甘肃北山红石山地区早白垩世地层的发现及其时代讨论

在1∶25万红宝石幅区调野外调研过程中,在甘肃北山北带红石山地区陆相沉积地层中,发现软体动物化石。经中国科学院南京地质古生物研究所鉴定,有双壳纲蚬、蚌类,腹足纲螺类,属热河动物群,其时代定为早白垩世。结合岩石地层及区域地层对比研究,将该套地层划归赤金堡组。该组的确定其意义在于澄清了长期以来,人们认为红石山地区缺失早白垩世沉积的认识。     

划分金矿化集中区的基本准则

在划分和确认金矿化集中区时需研究的重要问题之一就是集中区的范围和界限.在现有的技术经济条件下,确定金矿化集中区的范围和边界应当以已知金矿床（点）的分布范围作为直观标志,以金的地球化学块体和各类含金建造的空间分布作为划分的基础,以控制各类含金建造和与金成矿关系密切的构造-岩浆活动等成矿要素的区域构造带或构造界面作为金矿化集中区的边界.利用上述准则确认了北山金矿化集中区.     

北山野马井地区泥盆纪富钾酸性岩浆岩地球化学特征及其地质意义

为了理清北山南部晚古生代构造演化过程,对野马井地区的二长花岗岩与流纹岩进行了岩石学、全岩主微量元素地球化学、锆石U-Pb年代学及Hf同位素等研究.LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明二长花岗岩与流纹岩的就位年龄分别为402.7±2.4 Ma与392.9±2.5 Ma.二者均为富钾钾质岩浆岩,呈现过铝质-强过铝质,轻重稀土弱到中等分馏且相对富集轻稀土,二长花岗岩呈现无或弱的负Eu异常,流纹岩呈现较明显的负Eu异常,二者均富集Rb、Th、U、Pb等,亏损Nb、Ta、Ba、Sr、Ti等,为I型酸性岩浆岩.二长花岗岩与流纹岩的锆石ε_Hf（t）值介于-2.2~+6.8,对应Hf模式年龄（t_DM2）为962~1 533 Ma;指示二者主要由中元古代陆壳物质熔融所形成.依据野马井地区泥盆纪富钾酸性岩浆岩的地球化学特征,结合该区域其他地质资料,可推测其为后碰撞构造环境的产物.      

甘肃北山算井子埃达克质花岗岩年代学、地球化学特征及其构造意义

算井子埃达克质花岗岩体由中粗粒片麻状黑云母花岗闪长岩、中粗粒黑云母花岗闪长岩和中细粒黑云母二长花岗岩3个岩相单元组成,其为同一次岩浆熔融事件过程中曾经发生过三次岩浆侵入活动而形成的深成岩体。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,算井子埃达克质花岗岩体侵位于早石炭世(350.0～351.7Ma),为海西中期的产物。该岩体总体富硅(SiO_2为67.81%～70.93%),富铝(Al_2O_3为14.94%～16.07%),全碱含量中等(K_2O+Na_2O为6.01%～6.74%),K_2O/Na_2O为0.37～0.69,富含钠质成分,而Ti、Ca、Fe和Mg(MgO为0.99%～1.61%)含量较低,(K_2O+Na_2O)/Al_2O_3为0.37～0.45,A/CNK为0.95～1.03,属于准铝质-弱过铝质钙碱性花岗岩。微量元素Sr含量(409×10~(-6)～548×10~(-6))较高,而Y(8.1×10~(-6)～17.7×10~(-6))和Yb(0.83×10~(-6)～1.73×10~(-6))含量较低,总体上富集大离子亲石元素(LILE)K、Rb、Ba和高场强元素(HFSE)Th,而亏损高场强元素Nb、Ta和Ti,稀土元素的球粒陨石标准化配分曲线呈右倾型,轻重稀土分馏大,轻稀土富集且分异明显,而重稀土亏损且分异不显著,具轻微的铕异常(δEu=0.64～1.13),与典型的埃达克岩特征相似。年代学及地球化学特征研究表明:(1)算井子岩体属准铝质-弱过铝质未分异的Ⅰ型花岗岩,并具有典型的埃达克岩特征;(2)岩浆源于俯冲板片流体交代地幔楔诱发下地壳玄武质岩石部分熔融源区,并在岩浆上升过程中混染了火山弧物质;(3)岩体形成于海西中期活动大陆边缘的火山弧环境,推测其南侧的塔里木板块和哈萨克斯坦板块的俯冲-碰撞效应可能一直持续到早石炭世。     

内蒙古哈珠地区石炭纪白山组火山岩:北山北部晚古生代活动陆缘岩浆作用的产物

北山北部晚古生代岩浆事件的性质对该地区这一时期的构造演化研究具有重要意义.对内蒙古北山哈珠地区石炭纪白山组火山岩进行了系统的年代学、地球化学、Lu-Hf同位素测试,结果显示:白山组主要由玄武安山质、安山质、英安质、流纹质火山岩组成,LA-ICP-MS锆石U-Pb测年获得安山岩、英安岩、流纹岩的成岩年龄分别为325.6±1.4 Ma、313.5±3.4 Ma、314.7±1.7 Ma,时代为早石炭世晚期-晚石炭世.火山岩空间分布上表现出明显的"组成极性",区域上由北至南从中性火山岩（钙碱性系列）→酸性火山岩（高钾钙碱性系列）演化,K₂O含量与K₂O/Na₂O比值也呈相应的增加趋势,其中玄武安山岩、安山岩具有高Al₂O₃、低TiO₂以及低的Ni、Cr含量,所有样品普遍亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素,呈轻稀土富集、重稀土亏损的右倾稀土元素配分模式,以上特征指示白山组火山岩形成于洋壳向南俯冲过程中的活动大陆边缘背景下.另外,白山组中安山岩具有高的ε_Hf（t）值（+7.0~+14.1）和年轻的平均地壳模式年龄T_DMC（437~891 Ma）,接近上地幔的Rb/Sr比值（0.01~0.15）,Nb/Ta比值（12.59~18.80）处于地壳平均值和地幔平均值之间;流纹岩具有相对较低的ε_Hf（t）值（4.3~8.2）和偏老的平均地壳模式年龄T_DMC（804~1 054 Ma）,Rb/Sr比值（0.80~1.73）远大于地壳平均值,Nb/Ta比值（10.66~13.08）接近地壳平均值反映岩浆源区向洋侧以新生地壳和地幔物质为主,向内陆一侧逐渐演化为更多陆壳（较老地壳）物质的加入.综合以上分析并结合前人资料,北山哈珠地区晚古生代石炭纪白山组火山岩是红石山洋向南侧马鬃山-旱山地块俯冲过程中活动陆缘岩浆作用的产物.      

甘肃北山和金川与铜镍矿床有关的超基性岩与全球板内环境超基性岩的对比:大数据研究的初步结果

在收集甘肃北山和金川地区与铜镍硫化物矿床有关的超基性岩数据的基础上,与GEOROC和PetDB两个数据库中的全球板内超基性岩数据进行对比,发现甘肃北山、金川地区与铜镍有关的超基性岩与全球板内超基性岩各元素平均值较接近(除稍富集LILE之外),而北山地区以高的Th/Nb和富集HREE与金川区分,同时Cu、Cs、Nb、Ta、Rb/Nb、CaO/REE等元素或元素比可作为甘肃北山和金川地区超基性岩是否含矿的重要地球化学标志。皮尔逊相关系数研究表明,虽然甘肃北山和金川地区与铜镍硫化物矿床有关的超基性岩的产出位置、形成时代及源区特征均不同,但是具有很高的地球化学相关性,而WPU(板内超基性岩)与WPUT(大陆溢流、大陆裂谷和板内超基性岩合并)及WPU中坐标值相近的数据相关性较差。WPUT内部本身相似性极差,但其平均值却与甘肃北山和金川地区的超基性岩相似性极高。同时,笔者选取了白石泉、石西、葫芦、黄山东等26个与铜镍硫化物矿床有关的超基性岩数据,与甘肃北山、金川铜镍硫化物矿床有关的超基性岩数据进行比对,整体显示出极高的相关性。因此我们推断与铜镍硫化物矿床有关的超基性岩在形成过程中虽受到其他地质作用的改造,但总体上具相似的地球化学特征。     

内蒙古北山小黑山辉长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及地球化学特征

内蒙古北山地区泥盆纪岩浆作用的研究对于探讨晚古生代早期的构造演化具有十分重要的意义。小黑山辉长岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示,其就位年龄为(404.9±1.6) Ma,为早泥盆世。岩石学和地球化学分析结果表明: 岩石SiO₂含量低,富Al、Ca,低K、P, Mg^#值大,属于钙碱性岩石系列; 岩石稀土元素总量低,富集轻稀土,轻、重稀土元素之间分馏相对明显,具有正Eu异常(δEu=1.70~1.71); 岩体富集大离子亲石元素Ba、Sr、K等和强不相容元素U,亏损高场强元素Nb、Ta、Ti等。综合区域地质、地球化学特征,认为该岩体形成的构造环境为火山弧,岩浆上升过程中遭受到地壳物质的混染,进而认为本区泥盆纪仍处于造山作用过程中。     

内蒙古北山地区地球物理场特征与构造分区及深部结构研究

内蒙古北山地区构造分区和深部结构历来为众多地质学家所关注,本研究从地球物理入手,采用有效的技术方法对区域重磁资料进行了处理分析,根据数据处理后的解释结果,将研究区划分为哈萨克斯坦板块东缘构造区和塔里木板块北缘两大Ⅰ级构造区以及6大Ⅱ级构造小区.推断划分北西向深大断裂构造带5条和北东向断裂构造7条.初步判断、圈定出多处磁性块体,并划分出基性岩体、中酸性岩体的分布若干处.结合重磁、地震和地质资料,对深部构造、莫氏界面和基底起伏进行了分析研究.研究结果深化了区域地质和深部构造认识,对研究区内成矿规律研究和矿产资源勘查具有一定的指示意义.     

北山地区地球物理场特征及基底性质

位于中国北方塔里木地台和华北地台之间的北山地区,由于地质构造的复杂性,长期以来对其基底性质、大地构造归属问题争论较大。本文根据重磁B场特征讨论了其基底性质、地质结构特点,并结合地面地质调查资料探讨了北山地区的地质演化过程,为塔里木地台和华北地台之间关系问题的讨论提供了基础证据     

铀在北山花岗岩中的吸附迁移影响因素研究

运用水文地球化学模拟软件PHREEQC-Ⅱ,对铀元素进入中国高放废物处置预选场研究区地下水后的状况进行了模拟和预测。模拟得到核素铀进入研究区地下水后的元素浓度分布和迁移情况及外界因素变化引起地下水中铀迁移的行为,同时采用批式法测定不同条件下铀在甘肃北山花岗岩中的分配系数,研究了岩石粒径、溶液初始浓度、水相pH和温度对分配系数的影响,实验结果表明花岗岩对铀的吸附能力较弱,其中溶液初始浓度、粒径、温度影响较小,pH值对岩石的吸附性能有较大影响,在接近中性条件下影响达到最大,这与采用模拟软件模拟结果基本吻合。通过模拟和实验对比,能更好地研究在北山预选区处置条件下地下水-废物-岩石的相互作用过程中核素的迁移行为,从而为处置库系统安全评价提供有关依据。