川西甲基卡伟晶岩型锂矿的“多层次穹状花岗岩席”控矿新理论——记“川西甲基卡锂矿科学钻探”创新成果

川西甲基卡伟晶岩型锂矿是中国大陆最大的硬岩型锂矿床。以揭示伟晶岩型锂矿深部结构和成因机制为目的的甲基卡伟晶岩型锂矿科学钻探工程(JSD)实施了一口3211.21 m(JSD-1)和两口各1000 m(JSD-2和JSD-3)的科学钻探,取得如下的创新性研究成果：(1)首次发现JSD-1中0～900 m深度的晚三叠世浊积岩经历中低压-高温巴罗-巴肯式叠加变质作用和穹状构造特征;(2)揭示JSD-1的100 m深度范围的含锂辉石伟晶岩存在,以及估算了在3211 m深度伟晶岩中的稀有金属丰度及成矿潜力;(3)利用锡石、铌钽矿和独居石的精确定年,确定JSD-1深部伟晶岩形成的两期岩浆-热液事件(210～204 Ma和193～192 Ma);(4)流体包裹体的碱性元素(Li、Na、K、Rb、Cs)和挥发性元素(B、As)的富集指示富锂伟晶岩高度结晶分异。利用JSD-1岩芯Li-B-Fe-Nd同位素示踪了岩浆的演化、流体出熔过程及成矿机制,揭示甲基卡伟晶岩型锂矿床的花岗岩岩浆演化过程中,岩浆结晶分异促进大量流体的出熔,从而在浅部形成钠长石锂辉石伟晶岩为主的矿体。这些结果不支持含锂伟晶岩是地壳深熔作...     

四川甲基卡锂矿床花岗岩体Li同位素组成及其对稀有金属成矿的制约

四川康定甲基卡超大型锂矿是我国最大的硬岩型锂矿床之一,矿区中南部呈岩株状出露的二云母花岗岩常被认为是成矿伟晶岩的"矿源岩",对其开展Li同位素地球化学研究,对探讨矿区稀有金属的来源与演化具有重要意义.研究工作基于详细的野外地质调查,采用MC-ICP-MS方法对岩体锂同位素组成开展了研究.研究结果显示,岩体Li含量介于192×10-6~470×10-6,均值为309×10-6,δ7Li值介于-1.56‰~+0.90‰,均值为-0.24‰,与平均上地壳值基本一致,具有高Li低δ7Li的特征.δ7Li与Li、Rb、Ga、SiO₂及ε_Nd（t）不存在明显的相关性,岩体锂同位素组成反映了其形成时的源区特征,未受岩浆结晶分异作用和蚀变作用的影响.岩体岩石地球化学、同位素地球化学资料表明,岩浆来源以三叠系西康群砂泥岩的部分熔融为主,可能有部分深源物质的加入.此外,岩体Li同位素的变化规律表明伟晶岩的成矿流体来源于二云母花岗岩.岩体Li含量与Li同位素组合不仅可用来划分锂矿床类型,而且对稀有金属找矿具有一定的指导意义.      

川西甲基卡锂矿床花岗岩与伟晶岩成因关系:U-Pb定年、Hf-O同位素和地球化学证据

稀有金属矿产对现代工业和科技发展至关重要,硬岩型锂矿床作为稀有金属矿产的主要来源,其岩石成因和成矿机制有待于深入系统研究。文章系统研究了四川甲基卡二云母花岗岩、含矿伟晶岩、无矿伟晶岩、细晶岩、角岩、片岩、板岩等全岩样品的主微量元素、稀土元素、Pb-Sr-Nd同位素以及锆石U-Pb年龄和Hf-O同位素,以探讨花岗岩与伟晶岩的岩浆起源及其演化过程。二云母花岗岩形成时代为206.0 Ma,伟晶岩形成时代为186.7Ma,为印支旋回强烈造山运动之后相对宁静阶段的产物。二云母花岗岩具有高w(Si O_2)(73.20%～77.85%)、w(Al_2O_3)(13.9%～15.22%)、w(Na_2O)(3.08%～4.89%)和w(K_2O)(2.01%～5.13%),低w(Ca O)(0.32%～0.75%)、w(P_2O_5)(0.09%～0.31%)、w(Ti O_2)(0.02%～0.06%)和w(Mg O)(0.12%～0.26%)的特点,铝饱和指数为1.09～1.19,稀土元素总量较低,δEu=0.52,具明显的稀土元素四分组效应(TE_(1,3)=1.09～1.19),ε_(Nd)(t)=-3.9～-2.3,ε_(Hf)(t)=-35.1～2.9,δ~(18)O=5.69‰～15.01‰,这些地球化学特征表明甲基卡二云母花岗岩为高分异S型花岗岩。二云母花岗岩与片岩、板岩具有类似的稀土元素和微量元素配分模式、类似的Pb-Nd同位素组成和Nd同位素模式年龄,是由片岩、板岩部分熔融产生的。含矿伟晶岩与无矿伟晶岩具有一致的Hf-O同位素组成,且位于二云母花岗岩的Hf-O同位素组成范围内。含矿伟晶岩、无矿伟晶岩和细晶岩具有类似的稀土元素和微量元素配分模式,但其∑REE丰度明显低于二云母花岗岩体,表明这些岩石与二云母花岗岩具有成因关系,是二云母花岗岩高度结晶分异的产物。在此基础上,详细刻画了川西甲基卡硬岩型锂矿床的成矿过程。     

川西甲基卡锂等稀有多金属矿田成矿地质特征与成因分析

锂(Li)被国家列为了"关键金属".位于四川西部的甲基卡稀有金属矿田锂资源得天独厚,累计查明氧化锂(Li2O)资源储量286.11万t,预测远景资源量500万t,是世界级硬岩型锂矿富集区.二云母花岗岩以含锂辉石、锂白云母、黑鳞云母以及电气石、磷灰石为特征.花岗岩细晶岩型锂矿为主体并与伟晶岩型锂矿共存,且发育韵律式条带结构是甲基卡矿田独有的特点.笔者以在甲基卡地区及外围调查研究与找矿勘探实践为基础,总结了甲基卡锂等稀有多金属矿田的成矿地质特征,从二云母花岗岩、伟晶岩脉以及韵律式条带结构、地球化学、包裹体等方面的特征,探讨了锂金属超常富集的成因,提出了甲基卡花岗岩浆多中心底辟穹隆、不混溶Li-F花岗质岩浆、半开放裂隙系统的脉动式多期充填-交代及花岗质岩浆结晶分异-自交代成岩成矿的认识.这一认识对稀有金属找矿具有重要意义,但对于稀有金属的分配、迁移、超常富集过程等科学问题还需要继续深入研究,以期更大的找矿突破.     

云母和电气石矿物化学特征对西昆仑大红柳滩地区伟晶岩型锂矿化的指示

大红柳滩二云母花岗岩被认为是白龙山等伟晶岩型锂矿的成矿母岩.为约束大红柳滩地区花岗岩-伟晶岩的岩浆-热液演化过程.本文选取大红柳滩岩体二云母花岗岩及不同矿化程度伟晶岩中的贯穿性矿物——云母和电气石,开展了背散射结构观察(BSE)和电子探针成分分析(EPMA).二云母花岗岩(Ms₁)和白云母-微斜长石伟晶岩(Ms₂)中云母结构均一、化学成分变化小;白云母-钠长石-锂辉石伟晶岩(Ms₃)中云母类型多样,除白云母外,还发育富锂多硅白云母、铁锂云母、锂云母,后者常交代白云母.Ms₃中Li、F含量突增,其中Li₂O最高可达4.68%、F可达6.47%.二云母花岗岩(Tur₁)和白云母-微斜长石伟晶岩(Tur₂)中电气石为碱性黑电气石,白云母-钠长石-锂辉石伟晶岩中(Tur₃)发育碱性锂电气石.相较于黑电气石,锂电气石具有富SiO₂、Al₂O₃、Li_...     

川西甲基卡锂辉石矿床控矿条件及成因分析

甲基卡伟晶岩型锂矿床定位于穹窿构造隆起区、形成于印支晚期—燕山早期。其成矿作用与矿区的二云母花岗岩体密切相关,伟晶岩脉环绕花岗岩体大致呈离心式带状成群成带分布,单一矿脉的分带性较差。含矿伟晶岩既有顺层产出也有近垂直切层产出。该矿床属于岩浆—热液交代作用成因的伟晶岩—细晶岩型(硬岩型)锂矿床。     

伟晶岩锂同位素研究进展及其对锂成矿过程的指示

花岗伟晶岩是最重要的硬岩型锂资源来源,近年来前人应用锂同位素对伟晶岩成岩成矿过程开展较多的研究工作。本文在综述伟晶岩锂同位素研究进展的基础上,重点分析了伟晶岩的锂同位素在指示伟晶岩熔体源区、指示伟晶岩熔体分离、结晶和流体出溶中的研究思路,为揭示伟晶岩的锂成矿过程提供了启示。前人研究表明,伟晶岩熔体结晶分异和流体出溶过程均会产生较明显的锂同位素分馏：① 结晶分异使残余伟晶岩熔体富集7Li;② 流体出溶使熔体富集6Li;③ 扩散分馏使快速迁移的6Li累积在熔体远端。全球伟晶岩(包括甲基卡伟晶岩)的Li含量与δ7Li之间均有明显的负相关关系,甲基卡伟晶岩分异程度的增高与δ7Li呈负相关关系。前人研究表明,高分异伟晶岩体系中锂同位素变轻可能是云母和锂辉石等富6Li矿物的大量结晶、富7Li流体出溶丢失或动力分馏作用等原因造成的。另一方面,不平衡结晶分异作用会产生显著的动力分馏,热液蚀变作用会产生强烈的低温分馏,这些过程产生的同位素分馏效应会模糊锂的来源信息,给同位素示踪带来困难。因此,伟晶岩锂同位素组成可能对于指示锂的来源作用有限,但可以较好地指示熔体结晶分异和流体出溶等地质过程,有助于揭示伟晶岩熔体 流体的演化过程,指示锂矿化机制。     

锂同位素及其在四川甲基卡伟晶岩型锂多金属矿床研究中的应用

锂同位素在地质学、地球化学研究中有着广阔的应用前景。简单介绍了锂同位素研究已取得的进展,并在四川甲基卡伟晶岩型锂多金属矿床研究中开展应用。研究表明,四川甲基卡锂矿床中2件锂辉石的锂含量非常高,分别为33 592×10-6和34 264×10-6,相应的δ7Li值分别为-0.6‰和-0.4‰,平均值为-0.5‰,而二云母花岗岩中黑云母的锂含量为7 350×10-6,δ7Li值为+0.6‰,两者在误差范围内具有非常好的一致性,证明锂辉石来源于二云母花岗岩,这与其他包裹体、同位素地球化学和年代学证据等相一致。     

云南个旧锡多金属矿集区电气石地球化学组成和硼同位素特征——对成矿流体性质和演化的约束

个旧锡矿集区发育与晚白垩世髙分异花岗岩有关的世界级Sn-Cu多金属矿床, 其成矿物质的来源及流体演化过程一直是研究的热点和难点。个旧地区电气石广泛发育于碳酸盐岩、花岗岩及矽卡岩中, 但对电气石尚未进行系统研究, 电气石与成矿之间的关系尚未明确。本文对不同类型电气石开展了系统的岩相学观察和电子探针(EPMA)、LA-ICP-MS微量元素和硼同位素分析。结果表明, 所有电气石都属于碱性电气石, TurⅠ、TurⅡ、TurⅣ为热液成因, TurⅢ为岩浆成因。岩浆电气石相比于热液电气石具有更低的Mg、Ca等元素, TurⅠ电气石高含量的Sr表明受到了围岩的混染。电气石的微量元素变化表明, 从似斑状花岗岩到等粒花岗岩, 随着岩浆分异程度逐渐增加, Sn在岩浆中逐渐富集, 在似斑状花岗岩和接触带矽卡岩中沉淀卸载。个旧不同类型电气石具有均一的δ11B值(?15.2‰ ~ ?12.8‰), 与花岗岩的组成范围一致, 表明成矿物质来源均来源于花岗质岩浆。     

川西甲基卡锂矿床伟晶岩结构分带及多期岩浆成矿作用

LCT(lithium- cesium- tantalum)伟晶岩的分带有两种形式,一种是单个伟晶岩脉的内部结构分带,这种伟晶岩脉通常体积巨大,内部结构显示出成分分带的特征,单一脉体中不同结构带中可能发育不同的稀有金属矿化带,例如新疆可可托海3号伟晶岩脉;另一种分带性表现为伟晶岩和成矿系统的区域分带,通常以高分异的过铝质花岗岩为中心,围绕花岗岩数以百计的伟晶岩脉显示出不同的伟晶岩类型和矿化类型,越向外围,伟晶岩的演化程度越高。区域分带内的伟晶岩单个脉体的规模不大、内部分带性差、含矿性各不相同,甲基卡锂矿就是这一类伟晶岩矿床的典型代表。对甲基卡矿区伟晶岩的野外观察发现,含Be的9号脉、含Li的133号脉和含Nb、Ta的528号脉具有相对较好的内部结构分带性,而含Li的104号脉和308号脉的内部分带性则相对较差,推测与脉体内部多期岩浆- 热液活动有关。甲基卡矿区伟晶岩脉的相互穿插现象说明,矿区存在多期次的岩浆与成矿作用。科学钻探在JSD- 2和JSD- 3两个钻孔中均发现含锂辉石的伟晶岩脉和细晶岩脉侵入在不含矿的马颈子花岗岩中,佐证了多期岩浆与成矿事件的存在。伟晶岩中不同矿物U- Pb定年结果表明,全区伟晶岩的形成至少有两期,分别发生在213~206 Ma和199~191 Ma。依据钻孔JSD- 1的研究表明,岩浆由深至浅逐步向高分异方向演化。从下向上,花岗岩与伟晶岩同步演化,花岗岩依次出现黑云母花岗岩、含白云母的黑云母花岗岩、二云母花岗岩、白云母花岗岩和钠长石花岗岩,伟晶岩依次出现微斜长石型伟晶岩、微斜长石- 钠长石型伟晶岩、钠长石型伟晶岩和钠长石- 锂辉石型伟晶岩。根据不同深度伟晶岩的矿化特点,矿床的垂向分带大致划分如下：0~105 m的Li- Be- Nb- Ta矿化带;0~860 m的Be- Nb- Ta矿化带;0~1730 m的第一期Nb- Ta矿化带;1730~3170 m的无矿伟晶岩带;3170~3211 m的第二期Nb- Ta矿化带。     

“青藏高原南部空白区基础地质调查与研究”计划项目新成果、新进展

通过2 0 0 4年度各相关图幅的大力工作,在基础地质、矿产和资源等方面取得了大量实际材料,综合研究区域构造地层格架、青藏高原地质图和青藏高原南部火山岩及其地球动力学意义等,取得重要进展和新认识,在矿产资源、旅游和人文景观等方面也取得重要阶段性成果。     

国际埃迪卡拉系年代地层学研究进展与发展趋势

埃迪卡拉系为国际地层表新增的新元古界最上部的系级年代地层单位,层型剖面被确定为南澳大利亚弗林德斯山脉依诺拉马河剖面,其底界点位（GSSP）选定为埃拉逖那冰成杂砾岩（Elatina diamictite）之上盖帽碳酸盐岩努卡利那组（Nuccaleena Formation）的下界（Gradstein et al．,2004;Knoll et al．,2004）。我国修定后的震旦系与埃迪卡拉系完全相当,底界以南沱冰碛岩之上盖帽碳酸盐岩的下界为界。本文综合国际地层委员会新元古代地层分会以及相关国家和地区近年来在埃迪卡拉系年代地层学领域研究的新进展、存在问题以及未来发展趋势作一概要介绍,以期引起国内晚前寒武纪地层古生物学者的广泛关注。     

Global repeating events in the history of the Earth and the motion of the Sun in the Galaxy

Chronological analyses of correlations between certain global repeating events (mass extinctions of marine organisms, meteorite impacts, and flashes in the frequency of geomagnetic reversals) during the Phanerozoic Eon and the motion of the solar system in the Galaxy are presented for five rotationally symmetrical models for the regular Galactic gravitational field. Thirteen of sixteen mass-extinction events can be described by a repetition interval of 183±3 million years. This is in agreement with the anomalistic period (interval between two subsequent passages of the Sun through the apocenter of its Galactic orbit) in the model of Allen and Martos. The positions of the minima and maxima in Gaussian functions approximating the frequency distribution for geomagnetic reversals also agree with the times of passage of the Sun through the apocenter and pericenter, respectively, of its Galactic orbit in this model. The maximum in the distribution of the deviations of the dates of mass extinctions from the nearest dates of impacts of large, crater-forming bodies is close to zero, providing evidence that many such events are correlated. As a rule, extinctions follow impact events. The impacts of large bodies have occurred most often when the solar system passes through the Galactic plane, while mass extinctions occur more often at some distance from the Galactic plane (about 40 pc). As a rule, intervals of increases in the frequency of geomagnetic reversals coincide with dates of impacts of large bodies. At the same time, these intervals do not show a clear correlation with the dates of mass extinctions. The intensity of mass extinctions, like the energy released by impacts, is consistently higher in periods when the Sun is moving from the apocenter toward the pericenter of its orbit, than when it is moving from the pericenter toward the apocenter. Thus, there is evidence for a variety of relationships between repeating global events in the Phanerozoic and the motion of the Sun in the Galaxy. Long-period variations in the frequency of geomagnetic reversals are correlated with the orbital motion of the Sun, and increases in the frequency of geomagnetic reversals are correlated with impacts. Mass extinctions are correlated with the impacts of large bodies, whose motions may have been perturbed by clouds of interstellar material concentrated toward the Galactic plane and by the shock front associated with the Perseus spiral arm, through which the solar system passes. The velocity of the Sun relative to the spiral pattern is estimated.     

生物活动在吉林东南部寒武纪沉积铜形成过程中的作用

吉林东南部寒武纪沉积铜主要为沉积和后期热液改造综合作用的产物。它们在形成过程中，生物活动起了很大的作用，生物直接成因标志和间接成因迹象在本区都有体现。前者主要表现在由藻类群落形成的有机质胶体和胶团中聚集了大量的黄铜矿和黄铁矿颗粒，草莓状构造即为其典型构造之一。后者则为由生物形成的有机酸在通过红色矿源层时形成可溶性有机铜盐，并运移到适当部位富集起来，形成具一定程度的矿化现象。“圈闭构造”在形成本区这类矿化现象中起到了十分重要的作用。     

截潜工程在计算山前侧向补给量中的应用

在计算山前侧向补给量的方法中,最常用的就是达西断面法,但达西断面法需要获取较多的参数,对于山前无钻孔或只有少量钻孔且水文地质研究程度较低的区域,很难采用达西断面法来计算得到山前侧向补给量。对于无法运用达西断面法但存在完整式截潜工程的山丘区,可以结合完整式截潜工程的截潜量利用水量均衡法计算山前侧向补给量。     

微亮晶（臼齿）碳酸盐成因及其在元古宙地球演化中的意义

本文应用多种技术方法,对微亮晶碳酸盐岩的成岩作用及其成因从宏观至微观进行了分析。根据岩石矿物学、地球化学和有机地球化学等研究证明,它是早期成岩过程中,在超高压的大气 CO_2,水平急剧下降的转折期,快速石化作用形成的具等粒结构μm级的微亮晶方解石集合体。MT 碳酸盐岩微亮晶成岩作用有两种类型:一是主要发生在海底沉积软泥中,在其底基质软泥中经差异压实作用形成褶皱肠状及复杂形的 MT 构造;二是直接在海水中或重力流搬运过程中形成的微亮晶球粒(核)。简言之,MT 碳酸盐岩石是在地球早期浅海环境下,由于微生物自养作用形成的地球化学成因产物。微亮晶碳酸盐岩是约束古大气圈和古海洋环境变化的最灵敏标志。通过详测 MT 丰度值和编制地球古大气圈 CO_2水平演化模式等,在前寒武纪发现有太古宙末期、早元古宙末期、中元古宙中期和新元古宙早-中期四个 MT 碳酸盐岩发育高峰值期,证明全球古大气圈 CO_2水平发生过四次不连续性、跳跃式下降周期,直到晚新元古宙未,全球雪球事件的发生,导致了 MT 碳酸盐岩的消失。其后,才进入显生宙的 CO_2低水平状态。MT 碳酸盐岩具有重要的油气资源远景,应予以重视。     

"青藏高原南部空白区基础地质调查与研究"计划项目新成果、新进展

通过2004年度各相关图幅的大力工作，在基础地质、矿产和资源等方面取得了大量实际材料，综合研究区域构造．地层格架、青藏高原地质图和青藏高原南部火山岩及其地球动力学意义等，取得重要进展和新认识，在矿产资源、旅游和人文景观等方面也取得重要阶段性成果。     

黄骅坳陷歧北次凹古近系沙一下亚段地质体精细刻画

综合运用钻井、测井、地震等资料,将黄骅坳陷目前的勘探热点地区——歧北次凹的主要勘探目的层段,即沙一下亚段划分为4个四级层序和8个五级层序,建立了沙一下亚段高精度层序地层格架。结合属性提取和测井约束反演等地球物理方法技术,在高精度层序地层格架约束下对歧北次凹目标层内单个地质体进行多层次多角度的精细刻画,研究其空间展布,并剖析其内部结构特征,分析地质体的控制因素。研究发现:物源供给、断裂陡坡带及断裂转换带对地质体的发育具有重要的控制作用,最后提炼出地质体发育模式,为研究区隐蔽油气藏的勘探和开发提供科学依据。     

关中盆地大荔地区地下水氟水文地球化学规律

为了研究关中盆地大荔地区氟的水文地球化学规律,采集239个地下水样品及35个土壤样品,分析了水化学类型和水化学组分对氟的影响,结果表明在弱碱性环境下,重碳酸钠型是促进氟富集并增强围岩向地下水中转化的主要因素;硫酸钙镁型的地下水抑制氟富集。水化学组分中Na+、Cl-、HCO3-、pH与氟呈正相关,而Ca2+则抑制水溶液中氟含量增加;迁移系数与HCO3-、pH呈正相关关系,与其他主要离子呈负相关关系。利用Preeqic软件分析了饱和指数和Ca2+、F-的离子活度,得出萤石的平衡控制着氟和钙的水文地球化学行为,F-可能来源于萤石和方解石的分解。