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    2021年  46卷  第11期

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    2021, 46(11).
    摘要:
    矿物学·岩石学·矿床学
    富碲化物金矿床中碲的成矿作用研究进展
    胡新露, 姚书振, 何谋惷, 俎波, 曾丽平, 丁振举
    2021, 46(11): 3807-3817. doi: 10.3799/dqkx.2021.002
    摘要(1398) HTML全文 (1238) PDF 815KB(237)
    摘要:
    碲(Te)属于稀散元素,是我国的战略性关键矿产资源之一,富碲化物金矿床是碲元素的重要载体.将富碲化物金矿床划分为3种成因类型,分别为造山型金矿床、浅成中-低温热液型金矿床以及与碱性岩浆岩有关的金矿床.富碲化物金矿床可以形成于岛弧、大陆边缘、弧后盆地、绿岩带等多种构造环境,常受区域性断裂构造控制,其围岩专属性不强,矿床中存在大量碲化物,与自然金和硫化物伴生产出.成矿作用常可划分为3个阶段:石英-黄铁矿阶段、石英-多金属硫化物-碲化物阶段、石英-碳酸盐阶段,其中金和碲主要在第二阶段发生沉淀富集.成矿流体一般为中-低温、中-低盐度,呈弱酸性-中性,具有较高的fTe2.富碲化物金矿床中的碲主要来源于地幔、岩浆热液和赋矿围岩.碲在流体中可以呈碲氯络合物、碲硫络合物、碲氢络合物等形式迁移,也可呈气态迁移.引起碲发生沉淀的因素主要为温度或/和压力的变化、水岩反应、流体混合、流体不混溶(沸腾)、含碲气体的冷凝以及多因素的叠加.在碲的成矿作用研究中,应重视碲化物结构和成分的微区原位分析、碲同位素分析以及热力学分析.
    金属矿床勘查与开发定量生态评估体系初探——以福建罗卜岭斑岩型铜钼矿为例
    张纪伟, 陈华勇
    2021, 46(11): 3818-3828. doi: 10.3799/dqkx.2020.373
    摘要:
    定量评估矿床的经济价值与未来勘查开发对生态环境产生的影响,可以缓解矿产资源开发与生态文明建设之间的矛盾.基于多元数据,构建了以驱动力-压力-状态-影响-响应(Driving-Pressure-State-Impact-Response,DPSIR)模型为理论框架的综合评价指标体系,包含6个一级指标和23个二级指标.根据评价等级表,利用多层次模糊综合评价法进行指标权重计算以及综合均值分析,建立了一个完整的评估体系.该体系在福建罗卜岭斑岩型矿床开发设计中的应用表明,福建罗卜岭矿区开发适宜度评价为Ⅱ级,即对当地的经济发展起到明显的推动作用,但对生态环境会产生轻微干扰.该方法能较好地反映金属矿床勘查与开发对生态的综合影响,可操作较强,可为国土资源、环境保护以及矿山企业等部门进行矿产资源的开发评估提供参考.
    造山带铜镍硫化物矿床的岩浆起源:以东天山黄山南铜镍矿床为例
    王旋, 曹俊, 张盖之
    2021, 46(11): 3829-3849. doi: 10.3799/dqkx.2021.015
    摘要:
    位于中亚造山带南缘的新疆东天山地区因其出露大量的二叠纪镁铁质-超镁铁质岩体并产出一系列铜镍硫化物矿床而成为近年来地质学界关注的焦点.选择新疆东天山地区黄山南含铜镍矿镁铁质-超镁铁质岩体为研究对象,对其开展了系统的岩石学、矿物学和地球化学研究,以探讨造山带铜镍硫化物矿床的岩浆起源与性质.黄山南岩体主要由方辉橄榄岩、二辉橄榄岩、橄榄二辉岩、(橄榄)辉长苏长岩和闪长岩组成.各岩相显示富集大离子亲石元素和轻稀土元素、强烈亏损Nb-Ta、Ti,类似于典型岛弧火山岩特征.黄山南镁铁质-超镁铁质岩具有较大变化范围的εNdt=282.5 Ma)值(-1.31~4.22)和(87Sr/86Sr)i比值(0.703 2~0.706 9)以及高的(206Pb/204Pb)i比值(17.67~18.90),暗示其来源于一个适度富集的亏损地幔并经历了5%~20%新生地壳物质混染和~5%上地壳物质混染.根据橄榄石最高Fo牌号(摩尔含量为86.6%)计算的黄山南母岩浆为苦橄质岩浆(MgO=12.11%、FeOTotal=11.14%、Ni=306×10-6),指示其岩浆源区应为软流圈和交代地幔楔共同熔融的源区.黄山南橄榄石低的Ca(< 725×10-6)和100×Mn/Fe(1.18~1.38)、高的Ni(1 451×10-6~2 813×10-6)和Mn/Zn(11.09~23.53),暗示黄山南母岩浆来源于含有辉石岩的不均一橄榄岩地幔源区.因此,我们推测黄山南岩体的原始岩浆来源于早期经历过俯冲流体改造的含有辉石岩的交代岩石圈地幔源区.
    海南岛西北部早古生代安山岩的识别及其大地构造意义
    周云, 赵永山, 杜宇晶, 蔡永丰, 冯佐海, 刘希军, 宋宏星
    2021, 46(11): 3850-3860. doi: 10.3799/dqkx.2021.012
    摘要:
    为阐明海南岛西北部早古生代构造演化特征,对海南岛西北部邦溪-晨星地区出露的安山岩展开了详细的岩相学和锆石U-Pb年代学分析.安山岩的主要矿物组成为斜长石、角闪石、黑云母和玻璃质.LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,两个代表性的安山岩样品给出了452±8 Ma和453±8 Ma的形成年龄,暗示海南岛西北部存在早古生代火山作用.这些安山岩的形成时代与冈瓦纳大陆北缘各微陆块记录的早古生代岩浆活动信息相似,在时空上与金沙江-点苍山-哀牢山构造带和印支地块分布的早古生代岩浆岩具有耦合性.综合研究认为,点苍山-哀牢山、Truong Son、Tam Ky-Phuoc Son、Kontum和海南岛等地区可能发育原特提斯洋的支洋盆.
    滇西漕涧地区崇山变质杂岩中崇山岩群的时代与构造属性
    黄亮, 王冬兵, 王晓林, 刘小春, 丛峰, 朱勋早, 方雄
    2021, 46(11): 3861-3879. doi: 10.3799/dqkx.2020.385
    摘要:
    滇西崇山变质杂岩带位于三江造山带"峰腰"的北段,带内构造挤压变质作用强烈,主体由一套中-深变质岩系(崇山岩群)和晚期花岗岩组成.其中崇山岩群历来被认为是元古代的结晶基底,但至今无精确的年龄依据,其形成时代和构造属性存在较大争议,严重制约了对区域构造演化的认识.对滇西漕涧地区崇山岩群中的岩石组分开展了碎屑锆石U-Pb年代学及岩石地球化学研究,结果显示副变质岩中的锆石均具明显的磨圆特征和较大的岩浆核,其中3件样品的最小一组碎屑锆石年龄分别为366~412 Ma(平均值为395 Ma)、435~508 Ma(平均值为473 Ma)和673~704 Ma(平均值为689 Ma),指示了其原始沉积时代应不早于395 Ma;岩石地球化学表明,副变质岩是一套活动大陆边缘或被动大陆边缘构造背景有关的大陆岛弧碎屑岩,变质基性岩和变质中性岩为同源异相,均具活动大陆边缘的弧火山岩特征.结合副变质岩和两类正变质岩的构造属性相同以及普遍具相互伴生关系的特点,该3类岩石应属同一套地层系统的不同物质组分,崇山岩群主体为一套成岩于晚古生代(236~395 Ma)和形成于陆缘弧环境的火山-沉积地层单元;并与南东侧澜沧增生杂岩的志留纪弧火山岩组合成原-古特提斯洋盆东侧不同时代多岛弧的构造格局.综合研究认为,崇山变质杂岩带内的中-深变质岩系(崇山岩群)不(全)是前人认为的元古代结晶基底建造,应为原-古特提斯洋盆向东俯冲在兰坪-思茅地块西缘形成的一套火山-沉积地层系统;崇山岩群主要由年轻的(晚古生代)地层岩石组成,由于后期遭受中生代和新生代变质变形作用后形成了现今所见的"古老"岩石面貌的中-深变质系.
    西藏东南缘早二叠世长英质凝灰岩锆石U-b年龄和Hf同位素特征
    麦源君, 朱利东, 杨文光, 解龙, 童霞, 郝金月, 钟摇
    2021, 46(11): 3880-3891. doi: 10.3799/dqkx.2020.397
    摘要:
    西藏东南缘记录的唐加-松多古特提斯增生杂岩带对认识古特提斯洋晚古生代的构造演化提供了新的证据.针对该杂岩带中新发现的长英质凝灰岩开展了全岩主、微量元素,锆石LA-ICP-MS U-Pb定年和锆石Hf同位素组成的研究.结果显示冲尼凝灰岩喷发于278~275 Ma,具有较高的SiO2含量(63.47%~72.65%)、Al2O3含量(14.53%~21.31%),较低的K2O含量(1.30%~2.51%)和TiO2含量(0.50%~1.17%),MgO含量较低,介于0.92%~2.00%,Mg#范围在19.9~34.2(均低于40).富集大离子亲石元素(LILE)、亏损高场强元素(HFSE).锆石具有较高的εHft)值(+10.2~+14.4)和相对年轻的地壳模式年龄TDMc=351~621 Ma,认为冲尼凝灰岩是唐加-松多古特提斯洋向北俯冲背景下的新生地壳部分熔融的产物,洋盆俯冲消减的开始时代不晚于早二叠世,并且在早二叠世拉萨地体东南缘存在新生地壳生长事件.
    华北克拉通中部带云中山石榴斜长角闪岩变质演化及其构造意义
    郭敏洁, 钱加慧, 尹常青, 张健, 卢成森
    2021, 46(11): 3892-3909. doi: 10.3799/dqkx.2021.016
    摘要:
    云中山地体位于华北克拉通中部造山带中部,是衔接吕梁地体和五台-恒山地体的关键位置.确定云中山地体的变质作用演化历史可为深入理解吕梁-云中山-五台-恒山地区的整体地质过程提供重要限定.对云中山石榴斜长角闪岩开展了详细的岩石学、相平衡模拟和锆石年代学研究.两个代表性样品均具有顺时针变质P-T-t轨迹,峰期阶段位于金红石稳定域,温压条件分别为0.96±0.11 GPa/720±8.0℃(L1903)和1.26±0.08 GPa/756±14.0℃(L1906);峰期后发生降压作用,金红石转变成钛铁矿,石榴石边部生长斜长石(+普通角闪石)冠状边,普通角闪石转变成镁铁闪石;晚期阶段以冷却为主,石榴石的边部出现少量绿泥石交代.对两个样品的岩石组构和化学成分对比表明,石榴斜长角闪岩的部分熔融受全岩成分影响,岩石贫硅钠而富铁镁钛时难熔,反之则易熔.样品变质锆石的U-Pb定年结果为1 928~1 806 Ma.这些锆石相对富集重稀土,利用锆石Ti温度计计算的结晶温度为520~680℃,与岩石的冷却温度相近,因此所获年龄应代表退变冷却时代.吕梁-云中山-五台-恒山地区的整体地质特征对比表明,云中山地体的岩石-地层组成和变质作用演化与五台-恒山地体非常相似,记录了古元古代晚期的碰撞造山事件.
    老挝西北部二叠纪砂岩碎屑锆石U-b年代学、地球化学特征及其构造意义
    邱曦, 王岳军, 钱鑫, 张玉芝, VongpaseuthSenebouttalath
    2021, 46(11): 3910-3925. doi: 10.3799/dqkx.2020.379
    摘要:
    老挝西北部的沉积演化历史一直未能很好地界定.因此,在老挝西北部地区出露较好的二叠纪地层中采集了4个砂岩样品,并系统开展了岩石学、地球化学和碎屑锆石U-Pb年代学的研究.岩相学表明该套样品主要包括了长石石英砂岩、岩屑砂岩和杂砂岩.全岩地球化学结果显示这些砂岩样品以高SiO2(64.9%~91.2%)、高Al2O3(5.0%~17.4%)和高CIA(59.6~89.9)为特征,说明它们经历了中等至强的风化作用.另外,样品的微量元素地球化学特征也暗示其物源主要为来自岛弧环境和活动大陆边缘的长英质岩石,并伴有少量再循环沉积物.碎屑锆石U-Pb年代学结果显示出这4个样品具有1 880~1 870 Ma、1 470~1 450 Ma、890~860 Ma、450~415 Ma和275~252 Ma的5个主要年龄峰,其中275~252 Ma为最大的沉积年龄,因此,可以将研究区地层时代限定在不早于晚二叠世.综合前人研究及与邻近盆地碎屑锆石U-Pb年龄谱系的对比,认为前志留纪的锆石大多来自于扬子板块古老基底的再循环沉积物,志留纪至二叠纪的碎屑锆石主要来源于长山带、昌宁-孟连带、临沧-素可泰岩浆岩带和邻近金三角地区,证明了印支板块北缘与思茅地块在古特提斯演化时期为一个整体,在二叠纪时期具有扬子板块的亲缘性.
    特提斯喜马拉雅中东部桑秀组酸性火山岩岩石成因:东冈瓦纳大陆裂解的响应?
    田京京, 丁枫, 郝盛蓝, 裴向军, 李天涛, 孙瑶, 谢显刚
    2021, 46(11): 3926-3944. doi: 10.3799/dqkx.2020.363
    摘要:
    关于特提斯喜马拉雅构造带中东部地区桑秀组酸性火山岩是否是地壳深熔形成以及与东冈瓦纳大陆裂解事件存在关联长期以来有较大争议,以羊卓雍错地区桑秀组酸性火山岩为研究对象,在详实的野外地质调查及样品采集基础上,通过室内镜下岩石学特征、LA-ICP-MS锆石U-Pb定年、全岩地球化学和锆石Hf同位素地球化学研究.结果表明:羊卓雍错地区桑秀组底部两个酸性火山岩样品(RYA01、DYA01)加权平均年龄为139.1±1.3 Ma(1σ,MSWD=1.08)和137.3±1.4 Ma(1σ,MSWD=0.98),代表了特提斯喜马拉雅地区早白垩世时期火山活动.岩石地球化学和Hf同位素地球化学特征表明,酸性火山岩具有高含量的SiO2、低镁指数值、较高的A/CNK比值,富集Al、LREE和Th,强烈亏损Nb,锆石εHft)值介于-20.1~-10.5之间,平均值为-13.5.综合研究表明,羊卓雍错地区桑秀组酸性火山是印度大陆北缘伸展减薄的环境下幔源岩浆底侵诱发上覆地壳并发生部分熔融形成的岩浆产物,结合酸性火山岩锆石年龄结果以及前人对东冈瓦纳大陆研究成果,认为羊卓雍错地区桑秀组酸性火山岩与东冈瓦纳大陆裂解有关,属于Kerguelen地幔柱岩浆活动早期产物.
    甘蒙北山后红泉地区海相玄武岩地球化学、年代学特征及成因
    郭小刚, 陈守余, 苟瑞, 刘鑫, 王秦, 蒲强林
    2021, 46(11): 3945-3964. doi: 10.3799/dqkx.2020.378
    摘要:
    甘蒙北山地区发育的海相二叠系地层是中亚造山带南缘最年轻的海相沉积地层之一,为进一步探讨二叠纪古亚洲洋的关闭及后期的碰撞造山作用的时间节点,选取甘蒙北山后红泉地区二叠系海相火山岩-碎屑岩地层的5条代表性剖面进行了岩性-岩相及分布特征研究,并对海相地层中的玄武岩进行了岩相学、元素地球化学以及全岩Sr-Nd同位素等研究,同时选择剖面典型岩石进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年.获得流纹英安岩与含砂亮泥晶生屑灰岩年龄分别为273±1.7 Ma和275.8±1.4 Ma,结合已发表年龄数据及古生物资料,明确了火山岩的喷发时代介于早二叠世亚丁斯克期-中二叠世沃德期,应厘定为双堡塘组;地球化学研究表明,后红泉地区玄武岩SiO2含量介于47.48%~54.56%,主要为玄武岩和玄武安山岩,属钠质拉斑玄武岩;稀土总量(ΣREE)较高,为74.90×10-6~173.61×10-6,LREE/HREE为2.32~6.55,表现出轻稀土相对重稀土轻微富集,(La/Yb)N=1.30~6.20,在球粒陨石标准化分布曲线整体上呈现LREE轻度富集、配分曲线平缓的特征,相对富集La、Ce、Nd、Zr、Hf等元素,不同程度地亏损Ta、Nb、P、Ti等元素,δEu=0.83~1.20,无明显的Eu异常;(87Sr/86Sr)i为0.702 024~0.706 432,εNdt)值介于1.99~6.54(除了-0.59和-0.83).因此,后红泉地区玄武岩岩浆是由接近原始地幔成分的石榴石二辉橄榄岩低程度熔融形成,其演化成岩过程中并未经地壳的强烈混染,而在岩浆源区发生了强烈的混染作用,推测软流圈地幔受到了陆源沉积岩、大陆地壳或蚀变大洋地壳改造,岩石圈拆沉作用可能是其产生的重要机制;说明古亚洲洋在早期已闭合,至早-中二叠世进一步拉张裂解形成了裂谷盆地.
    华南桂东南地区加里东期Ⅰ型花岗岩类的岩石成因及构造意义
    刘明辉, 时毓, 唐远兰, 赵增霞, 刘希军, 高爱洋, 黄椿文
    2021, 46(11): 3965-3992. doi: 10.3799/dqkx.2021.035
    摘要:
    龙新岩体和夏郢岩体位于扬子地块与华夏地块拼合带的西南端,岩体中的Ⅰ型花岗岩成因研究对揭示桂东南地区早古生代的地球动力学背景及其构造演化具有重要的地质意义.对龙新岩体的寄主岩和其暗色微粒包体,以及夏郢岩体岩石进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年、Lu-Hf同位素和全岩地球化学研究.锆石U-Pb定年结果显示,龙新岩体的寄主岩(花岗闪长岩)的年龄为440±2 Ma;龙新岩体的暗色包体(闪长岩)的年龄为441±1 Ma,寄主岩与暗色包体为同期岩浆作用的产物.夏郢岩体花岗闪长岩和二长花岗岩年龄分别为447±3 Ma和436±3 Ma,说明夏郢岩体至少发生了2期岩浆侵入事件.Hf同位素研究表明,龙新岩体寄主岩和暗色微粒包体的锆石εHft)值分别为-3.32~-5.83和-17.89~-1.82,二阶段模式年龄(TDM2)分别为1.62~1.76 Ga和1.57~2.54 Ga;夏郢岩体早期花岗岩闪长岩和晚期二长花岗岩的锆石εHft)值分别为-15.43~3.03和-4.79~6.82,TDM2分别为1.59~1.99 Ga和0.97~1.70 Ga,指示物源主要来自古-中元古代的地壳物质.地球化学特征表明龙新岩体寄主岩为准铝质高钾钙碱性Ⅰ型花岗岩,寄主岩和暗色微粒包体均富集轻稀土元素和大离子亲石元素,亏损重稀土元素及高场强元素;夏郢岩体早期的花岗闪长岩为弱过铝质高钾钙碱性Ⅰ型花岗岩,晚期的二长花岗岩则为强过铝质高钾钙碱性Ⅰ型花岗岩,主微量元素特征均与龙新岩体寄主岩相似.根据研究区花岗岩和镁铁质包体的岩相学、年代学、地球化学及Hf同位素组成特征,表明龙新岩体的暗色包体(闪长岩)为岩浆混合成因,而龙新岩体寄主岩(花岗闪长岩)和夏郢岩体(早期花岗岩闪长岩和晚期二长花岗岩)具有一致的岩石源区和岩石成因,但在后期的成岩过程中存在岩浆混合和结晶分异程度的差异.综合以往对华南地区构造背景的研究,认为龙新和夏郢岩体是在扬子地块和华夏地块陆内造山期后,岩石圈伸展减薄,热的幔源岩浆上涌底侵,中-下地壳受到地幔热影响发生部分熔融,形成的酸性岩浆在源区和基性岩浆经历了不均一且不强烈的壳-幔混合作用形成的.
    甘肃北山野马大泉志留纪花岗岩的成因和构造意义
    黄博涛, 王国强, 卜涛, 过磊, 董增产, 王居里, 贺振宇
    2021, 46(11): 3993-4005. doi: 10.3799/dqkx.2020.367
    摘要:
    马鬃山地体是北山造山带的主要构造单元之一,其广泛出露的花岗岩对于认识和完善北山古生代构造格架具有重要意义.对野马大泉一带的花岗岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,获得了早-中志留世(441±4 Ma和425±2 Ma)的年龄.岩石地球化学显示它们均富钠、钙碱性和镁质花岗岩的特征,小于A型花岗岩的Ga/Al×104值和Zr+Nb+Ce+Y值,且含角闪石二长花岗岩出现标志性矿物角闪石,属于I型花岗岩.它们具有正的εHft)值(-0.1~+7.6),两阶段Hf模式年龄集中于1.42~0.94 Ga,反映花岗质岩浆可能起源于中元古代(~1.4 Ga)地壳的部分熔融,并伴有幔源岩浆的参与.马鬃山地体志留纪花岗岩的地球化学显示形成于大陆弧的构造环境,且结合区域古生代花岗岩的时空分布指示相关的俯冲带在早石炭世发生北向后撤.
    北京房山岩体黑云母矿物化学特征及其对岩石成因的指示意义
    邵航, 王军鹏, 肖登
    2021, 46(11): 4006-4016. doi: 10.3799/dqkx.2021.029
    摘要:
    房山岩体位于华北克拉通燕山构造带内,在平面上为不对称环状分布的复式侵入体.其主要由多期侵入的花岗闪长质岩石组成,被划分为中央相、过渡相和边缘相3个岩相带,岩体内部分布大量的暗色镁铁质微粒包体.黑云母作为中酸性火成岩中重要的镁铁质矿物,其矿物化学特征可以记录岩浆属性以及岩石形成时的物理化学条件.本研究对房山花岗岩体和暗色镁铁质微粒包体中的黑云母进行了系统的岩相学观察,并通过电子探针分析对黑云母的化学组成进行了详细研究,从而探讨房山花岗岩体的岩浆来源以及岩浆混合作用过程.结果表明,花岗岩体和暗色镁铁质微粒包体中的黑云母具有相似的矿物化学成分.花岗岩体中的黑云母富Mg,贫Fe,属于镁质黑云母.从外向内3个相带的花岗岩中黑云母的含铁系数[(Fe3++Fe2+)/(Fe3++Fe2++Mg2+)]分别为0.42~0.47,0.45~0.47,0.41~0.46.FeOT/MgO均接近0.60.MF值[2×Mg/(Fe2++Mg+Mn)]分别为1.05~1.21,1.06~1.15,1.12~1.23,指示3个相带的花岗岩的物质来源均发生了壳幔混染.从外向内3个相带中的暗色镁铁质微粒包体中的黑云母富Mg,贫Fe,属于镁质黑云母,含铁系数[(Fe3++Fe2+)/(Fe3++Fe2++Mg2+)]分别为0.44~0.48,0.45~0.50,0.44~0.52.FeOT/MgO均接近0.60.MF值[2×Mg/(Fe2++Mg+Mn)]分别为1.00~1.16,1.03~1.15,1.10~1.18,说明包体的岩浆受到了中酸性岩浆的影响,发生了岩浆混合.花岗岩体与暗色镁铁质微粒包体中的黑云母矿物化学特征相似,但不同岩相带之间存在差异,推测该区域发生了一个多阶段的岩浆相互作用过程,可能为幔源基性岩浆注入壳源酸性岩浆,在岩浆房内以不同程度进行了岩浆混合.
    构造地质学与油气地质学
    桂北地区三门韧性剪切带的厘定及其构造意义
    秦亚, 冯佐海, 黄靖哲, 白玉明, 吴杰, 张桂林, 万磊
    2021, 46(11): 4017-4032. doi: 10.3799/dqkx.2020.353
    摘要:
    通过野外地质调查、室内显微组构分析和磁组构测量,在桂北三门地区厘定出一条大型韧性剪切带;并利用热液锆石U-Pb定年约束其变形时代.三门韧性剪切带发育密集的透入性片理、旋转碎斑系、拉伸线理、眼球构造、书斜构造、A型褶皱、波状消光、机械双晶、核幔构造和S-C组构等宏观和微观韧性变形特征.磁各向异性度(P值)显示其走向呈NNE向,倾向呈NWW向.运动学指向显示早期具有左旋逆冲剪切,晚期具有右旋正滑剪切的运动学性质.磁化率椭球体扁率(E值)显示岩石变形以压扁型应变为主,暗示运动学方向以左旋逆冲剪切为主.镁铁质糜棱岩的热液锆石U-Pb定年结果为441±2 Ma,代表三门韧性剪切带的变形时代.在磁组构、运动学和年代学研究的基础上,结合区域地质资料,认为该韧性剪切带是华南加里东期华夏陆块由SE向NW逆冲到扬子陆块受阻后反冲作用的产物.这一认识揭示了扬子陆块和华夏陆块碰撞拼合的方式和时代,为深化华南加里东构造运动的认识提供了新的资料.
    顺层岩质滑坡渐进破坏进入加速的能量学判据
    唐朝晖, 余小龙, 柴波, 张淑杞, 孙晓鑫
    2021, 46(11): 4033-4042. doi: 10.3799/dqkx.2019.960
    摘要:
    顺层岩质滑坡是最常见的斜坡灾害,研究其渐进破坏过程、建立预报判据对于防灾减灾具有重要意义.以秭归杉树槽滑坡为例,在野外调查和室内岩石试验的基础上,利用JRC-JCS模型及GSI法估算得出滑坡基本力学参数;通过FLAC3D模拟滑坡渐进破坏过程,分析顺层岩质滑坡变形破坏的发展规律;基于能量守恒和虚功原理,提出了顺层岩质滑坡迈入加速变形的能量学判据.研究表明:杉树槽滑坡由后缘向前渐进破坏,后缘变形累积的总位移值不断增大,前缘切层段的锁固作用使变形迅速降低,当临近破坏时,前缘位移由前向后发展,滑面快速贯通;滑体沿滑动方向应变曲线可近似表示为"S"型曲线,随渐进破坏该曲线向坡下发展;以滑体动能增量大于0作为滑坡迈入加速变形的能量学判据,其结果符合滑坡地质演化观点,与FLAC3D模拟结果吻合.
    珠江口盆地惠州凹陷转换体控沉-控储特性及其油气地质意义
    田立新
    2021, 46(11): 4043-4056. doi: 10.3799/dqkx.2021.121
    摘要:
    构造转换带以其重要石油地质意义而受到学者们的广泛关注,尤其强调转换斜坡对大型砂体展布方向及堆积范围的控制.针对转换带及附近陡坡带的砂体及优质储层分布规律的复杂性,以惠州凹陷西南缘为例提出一种基于"转换体"概念的转换体优质砂体预测方法.相比于转换带,转换体研究变"带"为"体",是对转换带的扩充和深入.研究范围上,将转换斜坡带与断控陡坡纳为组合体,强调两者在三维立体组合下沉积体存在动态时空交互作用;研究内容上,以"构造-地貌-沉积-储层"思路来分析优质砂体的成因及演化.基于"转换体"的优质砂体预测方法,指出惠州26洼西南缘可划分出"锐角-直角-钝角"三类转换体模型,在不同类型转换体的构造-地貌格局下,陡坡和转换斜坡扇体间具有孤立-叠加-联控三类控沉效应,其对应储层物性逐渐变好.系统解析惠州凹陷转换体控沉-控储特性对完善转换体系框架有理论意义,同时可服务大中型油气田的勘探需求.
    古生物学
    鄂东伍家冲剖面乐平世牙形石生物地层及大隆组的时代
    郝少波, 陈龑, 黄攀, 陈寒超, 江海水
    2021, 46(11): 4057-4071. doi: 10.3799/dqkx.2021.032
    摘要:
    大隆组是华南地区乐平世一种重要的较深水沉积.为进一步探讨大隆组沉积的时空分布,选择对鄂东伍家冲剖面吴家坪组和大隆组重点进行了牙形石生物地层研究,此次研究共鉴定出牙形石1属5种,均为Clarkina,并由老到新识别出4个牙形石带:C.guangyuanensis带、C.transcaucasica带、C.orientalis带及C.wangi带.根据牙形石C.wangi的首现,将伍家冲剖面的吴家坪阶-长兴阶界线(Wuchiapingian-Changhsingian boundary,简称WCB)置于第18层底部.根据菊石Ophiceras的首现将伍家冲剖面的二叠系-三叠系界线(Permian-Triassic boundary,简称PTB)置于第20层顶部,仅高于WCB界线0.72 m.牙形石生物地层指示伍家冲剖面大隆组的主体为吴家坪期沉积产物.数个长兴期牙形石带的缺失和极短的长兴阶表明,该剖面长兴阶中上部可能因沉积间断存在缺失.
    华北克拉通南缘古元古代晚期汝阳群微体化石及其古环境意义:来自微细构造和生物标志化合物的证据
    李猛, 王钊飞, 姚志亮
    2021, 46(11): 4072-4083. doi: 10.3799/dqkx.2021.006
    摘要:
    华北克拉通南缘古元古代晚期汝阳群白草坪组页岩中产出大量的具刺和细网状纹饰的球形疑源类,其中以Shuiyousphaeridium macroreticulatumDictyosphaera macroreticulata化石标本最具代表性.利用扫描电子显微镜结合光学生物显微镜对其膜壳微细构造进行观察,结果显示:膜壳表面的刺饰形态具有多样性分叉;其膜壳壁可能是由多边形网脊及膜层构成,而不是由多角形板片及膜层构成.同时通过对比研究,认为两种最具代表性的特征分子可能是同一生物不同阶段的产物.此外,通过对赋存微体化石页岩进行生物标志化合物分析,检测到的姥鲛烷/植烷比(Pr/Ph)大于1、伽马蜡烷丰度中等及生物标志化合物(C30藿烷、C27甾烷和三环萜烷),结合前人关于汝阳群沉积环境的研究,不仅指示了汝阳群微体化石群沉积古环境应为正常的海洋环境——滨海-浅海相,也指示了元古代真核生物已经存在,为重建微体化石群和探讨早期生命演化提供了重要的理论依据.
    海洋地质学
    海南岛东南海域碎屑锆石年代学物源示踪及构造指示意义
    刘松峰, 李顺, 聂鑫, 邹俪琦, 蔡观强
    2021, 46(11): 4084-4096. doi: 10.3799/dqkx.2021.024
    摘要:
    为探索海南岛东南海域表层沉积物来源,揭示物源区主要地质构造演化事件,采用箱式取样法获取8个站位沉积物样品,进行锆石U-Pb定年.结果表明,773个有效年龄分布在33~3 205 Ma,主要年龄峰集中在燕山期(100 Ma、140 Ma和159 Ma)、印支期(242 Ma)和加里东期(439 Ma),次要年龄峰集中在新元古代(776 Ma、965 Ma)和古元古代(1 836 Ma、2 487 Ma),并零星保留太古宙基底年龄信息.少量变质锆石记录了加里东期和印支期强烈的变质事件.与潜在物源区对比分析表明,海南岛东南海域沉积物以约100 Ma的年龄峰值为识别标志,主要来源于海南岛.结合前人资料,本研究年龄频谱指示加里东期华夏武夷-云开造山带可延伸到海南岛,海西-印支期古特提斯洋的闭合及印支-华夏地块的碰撞导致其强烈的构造-岩浆-变质作用,燕山期受太平洋板块俯冲的影响发育多期次岩浆活动.
    海洋沉积物的锌同位素地球化学及其应用
    瞿瑗汝, 吕逸文, 刘盛遨
    2021, 46(11): 4097-4106. doi: 10.3799/dqkx.2020.374
    摘要:
    锌同位素体系是海洋地球化学研究的新示踪剂,应用于示踪海水中锌元素的来源及其运移过程.海洋沉积物作为锌元素重要的"源"与/或"汇",其锌同位素组成的研究有助于理解海洋锌元素的地球化学循环.海洋沉积物记录了海水组成的信息,可以反演古海水锌同位素组成的变化,前提是理解沉积物与海水之间的分馏.对海水及海洋不同储库锌同位素研究进行系统总结,包括河流输入、热液体系、不同类型海洋沉积物(如富碳酸盐的沉积物、陆源硅酸盐碎屑、硅质沉积物、铁锰结核、贫氧-缺氧沉积物)的锌同位素组成,阐述了海洋沉积物锌同位素组成变化在古气候、古环境重建以及古海洋学等领域的应用以及重要性.
    环境地质学与水文地质学
    三沙湾亚硝酸氮、氨氮、磷酸盐的异常、机制及影响
    林沐东, 于俊杰, 刘晓强, 牛淑杰, 同萌, 郭慧婷, 李茂田
    2021, 46(11): 4107-4117. doi: 10.3799/dqkx.2020.368
    摘要:
    闽东三沙湾是最典型的多河流汇入的封闭型海湾,是世界上最大的大黄鱼网箱养殖基地和全国最主要的渔业养殖基地之一,多次调查却发现该湾藻类生产量远低于其他海湾,呈现"营养多藻类少"独特的生态特征,但都没有深入讨论其机制.本研究2018-2020年采用定点和大面走航方式,调查了5项营养盐(活性硅酸盐(SiO3-Si)、硝酸氮(NO3-N)、亚硝酸氮(NO2-N)、氨氮(NH4-N)、活性磷酸盐(PO4-P))的潮汐运动及空间分布,结果发现:(1)流域输入导致SiO3-Si、NO3-N落憩浓度大于涨憩浓度,并从岸向湾内随盐度增加而线性减少.(2)湾内养殖和自然生态系统输出导致NO2-N、NH4-N、PO4-P涨憩浓度大于落憩浓度,洪季浓度大于枯季浓度,从岸向湾NO2-N随盐度增加而非线性增加,NH4-N、PO4-P随盐度增加而平均分布等异常现象,但沿岸排污口附近NH4-N、PO4-P呈落憩浓度大于涨憩浓度.(3)湾内养殖和沿岸排污输入的高浓度NH4-N、PO4-P,是三沙湾水质严重污染和富营养化的主要原因,湾内养殖引起的高浓度NO2-N是引起三沙湾"营养多藻类少灾害多"这一独特的生态特征的主要因素.
    基于碎石屏障的土壤盐渍化改良技术及机理研究
    陶彦臻, 苏春利, 谢先军, 曾邯斌, 潘洪捷, 闫福贵
    2021, 46(11): 4118-4126. doi: 10.3799/dqkx.2020.377
    摘要:
    利用碎石屏障阻断非饱和带毛细上升为土壤盐渍化改良提供了新思路.为了研究碎石屏障对盐渍化土壤改良的可行性以及碎石层结构和埋深对改良效果的影响,在河套灌区西部杭锦后旗典型盐渍化分布区建立试验地,设置了7组不同碎石屏障处理工艺开展土壤盐渍化改良试验,对试验地40 cm深度的土壤盐分、pH、阳离子交换量、交换性钠百分率等参数进行了为期一年的监测和分析.结果表明,7组不同处理中,埋设深度为60~80 cm,利用颗粒直径为1 cm和3 cm的碎石按上细下粗的结构分两层铺设的处理方法改良效果最佳;从表层到40 cm深,土壤EC值平均下降55.9%.较大的碎石屏障埋深,上细下粗的铺设方式,可提高下层碎石孔隙度,并在非饱和带深处切断毛细管,从而有效降低土壤毛细上升高度,抑制深层土壤中的盐分上移"返盐",改良效果较好.
    湖南水口山多金属矿区废石堆重金属污染评价及赋存形态分析
    陈佳木, 吴志华, 刘文浩, 张晓军, 张晓平, 王琳玲, 周淼, 齐宇彤, 吴云辉
    2021, 46(11): 4127-4139. doi: 10.3799/dqkx.2021.019
    摘要:
    湖南水口山及周边是湖南省重金属污染较为严重的地区之一,龙王山金矿床是该区中部的一个重要金矿床.为调查该矿床废石堆污染状况、是否为周边环境的污染源、污染途径、重金属迁移能力和潜在的危害,对矿区FS17废石堆进行了自然淋滤水和24 m浅钻系统取样,开展重金属元素总量分析,利用单因子指数法和内梅罗综合污染指数法对其重金属污染程度进行污染评价,采用四步改良BCR提取法分析废石堆中8种重(类)金属元素(Pb、Zn、Cd、Cu、Cr、Ni、As和Fe)的赋存形态,并利用迁移指数量化废石堆重金属元素迁移能力;发现废石堆中Cd、Cu、Pb、As、Zn、Ni重金属元素严重超标,且在垂向上分布极不均匀;其自然淋滤水样中重金属元素Cd、Ni、Zn、Cu也严重超标;废石堆浅层重金属元素潜在迁移能力顺序为:Cd>Ni≈Zn>Cu>Pb>As>Cr>Fe,深层重金属元素迁移能力顺序为:Cd>Zn>Cu>Ni>Cr>Pb>As>Fe,浅层重金属元素的迁移性大于深层;说明该废石堆重金属元素含量高,是周围环境重要污染源,酸性废水排放为其释放污染元素的主要途径;Cd、Cu、Zn、Ni迁移能力强,是周围环境的主要污染元素;Pb、Ni、As的迁移性在深层明显降低,可以通过埋深来削弱其迁移性,而Cr不会对周边环境产生污染.
    长江中游沿岸地下水中有机质分子组成特征及其对碘富集的指示
    薛江凯, 邓娅敏, 杜尧, 罗义鹏, 程一涵
    2021, 46(11): 4140-4149. doi: 10.3799/dqkx.2020.398
    摘要:
    长期摄入高碘地下水(碘浓度>100 μg/L)会造成人体甲状腺机能损伤.天然有机质被认为是影响高碘地下水形成的关键组分,为研究地下水中溶解性有机质(DOM)分子组成对碘富集的影响,选取长江中游沿岸浅层地下水作为研究对象,运用傅立叶变换离子回旋共振质谱仪(FT-ICR-MS)表征不同碘浓度地下水中DOM分子组成差异.研究发现碘易富集在还原环境的浅层地下水中,地下水中碘的浓度与溶解性有机碳(DOC)浓度无显著关系,DOM分子总数越多碘浓度越高;高碘地下水较低碘水DOM分子均一性、多样性更强,氧化程度和不饱和程度更高,含更多芳香性结构.长江中游沿岸高碘地下水的形成受DOM分子组成控制,主要与不饱和程度高尤其是含芳香性结构的大分子DOM有关,含芳香性结构的DOM分子与碘络合在高碘地下水的形成过程中起重要作用.
    含水层非均质性不同刻画方法对地下水流和溶质运移预测的影响
    蒋立群, 孙蓉琳, 梁杏
    2021, 46(11): 4150-4160. doi: 10.3799/dqkx.2020.268
    摘要:
    为探讨含水层非均质性不同刻画方法对地下水流和溶质运移预测的影响,基于非均质含水层砂箱实验,分别用传统等效均质模型、克立金插值和水力层析刻画含水层渗透系数场,并探讨了先验信息对水力层析结果的影响.将不同方法估算的渗透系数场用以预测地下水流和溶质运移过程,以此判断不同方法估算结果的优劣,分析含水层非均质性对地下水流和溶质运移的影响.结果表明:与克立金插值法相比,水力层析法可以更好地刻画含水层非均质性,较准确地预测地下水流和溶质运移过程;钻孔岩心渗透系数样本值作为先验信息可以提高水力层析法估算结果的精度;传统等效均质模型无法准确预测地下水流和溶质运移过程.含水层非均质性的增强将导致溶质污染羽分布形态和运移路径的空间变异性增强,并且优势通道直接决定溶质的分布及运移路径.
    西昆仑地区苦水湖富锂盐湖水化学特征及成盐元素来源
    李玉龙, 苗卫良, 张西营, 贺茂勇, 唐启亮, 杨凯源, 李永寿, 韩继龙, 赵雪
    2021, 46(11): 4161-4174. doi: 10.3799/dqkx.2020.370
    摘要:
    苦水湖是近年来在青藏高原西昆仑山腹地新发现的富锂盐湖,查明其水化学组成特征对丰富青藏高原盐湖型锂矿床基础资料具有重要的现实意义.然而受区域自然地理条件限制,对包含该盐湖卤水及补给水系的基础性研究还很少.综合运用Piper三线图、Gibbs图解和离子比例关系分析方法探讨了湖表卤水及湖周补给水系水化学组成、演化及主要离子来源.结果表明,由"补给源"到"汇",各离子组成发生了显著变化,水化学类型由碳酸钙镁型向硫酸钠亚型过渡转变,水化学的演化由岩石风化控制向蒸发结晶控制演变.根据离子比例关系,识别出3个主要离子来源:东北径流补给以碳酸盐岩、硅酸岩风化溶质来源为主;南部甜水海水系以盐岩溶解补给为主;湖周冷泉中的溶质则可能主要来自于同生沉积卤水与浅层地下水混合,或长英质火山岩、碳酸盐岩等的深部水-岩作用淋滤.
    安宁地热田浅部热储水化学特征及补给通道位置
    徐梓矿, 徐世光, 张世涛
    2021, 46(11): 4175-4187. doi: 10.3799/dqkx.2020.401
    摘要:
    碳酸盐岩淡水热储层在我国西南地区广泛分布,安宁地热田毗邻昆明地热田西侧约40 km,是具有垂向双层热储结构的低温地热田.在深部地层缺乏钻探资料时,为了探究地热田成因,寻找深部热储向浅部热储的补给通道,使用了以下研究方法:(1)通过类比昆明地热田确定灯影组深部热储的水化学特征,(2)从水岩作用、水化学类型和主要离子相关性分析方面入手,阐述深部热储与浅部栖霞茅口组热储水化学特征的区别与联系,发现可用钠离子作为热水通道的指示因子,(3)以包括开采现状、实测温度和通道位置的数值反演模型验证通道的合理性.分析显示,浅部地热水为混合水,水化学类型(HCO3-Ca·Mg型)明显受同层冷水控制,与深部地热水离子浓度差别大.浅部热储水各点的地热水化学特征差异小,仅钠离子浓度分布可与地热田温度分区和开发利用情况相呼应.对于补给通道的水化学数据分析结果和数值模拟结果嵌合较好,说明采用以钠离子分布为主的综合分析方法所推断的补给通道位置较为合理.
    库车盆地早始新世成盐期卤水温度及其意义
    徐洋, 曹养同, 刘成林
    2021, 46(11): 4188-4196. doi: 10.3799/dqkx.2021.026
    摘要:
    古气候和古卤水温度条件与盐湖成钾有着密切的联系,定量化重建库车盆地早始新世成盐期古卤水温度演化特征对评价盆地成钾潜力具有重要的科学意义.因此,首次以库车盆地西部QL1井下始新统石盐岩为研究对象,在详细的岩相学研究的基础上,开展石盐原生流体包裹体均一温度的定量分析工作.分析结果显示,来自钻孔不同深度的6个样品共有135个均一温度数据,介于21.2~57.8℃,平均值为31.8℃,剖面垂向上自底向顶整体上呈现一个稍微升温的趋势.本研究测定的温度范围、平均温度以及最高温度特征均与同时期特提斯海水温度数据吻合,进一步说明温度数据的可靠性和合理性.另外,高温条件有利于水体发生强烈的蒸发浓缩作用,这点与库车盆地始新世初期沉积的巨厚蒸发岩系和钾盐矿物相符.