfer hot brines into the near surface. While the δ¹⁸O_water and ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios values of RD1 are comparable with Cambrian seawater, RD2 shows higher values in both parameters. Therefore, although aspects of the fluid geochemistry are consistent with dolomitization from seawater, very high fluid temperature and salinity could be suggestive of mixing with another, hydrothermal fluid. The very hot temperature, positive Eu anomaly, enriched metal concentrations, and cogenetic relation with quartz could indicate that hot brines were at least partially sourced from ultramafic rocks, potentially as a result of interaction between the underlying Proterozoic serpentinites and CO₂-rich fluids. This study highlights that large-scale hydrothermal dolostone bodies can form at shallow burial depths via mixing during fluid pulses, providing a potential explanation for the mass balance problem often associated with their genesis.  相似文献   

辽宁岫岩中沟地区不整合关联型铀矿地质特征及成因探讨     

李宏宇  李研 《地质与资源》2019,28(1):25-29

辽宁岫岩中沟地区位于华北克拉通北缘东段，辽吉古元古代裂谷带的南段，处于营口－凤城－长甸铀矿构造成矿亚带内.中沟地区古生界挫草沟组与古元古界里尔峪组间古风化壳发育，铀矿化分布于古生界与古元古界不整合接触面附近，与切割不整合面的断裂构造关系密切.矿化与黏土化、硅化等低温热液蚀变关系密切.古风化壳及其附近岩石含U较高，特征元素组合相关性较好，发现有高品位的铀及多金属矿体存在.其主要成矿期有：不整合面发育期、主要造陆期及断块运动期.在初步总结分析中沟地区铀矿地质特征的基础上，认为中沟地区具有形成不整合关联型铀及多金属矿良好的成矿条件和找矿前景.  相似文献   

山东莱芜盆地碳酸盐岩热液溶蚀特征及水文地质意义   总被引：1，自引：0，他引：1  

刘元晴  周乐  李伟  王新峰  马雪梅  吕琳  邓启军  陈晨 《现代地质》2020,34(1):199-206

鲁中山区莱芜盆地在燕山期发生大规模岩浆侵入活动,岩浆岩体外围碳酸盐岩区分布有水源地、富水块段等岩溶发育富水区,且靠近岩体含水层多发生大理岩化。富含CO₂、H₂S等酸性成分的岩浆热液流体,能对碳酸盐岩产生明显的溶蚀作用。基于岩石样品化学组分分析、水文地质调查及数据统计分析、热液溶蚀地质点详细观测,构建热液溶蚀模式,对莱芜盆地及外围热液溶蚀特征及机理进行研究。结果表明:高温高压岩浆侵入使得接触带碳酸盐岩发生热液变质大理岩化;沿渗透性断裂、裂缝以及不整合面等运移的热液流体,对碳酸盐岩地层产生酸性热液溶蚀和混合溶蚀作用,形成不同规模溶蚀孔洞,构成地下水富集空间,为寻找城镇地下水后备水源地提供新方向。  相似文献   

云南墨江金厂矿床金镍赋存状态及成因关系探讨     

周凯  张洪瑞  柴鹏  张慧超  程先锋  杨澍 《矿床地质》2020,39(1):97-110

墨江金厂金镍矿床位于哀牢山造山带中段,九甲—安定大断裂上盘,是西南三江成矿带内一个独特的金镍矿床。本文在详细野外地质调查基础上,通过显微镜下观察、扫描电镜和能谱分析,结合矿石微量元素分析,对矿石中金、镍赋存状态及成因关系进行了研究。结果显示,金赋存形式主要有可见金和不可见金。可见金又可分为粒间金和包体金;不可见金是以Au~+赋存于硫锑铜银矿、黄铁矿中。镍赋存状态有两种:一是以独立矿物,如辉砷镍矿、锑硫镍矿等存在;二是以离子态赋存于黄铁矿、硫锑铜银矿中。矿石结构构造、矿物共生组合及微量元素含量等显示,金和镍为同期热液成矿,金来自岩浆热液系统远端的低温热液,镍是含金低温热液流经超基性岩体时萃取而来。成矿过程可分为早期富硅质热液和晚期富钙质热液两个阶段,成矿是在幕式构造活动下多期流体运移和沉淀的结果。  相似文献   

西藏雄村斑岩型铜(金)矿床Ⅰ、Ⅱ号矿体热液黑云母特征及地质意义     

肖鸿天  谢富伟  郎兴海  冉凤琴 《岩石矿物学杂志》2020,39(4):469-480

雄村铜(金)矿区位于西藏冈底斯成矿带中段南缘,由Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号矿体和多个矿化体组成。本文以Ⅰ、Ⅱ号矿体钾硅酸盐化蚀变带内的热液黑云母为研究对象,采用光薄片镜下鉴定、电子探针等分析方法,系统研究了热液黑云母的产状和成分特征。结果显示,雄村矿区Ⅰ号矿体黑云母类型主要为金云母和镁质黑云母;Ⅱ号矿体黑云母类型为镁质黑云母。两个矿体黑云母都具有低Ti(TiO_2 3%)、高Al(Al_2O_315%)的特点,且具有较高的MgO含量,Mg/Fe0.5,K/Na10,显示了与矿化良好的相关性。Ⅰ号矿体热液黑云母平均结晶温度470℃,氧逸度位于镍-氧化镍缓冲剂与磁铁矿-钛铁矿缓冲剂之间(NNO—HM);Ⅱ号矿体热液黑云母平均结晶温度234℃,氧逸度位于镍-氧化镍缓冲剂与铁橄榄石-石英-磁铁矿缓冲剂之间(NNO—FQM),说明Ⅰ号矿体形成于较高温、高氧逸度的热液系统,Ⅱ号矿体形成于相对较低温、低氧逸度的热液系统。此外,Ⅰ号矿体热液黑云母Ⅳ(F)值介于0.61～2.72之间,平均值1.26,Ⅳ(Cl)值介于-5.49～-4.53之间,平均值-5.03,Ⅳ(F/Cl)值介于5.63～7.89之间,平均值6.29;Ⅱ号矿体热液黑云母Ⅳ(F)值介于1.83～3.32之间,平均值2.66,Ⅳ(Cl)值介于-5.64～-4.89之间,平均值-5.31,Ⅳ(F/Cl)值介于7.14～8.68之间,平均值7.97,说明Ⅰ、Ⅱ号矿体都形成于富Cl的热液系统,且Ⅱ号矿体热液较Ⅰ号矿体更富Cl,贫F。富Cl流体易萃取流体中的Cu和Au等金属元素并以Cl的络合物形式运移,在沿构造裂隙向上运移的过程中,物理化学条件发生改变,使得流体中金属元素络合物溶解度降低,促使硫化物沉淀成矿。  相似文献   

钾稳定同位素研究综述     

王昆  李伟强  李石磊 《地学前缘》2020,27(3):104-122

钾稳定同位素是重要的非传统稳定同位素体系,也是近年来迅速发展的热门研究课题。对钾同位素研究历史和现状进行综述,具体包括以下内容:(1)总结了钾元素的地球化学和宇宙化学性质,包括钾在主要地质储库(地幔、地壳、海洋)中的丰度及其分配,钾在岩浆演化中的不相容大离子亲石性,常见含钾火成岩/沉积岩矿物以及钾在表生过程中的循环,也包括主要行星物质(球粒陨石、非球粒陨石、火星和灶神星陨石以及月球样品)中钾的含量、赋存状态、主要矿物,钾在太阳星云冷凝、行星积聚以及岩浆海过程中的中等挥发性质;(2)介绍了钾同位素的研究历史,从1922年Dempster利用最早的质谱仪测量钾同位素在自然界的丰度,到Taylor和Urey在1938发表的经典的钾同位素分馏实验,再到Humayun和Clayton在1995年发表的钾同位素领域的经典研究,最后到近几年的进展;(3)介绍了对钾的前处理(离子交换柱法)以及钾同位素的主要测量方法,包括早期热电离质谱仪法(TIMS),二次离子质谱仪法(SIMS)和近十几年以来高速发展的多接收电感耦合等离子体质谱仪法(MC-ICP-MS)及其不同的技术路线;(4)介绍了高精度钾同位素比值在低温地球化学和生物地球化学中的应用,包括钾同位素在地表的风化过程中、海水洋壳的反向风化作用中的分馏及其在示踪全球钾元素循环和洋壳俯冲等过程中的应用;(5)介绍了高精度钾同位素比值在高温地球化学中的应用,包括钾同位素在岩浆分异和矿物结晶过程中的分馏;(6)介绍了高精度钾同位素比值在宇宙化学中的应用,包括在太阳星云冷凝、行星凝聚、月球形成大碰撞、岩浆海、火山喷发去气过程中的分馏作用。  相似文献   

火山—热液作用相关细粒沉积岩研究现状及前沿探索          下载免费PDF全文

李哲萱  柳益群  焦鑫  周鼎武  杨奕曜  尤继元 《古地理学报》2019,21(5):727-742

陆相细粒沉积岩是中国含油气盆地中重要的烃源岩和致密油储集层。随着对烃源岩、致密油、页岩油-气勘探开发研究的不断深入,陆相细粒沉积岩取得了一系列重要进展并持续进行着前沿探索。作者论述了传统细粒沉积岩基本概念及演变,岩石、矿物组成特征、成因机制与分类方法。结合近年来在陆内裂谷盆地陆相细粒沉积岩中广泛分布的火山—热液物质的新报道及研究成果,认为火山物质、热液喷流物质不仅参与了陆相黑色细粒岩系的沉积和成岩作用,也与油气生成有密切关系。加强对陆相细粒沉积研究,探讨深源碎屑及热液流体的来源及其对细粒沉积过程的影响,既有利于丰富、完善沉积学和陆相含油气盆地生油理论,也有利于更好地指导致密油、页岩油-气的勘探开发。  相似文献   

南海IODP 349航次基底玄武岩中碳酸盐岩脉的岩石学特征*     

许佳锐  陈毅凤  王宝云 《热带海洋学报》2018,37(6):63-73

国际大洋发现计划(International Ocean Discovery Program, IODP)349航次在南海东部次海盆和西南次海盆残留扩张脊附近的U1431和U1433站位首次钻取基底玄武岩, 通过对16块基底玄武岩内的碳酸盐岩脉薄片镜下观察以及激光拉曼光谱分析, 揭示碳酸盐矿物为方解石和文石, 为典型的洋壳低温热液蚀变次生矿物。U1431站位碳酸盐岩脉为独立的方解石脉、文石脉交替出现; 而U1433站位则存在方解石脉、文石脉和方解石-文石共生脉三种情况。此外, U1431站位在基底~42.1m处出现了平行的方解石脉和文石脉, 揭示U1431存在不同来源热液的多期活动, 即可能存在多次或多阶段不同的热液注入。U1431和U1433站位的碳酸岩脉中, 文石的矿物集合体形状基本一致, 呈块状、纤维状和放射纤维状; 而方解石存在差异, U1431的方解石以斑块状、块状、粒状和纤维状出现, 而U1433的方解石仅出现块状。U1431站位的碳酸盐岩脉的丰度明显高于U1433站位。这些均揭示U1431站位的低温热液活动强, 而U1433站位则相对弱。两个站位的热液活动不同很可能是由于区域地质环境的差异造成——U1431附近的巨大海山为其提供了热液补给, 而U1433远离热液的补给/渗漏点。  相似文献   

超慢速扩张环境下超镁铁质岩系统的热液硫化物成矿机理以及启示     

曹红  孙治雷  刘昌岭  姜学钧  何拥军  黄威  尚鲁宁  王利波  张喜林  耿威  施美娟  李东义 《海洋学报》2018,40(4):61-75

西南印度洋63.5°E热液区是在超慢速扩张洋脊发现的首个超镁铁质岩热液系统。对取自该区的热液硫化物样品进行了系统的矿物学和地球化学分析，矿物学分析结果表明:该热液区硫化物为富Fe型高温硫化物，且经历了较深程度的氧化蚀变，大量中间态的Fe氧化物充填在硫化物矿物间的孔隙及内部解理中；这些硫化物相以白铁矿为主，其次是等轴古巴矿和少量铜蓝，缺乏黄铁矿、闪锌矿。据推断，该区的热液成矿作用分为4个阶段:低温白铁矿阶段→高温等轴古巴矿阶段→自形白铁矿阶段→后期海底风化阶段（少量铜蓝以及大量的Fe的羟氧化物）。与之相对应，地球化学分析结果表明这些硫化物的Fe含量较高（31.57%~44.59%），Cu含量次之（0.16%~7.24%），而Zn含量普遍较低（0.01%~0.11%）；微量元素较为富集Co（328×10-6~2 400×10-6）和Mn（48.5×10-6~1 730×10-6）。该区硫化物中较高含量的Fe、Co与超镁铁质岩热液系统相似，明显高于镁铁质岩热液系统。独特的热液硫化物矿物学特征和元素组成可能与该区普遍出露的地幔岩、橄榄岩蛇纹石化作用以及拆离断层的广泛发育的环境有关。  相似文献