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羌塘地块雁石坪地区中-上侏罗统岩石磁学特征及其地质意义
1
作者 张嘉辉 沈中山 +9 位作者 程鑫 卫弼天 幸龙云 姜南 兰书琪 张冬孟 仲梦婷 周亚楠 邓成龙 吴汉宁 《地球物理学报》 北大核心 2025年第10期3904-3922,共19页
准确恢复中生代羌塘地块的古地理位置对理解青藏高原构造演化及区域油气资源勘探至关重要.然而,其中-上侏罗统雁石坪群的古地磁结果一直存在争议.详细的岩石磁学和岩相学研究可为成功获取和解释古地磁方向数据提供坚实的基础.因此,本文... 准确恢复中生代羌塘地块的古地理位置对理解青藏高原构造演化及区域油气资源勘探至关重要.然而,其中-上侏罗统雁石坪群的古地磁结果一直存在争议.详细的岩石磁学和岩相学研究可为成功获取和解释古地磁方向数据提供坚实的基础.因此,本文通过对羌塘地块东部雁石坪地区的雁石坪群代表性样品进行详细的岩相学、岩石磁学和退磁实验,分析了样品中的磁性矿物类型和含量,讨论了构造活动对地层的影响程度,并评估了样品保留原生剩磁的能力.研究结果显示,雁石坪群样品的岩石磁性特征存在显著差异,可分为两类:I型样品分布在雀莫错组和部分布曲组中,主要载磁矿物为含铝的赤铁矿与MD-PSD磁铁矿;Ⅱ型样品分布在布曲组、夏里组、索瓦组及雪山组中,主要载磁矿物为PSD磁铁矿或钛磁铁矿.系统退磁曲线显示出双分量或三分量特征,并可分离出由磁铁矿或赤铁矿携带的稳定特征剩磁分量.综合岩相学与岩石磁学结果,认为雁石坪地区中-上侏罗统样品未遭受后期强烈构造改造及区域变质作用的影响,磁性矿物具有保留原生剩磁信息的能力.羌塘地块中-晚侏罗世古地磁数据的磁倾角差异可能由沉积压实、拉萨地块与羌塘地块的复杂碰撞及真极移现象等多种地质过程共同作用导致.因此,后续研究需要深入探讨倾角浅化识别和真极移的影响.本文的研究结果为未来在该地层中开展精细古地磁研究、探讨羌塘盆地演化历史和动力学过程提供了坚实的岩石磁学基础. 展开更多
关键词 羌塘地块 岩石磁学 雁石坪群 中-上侏罗统
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天山中段干沟基性岩墙形成的构造环境:来自年代学和地球化学的制约
2
作者 江拓 高俊 +3 位作者 李继磊 王钟瑞 王信水 马智佩 《岩石学报》 北大核心 2025年第9期3053-3080,共28页
基性岩墙(岩脉)产生的地球动力学环境多样,如大陆内部的裂谷带、地幔柱活动相关的大火成岩省、增生造山带的弧前或弧后局部引张带、后碰撞区域性伸展部位等。本文旨在通过对天山中段干沟公路沿线基性岩墙的地质、地球化学、同位素年代... 基性岩墙(岩脉)产生的地球动力学环境多样,如大陆内部的裂谷带、地幔柱活动相关的大火成岩省、增生造山带的弧前或弧后局部引张带、后碰撞区域性伸展部位等。本文旨在通过对天山中段干沟公路沿线基性岩墙的地质、地球化学、同位素年代学综合研究,结合区域地质研究的最新进展,探讨其形成的构造环境。基性岩墙侵位于古生代沉积岩地层和花岗质岩体之中,具NNW~340°、NE~25°和NE~65°三组延伸方向,并以NNW~340°向优势展布。2个岩墙样品分别获得磷灰石U-Pb年龄302±6Ma和310±9Ma;此外,寄主二云母花岗岩获得锆石U-Pb年龄399±3Ma和403±3Ma。基性岩墙球粒陨石标准化稀土元素配分曲线近平坦、轻重稀土分馏不强、Eu异常不明显,微量元素蛛网图呈现Nb、Ta、Ti和Sr的负异常,(87 Sr/^(86)Sr)初始比值介于0.7058~0.7066、εNd(t)值变化于+4.3~+4.7之间。造就基性岩墙的岩浆可能由受俯冲流体改造的岩石圈地幔部分熔融(1%~5%)产物与软流圈地幔物质相混合而形成。天山造山带后碰撞造山期,区域性大规模伸展作用促使造山带加厚下地壳和岩石圈地幔发生减薄,导致软流圈地幔物质上涌,为基性岩浆的形成提供了深部前提条件;而中-上地壳层次,不同构造单元的边界断裂发生大规模右行走滑运动,产生一系列破裂面,为基性岩浆侵位提供了有效储存空间。 展开更多
关键词 天山造山带 基性岩墙 磷灰石U-Pb年龄 构造环境
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冀北平泉盆地义县组地质年代学研究及其地质和古生物意义
3
作者 沈中山 俞志强 +1 位作者 贺怀宇 周忠和 《地球物理学报》 北大核心 2025年第10期3923-3937,共15页
本研究对平泉盆地含热河生物群化石的石门剖面义县组沉积地层开展了系统的同位素年代学和磁性地层学研究.岩石磁学研究表明,义县组下段载磁矿物以六方磁黄铁矿和磁铁矿为主,而上段载磁矿物以磁铁矿为主.UPb同位素定年结果显示,剖面中两... 本研究对平泉盆地含热河生物群化石的石门剖面义县组沉积地层开展了系统的同位素年代学和磁性地层学研究.岩石磁学研究表明,义县组下段载磁矿物以六方磁黄铁矿和磁铁矿为主,而上段载磁矿物以磁铁矿为主.UPb同位素定年结果显示,剖面中两层凝灰岩/凝灰质砂岩夹层的^(206)Pb/^(238)U加权平均年龄分别为124.5±1.8 Ma和126.9±1.4 Ma.高分辨率磁性地层学结果表明该剖面义县组下部为负极性、上部为正极性.通过整合同位素年龄和磁极性地层学结果,可将石门剖面下部负极性段对应于国际标准极性带M3r,上部正极性段对应于国际标准极性带M3n.基于2020年版国际地质年表(GPTS2020),平泉盆地石门剖面义县组沉积地层时代为Barremian早期.上述年代学结果为区域地质与生物演化事件提供了关键约束:平泉盆地义县组起始时间不晚于126 Ma,即限定了平泉盆地内重要的热河生物群生存最早年限;燕山运动B幕在该区域的结束时间不晚于126 Ma.该研究建立的综合年代框架不仅为实现早白垩世平泉盆地内陆相地层、盆地间陆相地层对比以及与全球海相地层的对比提供了重要依据,也为热河生物群的时空分布及演化提供了全球等时的可靠的时间框架. 展开更多
关键词 热河生物群 早白垩世 平泉盆地 锆石U-Pb定年 磁性地层学
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橄榄石微量元素:分析、地球化学行为与地球科学应用 被引量：1
4
作者 毛亚晶 吴石头 +2 位作者 贾丽辉 秦克章 翟明国 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期3160-3190,共31页
橄榄石化学成分记录了幔源岩浆性质、结晶演化、喷发速率等重要信息。近十年来,橄榄石微量元素分析技术飞速进步,积累了丰富的数据。本文系统综述了电子探针和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱法在橄榄石微量元素分析领域的最新研究进展,... 橄榄石化学成分记录了幔源岩浆性质、结晶演化、喷发速率等重要信息。近十年来,橄榄石微量元素分析技术飞速进步,积累了丰富的数据。本文系统综述了电子探针和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱法在橄榄石微量元素分析领域的最新研究进展,总结了橄榄石中微量元素的分配系数与扩散系数等地球化学行为,分析了全球不同岩石单元的橄榄石微量元素特征,重点介绍了岩浆铜镍矿床中橄榄石微量元素的研究进展。实验岩石学表明,控制元素在橄榄石中分配系数的主要因素有温度、压力、岩浆成分等,且不同微量元素行为的主控因素各不相同。在确定的温压条件下,橄榄石中多数元素的配分可由晶格应变模型预测,而Ni、Co和轻稀土元素主要受晶体场效应和结晶动力学控制。橄榄石中元素的扩散速率由快到慢依次为:H和Li(快)→Fe-Mg-Ni(中等)→Ca(较慢)→P-O-Si(慢)。对比全球不同岩石单元中橄榄石微量元素得出:(1)火山岩系列的科马提岩-苦橄岩-玄武岩中橄榄石的Fo值和Ni、Cr、Al、Mn等元素呈演化趋势,但在二元相关性图中不同岩石类型间存在较大重叠区域,机器学习等多维分析手段可大大提升分类准确率;(2)地幔橄榄岩与侵入岩系列(地壳堆晶岩)中的橄榄石微量元素特征相近,难以使用单元素指标区分,例如常用的Ca亏损;(3)碳酸岩中橄榄石的Ni、Mn含量有别于其他岩石,可能与其来源和元素在橄榄石-碳酸岩熔体中特殊的分配行为有关;(4)石榴子石地幔橄榄岩与尖晶石地幔橄榄岩的橄榄石微量元素存在一定差异,橄榄石V/Sc比值和Fe-Mg-Mn-Ca-Ni含量是判别地幔橄榄岩类型和来源深度的重要变量。岩浆铜镍矿床橄榄石微量元素的研究进展有:(1)堆晶-后堆晶阶段再平衡作用驱使Ca-Cr-Al元素向其他矿物迁移,使橄榄石普遍亏损上述元素;(2)橄榄石Ni-Co变化可记录其与硫化物的元素交换反应,Ni-Co正相关可用于指示岩体深边部的找矿潜力;(3)与硫化物共生橄榄石的Ni富集(>5000×10^(-6))或亏损(<500×10^(-6))可能与较高或较低氧逸度有关。未来橄榄石重点研究与突破方向有:堆晶-后堆晶阶段元素行为、多元素-多矿物扩散联合限定岩浆时空演化、机器学习判别橄榄石成因类型与镁铁-超镁铁岩体含矿性、挥发份与新兴非传统金属稳定同位素等。 展开更多
关键词 橄榄石 微量元素 地球化学行为 元素扩散 地幔 岩浆铜镍矿床
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北方东部复合造山成矿:Ⅰ.古亚洲洋两期构造演化与成矿 被引量：1
5
作者 秦克章 王乐 +9 位作者 朱永峰 田伟 徐备 张晓晖 赵超 庞绪勇 回凯旋 李光明 李文博 申萍 《矿床地质》 北大核心 2025年第1期35-66,共32页
自~1350 Ma打开到~250 Ma最终闭合,古亚洲洋经历了11亿年的演化后形成了全球最大的增生型造山带——中亚造山带。研究古亚洲洋的构造演化与成矿可有效揭示中亚造山带的演化与成矿规律,进而指导勘查。中亚造山带发育众多岩浆弧,新元古代... 自~1350 Ma打开到~250 Ma最终闭合,古亚洲洋经历了11亿年的演化后形成了全球最大的增生型造山带——中亚造山带。研究古亚洲洋的构造演化与成矿可有效揭示中亚造山带的演化与成矿规律,进而指导勘查。中亚造山带发育众多岩浆弧,新元古代岩浆弧主要分布在北侧,而古生代岩浆弧集中在西侧,东侧有少量发育。古亚洲洋在早古生代以大洋俯冲作用为主,晚古生代逐步以弧陆拼贴和碰撞为主导。文章系统梳理了与古亚洲洋板块俯冲相关的31个岩浆弧及37个代表性矿床,厘定古亚洲洋构造体制的6大类成矿类型,包括斑岩型Cu-Au±Mo、浅成低温热液型Au±Ag、岩浆型豆荚状Cr铁矿、岩浆型Ni-Cu-PGE、造山型金矿及VHMS型Cu-Pb-Zn±Au矿床。其中,斑岩型Cu-Au±Mo、造山型金矿及岩浆型Ni-Cu-PGE矿床具有最高的经济价值。斑岩型、浅成低温热液型及VHMS型矿床在早古生代和晚古生代均有产出,而造山型金矿、豆荚状Cr铁矿及岩浆型Ni-Cu矿床则主要形成于晚古生代。这表明,早古生代古亚洲洋板块俯冲与弧岩浆作用占主导地位,形成的构造环境以典型的沟-弧-盆体系为主,有利于在岛弧地区形成斑岩和浅成低温热液系统,并在弧后区域形成VHMS Cu-Pb-Zn±Au矿床。到了晚古生代,随着部分小洋盆的闭合,发生了弧-弧增生与弧陆碰撞作用,导致岩浆型Cr、Ni-Cu矿床及造山型金矿的形成。斑岩型、浅成低温热液型和VHMS及岩浆型Cr矿床与洋壳俯冲关系密切,岩浆型Ni-Cu与碰撞后伸展背景下软流圈上涌直接相关,造山型金矿与弧地体-克拉通边缘拼贴碰撞紧密相关。文章最终建立了由早古生代以斑岩Cu-Au和浅成低温热液矿床为主、晚古生代斑岩-浅成低温热液成矿系统、造山型金矿、岩浆Ni-Cu矿、豆荚状铬铁矿矿、VHMS矿床等多种成矿类型并存的特色古亚洲洋成矿体系。由于蒙古-鄂霍茨克洋闭合与古太平洋板块俯冲的叠加,中亚造山带东段保留了较少的与古亚洲洋有关的岩浆弧和斑岩矿床,寻找被改造错断的隐伏斑岩铜矿床仍有很大潜力。中亚成矿域的成矿特征表明,构造环境越复杂,成矿类型越丰富。反之,成矿类型的多样性也反映了该地区构造演化的复杂程度。这一发现为通过成矿类型揭示区域构造演化提供了新的视角。 展开更多
关键词 矿床类型 成矿特色 中亚造山带东段 古亚洲洋构造演化
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新疆西昆仑切列克其大型菱铁矿床锆石U-Pb年龄及地质意义
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作者 朱明田 孔繁琦 刘文成 《地质科学》 北大核心 2025年第1期272-279,共8页
木吉—布伦口—黑黑孜站干—大红柳滩菱铁矿带是西昆仑最重要的铁成矿带之一,可分为南北两段,北段分布于木吉—布伦口—切列克其一带,以切列克其菱铁矿规模最大且典型,但目前尚没有确切的成矿年代学数据来限定菱铁矿的形成时代。本文从... 木吉—布伦口—黑黑孜站干—大红柳滩菱铁矿带是西昆仑最重要的铁成矿带之一,可分为南北两段,北段分布于木吉—布伦口—切列克其一带,以切列克其菱铁矿规模最大且典型,但目前尚没有确切的成矿年代学数据来限定菱铁矿的形成时代。本文从块状菱铁矿石中挑选出了大量岩浆成因锆石,它们均具有典型的韵律环带,LA-ICP-MS U-Pb定年给出的^(206)Pb/^(238)U加权平均年龄为488±3 Ma,指示块状菱铁矿体形成于寒武纪末期。另有3颗锆石给出了~434 Ma的年代学记录,其轻稀土含量变化较大,可能遭受了后期流体扰动。这一变质事件可能与原特提斯洋的闭合有关,一定程度上影响了块状菱铁矿的形成。由此推测西昆仑北段菱铁矿带很可能形成于寒武纪末期,与原特提期洋演化过程中的海底喷流热液成矿系统有关。 展开更多
关键词 切列克其 菱铁矿 成矿年代学 西昆仑 喷流沉积
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岩浆岩中磷灰石的地球化学特征及应用 被引量：1
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作者 李子木 令狐苗苗 +3 位作者 孙金凤 孙之晗 周宝全 杨进辉 《岩石学报》 SCIE EI CAS 北大核心 2025年第1期321-338,共18页
不同类型的岩浆岩可能来源于不同源区,经历复杂的岩浆演化过程,导致岩浆成分、温度和压力等条件发生变化。磷灰石在岩浆岩中广泛发育,可以形成于不同的岩浆环境。作为富含多种地球化学指示元素(如稀土元素、锶、锰及多种挥发分),并且对... 不同类型的岩浆岩可能来源于不同源区,经历复杂的岩浆演化过程,导致岩浆成分、温度和压力等条件发生变化。磷灰石在岩浆岩中广泛发育,可以形成于不同的岩浆环境。作为富含多种地球化学指示元素(如稀土元素、锶、锰及多种挥发分),并且对寄主岩浆环境的变化十分敏感的副矿物,近年来被广泛应用于岩浆岩和矿床成因等研究中。了解不同类型岩石中磷灰石的矿物学和地球化学特征,是深入开展相关研究的基础。本文对GEOROC数据库及其他文献报道的岩浆岩中磷灰石稀土元素数据进行了汇总整理和归纳分析,获得了不同类型岩石中磷灰石的矿物学和稀土元素组成特征。结合多元统计分析方法,深入分析不同类型岩浆岩和花岗岩中磷灰石的稀土元素变化规律。计算结果显示,不同类型岩石中磷灰石的La元素、Eu/Eu*和Yb含量之间存在明显差异,推断综合利用La含量与(Eu/Eu^(*))/Yb值特征可以有效区分形成于不同岩浆岩的磷灰石。本文的研究表明,磷灰石在示踪岩浆源区和岩石成因方面具有独特优势,综合运用磷灰石产状、共生矿物组合、微量元素及同位素组成等分析可以为岩浆岩成因研究提供全面信息。 展开更多
关键词 岩浆岩 花岗岩 磷灰石 地球化学 稀土元素 岩石成因
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辽东鸭绿江金成矿带下河口金矿床成因:地质、S-Pb-He-Ar同位素和硫化物微量元素证据
8
作者 俞炳 曾庆栋 +5 位作者 王永彬 苏菲 杨进辉 陈辉 张晓飞 王珺璐 《岩石学报》 北大核心 2025年第9期2897-2911,共15页
作为辽东地区鸭绿江金成矿带内首例赋存在古元古代辽河群高家峪组地层中的石英脉型金矿床,下河口金矿床成为揭示辽东地区华北克拉通破坏背景下金矿成矿理论和诱发区域矿产勘查突破的重要引子之一。详细的地质调查表明,下河口金矿床受控... 作为辽东地区鸭绿江金成矿带内首例赋存在古元古代辽河群高家峪组地层中的石英脉型金矿床,下河口金矿床成为揭示辽东地区华北克拉通破坏背景下金矿成矿理论和诱发区域矿产勘查突破的重要引子之一。详细的地质调查表明,下河口金矿床受控于近南北向断裂,与闪长玢岩脉共存,成矿阶段可划分为乳白色石英阶段、石英-黄铁矿-黄铜矿阶段、石英-多金属硫化物阶段和石英-碳酸盐阶段。黄铁矿S同位素测试结果显示其δ^(34)S值为4.7‰~6.5‰,略高于典型地幔硫值,推测硫主要来源于岩浆硫。黄铁矿Pb同位素测试结果显示其^(208)Pb/^(204)Pb、207 Pb/^(204)Pb和206 Pb/^(204)Pb值分别为39.289~39.537、15.734~15.832和18.627~18.782,具有高的μ值,表明铅主要来源于浅部壳源。黄铁矿流体包裹体He-Ar同位素测试结果显示其3He/4He比值为0.13~0.72Ra,40 Ar/36 Ar比值为1285.6~2176.6,表明成矿流体以壳源流体为主,含少量幔源流体。硫化物微量元素测试结果显示成矿流体明显富As,Au在黄铁矿和毒砂中均明显富集。黄铁矿微量元素测试结果显示其有较高的Co/Ni和As/Ag比值和中等的Sb/Bi比值,表明黄铁矿主要为热液成因。综合区域已有年代学结果和本次研究结果,我们认为下河口金矿床属岩浆热液型金矿床,金成矿作用可能与华北克拉通破坏导致的早白垩世岩浆作用密切相关。 展开更多
关键词 下河口金矿床 鸭绿江金成矿带 S-Pb同位素 HE-AR同位素 微量元素
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火幔对流对火壳二分性和火幔热-化学结构长期演化的影响:三维动力学数值模拟
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作者 刘瑞熙 李杨 +7 位作者 张志刚 何雨旸 徐长仪 王巍 孙伟家 惠鹤九 陈凌 潘永信 《地球物理学报》 北大核心 2025年第6期2092-2111,共20页
南北二分性是现代火星壳最显著的地质特征之一,厘清火幔对流对火壳二分性和火幔热-化学演化的影响,对于理解火星内部圈层过程具有重要意义.本文通过三维火幔热-化学对流数值模拟,系统研究了不同控制因素对火幔形成一阶对流结构、火幔熔... 南北二分性是现代火星壳最显著的地质特征之一,厘清火幔对流对火壳二分性和火幔热-化学演化的影响,对于理解火星内部圈层过程具有重要意义.本文通过三维火幔热-化学对流数值模拟,系统研究了不同控制因素对火幔形成一阶对流结构、火幔熔融(岩浆作用)形成火壳二分性,以及火幔热-化学结构长期演化的影响.研究结果表明,仅通过火幔对流可以产生具有二分性特征的火壳.其中,黏度结构是控制火幔对流结构演化和火壳二分性的主要控制因素,深部火幔矿物相变导致的黏度跳变和活化能降低均有利于形成稳定的一阶对流结构,通过岩浆作用形成具有二分性特征的火壳.火壳厚度受多因素影响:生热元素在火壳中的富集和岩浆喷发效率的降低均会抑制火壳增厚,而增大瑞利数和内生热率可以显著提高演化早期的火壳增厚速率.火星早期较高的内生热能够显著提高火幔温度并引发强烈的岩浆活动,通过部分熔融和岩浆喷发将生热元素富集至火壳,进而降低火幔内部生热和增大火幔冷却速率,导致岩浆作用在后续演化中受到抑制.火幔对流通过岩浆作用对火壳底部的侵蚀可能导致火幔内部形成玄武岩富集层,其分布深度及范围受控于玄武岩与背景火幔的密度差异,玄武岩富集层形成对演化后期的火幔柱和岩浆活动产生重要影响. 展开更多
关键词 火幔对流 火壳二分性 火幔流变结构 岩浆作用 数值模拟
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磷灰石微区原位硫同位素分析进展与地质学潜在应用
10
作者 孟书元 陈蕾 +6 位作者 杨莉 李秋立 刘宇 唐国强 凌潇潇 杨波 李献华 《岩石学报》 北大核心 2025年第7期2539-2551,共13页
磷灰石广泛分布于各类岩石和矿石中,是岩浆-热液过程中的贯通矿物,其晶格能容纳不同含量和价态的硫元素。磷灰石的硫元素含量在约束岩浆氧逸度、估算母岩浆硫元素含量等方面已初步得到应用。近年来随着二次离子质谱(SIMS)和激光剥蚀多... 磷灰石广泛分布于各类岩石和矿石中,是岩浆-热液过程中的贯通矿物,其晶格能容纳不同含量和价态的硫元素。磷灰石的硫元素含量在约束岩浆氧逸度、估算母岩浆硫元素含量等方面已初步得到应用。近年来随着二次离子质谱(SIMS)和激光剥蚀多接收电感耦合等离子体质谱(LA-MC-ICP-MS)技术的发展,磷灰石微区原位硫同位素分析有助于进一步识别传统整体分析方法无法区分的成岩成矿信息,更加准确地示踪成岩成矿过程中硫的来源和氧化还原环境变化等。本文对比了SIMS和LA-MC-ICP-MS测定磷灰石硫同位素的分析方法,总结了磷灰石硫同位素在岩浆系统和沉积矿床研究中的应用,并展望了磷灰石微区原位硫同位素分析在地质学研究领域的应用前景。 展开更多
关键词 磷灰石 硫同位素 SIMS LA-MC-ICP-MS
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激光微区Lu-Hf定年技术原理和地质应用
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作者 吴石头 王浩 +2 位作者 杨岳衡 杨进辉 吴福元 《地质学报》 北大核心 2025年第6期1865-1887,共23页
同位素地质年代学是地球科学研究中的重要研究内容。Lu-Hf定年体系是基于^(176)Lu-^(176)Hf放射性衰变的地质年代测定方法,在高级变质岩、基性—基性岩、磷酸岩定年等方面发挥着重要作用。近年来,随着串级质谱技术的突破性进展,发现活... 同位素地质年代学是地球科学研究中的重要研究内容。Lu-Hf定年体系是基于^(176)Lu-^(176)Hf放射性衰变的地质年代测定方法,在高级变质岩、基性—基性岩、磷酸岩定年等方面发挥着重要作用。近年来,随着串级质谱技术的突破性进展,发现活性气体氨气与Lu,Yb,Hf具有差异性反应,通过测定高质量Hf反应产物(^(176)Hf(^(14)N^(1)H)(^(14)N^(1)H2)(^(14)N^(1)H3)3,相对于^(176)Hf质量数增加82),实现了^(176)Hf与^(176)Lu和^(176)Yb的在线分离。与激光剥蚀系统联用实现了原位微区Lu-Hf定年。当前,这一技术在分析仪器、碰撞反应机理、校准方法、不确定度评估和标准物质研制等方面取得了显著进展,并在地质学领域获得了广泛应用。本文将系统阐述激光微区Lu-Hf定年体系的原理,回顾其发展历程及相关地质应用。从仪器设备、反应气体、校准方法、软件开发、不确定度评估、标准物质研发等维度,全面总结该技术的关键性突破。目前该技术已在变质岩、基性岩、沉积岩、矿床及地外样品等研究领域取得应用成果。本文系统总结了这些应用案例,深入分析Lu-Hf体系的优势及微区分析的重要意义。基于当前研究现状,本文探讨了该技术面临的主要挑战,并对其潜在地质领域的应用进行展望。 展开更多
关键词 激光微区Lu-Hf定年 串级质谱仪 富Lu矿物 石榴子石Lu-Hf定年 稀土矿定年
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条带状铁建造:旋回地层学的研究进展与挑战
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作者 白阳 马坤元 +1 位作者 张连昌 王长乐 《地质学报》 北大核心 2025年第7期2439-2450,共12页
条带状铁建造(BIF)是前寒武纪特有的海相化学沉积岩,是早期地壳的重要组成部分,记录了地球早期构造演化、古环境变化和原始生命活动等重要信息。富有不同尺度的韵律条带是BIF的重要特征,尽管BIF的物质来源和沉积条件等研究已经取得丰富... 条带状铁建造(BIF)是前寒武纪特有的海相化学沉积岩,是早期地壳的重要组成部分,记录了地球早期构造演化、古环境变化和原始生命活动等重要信息。富有不同尺度的韵律条带是BIF的重要特征,尽管BIF的物质来源和沉积条件等研究已经取得丰富的成果,但关于BIF中不同尺度条带的成因仍是极具争议的话题。近年来,地质学家在BIF地层中识别出大量可靠的米兰科维奇旋回记录,创新性地提出了天文轨道驱动了BIF中不同尺度韵律条带的形成。本文系统梳理了旋回地层学在BIF地层中的研究进展,关注地球轨道旋回驱动的气候变化对BIF的影响,并进一步探讨其在华北克拉通BIF中的研究前景。 展开更多
关键词 条带状铁建造 前寒武纪 米兰科维奇旋回 天文轨道力 古气候变化 华北克拉通
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藏南活动断裂带第四纪CO_(2)释放初探:来自钙华年代学与地球化学的约束
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作者 曹晨晞 张茂亮 +3 位作者 王立胜 王学锋 段武辉 徐胜 《地学前缘》 北大核心 2025年第3期334-349,共16页
青藏高原南部构造运动活跃,为深源含碳流体的形成和释放创造了有利条件,使其成为现今全球最重要的深部碳释放地区之一。如何估算地质历史时期构造运动导致的深部碳释放通量是探索青藏高原生长动力学过程对深部碳释放影响的重要科学问题... 青藏高原南部构造运动活跃,为深源含碳流体的形成和释放创造了有利条件,使其成为现今全球最重要的深部碳释放地区之一。如何估算地质历史时期构造运动导致的深部碳释放通量是探索青藏高原生长动力学过程对深部碳释放影响的重要科学问题,也是重建印度-亚洲大陆碰撞造山带地质碳循环的关键环节。活动断裂带内广泛出露的钙华沉积物为回溯地质碳排放提供了理想对象。本研究对青藏高原南部活动断裂带的44个钙华样品进行了铀系年代学、矿物学、元素和同位素地球化学分析,结果显示:(1)钙华U-Th年龄为267.3~1.8 kyr B.P.,形成于中更新世至全新世,沉积速率约为0.02~1.49 mm·yr-1;(2)钙华主要由方解石组成,个别具有方解石和文石混合特征,CaCO3平均含量为94.2%;(3)碳-氧同位素组成(δ13C_(V-PDB)=-3.1‰~+8.6‰;δ18O_(V-SMOW)=-0.5‰~+15.0‰)显示钙华具有热成因性质,沉积过程中受到不同程度的CO_(2)脱气、泉水沸腾及蒸发作用的影响;深部碳是钙华中总碳的最主要来源。基于钙华体积、孔隙度、CaCO_(3)含量以及沉积时间,估算得到研究区伴随钙华沉淀释放的CO_(2)通量处于104~106 mol·km^(-2)·yr^(-1)数量级,与意大利中西部构造活跃区的部分钙华沉积区相当。本研究为理解藏南活动断裂带中钙华的形成年代、成因机制以及CO_(2)释放通量提供了新视角,对于全面认识印度-亚洲大陆碰撞造山带的深部碳循环特征具有重要意义。 展开更多
关键词 钙华沉积物 铀系年代学 碳同位素地球化学 深部碳释放 青藏高原南部
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雅砻江两河口水电站重大工程地质问题及处理措施
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作者 张世殊 吴章雷 +3 位作者 赵小平 冉从彦 祁生文 郭松峰 《工程地质学报》 北大核心 2025年第3期1029-1042,共14页
两河口水电站是国家重点工程、雅砻江流域中下游开发的龙头水库电站,是我国水电开发向高寒、高冷、高海拔地区发展的标志性工程,在世界水电建设史上具有里程碑意义。两河口水电站最大坝高295m,是已建世界第二高、国内第一高堆石坝,成功... 两河口水电站是国家重点工程、雅砻江流域中下游开发的龙头水库电站,是我国水电开发向高寒、高冷、高海拔地区发展的标志性工程,在世界水电建设史上具有里程碑意义。两河口水电站最大坝高295m,是已建世界第二高、国内第一高堆石坝,成功将国内心墙堆石坝筑坝水平提升至300m级。工程所在区域地质条件复杂,面临着边界断裂强烈活动与高坝抗震、巨型水库岸坡变形失稳与防控、枢纽区特高边坡群稳定与治理、多源防渗土料评价与利用等几个重大工程地质问题。2022年3月18日全部机组投产发电,标志着复杂地质条件区,巨型水电站面临的重大工程地质问题评价和治理得到了新的发展,本文以两河口水电站勘测设计和建设过程中取得的成果为基础,系统归纳总结了300m级特高心墙堆石坝重大工程地质问题及处理措施,为类似工程建设提供借鉴。 展开更多
关键词 工程地质条件 断裂活动性 岸坡稳定性 变形机制 两河口水电站
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西藏林周盆地下古新统火山口湖沉积地层的发现及其构造-环境意义
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作者 杜心逸 王建刚 +2 位作者 陈祚伶 孟中玙 李晨妍 《岩石学报》 北大核心 2025年第10期3578-3590,共13页
本文报道了在西藏林周盆地林子宗群火山岩最底部发现的保存完整的早古新世火山口及湖相沉积。该火山口位于虎头山水库西侧,不整合于白垩系设兴组褶皱地层之上。火山岩主要为玄武安山岩和英安岩,喷发时代为~66Ma。湖相地层直接沉积于火... 本文报道了在西藏林周盆地林子宗群火山岩最底部发现的保存完整的早古新世火山口及湖相沉积。该火山口位于虎头山水库西侧,不整合于白垩系设兴组褶皱地层之上。火山岩主要为玄武安山岩和英安岩,喷发时代为~66Ma。湖相地层直接沉积于火山岩之上,整体厚度超过160m。下段地层由砂岩、粉砂岩和泥岩组成。泥岩和粉砂岩中见大量植物叶片化石,砂岩中见粒序、波痕和交错层理,整体沉积于滨-浅湖环境。上段地层主要为泥岩和粉砂岩,多水平层理,沉积于半深湖-深湖环境。地层中的碎屑物质全部来自湖泊周围的火山岩。地层中发育的不同规模的同沉积滑动和正断层指示火山作用停止后,火山口快速的坍塌和沉降。火山口湖相沉积始于~65Ma,持续至~63Ma。研究进一步限定林子宗火山岩的喷发始于白垩纪-古近纪之交。喷发早期,岩浆活动规模较小,形成多个相互独立的火山口;而后岩浆作用逐步加强,最终发生早始新世大规模喷发。林子宗火山岩的喷发时序与古新世-早始新世全球变暖的时间一致。新特提斯活动陆缘岩浆活动重新活跃至大爆发,加速了地球深部碳的释放,可能是早新生代气候变化的重要驱动力。 展开更多
关键词 冈底斯弧 林子宗火山岩 火山口湖 早古新世 火山作用
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新特提斯造山带大陆弧岩浆活动对白垩纪-古近纪热室地球的驱动效应
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作者 张少华 纪伟强 +2 位作者 姜禾禾 陈厚彬 杨石岭 《岩石学报》 北大核心 2025年第10期3517-3530,共14页
白垩纪中期(100~80Ma)至古近纪(56~47Ma)是地球历史上距今最近、最典型的热室期,该时期全球表层温度显著升高,大气CO_(2)浓度长期维持在高位。然而,其深部驱动机制仍缺乏明确共识。本文通过系统的归纳和梳理之后发现,洋中脊、大火成岩... 白垩纪中期(100~80Ma)至古近纪(56~47Ma)是地球历史上距今最近、最典型的热室期,该时期全球表层温度显著升高,大气CO_(2)浓度长期维持在高位。然而,其深部驱动机制仍缺乏明确共识。本文通过系统的归纳和梳理之后发现,洋中脊、大火成岩省和大陆裂谷等内生系统碳释放过程与以上两个热室期耦合性差。而位于低纬度地区的大陆弧具有高碳/富碳性质,使其在全球碳循环中扮演着非常重要的角色,成为地球深部碳释放的关键区域。本文总结的证据表明,该时期位于低纬度的新特提斯构造域内活动大陆弧(科希斯坦-拉达克-冈底斯-鲁希特-苏门答腊一带)在晚白垩世(约100~80Ma)和早始新世(约52~48Ma)经历了两次岩浆活动高峰期,期间伴随着巨量CO_(2)的释放(白垩纪碳释放通量:0.9~3.15Tmol/yr;古近纪碳释放通量:5.94Tmol/yr),进而在白垩纪-古近纪热室地球气候的形成与演化过程中发挥关键性驱动作用。这一机制深化了我们对深部碳循环与地表气候之间关系的理解,并为认识地质历史时期极端气候事件的形成和深入理解地球深部过程与表层气候系统之间的耦合机制提供了新的理论支撑。 展开更多
关键词 热室气候 深部碳循环 大陆弧岩浆作用 新特提斯构造域
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白云鄂博矿床云母地球化学特征及原位Rb-Sr定年:对稀土-铌成矿作用的指示
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作者 姚璐航 李扬 +4 位作者 张文 杨澜 余艳 杨波 李献华 《岩石学报》 北大核心 2025年第4期1149-1169,共21页
白云鄂博矿床是世界级的稀土矿床,并蕴含有丰富的铁、氟和铌等资源。云母是该矿床中常见的矿物之一,常与矿石和脉石矿物共生。基于详细的矿床地质和岩相学研究,本文选取了白云鄂博矿床中含云母的代表性矿石类型,包括云母型矿石、萤石条... 白云鄂博矿床是世界级的稀土矿床,并蕴含有丰富的铁、氟和铌等资源。云母是该矿床中常见的矿物之一,常与矿石和脉石矿物共生。基于详细的矿床地质和岩相学研究,本文选取了白云鄂博矿床中含云母的代表性矿石类型,包括云母型矿石、萤石条带状矿石、白云石型矿石和霓石型矿石,对其开展了云母原位Rb-Sr定年及地球化学分析,以揭示碳酸岩岩浆-热液演化过程及其对稀土-铌成矿作用的控制。研究结果表明,四类矿石中的云母均为热液成因,结晶温度约为230~480℃。萤石条带状矿石、白云石型矿石和霓石型矿石中的云母主要为富镁金云母,其中,萤石条带状矿石和霓石型矿石中的金云母Rb-Sr反等时线年龄分别为410±14Ma(n=20)和399±12Ma(n=15),而白云石型矿石中的金云母Rb-Sr同位素体系可能被扰动;云母型矿石以镁质黑云母为主,黑云母Rb-Sr反等时线年龄为287±16Ma(n=20)。本文研究揭示,在早古生代,贫稀土的云母主要以脉石矿物的形式从热液流体中结晶,促进了残余流体中稀土含量的升高和之后的矿化;而在二叠纪,部分云母的Rb-Sr体系被矿区大规模的花岗质岩浆活动重置,记录了对早期矿化的改造,可能与高品位的铌矿化相关。 展开更多
关键词 白云鄂博矿床 云母 地球化学 Rb-Sr同位素定年
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榴辉岩石榴子石反应边的震击成因初探
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作者 杨建军 《地学前缘》 北大核心 2025年第6期276-285,共10页
造山带高压变质岩分布于古地震断裂内及其附近。一般认为高压变质作用是在俯冲地壳中沿断裂浸入的流体作用下进行的。但是关于榴辉岩石榴子石反应边的研究表明它们是缺乏流体参与的变质反应的特征结构。山东青岛仰口榴辉岩中高压矿物的... 造山带高压变质岩分布于古地震断裂内及其附近。一般认为高压变质作用是在俯冲地壳中沿断裂浸入的流体作用下进行的。但是关于榴辉岩石榴子石反应边的研究表明它们是缺乏流体参与的变质反应的特征结构。山东青岛仰口榴辉岩中高压矿物的星射状生长结构,富含原岩矿物包裹体的筛状结构,以及斜长石假象和镁铁矿物之间的反应边结构,均反映出榴辉岩的不平衡结晶性质。这类结构指示岩石是在快速过程中形成的,具有动力变质作用的时长特点。斜长石假象的相图也表明,仰口榴辉岩是由缺乏自由流体的辉长岩转变而来的,矿物生长过程涉及的元素扩散必然是在固态介质中进行的。鉴于仰口的各种榴辉岩(反应边榴辉岩,榴辉岩角砾岩及碎裂岩脉)记录了冲击波挤压和释放波解压的过程,可以认为高压相变是受地震波冲击作用的驱动而不是俯冲过程中压力和温度缓慢升高所致。在冲击应力作用下,水不饱和岩石中元素扩散速率相对静态热驱动的固态扩散高出多个甚至十多个数量级,使高压矿物瞬时生长。 展开更多
关键词 反应边 不平衡 榴辉岩化 反应速率 震击 固态扩散
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青藏高原拉萨地体中新世岩浆演化与稀有金属成矿作用
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作者 李家亮 纪伟强 +1 位作者 胡方泱 徐强 《岩石学报》 北大核心 2025年第3期859-883,共25页
近年来研究发现,青藏高原南部的喜马拉雅造山带和拉萨地体新生代岩浆活动伴随着广泛的稀有金属成矿作用。然而,与喜马拉雅地区淡色花岗岩相关的稀有金属成矿作用研究相比,拉萨地体的研究程度还明显偏低。本文对拉萨地体中新世淡色花岗... 近年来研究发现,青藏高原南部的喜马拉雅造山带和拉萨地体新生代岩浆活动伴随着广泛的稀有金属成矿作用。然而,与喜马拉雅地区淡色花岗岩相关的稀有金属成矿作用研究相比,拉萨地体的研究程度还明显偏低。本文对拉萨地体中新世淡色花岗岩和相关的伟晶岩型稀有金属矿化开展了研究。本次研究选取的拉萨地体二云母花岗岩-花岗伟晶岩-细晶岩出露于隆格尔裂谷的肩部,呈南北向带状展布,与裂谷内的拆离断层活动相关。二云母花岗岩以岩席状产出,并具有一定的弱变形,而花岗伟晶岩-细晶岩呈岩脉方式侵入到二云母花岗岩和早期的花岗岩中,局部偶见绿柱石,变形明显,反映经受了伸展拆离作用的影响。LA-ICP-MS独居石和锆石U-(Th)-Pb定年显示,隆格尔裂谷东、西两侧发育的二云母花岗岩-花岗伟晶岩-细晶岩的成岩年龄分别为14.3~12.9Ma和16.8~16.0Ma。二云母花岗岩-花岗伟晶岩-细晶岩均具有高硅(72.11%~82.42%)、过铝质(A/CNK=1.01~1.65)的特征,并且它们都富集Li、Rb、Cs、K、Th,而相对亏损Ba、Sr、P、Ti。花岗伟晶岩-细晶岩具有明显的Eu负异常(Eu/Eu*=0.01~0.38),而二云母花岗岩Eu负异常(Eu/Eu^(*)=0.33~0.39)相对较弱。结合二云母花岗岩低的Zr饱和温度(684~762℃)以及富集的Sr-Nd-Hf同位素(^(87)Sr/^(86)Sr(i)=0.7082~0.7102;ε_(Nd)(t)=-7.6~-7.2;锆石ε_(Hf)(t)=-5.3~-0.2)特征,我们认为它们起源于拉萨中下地壳和印度下地壳共同参与的水致熔融,并经历了高程度的分离结晶作用。而含绿柱石花岗伟晶岩-细晶岩的Zr/Hf、Nb/Ta和Y/Ho比值呈现出非球粒陨石异常,并且它们还具有稀土元素四分组效应和与二云母花岗岩类似的Sr-Nd-Hf同位素组成,表明它们是二云母花岗岩进一步结晶分异作用的结果。青藏高原南部发育的中新世淡色花岗岩大部分沿着东西向或南北向伸展构造分布,很可能与连续发生的俯冲印度板块断离和撕裂有关,是软流圈地幔物质上涌诱发青藏高原南部的中下地壳发生脱水/水致熔融,产生的熔体迅速上升至中上地壳水平,然后沿着构造薄弱带迁移并经历了强烈结晶分异作用的产物。通过拉萨地体中、新生代岩浆岩的对比研究发现,俯冲的印度大陆地壳物质参与熔融和花岗质岩浆的高分异演化过程是拉萨地体中新世稀有金属成矿作用的两个关键因素,二者缺一不可。 展开更多
关键词 拉萨地体 中新世 隆格尔裂谷 淡色花岗岩-伟晶岩 稀有金属成矿作用
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青藏高原典型时段火山活动碳释放规模及其环境意义
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作者 谢显刚 赵文斌 +2 位作者 张茂亮 郭正府 徐胜 《地学前缘》 北大核心 2025年第3期350-361,共12页
火山活动等地球深部过程对气候环境的影响是全球变化研究领域的重要议题。新生代青藏高原隆升伴随着多期火山活动和深部碳释放,并且这一时期大气CO_(2)浓度发生阶段性变化,亚洲气候环境格局由行星风系主控转向季风主控。然而,青藏高原... 火山活动等地球深部过程对气候环境的影响是全球变化研究领域的重要议题。新生代青藏高原隆升伴随着多期火山活动和深部碳释放,并且这一时期大气CO_(2)浓度发生阶段性变化,亚洲气候环境格局由行星风系主控转向季风主控。然而,青藏高原火山活动与气候环境变化之间的内在联系尚不明确,原因在于缺乏火山活动深部碳释放规模的直接约束。本文聚焦青藏高原碰撞后火山活动,以拉萨地块查孜、米巴勒地区的中新世火山岩和羌塘地块依布茶卡、俄久买马、鱼鳞山地区的渐新世火山岩为研究对象,利用激光原位拉曼光谱测定了火山岩斑晶的熔体包裹体CO_(2)浓度,进而结合火山岩体积和年龄等参数,估算了拉萨地块中新世火山活动和羌塘地块渐新世火山活动的CO_(2)释放通量。结果表明,拉萨地块和羌塘地块火山岩CO_(2)平均浓度分别为(1.73±0.59)%和(0.46±0.07)%,由此计算得到的拉萨地块中新世火山活动和羌塘地块渐新世火山活动CO_(2)释放通量分别为(0.252±0.091)Pg·a^(-1)和(0.012±0.002)Pg·a^(-1)。羌塘地块较低的渐新世火山CO_(2)释放通量与同时期大气CO_(2)浓度快速下降特征一致;拉萨地块较高的中新世火山CO_(2)释放通量可能对中中新世气候适宜期的大气CO_(2)浓度峰值有一定贡献。青藏高原火山活动深部碳释放通量与大气CO_(2)浓度的近似同步变化特征表明,印度-亚洲大陆碰撞和俯冲导致的火山活动是新生代大气碳收支的重要影响因素。 展开更多
关键词 火山活动 CO_(2)释放通量 青藏高原 熔体包裹体
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