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地质科学
中国科学院地质与地球物理研究所
地质科学

中国科学院地质与地球物理研究所

钟大赉

季刊

0563-5020

dzkx@mail.igcas.ac.cn

010-82998115

100029

北京9825信箱

地质科学/Journal Chinese Journal of GeologyCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊为专业学术性刊物。主要报道地质学领域的研究成果，包括地层学、古生物学、 地质构造学、岩石矿物学、水文与工程地质、沉积学、数学地质、同位素地质、地热等方面的论文经验介绍等。读者对象为地质科学教学和科研人员。
正式出版
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    前寒武纪层状铁建造研究现状与方向

    沙卓菲刘傲然姜红霞吴亚生...
    1293-1307页
    查看更多>>摘要：层状铁矿主要赋存于前寒武纪地层中,呈层状、似层状产出,最典型的层状铁矿是前寒武纪的条带状铁建造BIF和冀西北古元古界长城系的宣龙式铁矿.其中,BIF是世界上最主要的铁矿类型,其成因一直是研究者关注和争论的焦点.目前对BIF成因主要有非生物成因与生物成因两种观点.近年来,越来越多的证据表明微生物参与了 BIF的形成,甚至可能在BIF的形成中发挥了主导作用.本文对BIF的生物成因假说进行了总结与归纳,如蓝细菌能够产生铁矿物形成所需的氧气,铁细菌的新陈代谢可为BIF形成的关键控制因素,趋磁细菌体内的磁小体可保存在地层中,一些尚未被精确识别的微生物参与了 BIF的形成,等等.宣龙式铁矿是我国著名的层状铁建造类型之一,具有肾状和鲕粒状两种结构.前人根据宣龙式铁矿中微生物化石的存在和与碳酸盐叠层石、核形石的相似性,将其解释为生物成因.微生物碳酸盐岩识别方法的研究近年来有重要发展.本文在总结宣龙式铁矿形成机制研究现状的基础上,提出了 BIF的研究可以同时借鉴宣龙式铁矿和微生物碳酸盐岩的研究方法,通过显微学技术手段的应用,寻找BIF中微生物成因的结构,建立识别微生物型BIF的方法,提升对层状铁建造形成机制的认识水平.

    条带状铁建造(BIF)宣龙式铁矿微生物岩微生物碳酸盐岩微生物型铁建造

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    复杂岩体中锆石的成因判识及其对锆石U-Pb年龄的影响:以辽河坳陷太古宇基底中的锆石为例

    杨飞韩宏伟边天一苑晓娇...
    1308-1325页
    查看更多>>摘要：复杂岩体经历了长期地质演化,内部所含锆石成因十分复杂.综合前人研究成果,根据锆石外部形态、CL发光强度、内部结构以及微量元素特征,本文将锆石成因类型归纳为岩浆作用、变质作用以及热液作用3大类9小类.在锆石U-Pb定年的过程中,单颗粒锆石或锆石上不同位置的成因判识是获取高质量U-Pb年龄数据的前提.以渤海湾辽河坳陷基底复杂岩体为例,对岩体内具有核—边结构的复杂成因锆石进行了系统的研究,分别获取不同成因锆石的U-Pb年龄,进而探讨锆石成因对获取高质量U-Pb年龄的重要意义.阴极发光图像显示,锆石的核部多见岩浆成因环带结构,也可见斑杂状、海绵状及扇形分带等变质成因结构,边部呈现变质重结晶成因的扇形和冷杉叶结构.锆石核部Th/U比值(0.39～1.32)和分散的稀土元素特征,表明核部存在岩浆结晶锆石、变质锆石以及变质残余锆石,边部主要是变质重结晶作用或流体蚀变形成的增生边.基于锆石的成因类型划分,从3个样品锆石核部和边部分别获得了代表原岩形成时间的岩浆年龄和变质作用时间的变质年龄.辽河坳陷基底复杂岩体锆石U-Pb年龄结果表明,基底存在两期新太古代晚期岩浆事件,分别为2 586～2 583 Ma、2 565～2 538 Ma,变质事件主要发生在2 508～2 501 Ma.辽河坳陷基底岩浆事件和变质事件的获得,对于揭示华北克拉通覆盖区前寒武纪基底的形成演化具有重要意义.

    锆石内部结构锆石微量元素成因类型U-Pb年龄辽河坳陷

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    喜马拉雅东部库曲淡色花岗岩的成因及其稀有金属成矿意义:来自年代学、地球化学及Nd-Hf同位素的证据

    刘朵杨成业李玉彬央宗...
    1326-1341页
    查看更多>>摘要：喜马拉雅淡色花岗岩是研究印度—亚洲大陆碰撞造山过程的极佳对象.本文对喜马拉雅东缘库曲淡色花岗岩开展了详细的年代学、地球化学及原位Sr-Nd同位素研究.锆石及独居石的LA-ICP-MS U-Pb定年结果表明库曲岩体形成于～25 Ma,具有较高的 SiO2(73.32％～74.53％)、Al2O3(14.72％～15.25％)含量以及 A/CNK(1.14～1.23)和Rb/Sr比值(2.38～15.4),与典型的高分异花岗岩一致.它们富集大离子亲石元素(如Rb、K、Pb),亏损高场强元素(如Nb、Zr、Ti),呈现右倾的稀土配分模式和较为明显的负Eu异常,均具有较低的εNd(t)(-13.4～-11.7)和εHf(t)(-10.4～-7.86)值,与高喜马拉雅结晶序列一致.我们认为库曲淡色花岗岩是由高喜马拉雅古老变质基底部分熔融产生的熔体,经高度分异演化形成的,形成于藏南拆离系活动造成的伸展环境.淡色花岗岩及相关伟晶岩较高的稀有金属含量显示出喜马拉雅淡色花岗岩具有一定的稀有金属成矿潜力.

    淡色花岗岩岩石成因稀有金属喜马拉雅

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    晚古生代—早中生代云南德钦白马雪山岩体演化的年代学约束及地球化学特征

    肖萍谢客家王伟杨国良...
    1342-1360页
    查看更多>>摘要：为深入理解金沙江构造带的地质演化历史及其时间框架,本研究对江达—德钦—维西岩浆弧西侧的地质现象进行了系统分析,并聚焦于尼侬英云闪长岩和白马雪山花岗闪长岩的成因和时代.高精度的锆石U-Pb年代学结果表明,这两类岩石分别形成于二叠纪早期(279±2.9 Ma)和晚期(255.8±5 Ma),这为金沙江构造带的地质演化提供了新的时间框架.全岩分析表明岩体为高钾钙碱性中酸性侵入岩系列,属准铝质—过铝质岩石,富集大离子亲石元素,强烈亏损高场强元素(Nb、Ta、Ti),为典型的弧岩浆特征.该岩体与加仁及鲁甸闪长岩类岩体地球化学特征相似,岩浆来源相似,但经历了不同的岩浆演化过程.结合已发表数据,本研究表明自古生代以来,金沙江构造带可能经历了至少5期花岗质岩浆事件:347～340 Ma,292～279 Ma,261～249 Ma,237～235 Ma和232～214 Ma;尼侬英云闪长岩(279±2.9Ma)形成于金沙江古特提洋西向俯冲消减的起始阶段,而白马雪山花岗闪长岩(255.8±1.8 Ma)可能形成于俯冲阶段结束或俯冲向碰撞的转换阶段;金沙江构造带碰撞造山发生在中三叠世而止于晚三叠世中期.这些发现为理解金沙江构造带乃至整个青藏高原东部区域的构造演化和板块动力学过程提供了新的视角和制约.

    锆石U-Pb定年金沙江构造带岩浆弧俯冲消减碰撞造山

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    北澜沧江花岗岩地球化学特征及其构造意义

    张圣听王世锋王淇宋立才...
    1361-1373页
    查看更多>>摘要：藏东地区广泛发育古特提斯花岗岩,如与金沙江缝合带相关的江达—维西花岗岩带和与甘孜—理塘缝合带相关的义敦花岗岩带.但是与龙木错—双湖(碧土)古特提斯主缝合带相关的北澜沧江花岗岩带并没有得到普遍认可.本文选取北澜沧江花岗岩带南端的碧罗雪山花岗岩展开研究,揭示其岩石学、年代学和地球化学特征,并进一步揭示其构造意义.岩石样品中锆石具有明显的岩浆岩振荡环带,年龄数据聚集在在217±1 Ma左右,εHf(t)均值为-13.5,εNd(t)值为-12.0,Sr-Nd-Hf同位素二阶段模式年龄均在2.0 Ga左右;岩石显微观察及地化特征表明岩石为花岗岩类,样品的岩浆来自具有古老地壳重熔成因的中上地壳酸性岩,构造判别图显示岩石为陆陆碰撞阶段花岗岩特征,这与主特提斯洋向东俯冲于兰坪—思茅地块之下以及随后发生陆陆碰撞的构造演化模型相契合.岩石地化特征和其构造位置支持碧罗雪山花岗岩带是北澜沧江花岗岩带的南端.由此,藏东地区存在一条长达700km的花岗岩带,该花岗岩带从类乌齐、昌都吉塘、左贡东大山、芒康盐井、德钦梅里雪山延伸到维西碧罗雪山.碧罗雪山花岗岩的岩石年代学、地球化学数据为龙木措—双湖缝合带与昌宁—孟连缝合带的对接提供了详细的证据.

    北澜沧江花岗岩带碧罗雪山花岗岩古特提斯缝合带地球化学特征S型花岗岩

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    海南岛晚侏罗世沙心花岗岩的成因和地质意义:年代学、地球化学和Sr-Nd-Hf同位素制约

    吕昭英熊富浩胡在龙林义华...
    1374-1390页
    查看更多>>摘要：海南岛侏罗纪岩浆岩属于华南晚中生代岩浆岩带的西南端组成部分,是探究华南晚中生代古太平洋板片俯冲动力学过程的重要探针.本文对海南岛北部侏罗纪沙心花岗岩开展系统的岩石学、年代学、岩石地球化学、全岩Sr-Nd同位素和锆石Hf同位素研究,探讨其岩石成因和地质意义.沙心花岗岩主要岩性为中细粒黑云母二长花岗岩.LA-ICP-MS锆石U-Pb定年表明,沙心花岗岩形成于161±1 Ma,属于晚侏罗世岩浆活动的产物.沙心岩体具有富硅(SiO2=70.73％～75.15％)和富碱的特征((K2O+Na2O)=7.64％～8.31％).岩石贫Ca、Mg和Fe,其铝饱和指数(A/CNK)的平均值为1.06,属高钾钙碱性和弱过铝质岩石系列.样品的轻稀土相对富集(75.35x10-6～112.71×10-6),重稀土相对亏损(6.40×10-6～8.63×10-6),其铕异常相对较弱(0.87～1.10).岩石具有较低的高场强元素(Zr+Nb+Ce+Y)=123×10-6～217×10-6、TFeO/MgO 值(3.39～5.08)和锆石饱和温度(724 ℃～772 ℃),且岩石缺少典型过铝质矿物.沙心花岗岩具有较高的εNd(t)值(-2.7～-1.9)和较低的二阶段Nd模式年龄(1.17～1.10Ga).岩石具有较高的锆石εHf(t)(-1.71～+1.84)和较低的二阶段Hf模式年龄(1.32～1.09 Ga).综合分析表明,沙心花岗岩属Ⅰ型花岗岩,是古太平洋板块俯冲后撤相关的陆缘弧环境下的中元古代变质砂岩熔融的产物,其岩浆源区存在一定地幔物质的贡献.

    年代学地球化学晚侏罗世Ⅰ型花岗岩海南岛

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    安徽铜陵地区晚中生代中基性侵入岩成因与成矿:来自磷灰石矿物学和地球化学证据

    徐晓春夏彩莲金林森谢巧勤...
    1391-1411页
    查看更多>>摘要：辉石闪长岩是安徽铜陵地区晚中生代侵入岩的重要类型,与铜金多金属成矿密切相关.本文以白芒山岩体和舒家店岩体辉石闪长岩为研究对象,着重开展磷灰石矿物学和地球化学研究,探索中基性侵入岩成因及与成矿关系.结果显示:磷灰石强烈富集稀土元素,轻重稀土元素分异明显,弱—中等Eu负异常,富集Th、U等高场强元素,亏损Ta、Nb、Ti、Zr、Hf等高场强元素和Rb、Ba、Sr等大离子亲石元素,稀土—微量元素组成特征指示其寄主岩石成岩物质具有壳幔混源特征.岩相学特征显示磷灰石具有两种不同的晶体形态、产出状态和显微结构,即长柱状、包裹体相、均质结构和短柱状、晶间相、核—边/环带结构,其元素地球化学特征有显著差异,指示其寄主岩石成岩作用经历过壳源长英质岩浆冷凝结晶→高温幔源镁铁质岩浆注入和长英质岩浆早期结晶矿物熔蚀→混合岩浆侵位和结晶的复杂过程.核—边/环带结构磷灰石从核部到边部SO3和C1含量波动式变化特征,指示镁铁质岩浆幕式注入,并触发混合岩浆上升侵位,有利于流体出溶和热液成矿.磷灰石卤族元素(F、C1)和SO3高含量则提供板块俯冲环境证据,指示基性端元的镁铁质弧岩浆来自俯冲板片析出流体交代富集岩石圈地幔,镁铁质岩浆幕式注入有利于流体出溶和热液成矿.

    辉石闪长岩中基性侵入岩磷灰石矿物学和地球化学晚中生代安徽铜陵地区

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    安徽巢湖地区早白垩世煌斑岩的形成年代、岩石成因及其地质意义

    陈泽雨牛漫兰刘航朱光...
    1412-1437页
    查看更多>>摘要：煌斑岩是一种典型的富含挥发分的超基性—中性岩,作为深部幔源岩石,能很好地反映地幔源区的地球化学属性,为探究地球的深部构造和岩浆过程提供了有利窗口.本文以巢湖地区东南部的闪斜煌斑岩为研究对象,在野外地质调查及岩相学研究的基础上,进行了磷灰石年代学、Sr-Nd同位素和全岩主量元素和微量元素分析,通过数据定量模拟,剖析了岩浆过程和地幔源区特征,探讨了其形成构造背景.结果表明,巢湖闪斜煌斑岩(22CH09、22CH14 和 22CH17)磷灰石 LA-ICP-MS 206Pb/238U 加权平均年龄分别为 119±18 Ma、116.4±7.5 Ma 和 114±13 Ma,均形成于早白垩世.巢湖闪斜煌斑岩SiO2含量为39.80％～43.52％,Mg#值为63～70,K2O的含量为1.60％～2.46％,为碱性煌斑岩,且相对富集大离子亲石元素(LILEs,如Ba、K、Cs),亏损高场强元素(HFSEs,如Nb、Ta、Zr、Hf),类似于弧相关的岩浆岩.巢湖闪斜煌斑岩具有低的(Hf/Sm)N和(Ta/La)N比值(分别为0.60～0.67和0.27～0.38),指示其源区经历了俯冲板片流体的交代作用;其高的Zn/Fe(0.001 2～0.001 5)及Fe/Mn值(65.54～84.49)表明其源区主要为辉石岩.数值定量模拟表明,巢湖闪斜煌斑岩可能源于石榴辉石岩小比例部分熔融(＜4％),原生岩浆经历了约3％的橄榄石分离结晶作用.煌斑岩磷灰石原位87Sr/86Sr(t)值为0.706 9～0.707 8,eNd(t)值为-9.5～-6.8,与长江中下游带同期基性岩的Sr-Nd同位素组成相似,表明二者起源于同位素组成相似的富集岩石圈地幔.巢湖地区中生代岩石圈地幔与长江中下游带具有较高的亲缘性,长江中下游带与郯庐断裂带南段岩石圈地幔的分界可能介于巢湖闪斜煌斑岩与肥东杂岩之间.结合区域岩浆活动特点,本文认为巢湖闪斜煌斑岩为古太平洋俯冲板片后撤的产物,形成于弧后伸展构造背景.

    巢湖闪斜煌斑岩郯庐断裂带南段早白垩世辉石岩地幔源区岩石成因

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    凤太矿集区八卦庙金矿区脉状铅锌矿化的物质来源研究:硫化物原位S-Pb同位素证据

    高炫宇李宇轩梁文静袁洪林...
    1438-1452页
    查看更多>>摘要：秦岭造山带凤太矿集区内发育层状—似层状和脉状两种类型的铅锌矿化,部分脉状铅锌矿化伴生产于金矿床中,其成矿物质来源仍未得到较好的约束.论文以八卦庙金矿区的脉状铅锌矿体为主要研究对象,采用硫化物原位微区S-Pb同位素研究方法,探讨了脉状铅锌矿化的成矿物质来源.八卦庙金矿区的脉状铅锌矿化主要受NE和NW向断裂或裂隙控制,矿脉宽度通常为2～20 cm.矿石呈团块状或浸染状构造,其中矿石矿物以方铅矿和闪锌矿为主,另有少量黄铜矿和黄铁矿,脉石矿物有石英、白云母、绢云母和少量方解石、白云石等碳酸盐矿物.硫化物原位S-Pb同位素分析结果显示,矿石中闪锌矿的δ34S值相对集中(15.03‰～17.1 1‰),而黄铜矿(14.76‰～19.91‰)和方铅矿(12.12‰～21.88‰)的δ34S值则变化较大;方铅矿的铅同位素组成非常均一.通过与区内可能物质源区S-Pb同位素对比研究,认为八卦庙金矿区脉状铅锌矿化的成矿物质来自于围岩变质过程中释放的变质流体,并有印支期岩浆热液的贡献,总体具有与金矿化相似的成矿物质来源.金矿化和脉状铅锌矿化在八卦庙矿区共生富集但又独立产出,可能受铅锌和金元素在热液体系中明显不同的地球化学行为所控制.

    脉状铅锌矿化八卦庙金矿硫化物原位S-Pb同位素物质来源

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    河北张三营碱长花岗岩铌铁矿族矿物特征及其意义

    李亮魏浩赵二丽王鹏...
    1453-1465页
    查看更多>>摘要：张三营碱长花岗岩位于华北克拉通北缘,岩体具高分异特征,整体富铌,具有一定的成矿潜力.为查明其含铌矿物种类及岩浆演化过程,本文对岩体中铌铁矿族矿物开展了显微结构和矿物化学研究.结果表明:铌铁矿族矿物是碱长花岗岩中最主要的含铌矿物,化学成分富铌(Nb)、贫钽(Ta),以铌铁矿为主,少量为铌锰矿,按成因分为岩浆期和岩浆—热液期两类.岩浆期铌铁矿族矿物数量多,矿物多自形且具振荡环带结构,推测结晶于岩浆过程;背散射电子图像中少量岩浆期铌铁矿族矿物出现"亮边"结构和成分反环带,暗示矿物受熔体交代作用影响.岩浆—热液期铌铁矿族矿物含量较少,化学成分均匀,Mn#和Ta#值相对较高,是从熔体中快速沉淀形成的.张三营碱长花岗岩岩浆演化经历了岩浆冷凝期、岩浆—热液过渡期和热液期.岩浆冷凝期历时较长,是岩体富铌的关键,岩浆—热液过渡期熔体对铌、钽富集起到一定的作用,热液期流体交代作用较弱,影响有限.

    铌铁矿族矿物岩浆演化张三营华北克拉通北缘稀有金属

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