西藏班公湖-怒江缝合带西段特提斯洋晚二叠世(Ca.252Ma)洋内俯冲的地球化学和年代学证据

多龙蛇绿混杂岩是班公湖-怒江蛇绿岩带的重要组成部分,位于西藏阿里地区改则县北西约120 km的多龙矿集区内,大地构造位置处于班公湖-怒江缝合带中西段,南羌塘板块南缘。多龙蛇绿混杂岩主要分布在多龙矿区中部及东北部。矿区中部蛇绿岩主要由辉长岩、辉绿(玢)岩、枕状玄武岩、气孔杏仁状玄武岩、玄武质岩屑凝灰岩及硅质岩等组成,东西向延伸约35 km,南北宽3~7 km,出露面积约180 km2;该蛇绿岩残片的组成单元(包括基性岩单元以及硅质岩单元等)多被构造肢解,整体表现为不规则透镜体,以构造岩片的形式断续分布于侏罗系次深海陆棚-盆地斜坡复陆碎屑岩-类复理石建造内的断层带中,构成典型的网结状构造。矿区东北部蛇绿岩主要由含铁斜方辉石橄榄蛇纹岩、玻基玄武岩、碳酸盐化角闪辉长岩、微纹层状硅质岩等组成,该蛇绿混杂岩带沿北西-南东向断裂展布,延伸约12 km,宽1~3 km,出露面积约30 km2;该蛇绿岩残片组成单元(包括超基性岩单元、基性岩单元以及硅质岩单元等)均呈构造岩片的形式产出在三叠系灰岩地层内的断层带中。     

多龙矿集区色那东岩体年龄、成因与动力学背景

多龙矿集区是我国首个铜金属资源量达到2 000万t以上的世界级铜金矿集区,外围找矿潜力依然十分巨大.首次报道矿集区东部色那东地区花岗斑岩体和闪长玢岩体的地质年代学及地球化学测试结果,为总结区域成矿规律提供基础数据.通过精确的锆石测年,全岩主、微量元素和锆石Hf同位素测试发现,上述岩体的成岩年龄均为123±2 Ma,岩石的形成与俯冲洋壳板片部分熔融有关,源区有明显幔源组分加入.色那东地区侵入岩与矿集区含矿斑岩空间上集中侵入,且同属早白垩世岩浆活动产物,暗示其具有相同动力学背景,是班公湖-怒江洋俯冲末期-碰撞初期弧-弧"软"碰撞的产物,其侵入过程为成矿提供了热量和流体来源,显示该地区仍有较好的成矿潜力.      

西藏班公湖—怒江成矿带研究进展及一些新认识

狭义的班公湖—怒江成矿带的范围与班公湖—怒江洋盆残留的蛇绿混杂岩带一致,包括与超基性岩浆熔离作用相关的Cr,Fe,Ni等矿床;广义的班公湖—怒江成矿带包括缝合线南北两侧与班公湖—怒江洋俯冲、碰撞、碰撞后及陆内伸展作用有关的所有矿床和岩浆岩,其范围包括南羌塘地体南缘、班公湖—怒江缝合带、北—中拉萨地块的大部分区域,发育的矿床类型有斑岩型铜(金)矿、矽卡岩型铁(铜)矿、热液—蚀变岩型金矿和热液型钨矿等,涉及的动力学背景包括活动大陆边缘到板内的各个阶段。在2期重要的斑岩铜(金)成矿作用中,120~105 Ma BP矿床的形成与拉萨地体和南羌塘地体碰撞过程中深部俯冲洋壳物质的重熔有关,90~85 Ma BP矿床始于碰撞后阶段岩石圈地幔的底侵作用。一些关键的基础性科学问题,诸如大地构造背景(成矿环境)、岩浆作用特征、典型矿床成矿机制、矿床的保存与高原隆升之间的关系等,需要在今后的研究工作中予以关注。     

河北金厂峪金矿床辉钼矿与金矿化关系研究及意义

辉钼矿Re-Os测年方法现已广泛应用于各类金属硫化物矿床成矿年代学研究领域, 已成为石英脉型金矿床实现直接、准确定年的重要手段。然而, 正确理解辉钼矿与金成矿作用之间的确切关系, 选取具有代表性的辉钼矿样品是测年的前提。本文聚焦冀东地区规模最大的金矿床——金厂峪金矿床, 对其石英-钠长石-多金属硫化物脉中的黄铁矿和辉钼矿两者的产出状态及原位微量元素特征进行了详尽的对比, 研究探讨了金厂峪金矿床中辉钼矿与金矿化之间的关系。研究发现石英-钠长石-多金属硫化物脉含金丰富, 可见金和不可见金均大量赋存, 黄铁矿和辉钼矿均为重要的载金硫化物。镜下矿相学及原位微量元素证据表明, 早期形成的含金黄铁矿经历了再活化过程, 为稍晚形成的富金辉钼矿提供了大量的Au源, 两者可能为同一大的金成矿事件下不同成矿流体脉冲事件的产物。辉钼矿形成于金厂峪金矿的主成矿阶段, 与Au的二次浓集紧密相关, 并可作为高品位金矿体的标志性矿物之一。本文认为在准确厘定辉钼矿与金矿化关系的基础上, 辉钼矿Re-Os方法是一种可靠的石英脉型金矿直接定年手段。     

基于广义张-朱强度准则的深埋隧道围岩塑性分析及应用探讨

深埋隧道是交通建设中关键性和控制性的工程,近几年得到了迅速和蓬勃的发展。目前,深埋隧道围岩塑性分析,多采用Hoek-Brown强度准则,该准则只考虑了最大、最小主应力对围岩屈服的影响,与深埋隧道围岩三向受力的特征不符。根据Lee和Pietruszczak提出的递推计算方法,对围岩服从广义张-朱（generalized Zhang-Zhu strength criterion,简称GZZ）强度准则时的变形及周边应力分布进行了研究。发现当采用GZZ强度准则时,深埋隧洞洞壁位移、塑性半径明显减小,塑性区径向应力、环向应力均增大;中主应力系数增大,隧洞周边应力进一步提高。上述解法与引入面外应力解法相比,洞壁位移减小了26.6%,但塑性半径相差不大。应用GZZ强度准则计算了建平隧道围岩变形控制值,解决对深埋隧道围岩变形控制值认识模糊和无法有效判定的问题;继而改进开挖方案,有效提高了Ⅳ、Ⅴ围岩的掘进速度,实现了建平隧道安全快速的施工,获得了良好的工程效果。     

藏北昂吾地区超基性岩的蛇纹石化和磁铁矿化过程及影响因素

班公湖-怒江缝合带广泛分布超基性岩及蛇纹石化超基性岩,已有研究表明它们与区域成矿关系密切,其蛇纹石化过程使一些元素活化并具有一定的成矿潜力。位于班-怒带中段的昂吾地区蛇纹石化超基性岩主要矿物成分有橄榄石、单斜辉石、铬铁矿、利蛇纹石、磁铁矿和绿泥石等,原岩恢复表明该超基性岩为单辉橄榄岩。镜下鉴定、背散射电子图像、能谱成分分析和电子探针分析结果显示单辉橄榄岩的蛇纹石化及蚀变过程可分为三个阶段:(Ⅰ)以形成相对富铁蛇纹石(Mg#=75～88)为主,基本无磁铁矿析出;(Ⅱ)形成相对富镁的蛇纹石(Mg# 90),析出磁铁矿;(Ⅲ)蛇纹石进一步蚀变成绿泥石。热力学模拟及多组分矿物相平衡图表明,在蛇纹石化过程中,昂吾地区超基性岩中的辉石脱硅致使反应体系SiO_2活度升高,限制了磁铁矿的生成。同时也发现,在利蛇纹石稳定存在的温度区间内(100～300℃),本研究的蛇纹石化体系温度倾向高值区,不利于磁铁矿的析出。进而探讨了原岩成分、反应体系SiO_2活度及温度等因素对蛇纹石化过程中磁铁矿析出的影响。本研究有助于理解班-怒带内超基性岩的蛇纹石化过程及磁铁矿化机制。     

黄土高原表土磁化率与气候要素的定量关系研究

黄土高原地区已建立多个表土低频磁化率-气候转换函数,为黄土古气候定量重建提供了关键方法.但是表土磁化率变化的气候控制因素的系统研究尚未开展;同时,低频磁化率部分受到沉积作用的影响,需要寻找气候意义更明确的指标.我们系统采集了黄土高原及周边地区的表土样品,运用相关、回归和因子分析等方法,研究了不同气候要素及其季节变化对表土磁化率和频率磁化率的控制作用.结果显示,湿度是控制黄土高原表土磁化率的主要因素,温度的影响相对较小;降水的季节分配也有影响,月降水变率较小的地区磁化率较高.在此基础上,选择反映成壤磁性颗粒组分的频率磁化率,建立了频率磁化率-年均降水量的转换函数,为黄土古气候定量估算提供了新的途径.     

西藏铁格隆南铜(金银)矿床地质特征及勘查模型——西藏首例千万吨级斑岩-浅成低温热液型矿床

铁格隆南矿床(荣那矿段)位于多龙矿集区多不杂斑岩型铜(金)矿的北东中部,铜(金)矿体的主要赋矿围岩为早白垩世中酸性斑岩及早中侏罗统色哇组(J1-2s)复理石或类复理石建造;下白垩统美日切错组(K1m)陆相中基性火山岩建造(110 Ma)覆盖在斑岩-浅成低温热液成矿系统之上,是该矿床得以良好保存的重要原因。通过详细的地质填图、地质编录、岩石地球化学、镜下鉴定、电子探针分析、流体包裹体分析、同位素年代学、岩石地球化学测量、音频大地电磁测深和综合研究,确定了矿体形态整体上为一个似筒状体,铜(金、银)矿体总体呈北东向,控制矿体北东延长约2 000 m,南东—北西向约1 200 m,Cu平均品位大于0.5%,伴生Au品位0.08 g/t,伴生银品位2 g/t左右,单个矿床铜资源量约1 100万吨,远景资源量超过1 500万吨。矿石以典型的细脉浸染状为主,从浅部至深部,金属矿物由铜蓝、蓝辉铜矿、斯硫铜矿、雅硫铜矿、久辉铜矿、斜方蓝辉铜矿及黄铜矿、斑铜矿(微量辉钼矿),主要非金属矿物有明矾石、地开石、高岭石、水铝石、绢云母、石英、硬石膏等组成(图2-17),矿物和蚀变组合显示高硫型浅成低温热液矿体叠加于斑岩型矿体。成矿岩体为120 Ma侵位的花岗闪长斑岩,辉钼矿Re-Os同位素年龄显示斑岩成矿形成于119 Ma左右,明矾石Ar-Ar同位素测年结果为116 Ma左右,表明浅成低温热液型矿化略晚于斑岩型矿化。由于羌塘地体南缘的不断隆升,导致浅成低温热液矿化持续向深部迁移,形成巨厚典型的浅成低温热液矿物组合。流体包裹体研究表明,流体包裹体均一温度显示存在2套明显不同温度的流体,即形成斑岩及其围岩钾硅化与绢英岩化带矿化的中高温流体以及高级泥化带中的中低温流体,高温、高盐度的流体代表了斑岩系统的流体特征,而中低温、低盐度的流体代表了高硫化型浅成低温热液系统的流体特征。铁格隆南矿区的岩体侵位较浅,浅部岩体已经在ZK1604与美日切错组呈角度不整合接触,表明在美日切错组火山岩喷发覆盖于矿体上之前,含矿岩体已经出露地表,根据其估算形成深度(约1.2 km),可以判断在矿床形成之后地壳已抬升了一定高度,斑岩-浅成低温热液系统上部的矿体和独立金矿体可能已被剥蚀。岩石微量元素和稀土元素特征表明,均为高钾钙碱性,富集大离子亲石元素,亏损高场强元素,具弧岩浆地球化学特征;在Y-Th/Ta和Ta/Yb-Th/Yb图解中多龙地区主要侵入岩均位于活动大陆边缘,在Th-Co-Zr/10和Th-Sc-Zr/10微量元素构造图解中,大部分样品落在陆缘弧区域。区域上构造岩浆活动也表明多龙地区岩浆岩形成与班公湖—怒江特提斯洋早白垩世北向俯冲至南羌塘地体之下密切相关,类似于南美安第斯成矿带洋陆俯冲背景下的陆缘弧环境。锆石铪同位素落在球粒陨石与亏损地幔之间,地壳模式年龄相对年轻与多龙地区主要侵入岩一致,表明岩浆主要来源亏损地幔,同时也有部分新生地壳物质的加入,岩浆表现出角闪石源区作为主要源区熔融矿物的特征,表明班公湖-怒江特提斯洋壳俯冲至50~70 km下发生相变,从而导致类似角闪石等矿物脱水引发的楔形地幔部分熔融。短波红外光谱填图和岩石地球化学剖面测量显示在尕尔勤、地堡那木岗还有寻找铁格隆南(荣那矿段)式矿床的潜力,区域找矿潜力极大,多龙矿集区铜资源量可以达到2 500万吨以上。     

青藏高原高海拔—难进入地区无人机地质调查试验研究与应用展望

青藏高原空气稀薄、气候恶劣、环境脆弱,是世界海拔最高、面积最大、地质构造最为复杂的地区,被称为世界第三极和造山的高原,属于全球典型的高海拔—难进入地区,传统的地质工作方法受到一定制约。本文首次将无人机引入海拔5000 m的藏北高原开展地质调查工作,探索研发无人机地质填图技术。通过5种不同类型无人机填图飞行试验,本文认为固定翼和旋翼无人机经螺旋桨、机身机翼以及倾斜摄影平台升级后可用于高海拔—难进入地区的大—中等比例尺（1∶50000至1∶1000）区域地质调查等地学领域野外作业。改进后的无人机理论寿命更长、飞行更加平稳、影像质量大幅提升。经实地飞行试验和野外校验,无人机获得的影像数据精度优于遥感卫星,局部精度最高可达3 cm,各地质体接触关系及纹理清晰明显,地质解译效果好,总体正确率高于95%。无人机地质填图技术具有成本低、数据获取快速、空间分辨率高、搭载设备类型多样等优势,在未来可与大数据、移动互联网、人工智能、虚拟现实技术结合创建一种安全、多维度、高精度虚拟地质作业平台,满足个性化、智能化、实时化、精确化的地质矿产工作需求。