利用接收函数研究郯庐断裂带鲁苏皖段及邻区地壳结构特征

利用郯庐断裂带鲁苏皖段及邻区的261个宽频带地震台站5年记录的763个远震波形数据,计算并筛选得到了10846条远震P波接收函数.采用P波接收函数H-κ法得到了该区的地壳厚度和壳内平均泊松比值,并采用共转换点叠加法进一步揭示台站下方Moho界面的起伏形态.研究发现：⑴研究区Moho界面埋深在27~40 km范围内变化,平均深度在~34 km,总体上以郯庐断裂带为界呈现出东薄西厚的特征.地壳厚度在不同块体之间或者是块体内部存在着明显差异,表明不同的地质构造单元经历了不同的构造演化过程.⑵研究区地壳泊松比在0.15~0.32之间变化,平均泊松比为0.24,略低于全球陆壳和中国陆壳平均泊松比值;然而,较大的泊松比浮动范围却意味着研究区内地壳物质具有强烈的横向非均匀性及物质组成的复杂性.沿郯庐断裂带展布着一条NNE-SSW方向的泊松比高值异常带,推测是镁铁质基性岩沿郯庐断裂带上涌至地壳所致,亦或是高温高压的幔源热物质底侵至下地壳所致.⑶研究区的地壳厚度和壳内平均泊松比存在着反相关的关系;地壳厚度和地表地貌特征呈镜向关系,即造山隆起区Moho界面埋藏较深,而平原盆地区Moho界面埋藏较浅.Moho埋深等值线分布图和研究区布格重力异常特征对应良好.⑷共转换点（Common Conversion Point,CCP）叠加法对Moho界面的刻画与H-κ叠加法求得的地壳厚度结果具有较好的一致性.CCP剖面表明郯庐断裂带不仅是扬子断块区和华北块体的分界断裂,更是一条切割Moho面、深抵上地幔的深大超壳断裂带,错距达4~7 km.⑸研究区内部分台站下方存在壳内分界面,仍能通过改变壳内速度后采用H-κ法获得其埋藏深度.

     

μ-XRF技术在黄龙铺钼(铀)矿床铀矿物学研究中的应用

东秦岭碳酸岩型钼成矿带是全球最大的钼成矿带。该带内的黄龙铺矿床是中国最早发现的碳酸岩型钼矿床之一。最近的野外地质调查发现,部分钼矿石具有较高的放射性异常,但其放射性元素的赋存形式和矿物学特征尚不明确。本文借助聚毛细管微束X射线荧光光谱分析（μ-XRF）分析速度快、原位无损、高灵敏度的分析优势,快速查明铀矿物的空间位置,再结合扫描电镜分析（SEM）和X射线能谱分析（EDS）,确定铀矿物的种类及其次生变化。研究表明：黄龙铺矿床高放射性矿石中主要的铀矿物为钛铀矿、铌钛铀矿和晶质铀矿,它们与方解石、长石、黄铁矿、辉钼矿和黄铜矿呈共生关系。矿石中铀矿物后期均遭受氧化性流体改造,发生了明显的蚀变,钛铀矿蚀变之后转变为含Nb的钛铁氧化物,铌钛铀矿和晶质铀矿蚀变后矿物内部形成大量空洞,流体来源可能为大气降水。背散射电子（BSE）图像上灰度差异明显,暗示着矿物中元素分布的不均一性。     

郯庐断裂带中南段及邻区基于背景噪声的瑞利波群速度层析成像

本文收集了郯庐断裂带中南段及邻区省属和市县地震台网共261个宽频带地震台站2015年1月至2016年12月间的垂直向连续波形资料,利用长时间序列背景噪声互相关法提取台站对之间的经验格林函数,采用时频分析法提取瑞利面波混合路径频散曲线.通过质量控制和严格筛选后得到了15627条路径上的群速度频散曲线,重新构建了郯庐断裂带中南段及邻区瑞利波5~50 s、分辨率为0.75°×0.75°的群速度分布图像.分析研究了6个周期的群速度分布图像和3条不同方向的纵向周期剖面,这些图像揭示了郯庐断裂带中南段及邻区地壳上地幔速度结构具有横向分块和纵向成层的非均匀性特征.结果表明,短周期（6 s、10 s）的群速度分布与地表地质和构造特征密切相关.拥有较厚沉积层的苏北盆地、合肥盆地及河淮盆地等显示为低速,而基岩广泛出露的鲁西隆起、大别-苏鲁造山带、扬子克拉通及华南褶皱系则呈现出大面积的高速异常.随着周期的递增（15 s、20 s）,群速度分布受地表地质构造的影响逐渐弱化.受地壳厚度和莫霍面附近的速度差异影响,大别和苏鲁地区在较长周期（25 s、30 s）群速度图上表现出相对较低的速度,这可能与这些地方Moho面埋藏较深有关.纵向剖面显示,苏鲁-大别造山带及其高压、超高压变质带不仅在浅地表具有基本相同的地形地貌和构造特征,地壳内也有着极为相似的Rayleigh波群速度分布特征.壳内群速度分布总体上表现为上凸下凹状,形状似一"哑铃".上地壳具有上凸下凹的形态、相比邻区具有较高的群速度值;中地壳低速;下地壳上凸下凹且埋藏较深,反映出具有陆陆碰撞造山的残留山根特征.苏鲁及大别两地自浅地表至上地幔具有相似的Rayleigh波群速度分布不仅为二者被左旋走滑的郯庐带平移错开提供了佐证资料,同时也为郯庐带的形成与演化提供了地震学依据.     

小秦岭华阳川铀铌铅矿床蚀变矿化期次研究

华阳川铀铌铅矿床位于华北克拉通南缘小秦岭西段,是一个以铀铌为主,并伴生有铅的超大型综合矿床。根据含矿脉体的穿插关系、蚀变矿物组合及矿物共生关系,将华阳川铀铌铅矿床的成矿过程划分为伟晶岩期、碳酸岩期和碳酸盐化-硫化物期。伟晶岩期可细分为褐帘石阶段和钾长石-黑云母-角闪石化阶段;碳酸岩期可细分为霓辉石-磁铁矿阶段、角闪石-榍石-磷灰石阶段和独居石-褐帘石阶段;碳酸盐化-硫化物期可细分为黄铁矿-磁铁矿化阶段和方铅矿化阶段。铀铌矿化主要发育在伟晶岩期和碳酸岩期,铅矿化主要发育在碳酸盐化-硫化物期,晚于铀铌矿化形成。其中,伟晶岩期的钾长石-黑云母-角闪石组合、碳酸岩期的角闪石-榍石-磷灰石组合和独居石-褐帘石组合为矿区主要的富铀铌矿化组合,可作为富铀矿的找矿标志。结合华阳川含矿钾长石伟晶岩的锆石U-Pb定年研究和前人关于碳酸岩的年代学研究成果,推测华阳川存在两期铀铌成矿作用,分别为1.8 Ga和220 Ma±。     

小秦岭西段稀土矿特征及找矿远景浅析

小秦岭西段是重要的稀土元素成矿地段。受华阳川断裂、金堆城-青岗坪断裂和太古代变质基底等因素的控制产出了区内碳酸岩型和伟晶岩型2类稀土矿化。碳酸岩型稀土矿含矿主岩为各类碳酸岩脉,以小河断裂为界,南北含矿碳酸岩在矿物组合上具有差别明显,含稀土矿物主要为磷钇矿、独居石和氟碳铈镧矿,稀土元素以轻稀土为主,但重稀土相对偏高,并具有以华阳川为中心向外围逐渐富集重稀土的特点。伟晶岩型稀土矿含矿主岩为含褐帘石伟晶岩,含稀土矿物为褐帘石,稀土元素以轻稀土为主。2类稀土矿化在形成时间上存在较大差异,碳酸岩型稀土矿化形成于印支期,伟晶岩型稀土矿化形成于古元古代晚期。区内已发现了众多的稀土矿床（点）,成矿远景较好,特别是碳酸岩型稀土矿床（点）及碳酸岩脉带展布地段具有较大的找矿潜力。     

应用电子探针-扫描电镜研究陕西华阳川铀稀有多金属矿床稀土矿物特征

陕西华阳川铀稀有多金属矿床伴生大量的稀土资源,其矿石类型独特、组分复杂,系统的稀土矿物学工作将揭示矿石主要稀土矿物类型、稀土元素赋存状态,进而对矿床开发中稀土元素综合利用及选冶技术提供重要参考。本文在岩相学基础上,利用电子探针、扫描电镜对陕西华阳川铀稀有多金属矿床矿石中的稀土独立矿物与含稀土矿物进行系统研究,在矿石中发现了褐帘石(La2O3 6.49%~7.61%,Ce2O3 11.50%~14.00%)、磷铈镧矿(La2O3 16.30%~21.21%,Ce2O3 32.06%~39.18%)、磷钇矿(La2O3 2.29%~3.58%,Ce2O3 1.89%~2.37%,Y2O3 39.77%~42.80%)、氟碳铈镧矿(La2O3 12.86%~14.20%,Ce2O3 36.67%~39.90%)、褐钇铌矿(La2O3 1.19%~2.11%,Ce2O3 1.29%~2.30%,Y2O3 22.67%~25.88%)等5种稀土独立矿物;同时发现磷灰石、贝塔石、榍石等矿物中稀土元素含量较高。研究表明,该矿床稀土元素以独立矿物(褐帘石、磷铈镧矿、磷钇矿、氟碳铈镧矿、褐钇铌矿)与类质同象(磷灰石、贝塔石、榍石等矿物)两种形式存在,稀土资源以La、Ce轻稀土元素为主,并富含重稀土元素Y。     

北秦岭丹凤地区伟晶岩型铀矿控矿因素分析及找矿方向

丹凤地区位于北秦岭造山带陕、豫交界处,夹持于商丹构造带与朱夏构造带之间,是我国伟晶岩型铀矿的重要产地。根据该地区的基础地质和近年铀矿科研成果,文章对晚加里东-早海西期北秦岭造山带东段伸展作用与铀成矿的关系进行了讨论,分析了伟晶岩型铀矿的控制因素,提出了找矿方向。研究认为,北秦岭造山带晚古生代的拉伸作用在丹凤地区表现明显,同期产生的富钾花岗岩-伟晶岩是铀的主要来源;历经多次区域热流变质、韧性流变变形并叠加热接触变质作用,对主要变质体中铀的活化、迁移起到了累积作用;同期产生的区域A型褶皱为有利的成矿空间。区内早泥盆世富钾花岗岩小岩体外接触带伟晶岩密集区或小岩体内部粗-伟晶状正长花岗岩分布区,是今后找矿的有利地段。明确指出,区内主要铀矿床深部仍有较好的找矿前景。     

欧亚大陆及西太平洋边缘海地区瑞雷波群速度结构与各向异性分布

根据欧亚大陆及西太平洋地区102个数字化台站记录的近万次地震事件的长周期垂直向瑞雷波资料,利用时频分析方法测量并筛选后共得到11213条质量较高的基阶瑞雷波群速度频散资料.纯路径频散的反演中同时计算方位各向异性,反演获得了欧亚大陆及西太平洋边缘海地区(10°E—150°E,10°S—80°N)8—200s共28个周期的瑞雷波群速度及各向异性空间分布图象.瑞雷波高分辨率层析成像表明,30—60s周期,以青藏高原为中心呈极低速分布;100—120s周期,速度差异幅度较大,在东亚东部及西太平洋边缘海,自北向南显示出一条宽2500—4000km,长约8000km的巨型低速异常带.相对海洋来说,欧亚大陆各向异性强度较弱且快波方向较复杂.由于受到印度板块与欧亚板块的碰撞,中国大陆西部的各向异性强度明显大于东部.     

北秦岭陕西华阳川地区铀矿物质来源

华阳川铀矿床位于老牛山岩体与华山岩体夹持部位,矿体严格受控于NW—SE向华阳川脆韧性剪切带,赋矿岩石以石英碳酸岩为主,伟晶岩次之。关于华阳川铀矿床的物质来源一直没有较可信的研究成果。系统收集航放、地质、钻探、选冶试验等资料,采用地表放射性物探、地质、锆石U-Pb定年等手段,计算各地质体(单元)的放射性能谱特征、年龄特征,研究岩体、脉岩的构造展布规律和放射性元素的迁移规律,揭示华阳川铀矿的成矿物质来源。地表伽玛能谱特征显示,华山岩体翁峪花岗岩U含量为4.82×10^-6～6.46×10^-6,Th含量为23.03×10^-6～31.08×10^-6,Th/U值为5.29～6.00;老牛山岩体主要岩石单元U含量为9.27×10^-6～11.18×10^-6,Th含量为24.39×10^-6～27.72×10^-6,Th/U值为2.64～3.55,两者均具有高铀、高钍的特征;地球化学特征显示,华山岩体与老牛山岩体均具有埃达克质岩的特征...     

陕西华阳川铀-多金属矿床早白垩世晶质铀矿LA-ICP-MS原位U-Pb年龄与成因

华阳川铀-多金属矿床位于小秦岭陆内造山带,是一个以铀、铌、铅为主并伴生有"三稀"元素的超大型多金属矿床。本文利用LA-ICP-MS原位微区技术对华阳川铀-多金属矿床晶质铀矿展开年代学和微量元素研究,获得晶质铀矿LA-ICP-MS原位U-Pb年龄为(133.2±0.96) Ma(MSWD=0.14,n=15),可能指示华阳川矿床在白垩纪的1期铀-铌成矿作用。晶质铀矿U/Th比值较低,REE总量较高,球粒陨石标准化配分模式图呈较明显的海鸥型,无明显Eu负异常,显示晶质铀矿形成于高温热液环境下。结合矿物学特征和区域岩浆作用,研究认为133Ma左右区域岩浆活动将深部岩浆热流体中富水、富氟组分的矿化剂带至矿床浅部地表,流体沿区域断裂构造迁移,从边部和内部裂隙使早期烧绿石发生蚀变和铀的萃取、活化。与此同时,形成晶质铀矿、榍石和后期受热液蚀变的烧绿石。