锂能源金属矿产基地深部探测技术示范项目进展

锂作为21世纪的能源金属,已经并仍将在未来的能源结构中占有重要地位.中国锂资源对外依存度将近75％,采矿深度普遍不超过300 m,深部探矿势在必行.为提高中国锂矿深部探测能力,储备一批深部探测技术方法,2017年国家重点研发计划设立锂能源金属矿产基地深部探测技术示范项目.项目由中国地质科学院矿产资源研究所牵头,共十余家...     

冲绳海槽活动热水成矿系统的氦同位素组成:幔源氦证据

冲绳海槽长英质火山岩的3He 4He比值 (R)为 5 3～ 8 7RA(RA 为大气的3He 4He比值 1 4× 10 - 6 ) ,显著不同于壳源花岗岩和壳源长英质火山岩 ,而接近于MORB和弧安山岩 ,揭示长英质岩浆系玄武质岩浆派生产物 ,后者来自受俯冲带组分混染的楔形地幔 .海底下部热水成矿系统具有极高的3He 4He比值 ,最下部浸染 脉状硫化物R RA 变化于 12 3～ 2 9 3之间 ,块状硫化物该比值介于 10 7～ 17 9之间 .3He极大富集可能与地幔热柱作用有关 ,反映了深部地幔氦的贡献 .上部热水成矿系统及其产物的R RA 变化于 2 6～ 8 0之间 ,黑烟囱流体该比值为 6 5 ,CO2 流体该比值为 5 8～ 6 6,重晶石为该比值 4 3～ 6 0 .硫化物烟囱显示R RA 分带 ,自内而外R RA 值降低 ( 8 0→ 6 0→ 2 6) ,证明上部热水成矿系统仍有地幔氦注入 ,但因热水流体与海水的大量混合而被稀释 .     

初论大陆环境斑岩铜矿

世界范围内大型-巨型斑岩铜矿多数产于岩浆弧（岛弧、陆缘弧）环境,含矿斑岩岩浆起源与大洋板块的俯冲作用有关。综合研究了与大洋板块俯冲无关、产于中国大陆环境的若干大型-巨型斑岩铜矿。研究发现,这些大陆环境的斑岩铜矿,虽然其基本地质特征与岩浆弧环境斑岩铜矿具有广泛的类似性,但其动力学背景、含矿斑岩性质、岩浆起源演化、金属富集过程及其构造控制机制却独具特色。这些大陆环境斑岩铜矿至少可产出于4类环境：晚碰撞走滑环境、后碰撞伸展环境、后造山伸展环境和非造山崩塌环境。大陆环境含矿斑岩以高钾质为特征,多具高钾钙碱性和钾玄质特征,通常显示埃达克岩地球化学亲和性。其岩浆通常起源于加厚的新生镁铁质下地壳或拆沉的古老下地壳。陆间碰撞期的地壳大规模增厚以及其后的软流圈上涌和岩石圈拆沉,是形成含矿岩浆的主导性机制。含矿岩浆的金属初始富集通常经历两阶段过程：（1）幔源物质直接供给金属阶段;（2）伴随含水、高氧逸度埃达克质岩浆演化金属富集阶段。在第一阶段,幔源物质主要通过两种形式供给金属：（1）以幔源组分为主的新生下地壳直接熔融;（2）拆沉下地壳熔融产生的埃达克质熔体与地幔岩石圈发生水/岩反应。在第二富集阶段,下地壳角闪榴辉岩熔融过程中角闪石大量分解产生富水的、高度氧化的埃达克质熔体,其分异演化使金属元素作为不相容元素得以在残浆中富集。大陆环境含矿斑岩的浅成侵位主要受大规模走滑断裂系统、切割造山带的断裂系统和基底线性断裂构造控制。与走滑断裂系统相伴发育的走滑拉分盆地、切割造山带的张性断裂与平行造山带的逆冲断裂带交汇部位以及不同方向的线性断裂构成的棋盘格子构造,常常控制斑岩岩浆-热液系统的空间定位。     

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。     

钴矿床类型划分初探及其对特提斯钴矿带的指示意义

作为一种战略性关键金属,钴的现有矿床类型划分方案存在标准不统一等问题。文章从矿床成因角度提出新的划分方案,认为钴矿床主要有岩浆型、热液型、风化型和化学沉积型4种基本矿床类型。热液型可细分为岩浆热液矿床和盆地流体有关矿床2个亚类型。这一新划分方案对于理解钴矿床成矿作用和指导找矿勘查等方面具有重要启示意义。研究发现热液过程对钴富集成矿具有重要作用,而高盐度流体是钴迁移富集的关键所在。根据盆地流体有关热液钴矿床时空分布规律分析,提出欧亚大陆南缘存在一条上万公里长的特提斯碰撞钴矿带。该带具有得天独厚的金属源区、流体运移和金属沉淀等成矿条件,成矿潜力巨大。     

氧循环与宜居地球

氧是影响地球宜居性的重要因素,其与复杂生命体的形成和演化有着千丝万缕的联系.研究全球氧循环有助于我们了解地球系统的演化过程,剖析地质历史时期地球宜居性的形成,从而帮助我们预估地球系统的未来变化.近几十年来,氧循环的研究在地质学、地球化学、地球生物学、海洋科学和大气科学等领域取得了重大进展,这丰富了我们对地球系统的认识....     

序言

正青藏高原是全球规模最宏大、特征最典型、时代最年轻的大陆碰撞造山带,也是世界三大巨型成矿域——特提斯成矿域的重要组成部分,被誉为研究大陆碰撞成矿作用的天然实验室已有的研究显示,在青藏高原,始于.～65 Ma的印-亚大陆碰撞,不仅导致了大陆地壳缩短加     

透岩浆流体成矿作用——理论分析与野外证据

文中介绍并发展了科尔任斯基等有关透岩浆流体成矿作用的基本概念,结合当今地质学领域的一些基本事实,以及混沌边界成矿理论和小岩体成大矿的原因分析,力图完整地阐述透岩浆流体成矿理论,并从地球动力学的视角来讨论成矿作用的基本问题。大多数矿区的岩石遭受过强烈蚀变,暗示成矿作用伴随着大规模流体活动。然而,地质观察和实验研究表明岩浆中流体的含量有限、小岩体常常与大型矿床有关、围岩中的流体由于高温岩浆的热压力而不能进入岩浆体中,表明成矿流体主要来自深部的独立流体系统。前人的实验还表明,流体中成矿元素的溶解度随压力快速增加。因此,成矿作用的前提条件是:(1)存在大量的深部流体和流体中高的金属浓度;(2)岩浆系统和成矿流体系统是两个独立的地质系统,它们具有类似的起源;(3)巨量金属堆积有赖于深部含矿流体的快速上升,岩浆体是含矿流体上升的有利通道,流体是岩浆快速上升侵位的驱动力之一。因此,岩浆系统和成矿流体系统往往具有同时活动的特点,这两个地质系统常常叠合在一起,形成我们现在观察到的火成岩及与其密切相关的成矿现象。根据这个理论,成矿作用的规模和位置取决于:(1)岩浆系统与流体系统的体积比,(2)含矿流体的上升速度,(3)金属堆积的边界条件,(4)岩浆系统与流体系统分离的程度。因此,快速上升侵位的岩浆有利于形成斑岩型矿床,较慢速侵位的岩浆可以形成夕卡岩型甚至远程低温热液型矿床,多数情况下是这三类矿床的复杂组合。冈底斯带曲水岩体中含铜暗色微粒包体的野外观察有助于理解成矿物质的来源、迁移和集聚成矿,是透岩浆流体成矿作用的一个缩影。将暗色微粒包体展现的成矿现象与藏东玉龙等斑岩铜矿相比,发现二者具有很好的类比性。可见,透岩浆流体成矿作用理论是一种非常重要的成矿理论,可以解释许多内生成矿作用之谜。     

“三江”义敦岛弧带玄武岩喷发序列与裂谷—岛弧转化

岩石-构造组合是恢复古板块构造历史的最有效手段之一,同时是表征古板块边界与板内环境的最重要的地质证据。本文拟从岩石-构造组合角度,通过对义敦岛弧带玄武岩,特别是前岛弧期玄武岩喷发序列、岩石组合、地球化学特征和其形成背景的研究,试图从较深层次上揭示岩浆-构造内在联系,探索义敦古岛弧的形成与发展。     

四川牦牛坪稀土矿床地幔流体成矿的碳、氢、氧、硫同位素证据

选取2种主要矿石类型——碳酸岩伟晶岩型矿石和重晶石伟晶岩型矿石进行了成矿流体的C、H、O、S同位素测试，获得δ^13CV-PDB值为-3．0‰～-5．6‰，δDV-SMOW值为-57‰～-88‰，δ^18OH2O-VSMOW值为8．0‰～13．3‰，δ^34SV-CDT值为3．3‰～5．9‰，以及方解石的δ^13CV-PDB值为-6．9‰和δ^18OV-SMOW值为7．3‰～7．4‰。所有这些数据表明，四川牦牛坪稀土矿床在成矿过程中有大量地幔物质参与。