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关键矿产资源铟:主要成矿类型及关键科学问题 被引量：21
1
作者 李晓峰 徐净 +1 位作者 朱艺婷 吕友虎 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期3292-3302,共11页
关键矿产资源(Critical Minerals)是国家经济繁荣、国防安全和技术飞跃的重要保障,是支撑我国战略性新兴产业(例如:洁净能源产业、光伏太阳能产业、新一代信息技术产业、航空航天装备等)快速稳定发展的重要金属原材料。世界主要经济发达... 关键矿产资源(Critical Minerals)是国家经济繁荣、国防安全和技术飞跃的重要保障,是支撑我国战略性新兴产业(例如:洁净能源产业、光伏太阳能产业、新一代信息技术产业、航空航天装备等)快速稳定发展的重要金属原材料。世界主要经济发达体(如:美国、日本、欧盟、澳大利亚等)均开展了关键矿产资源的评价,制定了相应的关键矿产资源发展战略,其评价方式也由一维向多维发展,并且把环境因素和资源的循环回收利用列入关键的评价指标。铟作为关键矿产资源之一,是太阳能光伏产业和ITO靶材主要的金属材料。它一般易于在岩浆结晶的晚期富集,但近年来发现它在一些镁铁质岩石中也有高度富集的现象,显示出铟地球化学性质的两面性,因此,全面评价不同地质体中铟的富集规律是解决未来铟资源安全稳定供给的主要途径。预料未来若干年SEDEX和VMS矿床有可能成为铟资源的主要来源,火山岩中的铟异常富集也应当引起足够的重视。铟的主要载体矿物是硫化物。在不同类型的矿床中,铟的富集对矿物有选择性。铟的选择性超常富集(如铟窗、铟爆)机制将是未来一段时间铟成矿作用研究中的重要领域,而铟的原位定量分析技术的突破是解决这一关键科学问题的关键。 展开更多
关键词 关键矿产资源 铟 超常富集机制 原位分析技术
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柴达木盆地南缘和北缘金属矿产资源地球物理勘查进展 被引量：7
2
作者 潘彤 喻忠鸿 +3 位作者 薛国强 刘红涛 周楠楠 孟军海 《地球科学与环境学报》 CAS 北大核心 2021年第3期568-586,共19页
柴达木盆地南缘和北缘地处秦祁昆成矿域西段,成矿条件优越,地质构造复杂。总结分析柴达木盆地南缘和北缘找矿模型和地球物理勘探现状,对深部找矿突破具有重大指导意义。柴达木盆地南缘和北缘矿床成因以喷流沉积型多金属矿、岩浆熔离型... 柴达木盆地南缘和北缘地处秦祁昆成矿域西段,成矿条件优越,地质构造复杂。总结分析柴达木盆地南缘和北缘找矿模型和地球物理勘探现状,对深部找矿突破具有重大指导意义。柴达木盆地南缘和北缘矿床成因以喷流沉积型多金属矿、岩浆熔离型镍铜钴矿、沉积型铁矿、层控型铅锌矿及热液型多金属矿为主。矿床形成时代分为前寒武纪、早古生代早中期、晚古生代、中生代4个时期,其成矿动力学机制包括伸展、挤压、局部伸展-挤压。由于矿体与围岩之间具有一定的物性差异,根据柴达木盆地南缘和北缘不同物性分布及成矿地质条件,优选重力、磁法、电法、地震等有效的地球物理方法进行探测,取得了一定的找矿效果。以夏日哈木镍铜矿床、锡铁山铅锌矿床、野马泉铁多金属矿床3个典型矿区为例,解剖当前柴达木盆地南缘和北缘矿产资源地质和地球物理找矿进展,并进一步指出今后的发展方向,包括移动平台探测技术、多分辨电磁探测理论与技术、综合地球物理数据联合反演技术以及人工智能与云计算技术等。 展开更多
关键词 地球物理勘查 金属矿床 成矿模型 发展方向 夏日哈木 锡铁山 野马泉 柴达木盆地
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我国钴镍矿床的成矿规律、科学问题、勘查技术瓶颈与研究展望 被引量：33
3
作者 苏本勋 秦克章 +6 位作者 蒋少涌 曹明坚 张招崇 张宏罗 薛国强 周涛发 莫江平 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期968-980,共13页
钴镍矿床主要有四类:岩浆型、红土型、沉积岩-变沉积岩容矿型和热液型。本文提出“纽带矿床”的概念,是指兼具多种不同类型或不同成矿元素组合的矿床,是不同矿床类型之间连接以及与成矿理论连接的结合点,也是成矿模型与找矿模型之间的... 钴镍矿床主要有四类:岩浆型、红土型、沉积岩-变沉积岩容矿型和热液型。本文提出“纽带矿床”的概念,是指兼具多种不同类型或不同成矿元素组合的矿床,是不同矿床类型之间连接以及与成矿理论连接的结合点,也是成矿模型与找矿模型之间的纽带。从金属共生关系的角度看,镍矿普遍伴生钴,但钴矿未必有镍;从元素地球化学的角度看,钴和镍在深部岩浆过程多共生,而在浅表热液、风化和沉积等过程多分离。据此提出钴镍成矿的关键科学问题为钴镍共生、分离和富集机理,主要包括:(1)岩浆-热液过程中的钴镍分离与富集机理;(2)风化-沉积过程中的钴镍共生-分离-富集机理。通过对四种类型典型矿床和纽带矿床的解剖,结合实验岩石学及数值模拟计算与钴镍赋存状态及富集规律的研究,有助于建立完整的钴镍成矿理论体系。同时,从更大尺度上来看,钴镍成矿和重大地质事件具有一定的耦合关系,镁铁-超镁铁岩体的成矿差异与构造背景息息相关,而热液改造在钴超常富集方面可能起到至关重要的作用。钴镍矿床赋矿地质体产状复杂多变,含矿岩体与围岩之间物性相似,钴-镍赋存状态多样,迫切要求解决钴镍矿床勘查的关键技术问题为多元多尺度勘查技术体系与含矿性评价,主要包括:(1)碳质层干扰下有效信号辨别提取技术;(2)小岩体和陡倾斜矿体的精细识别技术;(3)多元信息匹配关联与含矿性评价技术。我国钴镍资源分布特点和成矿特色要求在高效勘查技术体系的研发和集成时应优先考虑岩浆型钴镍矿,而沉积岩-变沉积岩容矿型和热液型钴镍矿床的找矿工作应借鉴同成因矿床或主矿种矿床的勘查方法。 展开更多
关键词 钴镍矿床 纽带矿床 钴镍共生分离 勘查技术
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成矿模式与找矿模式研究的现代科学技术 被引量：7
4
作者 曾庆栋 底青云 +2 位作者 薛国强 王功文 荆林海 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期295-308,共14页
为保障资源的可持续发展,地下深部资源勘探与开发是当前国内外许多国家重要的战略选择。地下深部是否存在优质矿产资源研究是开展深部找矿的前提。理想的成矿模式对指导找矿模式的构建具有重要的理论意义,而合理找矿模式的建立对于深部... 为保障资源的可持续发展,地下深部资源勘探与开发是当前国内外许多国家重要的战略选择。地下深部是否存在优质矿产资源研究是开展深部找矿的前提。理想的成矿模式对指导找矿模式的构建具有重要的理论意义,而合理找矿模式的建立对于深部找矿具有重要的指导意义。随着现代科学技术的持续发展,各种新技术不断用于地质研究及勘探中,使深入理解成矿作用,建立理想的成矿模式成为可能。目前,一些新技术如矿物原位U-Pb定年、原位成分、原位同位素分析等在成矿模式研究中已发挥重要作用,指导人们重新建立新的成矿模式;同样一些地球物理探测技术、地球化学探测技术等也正在找矿模式的建立中发挥重要作用,为深部矿的找寻提供更可靠的依据。因而成矿理论及综合地球物理、综合地球化学等现代科学技术的应用是当前及未来深部矿找矿工作的趋势。 展开更多
关键词 成矿模式 找矿模式 矿物微区分析技术 地球物理探测技术 地球化学探测技术
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中国还原性斑岩矿床研究进展及判别标志 被引量：10
5
作者 申萍 潘鸿迪 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期967-994,共28页
世界上大多数斑岩矿床的成矿流体为氧化流体(CO2>>CH4)。然而,Rowins(2000)提出一些斑岩Cu-Au矿床的成矿流体为富含CH4的还原流体,矿床缺乏磁铁矿、赤铁矿和硬石膏等表征高氧逸度的矿物,而发育大量的磁黄铁矿,矿床规模小,矿床形... 世界上大多数斑岩矿床的成矿流体为氧化流体(CO2>>CH4)。然而,Rowins(2000)提出一些斑岩Cu-Au矿床的成矿流体为富含CH4的还原流体,矿床缺乏磁铁矿、赤铁矿和硬石膏等表征高氧逸度的矿物,而发育大量的磁黄铁矿,矿床规模小,矿床形成与含钛铁矿的还原性的Ⅰ型花岗岩类有关,并将其称之为还原性斑岩Cu-Au矿床。我国学者研究发现,中国不但发育还原性斑岩铜矿床,还发育还原性斑岩-矽卡岩铜矿床和还原性斑岩钼矿床,我们建议将这三种矿床统称为还原性斑岩矿床。本文基于课题组近十年来的研究工作,并结合前人的研究成果,综合分析了中国发育的大中型还原性斑岩矿床的典型实例,在此基础上,重点阐明中国大型还原性斑岩矿床的特点、流体中CH4来源及其有关的成矿作用、容矿围岩特点、成矿岩浆氧化还原状态及其成因、矿床形成的构造背景等。与Rowins(2000)提出的还原性斑岩铜矿床规模小的特点不同,中国发育的一些还原性斑岩矿床规模大;我们研究还识别出该类矿床发育独特的热液矿物和矿石矿物,比如,还原性斑岩铜矿发育热液钛铁矿,矿石矿物以黄铜矿为主,罕见斑铜矿、辉铜矿等矿物;还原性斑岩钼矿床出现热液钛铁矿,矿石矿物以辉钼矿为主,罕见黑钨矿和锡石等矿物;还原性斑岩-矽卡岩铜矿床的矽卡岩期发育钙铝榴石、钙铁辉石等还原性矽卡岩矿物和大量的磁黄铁矿,热液期以发育黄铜矿而非斑铜矿和辉铜矿等矿石矿物为特征。因此,还原性斑岩矿床除了Rowins(2000)提出的发育富CH4还原流体和磁黄铁矿等识别标志之外,还可辅以独特的脉石矿物(如钛铁矿、钙铝榴石、钙铁辉石等)和简单的矿石矿物(如黄铜矿、辉钼矿等)这两个标志进行识别。中国还原性斑岩矿床含矿岩体的围岩中普遍发育还原性岩石(如含碳质沉积岩或火山沉积岩、含亚铁的火山岩或火山沉积岩等);对于成矿流体中CH4、C2H6等还原性气体的来源,多数学者认为CH4、C2H6等还原性气体主要源于还原性围岩,部分源于岩浆。关于还原性斑岩矿床的成矿岩体是否为含钛铁矿的、还原性的花岗岩类,目前研究较少且存在争议,多数学者认为成矿原始岩浆为氧化性岩浆,但其氧逸度偏低,少数学者认为成矿岩浆始终为还原岩浆。还原性斑岩矿床与经典的斑岩矿床的成矿构造背景类似,二者没有明显区别。还原性斑岩矿床显示的还原性热液蚀变和成矿特点均与成矿流体富含CH4还原气体密切相关,因此,富含CH4还原流体是还原性斑岩矿床形成的关键。 展开更多
关键词 还原性斑岩矿床 还原流体 CH_(4)来源 钛铁矿 判别标志
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行星矿产及行星资源地质学初论 被引量：6
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作者 秦克章 邹心宇 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期2276-2286,共11页
了解并利用行星矿产资源、可持续永久开发太空成为行星科学与深空探测的一项重要研究任务。而行星矿产资源的开发利用,需要运用行星科学与地质学特别是矿床学的基础理论,利用行星观测、探测及开发技术方法,研究行星矿产资源形成演化规律... 了解并利用行星矿产资源、可持续永久开发太空成为行星科学与深空探测的一项重要研究任务。而行星矿产资源的开发利用,需要运用行星科学与地质学特别是矿床学的基础理论,利用行星观测、探测及开发技术方法,研究行星矿产资源形成演化规律,查明行星矿产资源的类型、特征、储量和分布规律;进行行星矿产资源的地质调查、岩石-矿石成分、结构与性能、元素赋存状态、开发利用条件评价与预测,为行星矿产资源开发与太空的可持续永久开发建设提供基础理论与关键技术方法。因此,行星矿产资源学是研究行星矿产资源的品种、类型与分布规律、行星矿产资源成因演化与比较行星成矿学、行星矿产资源勘查评价技术与开采利用工程学的交叉学科。笔者从行星资源地质学的视角,从地球与月球的层圈结构、演化历史、岩石组成与表生环境,研判月球可能产出的矿产资源类型。认为与月海玄武岩、月幔(柱)和陨石撞击成因的层状岩体与镁铁-超镁铁质小岩体有关的铬铁矿-铜镍钴硫化物-铂族元素-钒钛磁铁矿-金刚石矿产,KREEP岩以及月幔柱熔融上覆岩石圈所产生碱性岩相伴的铌-钽-铍-铀等稀有-稀土矿产,具有形成条件与产出可能,从而拓展可能的矿产类型、品种,从更宽广的视角研究月球矿产并规划月球基地建设资源供给。火星上由于水(以及可能存在的板块构造)的存在,除岩浆矿床之外,火星可能具备发育与化学风化沉积、次生富集作用以及变质作用有关矿产的形成条件,具有形成金属与非金属资源的禀赋,可与地球矿产相媲美。未来行星资源地质学应加强地质学、行星化学、行星地质学、行星物理学、矿业工程、冶金工程和材料学的交叉融合及理论应用,发展行星地质勘探方法与智能机器人工程技术,发展高/低温、高/低压、高辐照、低/微重力环境条件下样品采集、加工、多尺度测试分析理论与方法,培养行星资源地质资源与开发工程学科人才。 展开更多
关键词 月球矿产资源 火星矿产 行星资源地质学 月幔柱与陨石冲击成因镁铁-超镁铁岩相伴矿产 KREEP碱性岩相伴稀有金属矿产 分布规律 开发利用
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稀有金属锂铍矿床研究中的几个关键科学问题——代序 被引量：5
7
作者 李晓峰 韦星林 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期1843-1847,共5页
20世纪30年代以来,国内外稀有金属矿床成因研究一直存在着争论,尤其在相关岩石的岩浆源区、岩浆的分异程度、岩浆-热液转换过程、流体作用及其对稀有金属富集成矿的贡献等方面的科学问题还存在不同认识;对于锂铍等超轻元素来说,测试技... 20世纪30年代以来,国内外稀有金属矿床成因研究一直存在着争论,尤其在相关岩石的岩浆源区、岩浆的分异程度、岩浆-热液转换过程、流体作用及其对稀有金属富集成矿的贡献等方面的科学问题还存在不同认识;对于锂铍等超轻元素来说,测试技术的难点也制约了稀有金属锂铍矿床成因机制方面的研究。近年来,战略性新兴产业的蓬勃发展促进了新一轮稀有金属矿床找矿勘查和成因研究的高潮。在中国科学院地质与地球物理研究所吴福元院士的部署和组织下,经过两年多的努力,第二次青藏高原科学考察综合研究专题“稀有金属资源现状与远景评估”(2019QQKZ0802)和中国科学院地质与地球物理研究所重点部署项目“关键矿产资源锂铍的成矿理论创新与实践探索”(IGGCAS-201902)的课题组成员围绕锂铍的富集成矿机理开展了工作,在(1)青藏高原及其邻区稀有金属富集机理和成矿潜力、(2)中国东部火山岩型铍矿成矿潜力和找矿远景、(3)中国西部风化壳型元素Li-REE的富集机制、(4)元素铍的原位分析技术、(5)高分异花岗岩富集成矿判别标识的实践探索等5个方面取得了重要的进展。 展开更多
关键词 稀有金属矿床 火山岩型铍矿 风化壳型锂矿 淡色花岗岩 铍元素分析技术
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废弃矿井煤层气资源地球物理勘探研究进展 被引量：3
8
作者 余传涛 柳春林 +2 位作者 薛俊杰 张富明 李勇 《吉林大学学报(地球科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1991-2005,共15页
煤炭开采形成大面积的采空区和数量众多的废弃矿井,在这些废弃矿井中蕴藏着大量的煤层气资源。区别于常规煤层气资源,废弃矿井煤层气资源的勘探和开发受到采空区分布、覆盖层、围岩情况、裂隙带发育情况、煤层顶底板情况、煤矿开采方式... 煤炭开采形成大面积的采空区和数量众多的废弃矿井,在这些废弃矿井中蕴藏着大量的煤层气资源。区别于常规煤层气资源,废弃矿井煤层气资源的勘探和开发受到采空区分布、覆盖层、围岩情况、裂隙带发育情况、煤层顶底板情况、煤矿开采方式以及采空区地下水等情况的综合影响,利用地球物理勘探技术可以为废弃矿井煤层气的开发提供技术支持。本文介绍了山西煤炭地质的基本情况,分析了采空区坍塌及积水的机制,以及围岩与采空区的地震波场特征、电性特征、激发极化特征和放射性氡异常特征;介绍了地震法、直流电法、可控源音频大地电磁法、瞬变电磁法、激发极化法、放射性勘探法、微动勘探法、航空瞬变电磁法和半航空瞬变电磁法探测采空区的原理、方法及应用。指出开发、研究新的地球物理方法,建立多方法、多维度、多空间的采空区综合探测体系,充分利用地球物理大数据,深入发掘人工智能反演技术,可为我国废弃矿井煤层气资源的勘探和开发提供技术支持。 展开更多
关键词 废弃矿井 煤层气 采空区 地球物理勘探
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新疆阿尔泰可可托海矿区伟晶岩成因与矿化潜力研究:来自石英SEM-CL和微量元素的指示 被引量：1
9
作者 曹冲 申萍 +3 位作者 冯浩轩 罗耀清 楚翔凯 任文斌 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期889-906,共18页
新疆阿尔泰可可托海3号脉矿床是世界瞩目的伟晶岩型稀有金属Li-Be-Nb-Ta-Rb-Cs-Hf矿床。尽管前人对3号脉伟晶岩矿床已经进行了大量的研究工作,然而在伟晶岩稀有金属成矿潜力以及伟晶岩成因问题上仍存在一些争议。本文以发育在可可托海... 新疆阿尔泰可可托海3号脉矿床是世界瞩目的伟晶岩型稀有金属Li-Be-Nb-Ta-Rb-Cs-Hf矿床。尽管前人对3号脉伟晶岩矿床已经进行了大量的研究工作,然而在伟晶岩稀有金属成矿潜力以及伟晶岩成因问题上仍存在一些争议。本文以发育在可可托海矿区不同规模的伟晶岩脉以及淡色花岗岩为研究对象,利用石英SEM-CL和原位微量元素技术手段,查明各伟晶岩脉和花岗岩的稀有金属禀赋差异及成因联系。研究结果表明,石英的Li和Al含量可以用来指示伟晶岩的矿化潜力。与1号和2号伟晶岩脉相比,3号伟晶岩脉具有更宽的分异范围,以石英中Ge/Ti变化于1.83×10^(-6)~159×10^(-6)范围为特征,更高的Li含量,其中外侧带平均Li含量为39×10^(-6),因而成矿潜力最大。此外,证实了白云母钠长花岗岩为矿化花岗岩,其微量元素组成和演化程度与3号脉伟晶岩外侧带相当,而白云母碱长花岗岩为贫矿花岗岩。更重要的是,本文利用各伟晶岩结构分带内的石英中Ge/Ti-Ge以及Ge/Ti-Al/Ti图解,确定了各伟晶岩脉具有相似的演化趋势,指示它们可能源于相同的花岗岩母岩。与世界上典型的RMG(花岗岩浆演化后残余熔浆结晶)和DPA(直接深部地壳熔融)成因的伟晶岩相比,可可托海矿区含矿伟晶岩和花岗岩中石英微量元素与RMG成因伟晶岩存在地球化学亲和性,这指示它们来源于花岗质岩浆的残留熔浆。 展开更多
关键词 可可托海稀有金属伟晶岩型矿床 石英微量元素 成矿潜力 岩石成因
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我国深地资源电磁探测新技术研究进展 被引量：116
10
作者 底青云 朱日祥 +2 位作者 薛国强 殷长春 李貅 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期2128-2138,共11页
诸多研究表明我国深部资源潜力巨大,但目前的开发开采深度普遍停留在500m以浅,开展"攻深探盲"是构建国家资源安全体系的有效途径.应用最先进的科学技术手段,提取深部地质信息,已成为我国当前地球物理科学研究的发展方向.作为... 诸多研究表明我国深部资源潜力巨大,但目前的开发开采深度普遍停留在500m以浅,开展"攻深探盲"是构建国家资源安全体系的有效途径.应用最先进的科学技术手段,提取深部地质信息,已成为我国当前地球物理科学研究的发展方向.作为地球物理学的重要分支,电磁法是矿产资源探查的主体手段之一.在分析我国现阶段航空、地面及海洋电磁探测技术进展的基础上,本文重点说明了极低频电磁法(简称WEM法),多通道瞬变电磁法(简称MTEM)和电性源短偏移瞬变电磁法(简称SOTEM)等电磁探测新技术.WEM法建立一套包括岩石层、大气层和电离层在内的全空间电磁传播理论,通过新研制的观测系统,获取地下10km的地电信息;MTEM方法是地下埋深4km目标体精细勘查的有效手段;SOTEM实现地下1.5km深度范围内目标体的精细探测.通过多种电磁探测技术组合,可实现地下10km深度范围内多尺度探测,达到"望远镜+放大镜+显微镜"探测效果.同时,本文指出进一步研发与新方法配套的装备、资料处理技术和大数据人工智能识别等将是我国电磁法未来的发展方向. 展开更多
关键词 深部资源勘查 极低频电磁法 多通道瞬变电磁法 短偏移瞬变电磁法
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短偏移距瞬变电磁法探测技术与应用研究新进展
11
作者 薛国强 《物探与化探》 CAS 2024年第5期1165-1168,共4页
人工源电磁法是深部资源探查的重要手段,其核心在于通过创新技术提升探测深度和精度。电磁法的探测模式由远场转向近场是电磁法的重要变革,研究近源电磁探测方法是近年来的国际前沿。基于最新发展的广域电磁法和多通道瞬变电磁法,作者... 人工源电磁法是深部资源探查的重要手段,其核心在于通过创新技术提升探测深度和精度。电磁法的探测模式由远场转向近场是电磁法的重要变革,研究近源电磁探测方法是近年来的国际前沿。基于最新发展的广域电磁法和多通道瞬变电磁法,作者团队提出短偏移距瞬变电磁法(SOTEM)。该方法的特点在于收发距离小,短偏移情况下信号更强、带宽更宽,更有利于实现大深度和高精度的探测。本专栏收集了8篇关于短偏移距瞬变电磁探测方法、技术、软件和应用的文章,这些研究成果将有力支持更深层次的精细探测需求。 展开更多
关键词 短偏移距瞬变电磁法 探测技术 应用研究 新进展
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中非新元古代造山带钴超常富集研究进展与展望 被引量：1
12
作者 刘天宇 邱正杰 +4 位作者 周伶俐 胡乔帆 莫江平 曾庆栋 范宏瑞 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期3037-3054,共18页
钴被誉为“低碳能源金属”,是我国乃至全球急缺的关键金属矿产。中非新元古代铜钴矿带内的沉积岩容矿型铜钴矿床每年为全球提供了60%以上的钴金属产量,是研究钴超常富集的最佳区域。前人对该矿带的研究主要聚焦于铜的成矿作用,然而该矿... 钴被誉为“低碳能源金属”,是我国乃至全球急缺的关键金属矿产。中非新元古代铜钴矿带内的沉积岩容矿型铜钴矿床每年为全球提供了60%以上的钴金属产量,是研究钴超常富集的最佳区域。前人对该矿带的研究主要聚焦于铜的成矿作用,然而该矿带内的铜矿床并非都伴生钴,目前对伴生钴的来源-富集过程及其与沉积、成岩、造山作用的成因联系仍缺乏系统研究。本文综述了中非铜钴矿带内沉积岩容矿型铜钴矿床主要研究进展及存在问题,认为超大陆裂解过程改变了中非铜钴矿带的沉积盆地环境,使得钴在沉积地层中发生初始预富集,此外古气候条件,包括增氧事件和冰川事件,也可能对该矿带内的大规模钴的聚集产生了积极作用。新元古代造山作用重新活化沉积地层呈分散分布的钴元素,导致钴的进一步富集。因此,中非铜钴矿带中的钴超常富集是大气-地球-水圈-生物圈之间长期相互作用而形成的成矿效应。在矿床尺度,深入理解沉积岩容矿型铜钴矿床的形成过程,有助于在中非铜钴矿带,甚至在全球其他有利沉积盆地内,勘探更多的钴资源。 展开更多
关键词 新元古代 造山带 钴超常富集 沉积岩容矿型铜钴矿床 中非铜钴矿带
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镍同位素在高温岩浆系统中的研究进展和矿床学应用 被引量：1
13
作者 张泽 薛胜超 +4 位作者 唐冬梅 王路阳 王晓曼 田洪庆 张瑞麟 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1959-1971,共13页
Ni同位素在高温岩浆系统中被识别出高达4‰的δ60/58 Ni变化范围,打破了传统元素质量数越大同位素分馏相对越小的观点,这种高温岩浆体系中产生的巨大的同位素分馏可能是多个平衡同位素分馏过程叠加和/或动力学分馏导致的,因而也被应用... Ni同位素在高温岩浆系统中被识别出高达4‰的δ60/58 Ni变化范围,打破了传统元素质量数越大同位素分馏相对越小的观点,这种高温岩浆体系中产生的巨大的同位素分馏可能是多个平衡同位素分馏过程叠加和/或动力学分馏导致的,因而也被应用到岩浆铜镍硫化物矿床中。前人对高温岩浆过程Ni同位素分馏机理的认识包括:(1)玄武岩难以代表地幔的Ni同位素组成;(2)地幔部分熔融和壳源物质循环不会产生明显的Ni同位素分馏,地幔交代作用是导致地幔Ni同位素不均一的主要原因;(3)硫化物参与的过程是高温岩浆体系产生Ni同位素变化的主控因素,例如,硫化物的溶解、结晶、熔离以及和硅酸盐岩浆的相互作用。目前Ni同位素在高温地质过程中的研究与应用还处于发展阶段,同位素分馏系数和简约配分函数比等参数有待确定,需要结合更精确的模拟计算和更合理的高温高压实验来解决。查明地幔交代过程中Ni同位素分馏的具体机制,有望精准识别地幔源区的岩石性质和精细交代过程;Ni和Cu同位素的联合应用在岩浆铜镍矿床的金属富集机制和地球动力学环境研究方面显示出巨大潜力。 展开更多
关键词 Ni同位素 同位素分馏 地幔交代 岩浆铜镍硫化物矿床 高温地质过程
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东昆仑洪水河铁锰多金属矿床钴镍矿化的发现及其赋存状态研究
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作者 刘永乐 张连昌 +7 位作者 李文 张新 李文君 董志国 朱明田 王长乐 李有录 张大明 《地质科学》 CSCD 北大核心 2024年第6期1575-1587,共13页
洪水河沉积型铁锰矿床位于青海东昆仑北带,容矿围岩为中元古界蓟县系狼牙山组细碎屑岩—碳酸盐岩。洪水河矿床具有铁矿体与锰矿体平行共存的特征,共圈出铁锰矿体7条,矿体展布受地层岩性控制,矿床规模达到中型以上。本次研究通过详细的... 洪水河沉积型铁锰矿床位于青海东昆仑北带,容矿围岩为中元古界蓟县系狼牙山组细碎屑岩—碳酸盐岩。洪水河矿床具有铁矿体与锰矿体平行共存的特征,共圈出铁锰矿体7条,矿体展布受地层岩性控制,矿床规模达到中型以上。本次研究通过详细的野外地质调查、钻孔岩心编录与采样、显微观察和扫描电镜分析,首次在I-1矿体发现了独立钴矿物(硫钴矿和硫镍钴矿)和镍矿物(硫镍矿),并通过初步的化学分析圈定了具有较大规模的钴(镍)矿体。矿石构造及矿物组合特征反映洪水河矿床铁、锰、钴(镍)矿化经历了沉积—成岩期、变质变形期和表生氧化3个成矿期次。综合研究表明,洪水河矿区无论是浅部还是深部,以及外围地区,均具有优越的钴镍矿产找矿前景,值得开展进一步的找矿勘查工作。 展开更多
关键词 中元古界 洪水河铁锰矿床 钴镍矿化 找矿前景 青海东昆仑
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钙同位素在古海洋研究中的应用及进展
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作者 陈西源 周锡强 +3 位作者 孙剑 高炳宇 李润 汤冬杰 《沉积学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期1-19,共19页
【意义】钙(Ca)是重要的造岩元素和生命必需元素,广泛参与地球表层物质循环过程,并记录着海洋环境及其演化。钙同位素在地球表层无机和有机作用过程中可发生不同程度的分馏,对于研究海洋钙循环和地球表层圈层相互作用具有重要价值。伴... 【意义】钙(Ca)是重要的造岩元素和生命必需元素,广泛参与地球表层物质循环过程,并记录着海洋环境及其演化。钙同位素在地球表层无机和有机作用过程中可发生不同程度的分馏,对于研究海洋钙循环和地球表层圈层相互作用具有重要价值。伴随着相关分析测试技术的进步,钙同位素日益成为重要的地球化学研究手段。鉴于钙同位素近年来在古海洋研究领域的广泛应用,有必要对其进行综述。【方法】以前人文献资料为基础,系统地介绍了钙同位素的基本原理、分馏机理、海洋钙循环及其同位素特征等方面的研究进展,进一步对其在碳酸盐岩成岩作用评估、深时海水钙同位素组成厘定、海洋钙循环重建等领域的应用进行了介绍和探讨,并对钙同位素在古海洋领域的发展方向进行了展望,以期促进深时钙循环研究。【结论和展望】钙同位素作为研究海洋钙循环的一把钥匙,日益成为一种重要的研究手段。目前,对钙同位素在不同矿物体系中的分馏机理已建立基础的认识,海洋钙源—汇通量及其钙同位素组成也得到初步的厘定。未来可进一步优化钙同位素分析测试方法,完善钙同位素分馏理论与深时海水钙同位素演化曲线,加强对古今海洋钙循环源—汇通量、钙同位素特征及其影响因素的多指标和定量化研究,提升对钙地球化学循环过程的认识。 展开更多
关键词 钙同位素 古海洋 钙循环 成岩作用
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利用地震反射剖面研究辽东青城子矿集区浅层地壳结构
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作者 贾民强 徐涛 +2 位作者 曾庆栋 苗来成 杨进辉 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期3781-3795,共15页
青城子矿集区位于辽东地区中部,发育大量的金及铅锌矿床.尽管前人对矿集区内的矿床进行了大量的地质研究,但仍存在矿集区控矿构造延深情况不清、浅层地质格架不明的问题,制约了对矿集区成矿作用的认识及下一步的找矿工作.本文基于青城... 青城子矿集区位于辽东地区中部,发育大量的金及铅锌矿床.尽管前人对矿集区内的矿床进行了大量的地质研究,但仍存在矿集区控矿构造延深情况不清、浅层地质格架不明的问题,制约了对矿集区成矿作用的认识及下一步的找矿工作.本文基于青城子矿集区布设的二维反射地震测线,通过偏移成像获得了矿集区9 km以浅地质构造特征,结果表明:(1)青城子矿集区的上地壳呈现“双层”结构特征,即古元古代变沉积岩系辽河群覆于太古代基底之上,同时还反映出该地区辽河群可分为上、中、下三个地层层序,其界面及展布形态等较为清楚,总体厚度5000~6700 m;(2)矿集区构造格架是以尖山子深大断裂为根带的一个逆冲推覆体系,为分析白云、小佟家堡子金成矿构造样式及成矿提供了可靠的依据;北西向尖山子断裂为青城子矿集区内一级控矿断裂,可能是区内的导矿构造,控制着青城子东部地区金矿床的空间展布;(3)在小佟家堡子断裂下盘大石桥组地层内部解译出一个隐伏岩体,推测其可能是与金成矿有成因关系的印支-燕山期岩体,暗示青城子矿集区深部具有较好金成矿潜力;并在此基础上建立了该区金成矿模式,为确定深部找矿远景区指明了方向. 展开更多
关键词 偏移成像 地壳结构 青城子矿集区 金成矿 成矿模型
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基于监督下降法的短偏移距瞬变电磁快速反演研究
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作者 饶丽婷 武欣 +2 位作者 郭睿 党博 党瑞荣 《物探与化探》 CAS 2024年第5期1199-1207,共9页
短偏移距瞬变电磁法(简称SOTEM)通常采用传统式基于物理建模的反演方法,反演效率较低,不易灵活融入先验信息,而基于数据驱动的反演方法能够提高反演精度与效率,泛化能力却难以保证。为了提高SOTEM数据反演的精度和效率,并兼顾可靠的泛... 短偏移距瞬变电磁法(简称SOTEM)通常采用传统式基于物理建模的反演方法,反演效率较低,不易灵活融入先验信息,而基于数据驱动的反演方法能够提高反演精度与效率,泛化能力却难以保证。为了提高SOTEM数据反演的精度和效率,并兼顾可靠的泛化能力,本文探索了一种融合物理建模与数据驱动的反演方法,将机器学习中监督下降法应用于SOTEM数据反演中。基于监督下降法的SOTEM数据反演分为线下训练和线上预测,线下训练时通过合理的训练集灵活融入先验信息,获得隐含模型特征的平均下降方向,线上预测时借助物理建模函数和训练所得下降方向,在传统反演框架下完成模型参数重建。文中利用层状大地模型构建训练集和测试集,实现了基于监督下降法的SOTEM数据一维反演,并与传统Occam算法进行了对比。结果表明:基于监督下降法的SOTEM反演效率大幅提升,反演精度较高,具有良好的泛化能力。 展开更多
关键词 瞬变电磁法 SOTEM 快速反演 监督下降法 机器学习
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EH4连续电导率成像仪在隐伏矿体定位预测中的应用研究 被引量：62
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作者 申萍 沈远超 +3 位作者 刘铁兵 李光明 秦克章 曾庆栋 《矿床地质》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期70-78,共9页
EH4连续电导率成像仪是近几年美国生产的快速高效的数字化地球物理探测仪器，其基本配置（10～100kHz）的装置能测量地表以下1000m深度范围内地质体的连续视电导率值，作者对25个不同类型的金属矿床进行了隐伏矿定位预测，取得了显著的... EH4连续电导率成像仪是近几年美国生产的快速高效的数字化地球物理探测仪器，其基本配置（10～100kHz）的装置能测量地表以下1000m深度范围内地质体的连续视电导率值，作者对25个不同类型的金属矿床进行了隐伏矿定位预测，取得了显著的效果。经钻孔验证后显示：①岩浆熔离型铜镍硫化物矿床，很好地反映了基性-超基性杂岩体的形态和规模，并识别了岩体的不同岩相，得出矿化异常岩相呈盆状，电阻率为130～300Ω·m的结论；②斑岩型-浅成低温铜金矿床，区分了隐伏斑岩和矿化蚀变带，确认矿化异常在隐伏斑岩外围呈面状分布，矿化异常体的电阻率小于100Ω·m；③韧性剪切带型金矿床，明显区分了矿化蚀变构造带和围岩，矿化异常形态呈脉状，电阻率小于200Ω·m。这3个矿床实例研究表明，EH4连续电导率成像仪测量所得的二维视电阻率-深度剖面图能清晰地反映地下不同地质体的精细电阻率结构，判读含矿构造带以及矿化异常在空间上的展布，因此，EH4连续电导率成像仪在隐伏矿定位预测方面将起到重要的作用。 展开更多
关键词 地球物理 EH4连续电导率成像仪 矿化异常 隐伏矿体 铜镍矿床 斑岩铜矿 金矿床
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华北克拉通前寒武纪BIF铁矿研究:进展与问题 被引量：150
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作者 张连昌 翟明国 +4 位作者 万渝生 郭敬辉 代堰锫 王长乐 刘利 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期3431-3445,共15页
研究表明,BIF铁矿在华北克拉通的分布具有一定规律性。大规模BIF铁矿主要发育在绿岩带分布区的鞍山-本溪、冀东、霍邱-舞阳、五台、鲁西和固阳等地;华北克拉通时代最古老的BIF形成于古太古代,最年轻BIF形成于古元古代早期,但BIF铁矿的... 研究表明,BIF铁矿在华北克拉通的分布具有一定规律性。大规模BIF铁矿主要发育在绿岩带分布区的鞍山-本溪、冀东、霍邱-舞阳、五台、鲁西和固阳等地;华北克拉通时代最古老的BIF形成于古太古代,最年轻BIF形成于古元古代早期,但BIF铁矿的峰期为新太古代晚期(2.52～2.56Ga);BIF铁矿类型可划分为阿尔戈马型和苏比利尔湖型两类,但华北以晚太古代绿岩带中的阿尔戈马型为主,仅吕梁的古元古代袁家村铁矿具典型苏比利尔湖型铁矿特征。根据BIF在绿岩带序列中的产出部位和岩石组合关系,可将华北BIF划分为:1)斜长角闪岩(夹角闪斜长片麻岩)-磁铁石英岩组合;2)斜长角闪岩-黑云变粒岩-云母石英片岩-磁铁石英岩组合;3)黑云变粒岩(夹黑云石英片岩)-磁铁石英岩组合;4)黑云变粒岩-绢云绿泥片岩-黑云石英片岩-磁铁石英岩组合;5)斜长角闪岩(片麻岩)-大理岩-磁铁石英岩组合等5种类型。华北克拉通BIF形成时代与早前寒武纪岩浆活动的时间基本一致(2.5～2.6Ga),但与华北克拉通陆壳增生的峰期(2.7～2.9Ga)有一定偏差,其原因可能与新太古代晚期华北克拉通构造-热事件十分强烈有关。华北克拉通新太古代BIF大多形成于岛弧环境,但局部地区(如固阳)BIF铁矿可能形成于深部有地幔柱叠加的岛弧环境。华北克拉通BIF富矿主要有三种类型:原始沉积、受后期构造-热液叠加改造和古风化壳等,但总体不发育富铁矿,国外发育的风化壳型富铁在我国甚为少见。本文认为在探讨BIF铁矿类型时,需要从绿岩带发育序列进行综合判别。阿尔戈马型铁矿一般产于克拉通基底(绿岩带)环境,苏比利尔湖型铁矿一般形成于稳定克拉通上的海相沉积盆地或被动大陆边缘。华北克拉通BIF铁矿地球化学研究结果表明,BIF铁矿无Ce负异常且Fe同位素为正值,从而暗示铁矿沉淀的环境为低氧或缺氧环境,而铕正异常可能指示BIFs为热水沉积成因,其机制可能为海水对流循环从新生镁铁质-超镁铁质洋壳中淋滤出Fe和Si等元素,在海底排泄沉淀成矿,而条带状构造的形成可能归咎于成矿流体的脉动式喷溢。但对于BIF铁矿的物质来源、成矿条件和机制、富铁矿成因、华北克拉通不发育苏比利尔湖型铁矿的原因等方面,仍需深入研究。 展开更多
关键词 前寒武纪 条带状铁矿 绿岩带 陆壳增生 成矿机制 华北克拉通
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中国陆壳演化、多块体拼合造山与特色成矿的关系 被引量：80
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作者 秦克章 翟明国 +6 位作者 李光明 赵俊兴 曾庆栋 高俊 肖文交 李继亮 孙枢 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期305-325,共21页
矿产资源的种类、时空分布、形成演化与成岩作用和大地构造格局密切相关。中国地质构造复杂,成矿条件多样(发育裂谷成矿、碰撞成矿、地幔柱成矿、低温成矿等特色成矿系统),矿床类型比较齐全,如大宗矿产(铁、铝、铜、钾盐)短缺,小宗矿产... 矿产资源的种类、时空分布、形成演化与成岩作用和大地构造格局密切相关。中国地质构造复杂,成矿条件多样(发育裂谷成矿、碰撞成矿、地幔柱成矿、低温成矿等特色成矿系统),矿床类型比较齐全,如大宗矿产(铁、铝、铜、钾盐)短缺,小宗矿产中盛产稀土元素(REE)、钨、锡、钼矿。中国早前寒武纪矿床相对较少,燕山期成矿集中爆发。这种矿产资源分布格局与中国大陆地壳的性质与演化、多块体拼合造山格局之间的内在联系尚待深入揭示。本文基于对中国陆壳演化、陆块与造山带组成格局和多块体拼合造山的系统分析总结,试图阐明中国成矿特色与其内在联系,从陆壳形成与造山带演化的宏观视角来研究中国大陆成矿特色、成矿物质时空分布规律,其特色包括:(1)中国陆壳的地台区与造山带区质量比约3∶7(全球陆壳地台区占69.6%),太古界面积小且支离破碎,地壳固化时间晚且运动频繁强烈,因此难以形成巨型条带状铁建造(BIF)富铁矿床、太古代火山岩块状硫化物型(VMS)铜锌矿带和元古代内克拉通裂谷有关的扎伊尔-赞比亚巨型铜矿。(2)环绕中朝-塔里木和扬子板块的增生造山带由老到新依次形成,并镶接于古板块边缘,使中国大陆逐渐增生扩展,导致火山岩型、与岩浆岩类和沉积岩系有关的大型矿床空间上向板块边缘推移,时间上越来越新,地壳演化成矿作用和矿床类型越来越多样化。(3)中亚成矿域以古生代多陆块拼合造山、中新生代陆内造山与山盆体系构成独特的地质构造格局。既发育增生造山阶段的弧环境相关矿床(蛇绿岩型铬铁矿、斑岩铜矿、VMS),也发育与碰撞造山有关的矿床(造山型金矿、石棉、滑石、白云母)、地幔柱叠置造山带背景下的岩浆铜镍矿和后碰撞陆内岩石圈伸展相关的大陆环境矿床(斑岩钼矿、热液金矿、伟晶岩型稀有金属矿)。(4)青藏高原(特提斯成矿域)系特提斯洋长期增生演化、印度-欧亚大陆碰撞的产物。其成矿条件优越,具有多期成矿作用、多矿种和多类型的复合成矿系统特点。形成了蛇绿岩套型铬铁矿、密西西比河谷型(MVT)铅锌矿和独具特色的碰撞环境超大型斑岩铜钼矿。(5)我国东部环太平洋成矿域,伴随晚中生代克拉通性质的根本转变及岩石圈明显的减薄过程与破坏,在华北克拉通周缘发生大规模的岩浆活动和强烈的金、铜、钼和轻稀土等成矿作用。不同时期的造山带干涉叠加使得南岭地区盛产花岗岩有关的钨、锡、钼矿,具有叠加改造成矿、大器晚成的鲜明成矿特色。由于中国成矿特色与大陆地壳演化密切相关,中国的找矿勘探部署必须立足于中国大陆演化与多块体拼合造山的基本地质事实,方能取得好的勘查效果。中国大陆小陆块拼合造山成矿还存在诸多未解之谜,文末提出了当前成矿学面临的一系列科学问题,对于今后我国找矿战略选区具有借鉴意义。 展开更多
关键词 中国大陆特色成矿系统 陆块与造山带组成格局 多块体拼合造山 中亚地壳双向增生成矿 特提斯演化与成矿 克拉通改造-破坏与陆壳活化成矿 科学问题与展望
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