地球深部真的贫铀钍吗? ——来自秦岭造山带加里东期岩浆岩体锆石铀钍含量的讨论

为尝试利用锆石来初步探索地球内部铀、钍的丰度,通过搜集秦岭造山带加里东期岩浆岩体锆石U-Th-Pb同位素测年文献,掌握了3件超基性岩、52件基性岩、46件中性岩、90件酸性岩,共计191件样品,6979个（铀含量数据3552个,钍含量数据3427个）锆石定年数据。数据分析指示铀和钍在同一类型岩浆岩锆石中含量均相差悬殊,可在不同类型岩浆岩锆石中富集或亏损,不具有从超基性岩到基性岩到中性岩再到酸性岩总体增加的趋势。在所有样品锆石铀、钍平均值2倍以上的45件高富集样品中的34件呈现“局部长期”分布的特征,表现为：10件在451.0~422.1 Ma期间的以OIB型基性、中基性岩为主的样品约29 Ma时间集中产出在南秦岭大巴山地区,岩浆多来自由HIMU,EMII和EMI三个富集地幔端元组分混合而成的复杂地幔区;24件在495.9~413.6 Ma期间的以I型、S-I型酸性岩为主的样品约82 Ma时间集中产出于北秦岭商丹（商南—丹凤）地区,岩浆可来自地幔、壳幔混合和地壳源区。结合华南金属铀（0价）的发现等前人研究成果初步分析认为,加里东期大巴山和商丹地区可能分别存在地幔柱和大陆型热点,地核中大量铀、钍沿地幔柱和大陆型热点上升致使地幔和地壳局部熔体中铀、钍长期富集,其超高含量可能被熔体中锆石结晶部分记录,这一元素迁移过程可能是两区域产出高锆石铀、钍含量样品和商丹地区生成铀矿的主要原因。支持铀、钍可在地核和地幔柱富集的认识。     

广东省仁化县书楼丘铀矿床三维地质建模及成矿预测

综合地质、地球化学等资料进行多元信息成矿预测是目前深部固体矿产主要工作方法。广东仁化县书楼丘铀矿床位于诸广南铀矿田北部,是诸广南铀矿田重要的组成之一。本次为了拓宽书楼丘矿床深部找矿思路,探讨其找矿潜力,在前人研究和勘探基础上,总结了矿床综合信息找矿模型,以三维定量预测研究理论基础,根据矿床成矿条件和找矿标志特征,提取地质、化探、钻探资料的成矿有利信息,并利用COCAD软件构建了地形-地表、岩体、构造、矿体等地质模型,对信息进行综合成矿有利分析,运用信息量法进行研究区深部矿产资源预测,共圈定了3片靶区。     

烃源岩热模拟分子标志物演化特征及分子解析

为了研究地质体中分子标志物随热成熟度的演化规律,开展了烃源岩热模拟实验,并对产物进行了分子标志物定量及分子解析.结果表明,随着模拟温度的增高,三环萜烷和藿烷含量均逐渐降低,但降低幅度有差异,藿烷和高相对分子质量的三环萜烷降低幅度大于低相对分子质量的三环萜烷,导致在热模拟温度升至370℃的情况下,低相对分子质量三环萜烷的峰高高于藿烷;高相对分子质量甾烷含量降低幅度大于低相对分子质量甾烷,相同相对分子质量不同构型化合物甾烷热解速率不一致,同碳数 ααα 甾烷热解速率大于αββ 甾烷,低相对分子质量的甾烷定量结果随热模拟温度升高先降低后升高再降低;低碳数的芳烃含量随热模拟温度升高先降低后升高,高碳数芳烃含量则一直处于降低状态.分子解析认为,C19和C20三环萜烷主要来自于高碳数三环萜烷的裂解,藿烷的贡献极低;17α(H)C27三降藿烷(Tm)来自高碳数藿烷的贡献,18α(H)C27三降藿烷(Ts)没有其他化合物加入;相同质量前提下,C29甾烷裂解速率为:C29ααS>C29ααR>C29ββS>C29ββR;孕甾烷和升孕甾烷含量升高来自高碳数甾烷的裂解;低碳数的芳烃含量随温度升高来源广泛,高碳数芳烃主要起裂解作用.     

蚀变矿物填图技术在斑岩型铜矿找矿勘查中的应用—以滇西北香格里拉松诺矿床为例

松诺铜矿区位于香格里拉格咱斑岩铜矿带红山-普朗铜多金属成矿亚带中段,矿区剥蚀程度较低,具有寻找斑岩型铜矿的潜力。本次蚀变矿物填图工作采用近红外光谱矿物分析技术,识别出绿泥石、绿帘石、高岭石、云母类、蒙脱石类及伊利石等6类主要蚀变矿物,蚀变类型为青磐岩化、绢英岩化;结合物探、化探异常分布,圈定3处找矿靶区,经对KHT2、KHT3钻孔验证,深部均圈定多层铜矿化体。结果表明,近红外光谱矿物分析技术在斑岩型铜多金属矿床勘查评价中可以较好地划分热液矿化蚀变带,进一步明确斑岩型矿化-蚀变中心,为探矿工程部署提供依据。     

胶东半岛不同构造单元深部热流分流聚热模式

中生代、新生代时期地壳剧烈运动将胶东半岛划分为胶北隆起、胶莱凹陷、胶南-威海隆起三大构造单元,其中隆起山地区广泛分布花岗岩、变质岩,凹陷盆地区主要分布砂岩沉积地层,胶北隆起区与威海隆起区相对于胶莱凹陷盆地区具有更高的大地热流值.为系统分析胶东半岛大地热流值分布特征及其形成机理,本文在分析胶东半岛构造-热发展史、地热地质背景、地温场分布、岩石热导率、钻孔岩性与测温数据、地热流体化学成分等基础上,发现胶东半岛地热资源均为断裂构造控制类型的中低温对流型,其热源主要为三元聚热:导热断裂带水热对流、大地热流传导、地下水运移传导-对流;构造分布、岩石热物性、地热热储分布、地下水活动等是影响地温场分布的主要因素.针对胶东半岛地温场特征及其控制因素,提出了适合该地区的隆起-凹陷分流聚热模式与概念模型,即隆起山地区岩性以导热率、渗透率相对较高的侵入岩、变质岩为主,凹陷盆地区岩性以导热率、渗透率相对较低的砂岩为主,低导热率、低渗透率的凹陷区底部更像是一个相对隔热、隔水的顶板,使得来自地壳深部的大地热流及携带热量的流体、气体等在上涌的过程中在凹陷区的底部发生折射与再分配,从而导致热流在隆起山地区的底部形成一个温度相对更高的聚热区,反映在地表即是隆起山地区相对凹陷盆地区具有更高的大地热流值,特别隆起山地区轴部位置为热流值最高的区域,高热流值区域分布形态呈NE、NNE向分布,基本与胶东半岛NE、NNE向的深大断裂走向一致,该模式的提出可以更好地为胶东地区的地热资源勘探提供指导方向.     

扬子西缘东川落雪地区元古宙地层中3890 Ma锆石的发现

利用LA-ICP-MS U-Pb同位素测定技术,在扬子西缘滇中东川地区古元古界阿不都组流纹质玻屑熔结凝灰岩中发现了1颗冥古宙锆石,锆石具有明显的核-幔-边结构,其核部的207 Pb/206 Pb年龄为3890±47 Ma,此年龄被解释为岩浆结晶,Th/U比值为0.34;变质边的207 Pb/206 Pb年龄为3561±45～3616±55 Ma,Th/U比值为0.07～0.19.锆石的原位Hf同位素测定给出了176 Hf/177 Hf=0.280317～0.280451,εHf(t)=-4.6～0.6(平均值为-2.5),TDM1=3861～3980 Ma,TDM2=4036～4106 Ma(平均值为4059 Ma).这颗锆石为扬子陆块目前发现的最老锆石,其Hf同位素及微量元素特征说明扬子陆块存在4.0 Ga的地壳增生作用及古老陆壳的再循环;结合前人同位素研究资料,说明扬子西缘东川落雪地区元古宙时同华北陆块可能具有亲缘性;本次的发现,为扬子陆块寻找冥古宙和始太古代物质实体提供重要依据,也为认识地球早期大陆演化过程提供了重要新信息.     

蓟县中、新元古界的成岩作用——源于矿物学的数据

本文运用系列黏土矿物学和碳酸盐结构占位的方法研究了蓟县中、新元古界剖面出露的碎屑岩和碳酸盐岩.这些方法包括了伊利石结晶度、绿泥石结晶度、黏土矿物组合、粒度分布、多型、有序度、Mg/Ca离子占位以及地质温压计.结果表明:伊利石结晶度Kübler指数范围为0.37°～1.37°Δ2θ,绿泥石结晶度árkai指数范围为0.31°～2.40°Δ2θ,以及1Md的多型,一致指示本区处于晚期成岩作用影响范围,仅非常有限局部达到了初始变质的状态;黏土矿物组合主要是伊利石、伊蒙混层、绿蒙混层和高岭石;粒度分布范围为8～24 nm,其上界(23～24 nm)达到了NEWMOD计算的理论成岩带/近变质带界限,与结晶度数据一致,也表明了本区处于晚期成岩阶段.白云石有序度的数据表明,本区碳酸盐岩白云石的有序度值范围为0.19～0.99,可分为4个带:甚低级有序带、低级有序带、中级有序带、高级有序带.与川东石炭-二叠系碳酸盐岩相比,中低级有序带有一定的油气前景.本区由西向东,由甚低级有序带变化到高级有序带,白云石有序度升高.估计的成岩作用温度为183～200±20℃,压力为330 MPa,古地热梯度为17～21℃/km.     

基于深反射地震剖面的沂沭断裂带岩石圈精细结构

为揭示沂沭断裂带深部结构及发生—发展过程,查清断裂切割深度及对岩石圈地幔的破坏,探讨沂沭断裂带的构造组合样式、运动方式、地壳稳定性及其对资源环境的约束作用,研究团队于2019年在沂沭断裂带南段沂南—莒县附近布设了一条长约60 km的深反射地震剖面,系统采集了沂沭断裂带和两侧地块的地震数据,对沂沭断裂带深部岩石圈精细结构进行了解剖.结果显示,该区岩石圈结构在横向上表现为以沂沭断裂带为界的块状结构特征,地壳厚度约30.8～39.5 km;莫霍面总体呈西浅东深态势,并被西倾的沂水—汤头断裂(F2)和昌邑—大店断裂(F4)错断,垂直落差达10.5 km.与浅部"两堑夹一垒"的构造组合样式不同的是,沂沭断裂带在深部剖面上表现为由沂水—汤头断裂(F2)和昌邑—大店断裂(F4)向上延伸与分叉散开的多条断裂组成"双枝状"构造组合样式.断裂带内被断层切割的界面反射波多呈向上的拱弧形,其构造形迹具有伸展、挤压和走滑并存的特征,推断这些界面为层间滑脱构造,它们指示了沂沭断裂带"多层滑移"构造运动方式.该断裂带不仅切穿了近地表、壳内地质界面,F2、F4断裂还向下切割莫霍面,深入岩石圈地幔,是深达地幔的深大断裂构造带,为地幔热物质的上涌提供了通道,对中生代的岩浆活动和内生成矿具有控制作用.地震剖面西端的铜井金矿成矿与沿F2断裂上侵的铜井杂岩体关系密切;剖面东端的火山机构保存完整,没有明显构造破坏痕迹,据此认为沂沭断裂带左行走滑主要发生在早白垩世青山期以前,其后水平滑移量应不大.从区域地质分布及地震反演结果看,昌邑—大店断裂(F4)明显将山东省分割为鲁西和鲁东两个地质构造单元,因此将其作为区域地质构造分界线是合理的.本项研究结果进一步加深了沂沭断裂带深、浅部结构的认识,为分析研究沂沭断裂带的深部过程和浅部构造响应及对资源环境的影响提供了资料约束.     

西藏当雄九子拉地区石炭系诺错组中震积岩的发现及意义

西藏当雄九子拉地区石炭系诺错组地层序列中,首次发现了一套非正常沉积的粉砂岩和灰岩的组合.岩系中可识别出非正常的沉积构造,即微同沉积断裂、火焰状构造、同生变形构造及振动液化泄水构造等,这一软沉积变形构造具震积岩的识别标志特征,代表灾变事件震积的地质记录.在剖面结构上大致显示为7个单元的震积序列,自下而上由下伏弱震层(A)—液化脉(B)—震褶岩(C)—震裂岩(D)—阶梯状微断层(E)—火焰状构造(F)—上覆未震层(G)的渐变过程及震积作用逐渐减弱的趋势呈不同形式的组合出现,有ABG、ACDG、AEG、ABCG和ABFG等组合.本研究分析认为晚古生代诺错组早期存在一个强烈的构造活动时期,结合震积岩的分布及区域地质背景研究表明,九子拉北侧一带可能为近东西向同生断裂带,该断裂带的强烈构造活动是本区诺错组震积作用的直接诱发因素.从而佐证了九子拉地区正处于构造转换阶段.本研究对分析晚古生代的构造演化、沉积盆地类型奠定了基础,同时保存完好的震积事件地层记录对推断古断裂、古环境也具有较大意义.     

Composition and Formation Conditions of Lower Eocene Shallow-Marine Carbonates in Southern Armenia

Lithology and Mineral Resources - Nummulite facies are known to be a good indicator of Eocene shallow-water paleoenvironments. Nummulitic limestones are widespread in the Lower Eocene of...