川东北宣汉地区新型杂卤石钾盐矿的地球化学特征及其意义

新型杂卤石钾盐矿分布于川东北宣汉地区早-中三叠世蒸发岩层中,以杂卤石碎屑不均匀的分布于石盐层为特征。笔者对HC3井新型杂卤石钾盐矿段进行连续取样,并进行水溶化学实验,根据其可溶部分的主量、微量元素特征发现:①溶液中的(K+Mg)/Ca值平均为1.24,略小于杂卤石中的(K+Mg)/Ca值(1.27),整体损失率为2.36%,远小于CaSO4组分在杂卤石中的含量(48%),表明杂卤石在石盐基质溶解形成的NaCl溶液中有较好的溶解度,有利于溶采;②Br×103/Cl值分布在0.16～0.44,显示新型杂卤石钾盐矿的蒸发阶段位于正常石盐阶段内,整体较高,蒸发阶段稳定无剧烈波动,仅顶部出现快速淡化,结合前人对杂卤石的成因研究,笔者认为石盐层不具备形成杂卤石的条件,杂卤石碎屑是一种"外来物";③含硬石膏碎屑中,(K+Mg)/Ca值随着Br×103/Cl值的增加而增高,表明碎屑中的杂卤石的含量随成盐卤水浓缩程度的升高而增加。     

四川华蓥山浅层杂卤石钾矿地质特征及其成因意义

四川浅层杂卤石钾矿分布于华蓥山背斜北倾没端下中三叠统之硬石膏岩层中。杂卤石钾矿体呈透镜体状分布,伴有多钙钾石膏和硫锶钾石,为富钾溶液交代作用形成。浅层杂卤石钾矿具有资源及固态可溶性钾盐找矿的指示意义。     

基于人工智能的川东北三叠系杂卤石地震识别

作为钾肥的主要来源之一,杂卤石矿藏具有旺盛的需求。我国川东北地区三叠系海相地层中,杂卤石矿藏发育。但该地区杂卤石矿体埋藏较深、分布散乱,勘探难度极大。为降低开发成本,需要充分借助地震资料的优势,为钾盐储层的描述提供钻前支持。针对该地区杂卤石层地震反射特征复杂、常规波阻抗反演方法难以直接预测的问题,本文引入人工智能算法对地震资料进行数据挖掘。本方法首先通过模糊粗糙集属性约简,提取适合富钾地层表征的敏感地震属性;然后以极限学习机为数据挖掘工具,自主学习敏感地震属性和井中实测钾含量曲线的非线性映射关系,形成了基于极限学习机的杂卤石预测方法。应用结果证明:利用极限学习机人工智能方法成功地对川东北地区的杂卤石进行了预测,取得了预期的地质效果,为该地区利用地震数据探寻杂卤石提供了一条新的勘探思路。     

川东南地区石牛栏组碳、氧、锶同位素特征及其地质意义

前人对川东南地区石牛栏组地层已进行了大量的研究工作,但有关同位素地球化学方面的研究尚未见报道。本区石牛栏组沉积成因碳酸盐岩的碳同位素值与前人的研究结果一致,而氧同位素值则有所偏低;白云岩δ^13C值低,δ^18O值高,反映受成岩环境的影响较明显;裂缝中方解石的碳、氧同位素组成分布于两个不同的区间,说明不同期次裂缝充填物形成时的流体性质发生了明显的变化;沉积成因碳酸盐岩具异常低的锶同位素值,与前人研究结果有明显的差异,推测是受贫87Sr同位素的成岩流体的影响;晚期裂缝充填物锶同位素比值较高,也表明它们受到了地表淡水的影响。     

川东盆地长寿地区三叠系杂卤石的发现及其成因研究

笔者先后2次对川东盆地盐矿实地考察,并系统采集了样品。水溶化学分析结果表明,长寿地区T1j4-2地层中岩盐w(K+)较高,最高可达3.25%,明显高于其他盐矿点(合川盐矿、云阳盐矿及万州高峰盐矿)。岩盐Br-含量也较高;Br×103/Cl值相对较高,一般为0.26~0.36,最大可达0.41,已达到晚期石盐沉积,甚至是钾镁盐早期沉积阶段。而后又对K+含量较高的样品(不含KCl)进行配矿分析,同时结合岩矿鉴定及XRD分析验证,首次发现和确定长平3井的主要含钾矿物为杂卤石,样品中不含钾石盐(KCl)。通过对样品薄片镜下观察,杂卤石为自形-半自形的板状和柱状及叶片状形态,结合杂卤石与石盐的接触关系及Br×103/Cl值分析,认为长平3井杂卤石为原生沉积成因,而非如前人所认为的四川盆地其他地区的杂卤石成因——后期含钾镁较高的热卤水交代硬石膏而形成。这一认识对该区寻找可溶性钾盐具有一定的启示作用。     

云南思茅盆地钾盐矿床的深源浅储成因模式——来自于Sr同位素的证据

【研究目的】思茅盆地赋存有中国唯一的前第四纪固体钾盐矿床,该矿床的成因一直存在争议。客观地认识矿床成因、合理地构建矿床成因模式,不仅是钾盐矿床学研究中亟需解决的基础科学问题,而且关乎盆地内钾盐资源勘查方向的选择。【研究方法】本项研究以思茅盆地L-2井和MZK-3井的盐岩、盐岩上覆和下伏碎屑岩、盐岩中的碎屑岩为主要研究对象,重点分析其锶同位素地球化学特征。【研究结果】结果表明：（1）L-2井全岩样品⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值为0.708220~0.727458,平均值为0.712776;盐岩水不溶物⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值为0.711342~0.741999,平均值为0.716574;（2）MZK-3井盐岩上覆碎屑岩层⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值为0.713318~0.723147,平均值为0.717255;盐岩下伏碎屑岩层⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值为0.712470~0.738988,平均值为0.719307;（3）碎屑岩样品经过87Rb校正恢复至初始沉积状态的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值为0.710880~0.727678,平均值为0.712828;（4）盐岩样品⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值全部明显小于大陆地表风化系统的平均值,有个别样品⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值大于现代海水。【结论】基于思茅盆地基础地质和钾盐矿床地质已有的研究成果,结合盐岩和碎屑岩锶同位素地球化学特征,可以得出：思茅盆地含钾盐岩与碎屑岩处于不同的锶同位素平衡体系;含钾盐岩的物源主体为海水,成盐过程中陆源淡水的补给可使⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值增大;碎屑岩沉积于陆相环境,在与固态盐岩或盐岩水溶液接触之前已处于早成岩阶段A亚期;钾盐的成矿模式为勐野井组沉积期深层源盐通过走滑拉分形成的断层迁移至地表,在由高处向汇水盆地迁移过程中捕获了处于早成岩阶段A亚期的碎屑颗粒,形成了现今的含泥砾盐岩;部分含泥砾盐岩在迁移进入汇水盆地之后,经历了溶解-重结晶的过程,形成了盆地内成分较纯的盐岩;后续沉积的碎屑颗粒形成了防止盐岩溶蚀破坏的保护层;新生代的喜山运动使早期形成的钾盐矿床发生调整改造。     

四川盆地东部垫江盐盆早三叠世嘉陵江组四段杂卤石成因及对成钾的指示

四川盆地三叠纪是主要的成钾期,目前发现的主要含钾矿物为杂卤石,有关早三叠世嘉陵江组四段石盐岩中杂卤石成因一直存在争议.采用薄片鉴定、扫描电镜、稀土元素和锶同位素等手段,分析了四川盆地东部垫江盐盆长寿地区嘉陵江组四段石盐岩中杂卤石矿物形态特征,初步探讨了该杂卤石成因及对寻找海相钾盐的指示意义.扫描电镜下与石盐岩共生的杂卤...     

宣达地区中、下三叠统含杂卤石蒸发岩测井响应及岩性识别

钾盐主要用于农业中钾肥的生产,中国是钾盐消费和进口大国,但中国钾资源少、产量低,因此钾盐勘探对中国粮食安全有重要意义。四川盆地是中国找钾的重要区域,文章运用岩芯样品、测井等资料,通过X射线粉晶衍射、元素含量测试等实验对宣达地区中、下三叠统嘉陵江组-雷口坡组含盐系典型矿物特征及岩石测井响应特征进行分析,并基于测井解释方法原理对杂卤石进行识别。结果表明,研究区钾盐矿物包括氯化盐矿物、硫酸盐矿物、碳酸盐矿物3类,固态钾盐矿物主要为杂卤石,常与石盐、硬石膏共存,具有高电阻率、高密度、高伽马、高K的特征,主要分布于T₁j^4-2、T₁j^5-2层段。     

黔东松桃南华系大塘坡组锰矿层物源:来自Sr同位素的证据

锰矿床的物质来源是锰矿床研究的难点问题之一.辨别黔东松桃地区南华系大塘坡组锰矿沉积的物质来源有助于加深对锰矿成矿过程的理解.对黔东松桃地区南华系大塘坡组锰矿沉积的Sr同位素研究显示,15个锰矿石、锰质页岩及炭质页岩样品87Sr/86Sr同位素比值变化范围为0.705 727~0.732 536,其中炭质页岩样品具有最高的Sr同位素比值0.732 536,含锰岩系样品87Sr/86Sr同位素比值平均值为0.711 128.样品中87Sr/86Sr比值随着Al含量的上升,分别出现87Sr/86Sr比值上升与下降的两个分异趋势.87Sr/86Sr比值随Mn含量的上升总体呈现下降的趋势,但该趋势无显著相关性,残差分析显示这主要是由于样品中87Sr/86Sr比值随着Mn含量上升出现收敛性波动造成.上述现象是由于陆源碎屑成分和海底热液成分混合输入造成.通过与大塘坡组同时代(约660 Ma)古海水Sr同位素组成,世界范围内不同时代锰矿沉积以及现代红海沉积物的Sr同位素结果对比,发现黔东松桃地区南华系锰矿层中Sr同位素比值分布范围较宽,部分锰矿样品87Sr/86Sr比值低于古海水87Sr/86Sr比值,与典型大洋成因的锰矿层或铁锰结核具有不同的Sr同位素特征.联系黔东南华系大塘坡组锰矿层形成时期的特殊地质背景,认为锰质积累过程与沉淀过程为不同阶段产物——锰质的积累过程在Sturtian冰期盆地缺氧水体中完成,可能主要以海底热液喷溢系统完成;而锰矿的沉淀过程则是在间冰期伊始古海洋化学条件动荡的水体中完成.      

The Material Sourece of a New Type of Copper Deposits—Evidence from Stable Isotopes

The new type of copper deposits concerned with in this paper are vein copper deposits found in the Lanping-Simao Rift Basin, Yunnan,China. As is indicated by H,O,C,S,Pb and Sr isotopes, water and mineralizers in the ore-forming fluids were derived from heated meteoric water and mantle, respectively.The metallic elements(Cu,Ag,Pb,Zn,As,Sb,Fe,REE,etc.)are characterized by a mixed source from the crust and the mantle.     

湖南花垣铅锌矿床成矿物质来源与成矿机制——来自S、Pb、Sr同位素的证据

湖南花垣铅锌矿床位于扬子地台东南缘,是湘西—黔东地区最典型的超大型铅锌矿床,已探明铅锌储量超过500×10~4t,其预测资源量逾1800×104t。报道了该矿床主要矿石硫化物的S、)Pb同位素研究成果,结合前人的Sr同位素数据,分析了矿床的成矿物质来源,并探讨了成矿机制。硫化物的δ~(34)S值变化范围较小,为24.5‰~34.7‰,平均值为30.2‰,硫来源于各时代碳酸盐地层中硫酸盐热化学还原作用(TSR),有机质在还原反应过程中发挥了重要作用;硫化物的~(206))Pb/~(204))Pb、~(207)Pb/~(204)Pb、~(208)Pb/~(204)Pb值分别为18.139~18.678、15.691~15.832、38.300~39.255,变化范围较小,具有上地壳来源的特点,赋矿地层下部具有高)Pb-Zn含量的地层为成矿提供了大量的金属物质;闪锌矿的~(87)Sr/~(86)Sr值变化范围为0.70915~0.70996,高于赋矿地层清虚洞组灰岩的Sr同位素比值(0.70885~0.70909),表明成矿流体可能流经围岩及基底地层,从而引起Sr同位素比值因混染作用而升高;矿石矿物的沉淀机制为2种流体的混合,即含金属物质的成矿溶液与富含有机质、硫酸盐的热水溶液在合适的部位汇合,并发生反应。     

中国钾盐矿产基地成矿规律与深部探测技术示范

本项研究得到国家“十三五”重点研发计划支持,系“深地资源勘探开采专项”2017年启动的重点项目之一,由中国地质调查局中国地质科学院矿产资源研究所牵头,来自自然资源部、中国科学院、教育部、大型石油国企等10家骨干单位以及多家协作单位参加,联合开展协同创新研究,充分体现“产研学用”密切融合。本项研究聚焦“特提斯东段中生代(三叠纪、侏罗纪)海相成钾作用与后期改造、青藏高原北部柴达木盆地深层富钾卤水迁移-分异-汇聚成矿机制”的关键科学问题和“深部含钾盐系‘双复杂’高精度地震成像技术、深部钾盐矿层(富钾卤水层)测井识别与地震预测技术”的关键技术问题,以柴达木西部和川东北两个重点成钾区为资源基地落脚点,兼顾其他含钾盆地研究,建立三维地质模型和成矿模型,完善海、陆相成钾理论,形成3 000 m以浅钾盐勘探成套技术能力,综合评价深部钾盐资源潜力,实施异常验证钻探,新发现1个大型钾盐资源基地,值得综合评价的有利成钾远景区3~4处,实现深部钾盐找矿突破和增储示范。值得强调的是,只有立足国内,突破海相,在中西部大中型叠合盆地古代海相蒸发岩地层中找到大规模海相可溶性固体钾盐矿床,方能从根本上扭转中国钾盐资源严重短缺的被动局面。令人欣慰的是,通过近10年的艰苦努力,我国海相钾盐取得了一系列成矿理论新认识和钾盐找矿新发现:创新提出了滇西南“二层楼”成钾模式,指出侏罗纪海相找钾新方向;在川东北宣汉普光地区发现三叠系海相可溶性“新型杂卤石钾盐矿”,开拓了四川盆地海相找钾新领域和新方向;在新疆库车地区发现埋深超5 000 m的钾石盐矿层,取得了库车坳陷海相找钾的实质性进展;创新提出“W型复底锅”成钾模式,在陕北奥陶纪海相盐盆发现厚层钾石盐矿化段,取得古陆表海型钾盐找矿重要新进展。至此,中国海相钾盐找矿崭露了突破的曙光。如何在这些新发现的基础上,进一步加大投入、深入研究,取得海相可溶性钾盐找矿的实质性突破,落实建成若干大型以上海相钾盐资源基地,将是“十四五”及以后时期中国钾盐的主攻方向。     

川东地区早三叠世碳、锶同位素演化及地质意义

早三叠世作为地球发展史上一个高度的反常时期,人们对其关注程度远不及二叠纪/三叠纪界线。海相碳酸盐的碳、锶同位素组成与演化是了解重大突变期的生态环境事件和地球过程的重要切入点。根据前人公布的川东地区早三叠世锶、碳同位素数据,绘制同位素演化散点图,根据曲线的演化特征以及不同地区的对比,分析其控制因素和地质过程。研究表明,川东地区早三叠世锶同位素演化曲线单调上升,具有很高的全球一致性,由河流注入到海水的高放射成因的锶含量增加是加剧87Sr/86Sr比值单调上升的主要原因。碳同位素演化曲线在短时间内发生的一系列高频率、大幅度波动,大量的磷酸盐注入海洋使菌藻类大量繁殖,海洋的初级生产力增强,有机碳埋藏量增大,使δ13C偏高。甲烷水合物吸收与释放等暂时性效应不是引起曲线来回波动的主要因素,海洋水体倒转等持续性效应可以很好地解释曲线异常,但对其驱动机制有待进一步研究。此外δ13Ccarb和δ13Corg的同步研究并参考早寒武世是下一步研究的重点。     

湘中龙山Au-Sb矿床成矿物质来源——来自S、Pb和Sr同位素证据

龙山Au-Sb矿床是湘中Au、Sb矿集区的代表性矿床,本文对其不同类型矿石、矿区围岩和区域地层进行了S、Pb、Sr同位素组成对比研究。矿石中硫化物的δ³⁴S值为-3.0‰～5.1‰,平均值2.3‰;矿区围岩的δ³⁴S值为4.0‰～5.9‰,平均值5.2‰;区域地层的δ³⁴S值为9.3‰～13.3‰,平均值11.3‰。矿石与矿区围岩、区域地层的硫同位素组成差别较大,矿石硫具岩浆来源特征。矿石中硫化物的²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb和²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb比值分别为16.992～18.457、15.392～15.722和37.586～38.960,矿区围岩的²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb和²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb比值分别为17.630～...     

四川天宝山铅锌矿床的锌-硫同位素组成及成矿物质来源

四川天宝山铅锌矿床位于扬子板块西南缘,赋矿地层为上震旦统灯影组白云岩。尽管这个地区已有大量的科研工作,但其成矿物质来源仍然存在争议。本文主要测定了闪锌矿微区样品的锌和硫同位素组成,以及三个中段的闪锌矿单矿物、上震旦统灯影组白云岩和会理群天宝山组砂岩的锌同位素组成。闪锌矿微区样品的δ~(66)Zn值介于0.39‰~0.52‰之间,平均值为0.46‰,δ~(34)SCDT值介于4.24‰~4.87‰之间,平均值为4.59‰。同一块手标本上闪锌矿微区样品具有均一的锌同位素组成表明小尺度上(10×10cm~2)热液流体具有均一的锌同位素组成。在大尺度上(矿体),三个中段的闪锌矿的锌同位素组成范围变化较大,其δ~(66)Zn值介于0.15‰~0.73‰之间。同一块手标本上早期阶段的闪锌矿具有更重的锌同位素组成表明早期阶段的成矿流体可能具有更重的锌同位素组成。三个中段闪锌矿的锌同位素组成变化主要受成矿流体中锌同位素组成和成矿流体的迁移就位途径控制。上震旦统灯影组白云岩的δ~(66)Zn值介于0.06‰~0.35‰之间,平均值为0.21‰,暗示热液淋滤控制了灯影组白云岩的锌同位素组成。会理群天宝山组砂岩的δ~(66)Zn值为0.62‰,可能代表了未经热液淋滤的沉积端元的锌同位素组成。本次研究表明天宝山铅锌矿床的锌主要来源于上震旦统灯影组白云岩,但不能排除白云岩之上的沉积盖层、基底和更深物质的贡献;硫主要来源于上震旦统灯影组地层中的蒸发岩(主要通过热化学还原作用形成还原硫)。     

宁芜矿集区多阶段火山作用岩浆源区的转变:来自侵入岩锆石Hf-O同位素特征的记录

宁芜玢岩型铁矿矿集区是中国东部重要的铁矿矿集区之一。宁芜矿集区在早白垩世135~126 Ma间连续发育了成分和源区相似的4组火山作用旋回,并伴随有两大类侵入岩发育：一类为辉石闪长玢岩-闪长玢岩,与玢岩型铁矿床的形成密切相关,主要发育于大王山火山旋回晚期（约131 Ma）;另一类为花岗岩类侵入岩,形成于铁矿化之后,成岩时代与姑山和娘娘山火山旋回相近（130~126 Ma）。两类侵入岩源区的差异与联系目前尚未揭露。本次研究通过对两类侵入岩锆石年代学、Hf-O同位素特征的研究,区分了不同侵入岩源区差异。结果表明,与成矿母岩同旋回侵入岩锆石的δ¹⁸O集中于6.0‰~6.5‰,ε_Hf（t）集中于-6.0~-5.0;成矿后形成的花岗岩类侵入岩锆石的δ¹⁸O集中于7.0 ‰至8.0 ‰,ε_Hf（t）分布于-8.7~-1.2。结合前人研究,区内岩浆活动存在有富集地幔、太古代地壳和新元古代地壳3个岩浆源区,4个火山作用旋回的岩浆源区在130 Ma左右发生了改变。130 Ma之前的龙王山和大王山火山旋回的岩浆岩源区主要为受太古代地壳混染的富集地幔,而130 Ma之后的姑山和娘娘山火山作用旋回的岩浆岩源区主要为受新元古代地壳混染的富集地幔。多阶段火山作用中只有大王山旋回的闪长玢岩与玢岩型铁矿的形成有关。相比较其他火山旋回,大王山旋回具有更高的富集地幔组分以及更少的新元古代地壳的混染。因而,岩浆中较高比例的富集地幔含量是控制玢岩型铁矿形成的关键因素之一。