华南大规模低温成矿的主要科学问题

大面积低温成矿是全球独特的重要成矿事件。华南地区扬子地块西南部面积约50万平方千米的广大范围,低温矿床广泛发育,包括卡林型金矿床、MVT型Pb-Zn矿床和脉型锑、汞、砷等矿床,构成华南低温成矿域。该成矿域由川滇黔接壤区的Pb-Zn、右江盆地Au-Sb-As-Hg和湘中盆地Sb-Au等三个矿集区组成。其中的矿床主要赋存于沉积岩中,受断裂构造控制,形成于100~250℃的低温条件下。以往的研究取得了重要进展,但成矿时代、成矿动力学背景、成矿物质基础和成矿过程等关键科学问题一直悬而未决。近年的研究表明,这些矿床可能形成于200~230Ma(印支期)和130~160Ma(燕山期)两个时期,除川滇黔Pb-Zn矿集区由盆地卤水演化成矿外,其余两个矿集区的形成可能均受印支期和燕山期的深部岩浆活动驱动,尽管成矿流体中的水主要是大气成因地下水。本专题报道了近年来这些方面的最新研究进展,包括20篇文章,主要涉及这些低温矿床的地质地球化学特征、成矿时代、矿床成因和成矿动力学背景等。     

华北北缘东段开原地区三叠纪侵入岩年代学及岩石地球化学研究

本文报道了位于华北北缘东段开原地区尖山子岩体、宝兴岩体和树德屯岩体的岩相学、岩石地球化学及年代学特征,探讨了上述岩体的形成时代、岩石成因及其构造环境。锆石U-Pb定年结果表明,尖山子岩体形成于251±1.3Ma,宝兴岩体形成于235±1.3Ma,树德屯岩体形成于224±1.9Ma,说明开原地区三叠纪存在早三叠世、中三叠世和晚三叠世三个时期的岩浆活动。尖山子岩体以二长花岗岩为主,具高硅低镁特征,属钙碱性系列;富集大离子亲石元素Rb、K、Ba、Th,相对亏损Ta、Nb、P、Hf、Zr等高强场元素;δEu=0.55~1.87,(La/Yb)N=6.23~47.9,轻重稀土分馏明显,富集轻稀土,亏损重稀土。宝兴岩体以花岗闪长岩为主,Si O2含量变化较大(52.36%~74.06%),Al2O3含量(14.5%~17.34%),Mg O含量(0.61%~3.66%),属钙碱性系列;富集大离子亲石元素Rb、K、Ba、Th,相对亏损Ta、Nb、P、Ti等高强场元素;无明显的Eu异常,(La/Yb)N=6.81~25.6,轻重稀土分馏较明显,富集轻稀土,亏损重稀土。树德屯岩体以闪长岩为主,岩石具有低硅高镁特征,K2O/Na2O比值为0.33~0.76,显示富K贫Na特征,属钙碱性系列;富集大离子亲石元素Rb、K、Ba、Th,相对亏损Ta、Nb、P、Ti、Hf、Zr等高强场元素;无明显的Eu异常,(La/Yb)N=3.87~10.2,轻重稀土分馏不明显。上述岩石地球化学特征表明,尖山子岩体和宝兴岩体的原始岩浆起源于下地壳基性物质的部分熔融,树德屯岩体的原始岩浆起源于亏损的地幔楔。研究区三叠纪岩浆岩形成于造山阶段挤压环境下。华北北缘东段的挤压碰撞作用一直持续到晚三叠世(224Ma),而造山阶段向造山后阶段的构造转换(挤压地壳加厚向伸展垮塌的环境转换)发生于晚三叠世-早侏罗世(224~180Ma)期间。华北北缘东段中生代岩石圈减薄或破坏始于晚三叠世-早侏罗世(224~180Ma)期间。     

朝鲜半岛及华北上元古界-古生界沉积序列与碎屑锆石年代学记录及其构造属性分析

通过地层结构、沉积序列与碎屑锆石年代学记录等三方面的成因分析和区域对比,本文进一步探究了中-朝地块新元古代-古生代的构造属性及演化信息。研究指出,朝鲜半岛平南盆地、太白山盆地以及华北地块内部,其地层结构-沉积相序主要以寒武-奥陶系内陆架碳酸盐岩沉积、志留-泥盆系缺失、中上石炭统-二叠系海陆交互相含煤沉积为特征,并具有可对比的1.85Ga、2.5Ga以及1.15Ga、1.6Ga等碎屑锆石年龄峰值。而在临津江带、沃川带以及华北东南缘,则以泥盆-石炭系泥岩/片岩、中基性火山岩及火山碎屑岩、碳酸盐岩(透镜体)混杂发育为特征,总体显示外陆架沉积环境,且具有可对比的与地层时代接近的最小碎屑锆石年龄,这也是对沉积期较强构造-岩浆活动的反映。综合地层结构、相序、碎屑锆石年龄组成以及聚煤记录,提出朝鲜半岛与华北应属于统一的一级构造单元,即"中-朝板块";但朝鲜半岛西南部及华北东南缘毗邻板块边缘,因此其地层-沉积记录与板内存在差异,简单的一致性模式并不适用。     

渤海蓬莱9-1中生代花岗岩体岩石地球化学特征及其区域构造意义

蓬莱9-1花岗岩体是渤海海域首次发现的中生代花岗岩,鉴于渤海海域在华北克拉通中的重要构造位置,该花岗岩的形成时代和成因机制的研究对区域构造研究具有重大意义。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果表明该花岗岩体形成于中侏罗世160~165Ma。花岗岩属于高钾钙碱性系列,为准铝质-过铝质花岗岩;富Al_2O_3(14.84%~17.19%)和Sr(485×10~(-6)~909×10~(-6)),贫Y(0.66×10~(-6)~1.39×10~(-6))和Yb(小于2.0×10~(-6)),无铕的负异常,多数样品表现为铕的弱正异常,表现出C-型埃达克岩特征。表明渤海地区在160~165Ma期间处于挤压地壳增厚环境下,以地壳减薄为标志的克拉通破坏过程彼时尚未发生,其区域动力学环境可能仍处于华北板块-华南板块碰撞拼接的影响范围内。     

浙江南部丽水盆地地层时代及构造演化

位于浙江南部的丽水盆地是华南东部典型的白垩纪火山岩盆地。对盆地中5个凝灰岩夹层样品进行了锆石LA-MC-ICPMS U-Pb同位素年代学分析,结果给出了(114±1)Ma,(114±2)Ma,(118±1)Ma,(122±1)Ma和(112±1)Ma的主体谐和年龄。结合区域沉积-构造接触关系,本文将盆地内火山-沉积序列分为上、下2个组合:下火山-沉积组合包括馆头组和朝川组,其形成时代在124~112 Ma;上火山-沉积组合以方岩组为代表,其时代在104~91 Ma。这两套岩石组合的形成记录了盆地两期伸展断陷事件。结合区域构造变形和古构造应力场反演结果,本文认为丽水盆地早白垩世经历了两个伸展-挤压旋回的构造演化过程,每一旋回的古构造应力场均以NW-SE伸展和NWSE挤压应力场的交替演化为特征。NW-SE伸展事件控制了盆地的初始张开、断陷和沉积物充填作用,其产生的动力背景与古太平洋板块俯冲过程中因俯冲板片后撤(roll-back)诱发的弧后扩张作用有关。NW-SE挤压事件导致盆地的构造反转,下白垩统普遍褶皱,并形成区域角度不整合面,其形成与俯冲板片的深部几何学变化或大陆碰撞的远程效应有关。丽水盆地伸展-挤压事件的幕式交替反映了弧后扩张过程中复杂的深部动力学背景。     

华北克拉通南缘鲁山太古宙基底的形成和演化

鲁山地区保存和出露很好的太古宙基底岩石。文章报道了2件魏庄片麻岩的原岩年龄分别为(2867±5)Ma和(2768±5)Ma,变质作用时代分别为(2775±6)Ma和(2775±56)Ma。结合已发表数据,魏庄片麻岩原岩形成时代可大致分为2867~2928 Ma和2765~2768 Ma两个阶段;榆树庄片麻岩原岩形成于2829~2897 Ma、2752~2778 Ma和2723 Ma;斜长角闪岩原岩形成于2838~2845 Ma、2747~2794 Ma和2730 Ma。尽管三者岩性上存在差异,但原岩形成的期次和时代相当,指示它们在成因上可能存在联系。鲁山多地陆续发现2.8~2.9 Ga的岩石,表明该地区存在一定规模的中太古代基底。通过与胶东、霍邱等地对比,笔者认为华北克拉通南缘可能存在中太古代的古老陆块,其重要的初生地壳生长事件发生在2.9~3.0 Ga。     

X形冻结管温度场变化规律研究

为解决现有冻结管单管冻结能力不强致使增加循环冷媒介质用量和施工耗电的问题,可将传统圆形截面设计成异形截面。对X形截面冻结管作一简单介绍,运用有限元软件对X形截面冻结管单管冻结时的温度场变化规律进行研究,同时与圆形、方形、工字形、T形和Y形冻结管单管冻结时的温度场进行对比分析,主要得出结论为：虽然X形等异形冻结管为非圆形截面,但其冻土帷幕温度也是以冻结管为圆心呈同心圆分布,离冻结管越近温度越低;冻结20天时,X形冻结管-10 ℃圆形冻土帷幕半径发展到200 mm,冻结30天时发展到240 mm,冻结40天时达到约300 mm;与圆形冻结管相比,异形冻结管在保证冻结效果的基础上可大大减少施工耗电量,经济效益显著。     

新型抗高温二次交联凝胶堵漏材料的研制

针对普通凝胶抗温能力较差难以适用于高温地层堵漏作业的问题,通过设计合成抗高温凝胶主剂GN-1并运用二次交联技术,研发了新型抗高温凝胶堵漏材料。优选配方为：淡水+1.5%GN-1+0.15%地面交联剂+1%井下交联剂+0.2%抗氧化剂。通过热滚老化与高温流变测试相结合的手段对凝胶抗温能力进行评价。结果表明,该凝胶材料具有良好的热稳定性,在180 ℃下老化24 h后,7.34 s-1下剪切粘度＞10000 mPa?s。大幅加重后180 ℃老化24 h仍能保持较好的粘弹性。此外还考察了不同温度和pH值下的成胶性能以及与聚磺钻井液体系的配伍性,为抗高温凝胶堵漏材料在现场的应用奠定基础。     

Late mesozoic A-Type granitoids in se China and paleo-pacific plate subduction and slab rollback北大核心CSCD

This study has reviewed the distribution and pedogenesis of late Mesozoic A-Type granitoids in SE China. These A-Type granitoids belong to four belts ( S Jiangxi-SW Fujian belt, Xiang-Gui-Yue belt, Can-Hang belt and coastal belt) due to their temporal-spatial distribution. Based on the comparative analysis of chronology, geochemistry and magmatic association, this study has discussed the formation of A-Type granitoids and the subduction and slab rollback process of paleo-Pacific plate beneath SE China.     

云南会泽大黑山铝土矿地球化学特征及其物源分析

大黑山铝土矿赋存于上二叠统宣威组底部,下伏地层为峨眉山玄武岩。矿石结构主要以泥晶结构为主,具有少量鲕状、粒屑结构。矿石构造以致密块状构造为主,局部呈层状、似层状。铝土矿石中Al2O3与Fe2O3、Si O2呈现较好的负相关关系,Ti O2与Zr、Hf、Nb、Ta相关性较好,Zr-Hf、Nb-Ta的相关性拟合度很高。铝土矿与峨眉山玄武岩样品具有相似的稀土元素配分模式。综合稳定元素相关性、微量元素及稀土元素标准化图解、lg Ni和lg Cr二元图解等分析方法对大黑山铝土矿的成矿物质来源进行探讨,研究结果表明铝土矿的成矿物质来源主要来自峨眉山玄武岩。