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期刊信息/Journal information
岩石学报
岩石学报

翟明国

月刊

1000-0569

ysxb@mail.iggcas.ac.cn

010-82998205

100029

北京市朝阳区北土城西路19号

岩石学报/Journal Acta Petrologica SinicaCSCD北大核心CSTPCDEISCI
查看更多>>本刊是由中国科协主管，中国矿物岩石地球化学学会和中国科学院地质研究所主办的学术性期刊。其办刊方针是：坚持以创新性、综合性、前沿性、导向性特色，坚持“百花齐放，百家争鸣”，依靠和团结全国广大地学工作者，探索自然奥秘，开展广泛而深入的基础理论研究，促进我国地球科学领域研究和发展，发表高水平科研成果，为我国培养和造就大批地学科研人才。本刊主要报道有关岩石学基础理论的岩石学领域各学科包括岩浆岩石学、变质岩石学、沉积岩石学、岩石大地构造学、岩石同们素年代学和同位素地球化学、岩石成矿学、造岩矿物学等方面的重要基础理论和应用研究成果，同时也刊载综述性文章、问题讨论、学术动态以及书评等。
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收录年代

    稀有金属矿物微区同位素定年与示踪

    杨岳衡吴石头车旭东杨明...
    1023-1043页
    查看更多>>摘要：作为战略性关键金属矿产资源,钨、锡、铌、钽、锂、铍、铷、铯、锆、铪、稀土等稀有金属,在国民经济与国家安全方面有着重要的研究意义.稀有金属矿石矿物微区同位素定年与示踪,是开展稀有金属矿床成矿作用研究的最直接手段,具有整体分析无可比拟的优点.近年来,钨锡铌钽锆铪稀土等稀有金属矿物微区U-Pb定年与Sr-Nd-Hf同位素示踪发展迅速,而锂铍铷铯等稀有金属矿物微区Rb-Sr/Lu-Hf定年正蓬勃发展.本文综述了黑钨矿、白钨矿、锡石、铌钽矿(铌钽氧化物类矿物的简称)、独居石、磷钇矿、氟碳铈矿等稀有金属矿物微区U-Pb定年与Sr-Nd-Hf同位素示踪技术主要进展,展望了锂云母、铁锂云母、铯沸石、钾长石(天河石)等微区Rb-Sr定年与磷钇矿、磷灰石、褐帘石、独居石、黑钨矿、白钨矿等微区Sm-Nd和Lu-Hf定年的广阔前景,获得如下认识:(1)低铀矿物U-Pb定年,除了采用高灵敏度磁式等离子质谱外,元素成像技术能很好地揭示微量元素之间相关性,进而快速锁定高U/Pb区域,提高低铀矿物U-Pb定年成功率;(2)铌钽矿-锡石激光微区Hf同位素能够直接示踪花岗岩-伟晶岩稀有金属成岩成矿物质源区,但这方面工作仍需进一步加强;(3)碰撞/反应池等离子质谱的出现,使高Rb/Sr、Sm/Nd或高Lu/Hf比矿物的同位素定年成为现实,是未来稀有金属激光微区同位素年代学发展的新方向;(4)实验方法研发与标准物质研制相辅相成、相互促进,仍是当前迫切需要解决的关键技术难题.随着战略性关键金属日渐成为国内外成矿作用研究的热点,钨锡铌钽锂铍铷铯锆铪稀土等稀有金属矿物微区同位素定年与示踪方法研究,必将为我国新一轮稀有金属矿床学研究做出应有的学术贡献.

    稀有金属微区分析同位素定年与示踪U-Pb/Rb-Sr/Lu-Hf年代学

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    显生宙碰撞造山带超高温变质作用的加热机制:来自二维数值模拟的约束

    樊银龙张立飞李忠海焦淑娟...
    1044-1060页
    查看更多>>摘要：大量的岩石学证据表明:碰撞造山带中常发育900～1100℃的超高温变质作用.然而,碰撞造山带中如何出现如此极端的超高温条件仍然存在争议.为了更好地理解超高温变质作用加热机制和碰撞造山带中主要热源的相对贡献,我们建立了一系列高分辨率二维热-动力学模型,借此探讨了俯冲大陆岩石圈密度亏损程度、大陆地壳放射性生热率和大陆汇聚速率等因素对碰撞造山过程中超高温变质主要热源的影响.当大陆岩石圈密度亏损(△ ρ=ρ软流圈地幔-ρ岩石圈地幔)大于50kg/m3时,有利于发生大陆平板俯冲,软流圈地幔无法上涌为地壳物质提供热源;此时,具有较高放射性生热率(＞3μW/m3)的地壳可以发生"浅俯冲-折返"型超高温变质作用.而当大陆岩石圈密度亏损小于10kg/m3时,大陆上地壳在深俯冲阶段首先发生超高压榴辉岩相变质作用,随后伴随着大陆岩石圈地幔后撤和软流圈上涌,进而出现以异常高的地幔热流加热为主的"深俯冲-折返"型超高温变质作用.此外,较低的大陆汇聚速率(＜1cm/yr)更有利于"深俯冲-折返"型超高温变质作用的产生.将数值模拟结果与特提斯构造域的变质岩石数据和地球物理观测进行对比,我们认为在现今板块构造体制下,由具有密度亏损程度较高的大陆岩石圈平俯冲有利于"浅俯冲-折返"型超高温变质作用的发生,而由密度亏损程度较低的大陆岩石圈俯冲可能导致"深俯冲-折返"型超高温变质作用的产生.

    超高温变质作用碰撞造山带大陆岩石圈密度数值模拟特提斯构造域

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    幔源岩浆持续提供热的有力证据:以湘南九嶷山花岗岩体中暗色包体成因研究为例

    张斌武郭春丽陈振宇许以明...
    1061-1086页
    查看更多>>摘要：湘南九嶷山复式花岗岩体位于南岭西段,由一个加里东期岩体和四个燕山期岩体组成.其西侧金鸡岭岩体中广泛发育形态多样的暗色包体.本次选取一个2m×2.5m不规则椭球形包体开展研究,发现它与寄主岩具有较为相近的年龄、矿物组合、地球化学和同位素特征:(1)SIMS锆石U-Pb定年结果显示寄主岩和暗色包体的年龄分别为154.0±1.6Ma和151.4±2.1Ma,两者在误差范围内一致;(2)两者均以钾长石、石英、斜长石、黑云母、磷灰石、锆石等为主要的矿物组成,但在矿物组成比例、粒度和形态上有所差距;(3)寄主岩和暗色包体的SiO2含量分别为70.9％～75.6％和67.3％～68.0％,两者均富集大离子亲石元素(LILE)而亏损高场强元素(HFSE),但暗色包体的LILE略低于寄主岩而HFSE略高于寄主岩;(4)寄主岩的εHf(t)值和δ18O值分别为-8.6～-0.4和7.8‰～8.9‰,包体的εHf(t)值和δ18O值分别为-7.0～+1.6和7.3‰～8.9‰.这些特征表明,金鸡岭暗色包体是由富钾的下地壳玄武质变质火成岩在受到幔源岩浆持续加热后发生部分熔融,熔融产物注入到已存在于中上地壳的岩浆房中(寄主岩)后发生淬冷作用形成的.尽管寄主岩和暗色包体均是下地壳物质发生部分熔融的产物,但地壳成分的不均一性导致两者拥有略有差异的同位素和元素组成.沿南岭郴州-临武北东走向断裂带从南向北依次分布有姑婆山、铜山岭、九峰、骑田岭、宝山、锡田花岗质岩体,其所含暗色包体的εHf(t)和δ18O值从亏损(+8、5‰)到富集(-8、9‰)变化范围很大,表明南岭地区暗色包体成因模式具有多样性,但无论是哪种类型,幔源岩浆的长期活动持续为下地壳的熔融和岩浆房演化提供热量是一个必不可少的重要因素.

    暗色包体金鸡岭花岗岩体九嶷山复式岩体南岭地区华南地区

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    幔源岩浆在地壳中分层侵位的控制因素:二维热-力学模拟

    崔晓娜陈林
    1087-1101页
    查看更多>>摘要：幔源岩浆在地壳内的上升和聚集样式不仅依赖于岩浆自身的性质,还取决于围岩的强度和热状态.已有数值和物理模型大多关注岩浆自身物性对其上升过程的影响,而对围岩流变强度或热状态如何影响岩浆的上升和聚集过程的研究相对薄弱,尤其是周期性的幔源岩浆在壳内分层侵位的受控因素仍然不清楚.本文利用二维热-力学数值模拟方法,通过发展多期岩浆脉冲和岩墙生成算法,研究了岩浆从深部地幔上升至地壳内部侵位的动力学过程,系统测试了地壳(围岩)地温梯度(上、下地壳的地温梯度分别以GUC和GLC表示)和地壳强度对岩浆上升过程和聚集样式的影响.模拟结果表明:(1)地壳地温梯度对岩浆的侵位深度有重要影响,岩浆侵入冷地壳(GUC=GLC=12.5K/km),岩浆主体在岩石圈深度聚集,地表的相对高差小于140m;岩浆侵入温地壳(GUC=GLC=15K/km)在下地壳底部聚集形成岩浆房,上升至上、下地壳界面,岩浆房上方的地表地形呈现中心拗陷两翼隆起的形态,地表最大高程可达3km;岩浆侵入热地壳(GUC=GLC=17.5K/km)仅在下地壳底部聚集形成岩浆房,地形演化特征与温地壳背景的情况类似,但最大高程小于1.5km.(2)在同等地壳地温梯度条件下,上、下地壳的相对强度决定了岩浆的聚集样式:下地壳的强度越弱,岩浆更易在下地壳聚集形成岩浆房;上地壳的强度越弱,岩浆更易在地表喷发.进一步分析表明:岩浆的聚集样式受地壳地温梯度与地壳流变分层性的共同控制,地壳越热且流变强度分层性越显著则越有利于岩浆在地壳中的多层级侵位;每一期岩浆脉冲的供给均会导致岩浆房内部的超压值骤增.我们的模拟结果对理解火山喷发前壳内岩浆的赋存状态及岩浆活动区的地形演化具有启示意义.

    岩浆地壳地温梯度粘度数值模拟

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    北山造山带马鬃山增生楔时空演化历史:来自野外精细解剖、碎屑锆石年代学和岩石地球化学的约束

    王嘉轩王盛栋张克信宋博文...
    1102-1122页
    查看更多>>摘要：北山造山带围限于华北克拉通、西伯利亚克拉通和塔里木克拉通之间,是中亚造山带南缘的重要组成部分,学界对其构造-地层区划和地质演化历史长期存在着不同认识.其中贾不泉口子地区的马鬃山增生楔是研究北山地区构造演化的天然载体,本文针对该增生楔的不同地质体开展了详细的识别和解剖,共识别出蛇绿混杂岩岩片、洋岛-海山岩片、洋内弧岩片、深海-半深海硅质岩岩片、活动陆缘-海沟浊积岩岩片和陆缘增生弧岩片等多种岩片类型.在马鬃山增生楔活动陆缘-海沟浊积岩岩片中的两件凝灰质粉砂岩样品(P3-57、P3-110)和一件含砾岩屑砂岩样品(P3-82)获得最大沉积年龄分别为410Ma、430Ma和286Ma.本研究对北山地区古生代的构造古地理格局演变具有重要的约束作用,具体表现为:(1)贾不泉口子地区的马鬃山增生楔岩石组合、变质变形程度与年代学研究存在一定差异,应该对不同类型岩片予以解构分析,还原不同类型岩片的构造古地理背景;(2)贾不泉口子地区的马鬃山增生楔中的3件基质样品的碎屑锆石年龄谱表现出～2.5Ga、～1.5Ga、～0.9Ga、～450Ma、～430Ma、～410Ma、～350Ma和～288Ma的多峰值频谱特征,分别记录了北山地区的变质结晶基底、哥伦比亚和罗迪尼亚超大陆的聚合-裂解事件、活动大陆边缘多期次构造-岩浆事件、残留洋盆以及同碰撞造山快速携入马鬃山增生楔;(3)北山造山带的碎屑锆石年龄频谱占比分布规律存在明显的南北差异,表明马鬃山增生楔的物源区整体上由前寒武纪时期缝合带北侧提供转向由二叠纪时期缝合带南侧提供.

    洋板块地质学增生楔碎屑锆石年龄北山造山带岩相古地理

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    白乃庙-吉中造山带东段早古生代地层的识别及其地质意义

    那福超付俊彧宋维民孙巍...
    1123-1141页
    查看更多>>摘要：白乃庙-吉中造山带中的诸多前寒武纪地体是否属于同一个微陆块一直存在着争议,由此制约了对该造山带前寒武纪构造演化及其中微陆块基底构造亲缘性的认识.对造山带东段吉林南部头道沟组的野外观察及锆石U-Pb年代学研究表明,该地层形成时代为631～460Ma,是长春-延吉蛇绿混杂岩带的重要组成部分;白乃庙-吉中造山带东、西两段前寒武纪碎屑锆石年龄谱系和εHf(t)值均具有很好的相似性,同时造山带不同地区岩浆岩的锆石Hf同位素模式年龄和全岩Nd同位素年龄均具有很好的对应性,表明卷入该造山带的前寒武纪地体曾同属于一个微陆块;白乃庙-吉中造山带内的下古生界中存在大量泛非期碎屑锆石(～600Ma),结合造山带与冈瓦纳大陆的前寒武纪碎屑锆石年龄谱系和εHf(t)值的高度吻合性,我们认为该造山带中的微陆块可能来自于冈瓦纳大陆,但其在冈瓦纳大陆中的位置与中亚造山带东段的其他地块(额尔古纳、兴安及布列亚-佳木斯-兴凯地块)相距较远.

    白乃庙-吉中造山带头道沟组碎屑锆石冈瓦纳大陆构造亲缘性

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    原特提斯洋在滇西南地区的俯冲记录:来自保山地块奥陶纪花岗岩的年代学、地球化学以及Hf-Nd同位素的支持

    王晨刘正宏李刚刘俊来...
    1142-1162页
    查看更多>>摘要：中国西南地区在早古生代期间位于冈瓦纳大陆北缘,该地区保存有早古生代岩浆岩记录,它们的形成与原特提斯洋的演化密切相关.本文报道了滇西南地区保山地块平达乡附近的早古生代花岗岩的岩石学、全岩主-微量地球化学、LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄、锆石Hf同位素和磷灰石Nd同位素组成,以探讨保山地块早古生代花岗岩的岩石成因、岩浆源区性质以及岩体形成的地球动力学机制.通过对保山地块平达花岗岩中岩浆锆石开展LA-ICP-MS U-Pb同位素测试,结果显示花岗岩形成于465.9～454.9Ma,是中-晚奥陶世岩浆作用的产物.平达岩体主体岩性为二长花岗岩,主要矿物组成为斜长石、石英和碱性长石(条纹长石和正长石),次要矿物为黑云母和白云母.本文报道的花岗岩样品显示出高的SiO2(72.16％～76.87％)和 Al2O3(12.50％～14.36％)含量,低的 MgO(0.12％～0.64％)、Mg#(20.9～35.9)、Cr 和 Ni 含量以及较高的 Rb/Sr和Rb/Ba比值;结合花岗岩较高的A/CNK值(1.06～1.45),显示弱过铝质至强过铝质的特征,表明其属于S型花岗岩.此外,平达岩体二长花岗岩样品具有低的Al2O3/TiO2比值和变化的CaO/Na2O、Rb/Sr、Rb/Ba比值,表明其岩浆源区包含泥质岩石和砂质岩石,显示混合源区的特征.结合滇西南早古生代二长花岗岩变化较大的锆石εH1(t)值(-11.10～-4.05)、磷灰石εNd(t)值(-8.76～-6.96)和Hf同位素二阶段模式年龄(2140～1704Ma),表明它们的岩浆源区为古元古代地壳中泥质岩石和砂质岩石混合源区.综合滇西南地区广泛发育的早古生代岩浆岩以及同时期的蛇绿混杂岩记录,本文认为保山地块早古生代S型花岗岩是地壳沉积组分部分熔融的产物,形成于原特提斯洋西向俯冲相关的活动大陆边缘背景.

    早古生代花岗岩原特提斯洋保山地块岩石成因S型花岗岩西向俯冲

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    云南中甸地区斑岩体锆石微量元素与Hf-O同位素特征及其对成岩成矿的启示

    莫雷冷成彪陈喜连李凯旋...
    1163-1184页
    查看更多>>摘要：中甸铜多金属成矿带位于义敦岛弧南缘,被分为东、西两个斑岩带.本文以东斑岩带的普朗、地苏嘎岩体,西斑岩带的雪鸡坪岩体为研究对象,通过锆石微量元素和Hf-O同位素特征研究,结合所收集到的这些岩体的全岩地球化学数据,来揭示两个斑岩带的岩浆来源与演化过程、构造背景,并探讨造成其成矿差异的控制因素.结果表明,3个岩体所含锆石都亏损轻稀土、富集重稀土,具有明显的Ce正异常和Eu负异常,Th/U平均值分别为0.19、0.27、0.13,均为岩浆锆石.普朗、地苏嘎和雪鸡坪岩体锆石 εHf(t)值分别为-0.31±0.6、0.0±0.6、1.71±0.7,锆石 δ18O 值分别为 6.2±0.3‰、6.2±0.4‰、6.1± 0.4％c;3个岩体的源区相差不大,均为壳幔岩浆混合,但普朗和地苏嘎岩体地壳物质贡献更多.全岩主微量元素变化特征与锆石Nb/Yb和Th/Nb与Eu/Eu*的相关性显示东斑岩带的普朗和地苏嘎岩体比西斑岩带的雪鸡坪岩体的结晶分异程度更高.在锆石微量元素构造判别图解中,这些岩体均落在火山弧或与弧相关的造山环境范围.结合全岩的Nb-Y和Rb-(Y+Nb)判别图解,以及中甸地区成岩年龄的统计,进一步判定东、西斑岩带岩体均形成于与晚三叠世甘孜-理塘洋壳西向俯冲相关的大陆弧背景.采用锆石氧逸度计估算的普朗、地苏嘎和雪鸡坪岩体的氧逸度分别为△FMQ+1.58、△FMQ+1.42、△FMQ+1.91(QFM为石英-铁橄榄石-磁铁矿缓冲剂).结合Eu/Eu*值和全岩V/Sc比值分析,发现3个岩体均有较高氧逸度,但普朗和地苏嘎的岩浆氧逸度略低于雪鸡坪,说明在相对较高氧逸条件下,氧逸度高低与成矿规模不成比例.3个岩体的锆石结晶温度分别为769±34℃、783±36℃、819±40℃.结合全岩Sr/Y比值,发现普朗和地苏嘎岩浆含水量高于雪鸡坪.由此推断,更高的水含量和岩浆分异度可能是东部斑岩带比西部斑岩带发育更多斑岩矿床的重要原因,这也暗示东斑岩带具有更大的找矿潜力.

    锆石微量元素Hf-O同位素岩石成因成矿作用中甸斑岩带

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    北苏鲁威海地区共生伟晶岩脉-钙硅酸盐岩的形成机制和地质意义

    康嘉淳宋里豪王淞杰王淼...
    1185-1204页
    查看更多>>摘要：威海位于苏鲁造山带最北端,出露片麻岩和榴辉岩等多类超高压岩石,是研究大陆俯冲带变质、深熔和熔体效应的理想靶区.基于详细野外观察,本文对该区的一套钙硅酸盐岩、伟晶岩脉和寄主片麻岩进行了岩相学、地球化学和锆石年代学等研究,旨在深入探究超高压变质岩的多期熔融及与之伴随的地质过程.阴极发光显示,三类岩石中的锆石整体具有核-边结构,继承核年龄为859±20Ma～272±6Ma,与苏鲁变质岩内大多残余岩浆锆石的年龄一致.新生锆石共记录了约237± 4Ma、224±7Ma-218±2Ma和177±5Ma～166±3Ma等三组年龄.结合不同微区的稀土元素特征,本文认为,237±4Ma记录了峰期变质时代,而224±7Ma～218±2Ma和177±5Ma～166±3Ma年龄的锆石呈现典型的深熔锆石特征,分别代表俯冲陆壳折返至高压榴辉岩相和加厚地壳初始伸展阶段的部分熔融年代.伟晶岩与片麻岩中继承锆石的Hf同位素组成不同,表明形成伟晶岩的熔体并非寄主岩石直接熔融而来.此外,钙硅酸盐岩及其内部的单斜辉石具有极低的Cr、Ni等相容元素含量和负Eu异常特征,且均显示大离子亲石元素富集、高场强元素亏损的特点.并且,钙硅酸盐岩与苏鲁超高压片麻岩的Sr-Nd同位素组成接近,其内部继承/新生锆石与伟晶岩中相应锆石微区的Hf同位素组成一致.综合分析上述数据并结合前人成果,本文推测,钙硅酸盐岩为深俯冲陆壳折返阶段长英质熔体与片麻岩内部的大理岩团块发生熔岩反应所致.综上,本研究进一步约束了俯冲陆壳在折返及造山垮塌阶段两期熔融的时间及熔体来源等信息,并为大陆俯冲带深部的熔体效应和物质循环提供了参考.

    钙硅酸盐岩伟晶岩混合岩化片麻岩部分熔融苏鲁造山带

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    滇东南板仑磁铁矿集区矽卡岩矿物学、地球化学特征及其形成机制

    李睿昱覃小锋王宗起戴昱...
    1205-1230页
    查看更多>>摘要：位于华夏、扬子和印支板块交接部位的滇东南板仑磁铁矿集区属于个旧-文山-德保矽卡岩型锡钨多金属成矿带的重要组成部分.前人对该区矽卡岩型磁铁矿床的地质特征和矿床成因等进行了少量的研究工作,但对矽卡岩的成因尚缺乏系统的研究,这严重制约了对该矿集区内矽卡岩成因的认识及磁铁矿找矿潜力的准确评价.本文以矿集区内最为典型的坤洪和洞哈磁铁矿床的矽卡岩为主要研究对象,在对矽卡岩及相关岩石的野外地质特征和岩相学等方面进行详细研究的基础上,借助LA-ICP-MS和EPMA等方法手段,重点对矽卡岩及相关岩石的地球化学和矿物化学特征进行系统研究.结果表明,矽卡岩的成岩成矿演化过程可划分为早期进变质矽卡岩阶段、晚期退变质矽卡岩阶段和硫化物-碳酸盐阶段等3个阶段;(岩浆)热液成因的硅质岩条带与晚二叠世OIB型基性杂岩体(即"半瓦型"岩体)在原始地幔标准化微量元素蜘蛛网图和球粒陨石标准化稀土元素配分模式图上均存在显著的差异,而与中三叠世岛弧型中-基性杂岩体(即"安定型"岩体)的模式曲线较为相似,均显示出Nb、Ta、P和Ti等元素明显亏损的特征;矽卡岩的模式曲线与硅质岩条带的模式曲线也较为相似,且含矿矽卡岩比无矿矽卡岩无论在微量元素和稀土元素含量还是模式曲线上均更加接近于硅质岩条带.矿物化学的研究结果表明,第一世代石榴石属于钙铁-铁铝-钙铝榴石系列(And80-83Alm9-11 Gro5-7),含较多的钙铝榴石(Gro);而第二世代石榴石属于钙铁-铁铝榴石系列(And86-93Alm6-12),基本上不含或仅含极少量的钙铝榴石(Gro);由早期辉石→晚期辉石,辉石端员组分中钙铁辉石所占的比例相对减少,而透辉石的含量则具显著增加趋势.综合分析认为,形成矽卡岩的热液流体主要来源于中三叠世岛弧型中-基性杂岩体;矽卡岩型磁铁矿床的成岩成矿环境至少经历了从进变质矽卡岩阶段早期相对还原环境 进变质矽卡岩阶段晚期-退变质矽卡岩阶段相对氧化环境→后期硫化物-碳酸盐阶段相对还原环境的转变过程.

    矽卡岩矿物学地球化学形成机制板仑磁铁矿集区滇东南

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