Depositional setting,provenance, and tectonic-volcanic setting of Eocene–Recent deep-sea sediments of the oceanic Izu–Bonin forearc,northwest Pacific (IODP Expedition 352)

New biostratigraphical, geochemical, and magnetic evidence is synthesized with IODP Expedition 352 shipboard results to understand the sedimentary and tectono-magmatic development of the Izu–Bonin outer forearc region. The oceanic basement of the Izu–Bonin forearc was created by supra-subduction zone seafloor spreading during early Eocene (c. 50–51 Ma). Seafloor spreading created an irregular seafloor topography on which talus locally accumulated. Oxide-rich sediments accumulated above the igneous basement by mixing of hydrothermal and pelagic sediment. Basaltic volcanism was followed by a hiatus of up to 15 million years as a result of topographic isolation or sediment bypassing. Variably tuffaceous deep-sea sediments were deposited during Oligocene to early Miocene and from mid-Miocene to Pleistocene. The sediments ponded into extensional fault-controlled basins, whereas condensed sediments accumulated on a local basement high. Oligocene nannofossil ooze accumulated together with felsic tuff that was mainly derived from the nearby Izu–Bonin arc. Accumulation of radiolarian-bearing mud, silty clay, and hydrogenous metal oxides beneath the carbonate compensation depth (CCD) characterized the early Miocene, followed by middle Miocene–Pleistocene increased carbonate preservation, deepened CCD and tephra input from both the oceanic Izu–Bonin arc and the continental margin Honshu arc. The Izu–Bonin forearc basement formed in a near-equatorial setting, with late Mesozoic arc remnants to the west. Subduction-initiation magmatism is likely to have taken place near a pre-existing continent–oceanic crust boundary. The Izu–Bonin arc migrated northward and clockwise to collide with Honshu by early Miocene, strongly influencing regional sedimentation.     

黔东松桃地区燕山期构造特征研究——以高地超大型锰矿床为例

黔东松桃地区构造格局主要是受到燕山运动影响形成。燕山早期,区内处于SEE—NWW向区域挤压收缩,形成了NNE—SSW向褶皱和断裂。下寒武统杷榔组—变马冲组地层和南华系下统大塘坡组地层作为两套滑脱层,在构造变形过程中起到滑脱作用,滑脱层内褶皱变形强烈,以大量紧闭、顶厚不协调褶皱为主要构造样式,而其上、下岩层则以断块或宽缓褶皱变形为主,以软弱层为界面,其上、下岩层发生逆冲滑脱作用,形成了区内隔槽式褶皱的构造样式。燕山晚期,区内处于NNE—SSW挤压为主,形成了区内NWW向小型褶皱和断裂,同时燕山晚期构造横跨叠加在早期变形之上,导致早期NNE向褶皱枢纽呈波状起伏,轴迹弯曲,部分地区形成了构造穹窿和构造盆地,部分早期断层呈左行走滑性质。在燕山早、晚两期构造作用下,高地矿区含锰岩系作为软弱滑脱层,向猴子坳向斜的核部进行滑脱聚集,使其在向斜的核部富集,翼部相对减薄。同时,由于犁式正断层的存在,也影响了锰矿层的保存与破坏。     

新疆奥尔托喀讷什锰矿含锰岩系地质特征及成矿条件分析

新疆阿克陶县奥尔托喀讷什地区锰矿在近年来取得重大找矿突破,目前该锰矿区已累计查明资源储量1206.74万吨,矿床平均品位37.82%。本文通过钻探、坑探和各类地质测量全面分析了奥尔托喀讷什地区的区域地质特征、赋矿地层及锰矿的矿床地质特征和成因。查明了区内地层层序,并确定上石炭统喀拉阿特河组第三岩性段（C2k3）是本区主要的含锰岩系,是锰矿体的主要赋存层位。探明了区内矿体的产出形态、规模、产状、矿石类型及结构构造,分析了区内锰矿形成的地质背景、成矿条件,并初步建立了奥尔托喀讷什锰矿的成矿模式,进而为该区找矿突破提供了理论支撑。     

新疆西昆仑奥尔托喀讷什锰矿地质、地球化学及成因

近年来,西昆仑玛尔坎苏地区富锰矿找矿取得重大突破,新发现奥尔托喀纳什等大型锰矿床。该矿床层位稳定,厚度较大,Mn平均品位达35%以上,为中国最富的碳酸锰矿床,属于典型的海相沉积型锰矿床。锰矿体主要赋存于晚石炭世喀拉阿特河组地层中,该组岩性为一套浅海碳酸盐岩台地相沉积建造组合,可划分为台内浅滩、潮坪、开阔台地、局限台地等4个相类型。成矿分为三个期次,第一期为沉积成岩成矿期,矿石矿物由菱锰矿、锰方解石、硼锰矿组成;第二期为热液改造期,形成锰镁绿泥石、红锰矿、硫锰矿、锰方解石(脉)、重结晶菱锰矿、蔷薇辉石及滑石、石膏等;第三期为表生氧化期,发育少量软锰矿、水锰矿、硬锰矿等。锰矿石具有较低的Fe/Mn比值、V/(V+Ni)比值和强烈的Ce正异常,表明Mn是在氧化环境下,以氧化物或氢氧化物的形式沉积富集。含锰岩系顶、底板岩石中含较多成熟度较差的中酸性火山岩岩屑,以及具有较低Al/(Al+Fe+Mn)、Y/Ho、Co/Ni比值的锰矿石,说明其成矿物质来源于海底热水活动。奥尔托喀纳什锰矿具有"内源外生"的特点,锰矿石及菱锰矿具有负的δ~(13)C值(-23.3‰～-13.2‰),表明锰矿经历了先成锰氧化物或氢氧化物、再被还原转化成菱锰矿的过程。此外,有机质所导致的更为强烈的还原作用是本矿床富锰矿形成的重要机制。后期构造叠加致使矿体发生变形,矿体形态受褶皱控制。矿石受到强烈改造,形成锰镁绿泥石、红锰矿、蔷薇辉石等,晚期经历氧化淋滤作用形成软锰矿、水锰矿等。     

非洲锰矿床成矿规律、开发利用与勘查建议

锰矿是我国重要的战略矿产资源,需求量不断增长,长期依赖国外资源保障供需关系。本文总结分析了非洲锰矿资源的特点、矿床类型与成矿规律等地质特征与勘查开发利用及贸易现状。分析表明：非洲是全球探明锰矿储量和资源量最多的地区,具有分布集中,规模大、品位高、杂质少的特点;锰矿床类型主要有条带状含铁建造（BIF）型、海相沉积型、海相火山-沉积型、陆相（湖相三角洲）沉积型、岩浆热液型等五大类,普遍遭受表生风化淋滤（溶蚀）作用改造;主要分布在卡普瓦尔克拉通、刚果克拉通西北部的加蓬地块和西非克拉通南缘的马恩-莱奥地盾中;成矿时代主要集中于前寒武纪,尤其是2.2~2.0Ga;非洲锰矿资源的勘查开发程度较高,其中南非是非洲锰矿勘查程度最高的国家,中非、北非国家的勘查开发程度较低;南非是全球最大的锰矿石生产国和锰矿产品出口国,目前占全球出口量的68.19%以上,我国是非洲锰矿产的最大出口地,占其出口总量的70.19%。建议：我国在非洲的勘查应重点关注非洲中部的条带状含铁建造（BIF）型锰矿和海相火山-沉积型锰矿;在非洲已有的中企基础上,组建大型的集团公司,建立多元的锰矿资源供应体系。     

南秦岭东部新元古代埃达克质岩的发现及其地质意义

秦岭造山带是一条复合型大陆碰撞造山带,存在若干新元古代构造岩浆事件的遗迹,它们对深化认识南北秦岭汇聚-碰撞过程和Rodinia超大陆聚合具有重要意义。本文对南秦岭东部豆腐尖岩体英云闪长岩开展LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学和全岩主微量元素地球化学研究。代表性样品的²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄为860.7±6.0Ma,表明其形成时代为新元古代。岩石地球化学特征表现为高SiO₂(62.41%-68.89%)、高Al₂O₃(15.33%-17.33%),富Na₂O(4.23%-5.80%)和高Na₂O/K₂O比值(1.11-2.41),富Sr(>400×10^-6),低MgO(0.55%-2.08%),低Y(7.40×10^-6-18.20×10^-6)、Yb(0.63×10^-6-1.62×10^-6),高Sr/Y比值(31.49-78.22),轻稀土元素显著富集[(La/Yb)_N>20],弱Eu正异常,具埃达克质岩特征。较高的K₂O含量(2.00%-4.31%)和低MgO以及显著的高La/Yb比值等特征指示,其具有典型高钾钙碱性埃达克质岩特征,很可能源于加厚下地壳的部分熔融,推测该岩体形成时南秦岭地壳厚度可能达到65 km。结合区域地质资料,认为豆腐尖岩体形成于陆-陆碰撞环境,是新元古代松树沟洋盆闭合后北秦岭和南秦岭碰撞造山的产物,是Rodinia超大陆聚合事件在该地区的岩浆响应。新元古代早期商南豆腐尖高钾钙碱性埃达克质岩的首次识别为限定南-北秦岭碰撞事件提供了有力约束。     

大陆的起源

太阳系固体星球都有类似的核-幔-壳结构,但唯独人类居住的地球具有长英质组成的大陆壳。太古宙大陆克拉通主要由英云闪长岩(Tonalite)-奥长花岗岩(Trondhjemite)-花岗闪长岩(Granodiorite)为主的TTG深成侵入体变质而成的正片麻岩和由基性-超基性酸性火山岩及少量沉积岩变质的表壳岩(绿岩)组成。已有的资料显示这些太古宙大陆岩石组合起源于大洋壳的部分熔融。大洋壳分为大洋盆地、洋中脊、岛弧和洋底高原(大洋岛)。前两者地壳的平均厚度只有5~10km,不可能成为形成太古宙TTG深成侵入体的场所。因此,长英质大陆或起源于板块构造体制下的岛弧,或起源于地幔柱体制下的洋底高原。板块构造体制下的岛弧模式能够很好地解释太古宙克拉通TTG深成岩的成因,即俯冲大洋板片部分熔融所形成的埃达克岩相当于太古宙高压(高Al2O2)型TTG,而俯冲板片脱水导致地幔楔部分熔融形成的玄武质地壳再次熔融所形成的钙碱性花岗质岩石相当于太古宙低压(低Al2O2)型TTG。然而,板块构造体制下的岛弧模式不能令人满意地解释太古宙绿岩带火山岩组合中缺少大量的安山岩、科马提岩~1600℃高温形成环境、克拉通规模近于同时侵位的TTG岩套、大规模卵形构造样式、代表性的逆时针P-T轨迹变质作用演化等诸多特征。相反,地幔柱洋底高原模式能够合理地解释太古宙绿岩双峰式火山岩组合的成因,即基性的拉斑玄武岩和超基性的科马提岩分别来自地幔柱头部部分熔融和尾柱熔浆,而酸性的英安岩、流纹质英安岩和流纹岩是地幔柱热异常导致的洋底高原底部的部分熔融物。按照地幔柱洋底高原模式,太古宙TTG岩浆是由洋底高原底部玄武质地壳的部分熔融而成,这样能够合理地解释为什么太古宙TTG能够在短时间内巨量产出并在形成时间上没有任何系统变化。地幔柱洋底高原模式还能合理地解释太古宙克拉通穹隆构造(dome-and-keel structure)样式、近等压冷却型(IBC)逆时针P-T轨迹,缺少蓝片岩和双变质带的等典型岛弧俯冲带的标志的特征。本文在对大陆起源的岛弧模式和地幔柱洋底高原模式综合评述的基础上,提出一个大陆起源于洋底高原的两阶段模式。     

二价铁氧化对铁锰循环功能微生物活性的影响及机制

地质微生物是沉积环境中铁、锰氧化还原循环的主要驱动因子,铁锰共存环境中二价铁氧化对不同铁、锰循环功能微生物活性的影响差异和机制尚不清楚.以铁还原菌Shewanella oneidensis MR-1、铁氧化菌Pseudogulbenkiania sp.strain 2002、锰氧化菌Pseudomonas putida MnB1和Leptothrix discophora SS-1作为代表性的铁、锰循环功能微生物,利用平板计数、荧光显微镜等手段探究了Fe(II)氧化对功能微生物活性的影响差异及机制.结果表明0.05 mM Fe2+氧化60 min可使MR-1和MnB1的活菌数量降低4~5个数量级,SS-1及S.2002无显著失活.Fe(II)氧化产生的吸附态。OH和胞内。OH是细菌失活的主要原因,胞外H₂O₂、胞外游离态。OH和三价铁氧化物是细菌失活的次要原因,SS-1及S.2002产生了氧化应激反应,成功抵御了活性氧化物种.      

锰矿主要类型、分布特点及开发现状

锰的用途非常广泛,世界上90%~95%的锰应用于冶金工业,其余应用于电池工业、陶瓷工业、化学工业等。根据成矿作用过程中的含矿岩系特征,将世界锰矿划分为海相沉积型、火山(热液)-沉积型、变质型、热液型和表生型5类,以海相沉积型、变质型和表生型为主。截至2019年,世界锰的储量达8.12亿t,但分布极不均匀,主要集中在南非、巴西、乌克兰、澳大利亚、加蓬、中国、印度、加纳等国,而优质锰矿石主要分布在南非、澳大利亚、加蓬、加纳。时间上,将锰的成矿作用分为7期,其中元古宙和新生代是主要的成矿期。空间上,锰矿床主要分布在南非德兰士瓦群、乌克兰尼科波尔盆地、澳大利亚格鲁特岛和皮尔巴拉克拉通、中国泛扬子区、西非克拉通等。目前,锰的生产主要集中在南非的卡拉哈里和波斯特马斯堡锰矿田、澳大利亚的格鲁特岛、加蓬的莫安达锰矿、加纳的恩苏塔锰矿等地。     

甘孜—理塘蛇绿混杂岩带中段理塘地区混杂岩物质组成及其洋盆演化史

理塘混杂岩位于甘孜-理塘蛇绿混杂岩带中段新龙县-理塘县一带,其内部保存有完整的混杂岩系,包括蛇绿岩残片、洋岛残块、洋内弧残块、复理石建造、裂谷残片、高压变质岩等,是恢复和反演甘孜-理塘洋盆演化的理想地区。在总结前人研究的基础上,结合笔者近年来的研究成果,详细阐述了理塘混杂岩的物质组成、构造环境及形成时代,进一步约束了甘孜-理塘洋盆的时空、性质以及演化历程。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果表明,甘孜-理塘混杂岩带内蛇绿岩年龄为（346±17）Ma、（286.2±5.1）Ma、（219.5±2.2）Ma、（216.1±2.3）Ma,洋岛年龄为（271±10）Ma、（245.1±1.5）Ma、（211.8±1.8）Ma,在侏罗纪瑞环山组粉砂岩夹层中测得碎屑锆石最新年龄为（196±3）Ma,结合大量的古生物化石鉴定结果,分析认为理塘混杂岩最早的年龄记录可追溯至中泥盆世,最晚可延至早白垩世,是甘孜-理塘洋盆中泥盆世-早白垩世连续演化的记录。综合以上研究成果,笔者还大致建立了甘孜-理塘洋盆晚古生代-中生代的演化过程模式。