中国新疆及其邻区地质矿产对比研究

笔者初步总结了中亚主要成矿带的基本特征,并探讨了新疆邻区矿带在新疆境内的可能延伸。研究者对新疆邻区成矿带的划分、成矿建造类型和特征的认识不断在变化,因此,笔者强调,在与邻区地质矿产对比时,必须系统了解其研究历史并力求在查明控矿基本要素的基础上进行。此外,在中亚地区,与早古生代陆壳增生相关的成矿作用相当重要,而晚古生代的大规模成矿更多地表现为对已有成矿物质的继承、改造和新成矿物质的叠加,形成了多阶段成矿作用的复合,这些都属于中亚成矿域的特征,也是在对比研究中必须予以充分考虑的。通过分析和对比研究,故认为在中亚成矿域中控制大型、超大型矿床的主要成矿环境可初步概括为以下6种:(1)夹杂于显生宙造山带中的众多前寒武纪地块,在其内部形成了重要的原生铀矿和稀有金属矿床;(2)形成于早古生代陆缘增生带、成矿时代为加里东晚期的科克切塔夫东缘和北准噶尔(境外)的别斯图贝、玛依卡因、捷克利等重要的金、铜多金属矿床;(3)在加里东和前加里东陆壳围限的环巴尔喀什湖地区,具有多个峰期和在空间上相互叠加或有一定迁移规律的成矿作用;(4)境外中天山地块南部存在一条重要的成矿带,代表性的矿种是Au-Cu-Mo-W,该成矿带线性特征明显并与一个活动延续的时间长达70Ma的巨型水热系统相关;(5)南哈萨克斯坦及其以南地区,中、新生代盆地中的可地浸型铀矿及晚古生代超大型砂岩铜矿等大都形成于碰撞后的陆内环境,其成矿作用还可能与深部来源的成矿物质有关;(6)中亚的重要矿床大都产在有所谓大型“横向构造”与成矿带交叉的部位,造成呈串珠状分布的矿结。     

新疆西准噶尔包古图地区中酸性侵入体的岩石学、年代学和地球化学研究

新疆西准噶尔包古图地区出露一些中酸性小岩体,以花岗闪长岩、石英闪长岩和闪长岩为主,富Na贫K,属于亚碱性岩石,Mg#值较高(平均0.48)。锆石U-Pb年代学研究表明其形成于310~319Ma期间。通过对比研究,划分出两种侵入体类型:I、Ⅱ、Ⅴ号岩体属于磁铁矿型侵入体,具有较高的氧逸度特征(LogfO2=-22~-16);Ⅲ号岩体属于钛铁矿型侵入体,显示较低的氧逸度特征。这些侵入体具有相似的微量元素和同位素地球化学特征:富集Cs、Rb、Ba、Th、U和LREE,亏损Nb、Ta、Ti,无明显Eu异常;(87Sr/86Sr)i为0.7036~0.7038,εNd(t)为6.64~8.30;具有年轻的Nd模式年龄tDM1=435.4~587.7Ma。元素和同位素地球化学特征显示,包古图中酸性侵入体是受交代的亏损地幔部分熔融生成的玄武质岩浆经历高度结晶分异之后的产物(可能发生岩浆混合),古老地壳物质的混染很弱。     

新疆的印支运动与成矿

随着高精度同位素年代学研究的深入,一些长期被认为属于海西期甚至加里东期的地质体被证明形成于印支期。在新疆及其周边的广大地区,印支运动主要表现在下述3个方面:①以中酸性小岩体-伟晶岩-细晶岩-辉绿岩-煌斑岩脉为主的岩浆侵入体,个别地区存在印支期的辉长岩-闪长岩体,这些侵入体多数显示金-铜-稀有金属矿化的特征,部分岩体本身就是矿体或者其中含矿;②很多韧性剪切带在印支期活动,大多数剪切带的最后一次韧性变形发生在印支期;③天山地区绝大多数与韧性剪切带有关的金矿均形成于印支期,印支期是中亚地区最重要的成矿时代之一。印支运动在天山和阿尔泰山有不同的表现形式,其地球动力学背景也完全不同。     

新疆西准噶尔灰绿山金矿地质特征初步研究

灰绿山金矿由热液脉型和浸染状矿石组成。围岩蚀变矿物为石英、黄铁矿、绿泥石和碳酸盐,其中黄铁矿和碳酸盐与成矿作用密切相关。其主要矿石矿物有黄铁矿、毒砂、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿和自然金。热液成矿作用划分为石英-钠长石-碳酸盐、粗粒石英、黄铁矿-毒砂、黄铁矿-碳酸盐、石英-方解石5个阶段。不同蚀变围岩具相似稀土分布模式,大离子亲石元素、高场强元素和稀土元素在围岩与成矿流体反应中发生了迁移。     

西天山石炭纪火山岩岩石学及Sr-Nd同位素地球化学研究

西天山石炭纪火山岩连续从玄武岩、粗面质玄武安山岩、粗面安山岩、粗面岩一直演化到流纹岩。不同地区火山岩的同位素组成差别很大。出露在拉尔敦达坂一带的晚石炭世粗面安山岩-粗面岩具有较高的εNd（t）值（＋2、68～＋4．29）和较高的初始^87Sr／^86Sr值（0、7015～0．7051）。新源城南的早石炭世粗面安山岩．流纹岩具有相对较低的εNd（t）值（-0．22～＋0．87）和变化较大的初始^87Sr／^86Sr值（0．7045～0．7068）。早石炭世玄武岩的初始^87Sr／^86Sr值较低且变化范围较小（0．7045～0．7058）,εNd（t）值高且变化范围大（＋0．89～＋3．04）。本文的同位素地球化学资料以及前期的年代学研究表明,西天山晚泥盆-早石炭世岛弧自西向东逐渐消亡,取而代之的是晚石炭世碰撞后富钾岩浆的喷发。     

一种计算NaAlSi3O8熔体粘度的理论方法

硅酸岩熔体的结构特征是制约熔体粘度的主要因素,熔体结构的变异是其中粘流作用发生的原因,化学成分对熔体粘度的控制是通过改变熔体结构而实现的。ＳｉＯ２熔体中仅存在Ｓｉ－Ｏ键,而ＮａＡｌ－Ｓｉ３Ｏ８熔体中存在Ｓｉ－Ｏ键,Ａｌ－Ｏ键和Ｎａ－Ｏ键,Ｎａ－Ｏ键在熔体结构中通过Ｏ与Ｓｉ－Ｏ键相联结,并且使与之相联的Ｓｉ－Ｏ键的键强变弱。因此,熔体结构单元中与Ｎａ－Ｏ键相联结的Ｓｉ－Ｏ键最易断开,并因此导致流变作用的发生。文中计算了不同温度条件下ＮａＡｌＳｉ３Ｏ８熔体中Ｓｉ－Ｏ键的键强,以ＳｉＯ２熔体中的Ｓｉ－Ｏ键的键强和ＳｉＯ２熔体的粘度为标准,建立了计算了ＮａＡｌＳｉ３Ｏ８熔体粘度的理论模型,依此理论模型求得的熔体粘度在合理的地质温度范围内与实验结果完全吻合     

长英质岩浆中液态不混溶与成矿作用关系的实验研究

本文的实验研究表明：１２５０℃（１０５Ｐａ）条件下呈均一状态的花岗岩－ＫＢＦ４－Ｎａ２ＭｏＯ４体系,在１０００℃条件下发生液态不混溶形成三种熔体：相对偏酸性的液滴、相对偏基性的熔体和成矿熔体。成矿熔体中富含ＣａＯ、ＭｇＯ和ＭｏＯ２组分。红外光谱研究表明：硅酸盐熔体结构以［ＳｉＯ４］基团为主,而成矿熔体结构中存在Ｃａ—Ｆ、Ｃａ—Ｏ—Ｍｏ、Ｈ—Ｏ—Ｈ以及Ｘ─ＯＨ（Ｘ＝阳离子）基团,说明Ｈ２Ｏ和Ｆ富集在成矿熔体中。液态不混溶作用产生的三种不混溶熔体的结构差异明显,主要表现在结构单元中桥氧数目的变化,相对偏酸性的Ａ类小球体的结构单元中桥氧数最高,基底玻璃熔体中桥氧数则相对较少,而成矿熔体中不存在桥氧。本实验研究结果表明长英质岩浆中的液态不混溶可直接导致成矿熔体的形成。这意味着长英质岩浆中的液态不混溶可直接导致斑岩矿床的形成。     

中国大陆科学钻探主孔中磷灰石的磁黄铁矿出溶结构

在中国大陆科学钻探主孔中部的榴辉岩样品B1021R642P40a、B1039R646P47a、B1046R648P4c和B1053R649P74k中,我们发现了磷灰石的磁黄铁矿出溶结构.磷灰石是该榴辉岩的主要副矿物,其自形程度较高,与石榴石共生.样品中几乎所有磷灰石均发育出溶结构,至少存在两组相互垂直的出溶棒.出溶棒形状规则,一样宽(＜1μm),但长度变化大(5～50μm).利用高分辨能谱仪测定表明,出溶棒主要由Fe和S两种元素组成.由于还不能准确地确定其Fe/S比值,初步确定其为磁黄铁矿(Fe1-xS).磷灰石由于含大量稀土元素和挥发性组分如OH、F、Cl和S,它的深循环因此可能对地球的水、硫以及其它挥发性组分的全球平衡具有重要影响.     

塔里木盆地哈拉哈塘地区碳酸盐岩油气地质特征与富集成藏研究

塔里木盆地塔北隆起哈拉哈塘地区奥陶系由于现今构造位置低,埋深在6500~8000m,长期以来一直将其作为塔北隆起的一个次级凹陷单元,并认为是一个海相油气的生烃凹陷,制约了哈拉哈塘的油气勘探。本文通过对哈拉哈塘构造解析和沉降演化过程恢复,发现哈拉哈塘地区是从石炭纪才开始转为负向构造单元,加里东-早海西期,它属于轮南大型古潜山的西斜坡部位;奥陶系鹰山组-一间房组碳酸盐岩经历了多期岩溶的叠加改造,风化岩溶缝洞体储层发育。通过最新钻井资料及油气地球化学分析数据,证实哈拉哈塘奥陶系沉积时期不是生烃凹陷,不发育烃源岩,哈拉哈塘及其以北地区的油气是来自南部满西地区的中、上奥陶统烃源岩。油气藏解剖表明,哈拉哈塘地区在晚海西期成藏;三叠系沉积前北部构造抬升,导致奥陶系油藏遭受局部破坏和降解。自三叠纪沉积以来,奥陶系油藏一直处于持续深埋过程,盖层不断加厚,油藏基本保持了晚海西期成藏时的形态,因此,哈拉哈塘地区是一个古老的油气系统。油气成藏条件分析表明,哈拉哈塘地区油气成藏条件优越,生储盖条件配置良好,奥陶系碳酸盐岩岩溶储层广泛分布,并处在油气向古隆起高部位运移的有利路径上,具有大面积、准层状富集油气的特征。     

塔里木盆地北部奥陶系油气相态及其成因分析

塔里木盆地北部地区奥陶系是最重要的勘探层系,油气资源丰富;同时油气相态复杂多样,既有凝析气藏、正常油藏,也有稠油油藏、沥青等。通过对油气藏形成演化与保存过程的系统分析,结合油气地球化学和流体包裹体等分析数据,发现油气相态的多样性与油气多期次充注与次生蚀变作用有关。提出塔北隆起的东部奥陶系存在三期油气充注过程,分别发生在加里东运动晚期-海西早期、海西运动晚期、喜马拉雅运动晚期,原油主要来源于中、上奥陶统烃源岩,天然气主要来自与寒武系烃源岩有关的液态烃的裂解;塔北隆起的中西部奥陶系的油气充注主要发生在海西运动晚期。塔北奥陶系油藏形成以后,经历了三期明显的调整改造过程:海西早期构造抬升导致志留-泥盆系遭受剥蚀,东部源自寒武系油气的古油藏遭受破坏,形成沥青;三叠系沉积前的晚海西运动,使得奥陶系生源的油藏大范围遭受降解稠化;晚喜山期,来自于满加尔坳陷的天然气自东向西充注,致使隆起东部早期形成的油藏发生强烈的气侵改造,形成次生凝析气藏。而中西部奥陶系油藏在三叠系沉积前遭受降解稠化后,一直处于沉降深埋过程,油藏得到有效保存;由于成藏时间较早,轻质组分散失较多,气油比极低,油质较稠。研究认为,油气相态的多样性主要受晚海西期构造运动的抬升造成的生物降解作用和喜马拉雅晚期构造运动造成的天然气自东向西大规模充注对油藏进行气洗改造两大过程的控制。