航空地球物理在战略性矿产勘查中的应用前景

实施新一轮找矿突破战略行动急需高效的勘查技术支撑。航空地球物理是重要的高效找矿勘查方法,在世界矿产勘查史上一直发挥着重要作用。21世纪以来,我国航空地球物理技术取得了长足的发展：自主研发的高灵敏度仪器、更高分辨率和更多种类型数据的无缝采集、更精细的数据处理和更精准的解释方法、更大的探测深度、更广的应用领域,尤其是多参量航磁、时间域航空电磁、航空重力等新勘查技术得到快速发展。国内外找矿勘查实践表明,航空地球物理可在矿产勘查的不同阶段中发挥重要的直接或间接找矿作用,尤其是对铁、铜、镍、铀、钾盐等紧缺矿产勘查成效显著。但是,针对战略性矿产勘查以难进入地区和以深部间接找矿为主的新需求,航空地球物理找矿勘查面临信息微弱、浅部干扰大、探测(解释)结果的不确定性和地质-地球物理找矿模型难以构建等难题;存在自主研发的新航空地球物理装备使用不够充分、实用化程度不够高,基于较低成本的无人机平台勘查技术发展较慢,具有更高分辨率的航磁张量梯度、航空重力梯度和航空电磁等新技术发展滞后,先进实用的高精度航空地球物理数据采集与数据处理技术不完善,航空地球物理与地质和其他方法融合不深入等问题。基于此,初步总结了航空地...     

天山及邻区石炭纪——早二叠世裂谷火山岩岩石成因

中国西北部天山石炭纪-早二叠世裂谷火山作用代表了一个新近被认可的大火成岩省,其分布范围至少有170万 km2.该火山岩系主要由玄武质熔岩组成,其次有中性和酸性熔岩及火山碎屑岩.它们是地幔柱活动的产物,该地幔柱的组分为:εNd(t) ≈+5,87Sr/86Sr(t) ≈ 0.704和La/Nb ≈ 0.9.根据岩石地球化学数据,石炭纪-早二叠世基性熔岩可以划分为高Ti/Y(HT, Ti/Y>500)和低Ti/Y(LT, Ti/Y<500)两个岩浆类型.LT熔岩又可进一步划分为LT1、LT2、LT3和LT4等4个亚类.LT1、LT2(天山中段和甘肃北山)、LT4(天山西段、新疆北山和准噶尔)和LT3、HT(塔里木)熔岩的化学演化系受控于橄榄石(ol)+单斜辉石(cpx)结晶分离作用;而天山东段的的LT4熔岩的化学变异则是经受了辉长岩质结晶分离作用.元素和同位素数据表明,天山及邻区石炭纪–早二叠世裂谷基性熔岩并不是单一母岩浆结晶分离的产物.遭受地壳混染的LT3和LT4熔岩的Sr-Nd同位素变化特点与其地幔柱源熔体上升喷发所通过的岩石圈的性质有关.古老(前寒武纪)岩石圈的卷入,导致天山西段的石炭纪LT4熔岩和柯坪裂谷的早二叠世LT3熔岩具有低-负εNd(t)值(-2.91～+6.1)和中等-高87Sr/86Sr(t)值(0.703 6～0.708 1);相反,天山东段和准噶尔的石炭纪LT4熔岩是以高εNd(t)值(+4.2～+9.7)和低87Sr/86Sr(t)值(0.703 5～0.704 4)为特征,这乃是与其遭受了含有早古生代-泥盆纪弧-盆系火山岩的上地壳的混染有关,或者是与其岩石圈地幔源区遭受前石炭纪消减富集有关.天山及邻区石炭纪-早二叠世裂谷基性熔岩中观察到的地球化学变异与AFC作用一致.天山及邻区石炭纪-早二叠世裂谷火山岩显示时间上和空间上的岩石地球化学变化.石炭纪时,未遭受混染的石炭纪LT1熔岩和受到轻微混染的石炭纪LT2熔岩喷发于天山中段裂谷,而遭受强烈混染的石炭纪LT4熔岩则喷发于天山中段裂谷四周的区域之中.石炭纪LT1和LT2熔岩是地幔柱的石榴子石稳定区较高程度部分熔融(10%～30%)产物;而石炭纪LT4熔岩则是温度较低的地幔柱的尖晶石-石榴子石过渡带较低程度部分熔融(<10%)产物.早二叠世时,未遭受混染的早二叠世HT、LT1熔岩和受到轻微混染的早二叠世LT3熔岩喷发于塔里木裂谷和北山裂谷,而遭受强烈混染的早二叠世LT4熔岩则喷发于北部博格达-哈尔里克裂谷区.     

南秦岭元古宙板内火山作用特征及构造意义

南秦岭元古宙火山岩主要由两大类岩石构成，一类为SiO245%-57%的基性火山岩系，另一类为SiO267%-78%的酸性火山岩系，主要岩石类型为细碧岩、玄武岩和石英角班岩、流纹岩。基性火山岩整体上属拉斑玄武岩系列，酸性火山岩属钙碱系列。火山岩强烈富集稀土元素，尤其是轻稀土元素，酸性火山岩和基性火山岩有相似的稀土元素特征，显示了源区特征的不同。基性火山岩富集强不相容元素，相对亏损Nb和Ti, 成于大陆裂谷环境，具有大陆拉斑玄武岩的特征。同位素特征表明基性火山作用与地幔柱活动密切相关。南秦岭的中、晚元古代大陆拉张及由古地幔柱活动所引发的陆裂火山岩浆活动是古秦岭洋打开的先兆。     

岚皋早古生代碱质煌斑杂岩地球化学特征及成因探讨

岚皋碱质煌斑杂岩主量元素呈规律性演化，REE球粒陨石标准化配分型式呈强右倾型，富集不相容元素。岩石主元素和微量元素地球化学特征表明，煌斑岩浆在演化过程中存在2个平行的结晶分异演化趋势，岩浆演化过程中受地壳混染的程度很小。LREE、不相容元素的强烈富集及Dy／Yb、La／Yb、Zr／Sm、Ce／Y等微量元素的质量分数比值变化表明，煌斑杂岩不可能由尖晶石或石榴石二辉橄榄岩、含角闪石的尖晶石或石榴石二辉橄榄岩的部分熔融形成，它的源区应为含金云母和单斜辉石的交代地幔。Sr-Nd-Pb同位素结果显示，煌斑岩浆源区的地幔主要为HIMU端元组分。地幔柱的活动与煌斑岩浆的起源密切相关，并制约了其源区的地幔交代作用。     

东准噶尔卡拉麦里地区碱性玄武岩年代学、地球化学特征及其构造意义

东准噶尔卡拉麦里地区巴塔玛依内山组为一套玄武岩-安山岩-英安岩-流纹岩组合,其时代归属及形成的构造背景争议已久.本文通过对双井子一带该组火山岩下部玄武岩开展LA-ICP-MS锆石U-Pb定年和岩石地球化学分析,获得一组锆石加权平均年龄为335.1±9.3 Ma,时代为早石炭世.年代学成果综合分析表明,巴塔玛依内山组为连续发育于早—晚石炭世的穿时地层.玄武岩样品SiO2含量46.49％～52.19％,富碱(Na2O+K2O=4.07％～8.55％),高钾(K2O/Na2O=0.35～1.31)和高 Al2O3(15.62％～17.97％),里特曼指数 σ＞3.3,斑晶和基质中含有碱性矿物,为典型的碱性玄武岩.样品具有轻重稀土分异明显,(La/Yb)N=3.08～5.25,弱Eu异常(δEu=0.90～1.06),相对富集大离子亲石元素(LILE),亏损高场强元素(HFSE)等地球化学特征.结合相关判别图解研究表明,岩浆起源于受俯冲流体交代的亏损地幔源区,在深部岩浆房中发生了矿物结晶分异作用,并在上升侵位过程中遭受了一定程度的陆壳物质混染.碱性玄武岩兼具板内玄武岩、后碰撞和岛弧火山岩特征,结合区域地质资料分析,其形成与卡拉麦里洋盆闭合之后的板内岩浆活动有关,是俯冲碰撞造山期后伸展背景下的产物.表明早石炭世准噶尔地块东北缘已经进入由碰撞挤压到伸展拉张的构造转换期.     

西南天山成矿规律及其与境外对比研究

文章依据成矿地质构造背景、含矿岩石建造、成矿时代和主要矿种，在简要论述中国西南天山成矿带中金属矿床地质成矿特征和时空分布规律的基础上，与境外南天山成矿带进行了详细对比研究，进而明确了境内外成矿的差异性，指出该区的主攻矿种及其主攻矿床类型，提出了下一步地质找矿工作的重点部署地区。     

蛇绿岩年代学研究方法及应注意的问题

蛇绿岩年代学在研究造山带构造演化、古洋一陆及板块构造格局恢复中至关重要。同位素测年及化石年代学法是蛇绿岩年代学研究的基本方法。高精度同位素测年首选锆石U-Pb法(包括单颗粒锆石U-Pb法、离子探针SHRIMP U-Pb法)及^40Ar-^39Ar法。同时可辅以Sm-Nd及Rb-Sr等时线法测年；各种测年方法所获结果与化石年代之间应相互比对；与蛇绿岩形成、演化相关的各地质事件发生的时间可以对蛇绿岩的形成时代进行约束。测年时必须对所测对象的特征及性质进行详细的研究。同时，对各种测年方法的适用性和应注意的问题有所了解。唯此才能对测年结果的含义及准确性做出科学、合理的解释。     

北天山巴音沟蛇绿岩斜长花岗岩锆石SHRIMP测年及其意义

北天山巴音沟蛇绿岩中斜长花岗岩仅产于辉长岩顶部,二者呈突变或渐变接触关系。本文应用SHRIMP方法对斜长花岗岩进行了锆石U-Pb定年,获得了324.8±7.1Ma(2σ)的年龄,这一年龄精确反映了巴音沟蛇绿岩形成于早石炭世。巴音沟蛇绿岩代表了天山晚古生代“红海型”洋盆的地质记录。     

中国天山-北山地区晚古生代岩石地层系统厘定及沉积环境分析

通过编制天山一北山地区地质图对该区晚古生代岩石地层系统进行了重新厘定，并初步分析了这一地区晚古生代不同阶段的沉积环境，论述了晚古生代时天山与北山应属于同一沉积构造区的地层结构与沉积特征证据。     

天山中西段古生代花岗岩TIMS法锆石U-Pb同位素定年及岩石地球化学特征研究

通过对天山中西段古生代花岗岩的锆石TIMS法U-Pb同位素定年,表明中天山托克逊南—库米什北侵入于奥陶纪可可乃克群中的碱长花岗岩形成时代为395.1±0.9Ma,花岗闪长岩体形成于393.5±2.7Ma,石英闪长岩体形成于327.3±0.9Ma,斜长花岗岩体形成时代为424.1±1.1Ma,并揭示出中天山中段库米什地区的3期构造岩浆事件,分别相当于早志留世、中泥盆世和早石炭世。中天山哈希勒根大坂黑云母花岗岩形成于286.8±0.8Ma。对伊犁石炭—二叠纪裂谷带中花岗侵入岩类的锆石TIMS法U-Pb同位素定年,表明霍城果子沟角闪花岗岩形成于351.9±1.6Ma,昭苏煤矿花岗闪长岩体形成时代为348.4±0.8Ma,新源则克台角闪辉长岩体形成于308.2±1.2Ma。南天山巴音布鲁克地区侵入于巴音布鲁克群中的石英闪长岩体形成时代为446.8±1.2Ma,独—库公路南段库尔干道班14.6km和15.2km处的角闪斜长花岗岩体与黑云母花岗岩体分别形成于426.3±1.9Ma和425.1±1.8Ma。对花岗岩的岩石地球化学研究表明,中天山托克逊南—库米什北志留纪—早泥盆世花岗岩为钙碱系列,轻稀土富集,微量元素洋脊花岗岩标准化具有Rb、Th、Ba富集,Ta、Nb亏损的分配型式,形成于火山弧环境;石炭—二叠纪花岗岩为钙碱系列,准铝—过铝质花岗岩,轻稀土富集程度较前者低,微量元素洋脊花岗岩标准化具有Rb、Th富集,Ba略亏损和高场强元素亏损的特点,形成于后碰撞(post-collision)构造环境。伊犁石炭—二叠纪裂谷带中石炭—二叠纪花岗岩为过铝质花岗岩,轻稀土富集,微量元素洋脊花岗岩标准化分配型式同样具有Rb、Th富集,Ba明显亏损和高场强元素亏损的特点,亦形成于后碰撞(post-collision)构造环境。南天山库尔干花岗岩为Al2O3含量高的钙碱性系列、过铝质花岗岩,稀土元素含量中等(157.89×10-6~81.81×10-6),轻稀土富集,Eu负异常明显,微量元素洋脊花岗岩标准化呈现出K、Rb、Th、Ba富集和Nb、Ta、Zr、Hf高场强元素亏损的特点,其形成时代与天山古生代洋盆俯冲时限相当,为岛弧构造环境。依据Sr-Nd-Pb同位素回时计算结果,本次研究所取的花岗岩初始锶同位素比值高,介于0.70435~0.70982,εNd(t)值多小于零或为很低的正值,T2DM或TDM均远大于岩体形成年龄,δ18O‰多大于10,个别为6.7,显示出古老壳源物质在花岗岩浆的形成过程中起了重要作用。同时,鉴于花岗岩的εNd(t)均在0左右变动,同样说明,新生地壳在花岗岩浆的形成过程中同样起着重要作用。花岗岩的εNd(t)值与前寒武纪岩石的εNd(t)对比研究表明,中天山库米什北志留纪斜长花岗岩体可能是中新元古界斜长角闪岩部分熔融的产物,而石炭—二叠纪花岗岩既有中新元古界片麻岩或片岩部分熔融生成,亦有新生地壳部分熔融受到古老地壳混染后岩浆结晶产物。伊犁石炭—二叠纪花岗岩和南天山库尔干志留纪花岗岩均显示出新生地壳部分熔融,并受古老地壳混染的Nd同位素信息。