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2024年 第30卷  第5期

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封面
2024 年 5 期封面
2024, 30(5)
摘要 (46) PDF (4316KB)(17)
摘要:
目次
2024 年 5 期目次
2024, 30(5): 1-2.
摘要 (34) HTML (14) PDF (411KB)(12)
摘要:
主编致辞
主编致辞
2024, 30(5): 1-1.
摘要 (31) HTML (16) PDF (205KB)(12)
摘要:
专辑成果简介
李四光地质科学奖获奖者研究成果专辑（第三辑）
胡健民
2024, 30(5): 705-706. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.20243004
摘要 (77) HTML (27) PDF (286KB)(26)
摘要:
矿田构造与成矿
风化壳型稀土矿床中稀土元素的活化与迁移
何宏平, 王珩, 李旭锐, 马灵涯, 朱建喜, 杨武斌
2024, 30(5): 707-722. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2024070
摘要 (341) HTML (48) PDF (3029KB)(85)
摘要:
稀土元素（REE）广泛应用于新能源、国防军工等高科技产业中，是一类战略性关键矿产资源。风化壳型稀土矿床是中国最具竞争优势的稀土资源，其供应了全球90%以上的重稀土。阐明这类稀土矿床的成矿机制，可为寻找和高效开采利用该类稀土资源提供理论支持。文章以稀土元素的活化和迁移这两个关键过程为切入点，总结近年来取得的最新研究成果，并对未来的研究方向提出展望。该类矿床主要发育于富稀土花岗岩类的风化壳中，其中稀土配分模式主要受基岩控制。花岗岩类风化壳的形成以化学风化和生物风化作用为主。长石、云母和角闪石等主要造岩矿物风化形成的黏土矿物和铁锰氧化物是该类矿床中离子态稀土的主要赋存载体。而离子态稀土则来源于基岩中易风化和中等抗风化（含）稀土副矿物的风化和分解。此外，微生物分泌的有机酸等代谢产物可以促进难风化的独居石和磷钇矿等副矿物的风化和分解，加速稀土元素活化−迁移。与此同时，微生物作用还会导致轻稀土和重稀土的显著分异，其中革兰氏阳性细菌对重稀土的选择性显著高于轻稀土。在风化淋积过程中，稀土元素的络合离子可能是风化壳中稀土迁移的主要形式，主要受pH值、次生矿物形成和络合环境影响。值得注意的是，除了F−和${\mathrm{CO}}_3^{2-} $等无机配体，有机质也可以直接与稀土离子络合或螯合，充当有机配体促进稀土的运移。因此，风化壳型稀土矿床中稀土元素的活化和迁移机制主要受化学风化和生物风化过程控制，是无机和有机共同作用的结果，但其对该类矿床形成的贡献尚待定量评估。
中国伴生稀土元素资源类型及资源潜力
谢玉玲, 秦绪岩, 代作文, 耿子岩
2024, 30(5): 723-746. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2024081
摘要 (156) HTML (19) PDF (1622KB)(52)
摘要:
中国的稀土元素（REE）资源丰富，矿床类型多样，其中轻稀土元素（LREE）绝大多数来自于碱性岩−碳酸岩有关的REE矿床，而重稀土（HREE）主要来自离子吸附型（或称风化壳型）REE矿床，其他稀土矿床类型还包括REE砂矿和伴生的REE矿床等。目前，中国的REE资源开发主要是针对碳酸岩−碱性岩型LREE矿床和离子吸附型HREE矿床，REE砂矿和其他矿床中伴生的REE资源尚未得到有效利用。文章在综合已有研究成果的基础上，对中国伴生的REE矿床的类型、资源潜力进行评述。结果表明，中国伴生的REE资源类型包括海相沉积磷矿床、煤矿床、铝土矿床、岩浆型磷−铁磷矿床等，其潜在的REE资源巨大，特别是海相沉积磷矿床和铝土矿床中伴生的REE资源。铝土矿床中伴生的REE以LREE为主，且其中的Sc具有重要的资源意义。沉积磷矿床中伴生的HREE（含Y）占比高，特别是产于四川德阳地区的什邡式磷矿上部层位的富硫磷铝锶型矿石，其中的REE含量明显高于磷块岩型矿石，且中、重REE占50%以上，还伴生有多种关键金属，具有重要的资源意义和经济价值。另外，岩浆型（铁）磷矿床、煤矿床、油页岩矿床、金矿床中伴生的REE资源也值得重视。但由于缺少详细的勘查数据，目前对中国伴生的REE资源家底不清，资源综合利用水平及REE回收和提取技术也有待提高。而加强中国伴生REE资源的评价和综合利用水平，充分利用生产矿山中伴生的REE资源，特别是磷矿床和铝土矿床，不仅可以有效缓解中国HREE资源供应压力，还是贯彻中国节约资源和保护环境基本国策的重要举措。
焦家式金矿勘查与研究
周明岭, 孙亮亮, 吕军阳, 王斌, 刘向东, 鲍中义, 张琪彬, 周晓萍, 解天赐, 王珊珊, 刘彩杰, 徐韶辉, 闫春明, 张朋, 张亮亮, 杨真亮, 范家盟, 赵成乐, 郭美丽, 李瑞翔
2024, 30(5): 747-767. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2024061
摘要 (152) HTML (16) PDF (3475KB)(59)
摘要:
焦家式金矿是20世纪60年代山东地质工作者在胶东西北部发现的金矿类型，其产出受区域性构造破碎带控制，成矿期普遍发生黄铁绢英岩化蚀变，成矿特征是规模大、蚀变分带明显、矿化集中、矿体形态简单、品位相对均匀、矿物组合简单。从发现到确立金矿类型经历了12年的勘查研究历程，在此之后得以迅速推广，并在胶东及全国多地取得了丰硕的找矿成果。21世纪以来，胶东地区焦家式金矿深部勘查成果不断涌现。截至2020年，累计提交金资源储量3617.12 t，助推胶东地区成为世界第三大金矿集区，中国黄金储量跃居世界第二。同时，对焦家式金矿的研究工作也取得了长足进展：成矿时代被精确限定在126~120 Ma；金矿形成于区域强烈伸展背景下，成矿物质来源具有多源性，太古代拉斑玄武岩为含金初始矿源岩；将成矿过程精细划分为4个阶段，并提出“热隆−伸展”成矿理论和“阶梯式”成矿模式；成矿深度为5~10 km，成矿后剥蚀厚度为5.2±1.2 km，矿床保存较好；胶西北地区三山岛、焦家和招平三大成矿带5000 m以浅预测金资源总量为7258~10150 t，显示出焦家式金矿深部巨大的找矿潜力。从浅部到深部不同勘查阶段总结出一套关键勘查技术组合。这些研究成果丰富完善了焦家式金矿成矿理论体系，使得成矿预测更加准确可靠，有力指导了胶东地区金矿勘查。
湘东北白沙窝稀有金属矿床电性特征与找矿预测研究
柳建新, 曹丽, 郭振威, 曹创华, 陈旭
2024, 30(5): 768-780. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2024060
摘要 (131) HTML (26) PDF (4196KB)(42)
摘要:
花岗伟晶岩型稀有金属矿床是最重要的稀有金属矿床类型之一。连云山东部新发现了白沙窝伟晶岩型矿床，初步评估白沙窝矿床深部稀有金属资源潜力巨大，但该矿床的矿产开采程度很低，围绕深部隐伏花岗伟晶岩脉的研究程度不高。通过研究白沙窝伟晶岩型矿床的深部电性结构特征，探讨稀有金属成矿模型及赋矿载体的空间分布，阐明矿脉就位关系，旨为稀有金属找矿预测提供依据。通过可控源音频大地电磁法（CSAMT）在白沙窝岩体东南方向开展深部隐伏岩（矿）体的探测工作，采用共轭梯度法反演实测3条探测剖面数据，探测深部隐伏岩（矿）体，并结合钻孔信息和元素地球化学异常特征信息进行综合分析，揭示隐伏岩脉的分布及成矿特征。研究结果表明，隐伏伟晶岩脉主要位于冷家溪群中，集中分布在花岗岩体顶部及构造裂隙周围，埋深在50～300 m；伟晶岩脉的成矿地球物理标志为深部高阻体侵入浅部低阻体中的高阻脉状地质体。研究成果为白沙窝矿床后续勘查工作提供了科学依据，揭示了伟晶岩脉的形成机理，并为湘东北及华南地区的稀有金属勘查提供了可靠的物探预测技术和经验。
能源地质
准噶尔盆地东部二叠系富烃凹陷全油气系统勘探前景
支东明, 谢安, 杨帆, 马强, 何昌松, 苟红光
2024, 30(5): 781-794. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2024029
摘要 (172) HTML (39) PDF (6664KB)(36)
摘要:
准噶尔盆地东部地区包含多个残余富烃凹陷，其中吉木萨尔凹陷自斜坡区到凹陷区发现了常规油、致密油、页岩油等多类型油藏，展现出常规−非常规有序共生、全油气系统成藏的特点。为了探索准东地区其他富烃凹陷油气成藏规律和勘探潜力，对二叠系烃源岩开展系统评价、沉积相研究、储层特征分析和油气成藏研究。结果表明：准东地区中二叠统发育咸水湖相优质烃源岩，吉南、吉木萨尔、石树沟三个凹陷烃源岩规模大、品质最好，已达到成熟演化阶段；二叠系富烃凹陷周缘的继承性古隆起长期提供物源，凹陷区发育扇三角洲、辫状河三角洲、咸化湖沉积，有序形成砂砾岩、云质砂岩、云质泥岩等，具有全粒序成储特点；从盆缘到凹陷区发育构造岩性常规油气藏、致密油气和页岩油气聚集，具有全类型成藏、全油气系统发育模式。根据成藏综合评价和勘探程度优选有利区带，在全油气系统成藏模式指导下，优选石树沟凹陷南斜坡、吉南凹陷芦草沟组作为准东地区未来探索的重要勘探区带。
地质灾害与工程地质
西部高山峡谷区重大滑坡成生规律及灾变演化机理研究进展
张世殊, 胡新丽, 章广成, 李亚博, 刘欣宇, 徐庆尧, 冉从彦, 赵小平
2024, 30(5): 795-810. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2024031
摘要 (229) HTML (28) PDF (1812KB)(114)
摘要:
中国西部水电工程大多位于高山峡谷内，复杂的工程地质条件导致峡谷库岸滑坡灾害分布广泛。基于西部高山峡谷水电工程区的工程地质特征，系统分析了地形、地质构造、滑体物质、坡体结构和水文地质条件与滑坡的成生发育关系，并总结了典型滑坡的类型、特征及其灾变演化的力学机制。研究结果表明：西部高山峡谷滑坡以坡度30°~50°、高程超过1000 m、体积超过100×104 m3的滑坡为主；三叠系、奥陶系和志留系为典型的易滑地层；降雨和水库蓄水导致侵蚀基准面抬升、侵蚀范围扩大，库区水位的反复升降导致涉水滑坡体前缘岩土体性质降低。西部高山峡谷区滑坡类型主要分为以牵引式滑坡、推移式滑坡和复合式滑坡为主的堆积层滑坡以及以顺层岩质滑坡、溃屈型岩质滑坡、反倾岩质滑坡和座落式滑坡为主的岩质滑坡，不同类型的滑坡其演化过程不同，滑坡灾变机理也有所差异。研究成果将对西部高山峡谷区的滑坡识别、监测、预警以及防治具有一定的指导意义。
苏州—无锡—常州地区地面沉降及地裂缝防控研究
朱锦旗, 龚绪龙, 于军, 张云, 张岩, 叶淑君, 王彩会, 许书刚, 武健强, 王光亚, 刘明遥, 顾春生, 闵望, 龚亚兵
2024, 30(5): 811-833. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2024051
摘要 (189) HTML (38) PDF (5978KB)(54)
摘要:
苏州—无锡—常州（苏锡常）地区曾是中国地面沉降灾害最严重的地区之一，从20世纪70年代开始发生地面沉降，随之因差异沉降诱发地裂缝灾害，21世纪以来沉降速率逐年趋缓，部分地区出现区域性的地面回弹，独特的地面沉降发展历程为全面解读地面沉降提供了理想的窗口。为揭示苏锡常地区地面沉降生命周期过程及其驱动机制，利用长时间序列、大区域尺度的三维渗流、应力、应变多场监测数据以及物理试验模型、数值模拟等技术对区域地面沉降与地裂缝宏观演变规律、成因机理进行综合分析。研究结果显示：苏锡常地区地面沉降经历了发生、快速发展、趋缓、滞后和反弹5个阶段；地面沉降与地下水开采密切相关，其地层变形主要来自于地下水开采导致的含水层和弱透水层的压密释水，主采含水砂层及相邻隔水层为沉降主要贡献层，并识别了地层压缩、回弹的时空演变特征及其对地面沉降的贡献；地裂缝是地面沉降发展到一定阶段后所产生的次生地质灾害，其空间展布及成灾时间与地下水水位、地面沉降、基岩起伏变化以及土层结构差异等因素密切相关，提出了驱动地裂缝演化的压—拉—剪—弹物理过程，识别出了地裂缝发生的触发机制和临界条件。同时建立了以地质钻孔全断面光纤监测为特色、多种技术方法融合的“天−空−地”立体化、地下水−地面沉降−地裂缝协同的监测体系，为地面沉降防控提供科学、详细的数据支撑；并创新区域−场地双尺度有限元耦合界面元法，成功实现了三维复杂地质环境条件下地层形变特征及地裂缝生成和扩展的力学机制模拟，为地面沉降、地裂缝易发区精准圈定与防控提供了解决路径；通过总结基于技术创新支撑政府实施的地下水限采、禁采等地面沉降防控实践及其成效，为中国其他省/市地面沉降防控与地下水资源管理起到示范作用。
基础地质与区域地质
东昆仑印支晚期埃达克质花岗岩的成因和地质意义
王秉璋, 李五福, 郑英, 王春涛, 赵忠国, 金婷婷, 曹锦山, 付长垒
2024, 30(5): 834-864. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2024030
摘要 (235) HTML (53) PDF (6023KB)(80)
摘要:
东昆仑造山带印支期的碰撞造山过程目前尚存在争议，在东昆仑小南川地区新发现的三叠纪埃达克质花岗岩为约束碰撞造山演化提供了新的地质证据。研究通过对小南川地区出露的磨石沟和本头山2个花岗岩体开展岩石学、地球化学、锆石U-Pb和Lu-Hf同位素分析，探讨其岩石成因和构造环境，并结合以往东昆仑印支晚期岩浆作用和沉积作用的研究成果，初步讨论了东昆仑印支造山带的碰撞造山过程。磨石沟岩体岩性为花岗闪长岩和二长花岗岩，形成时代为209~208 Ma；本头山岩体岩性为花岗闪长岩，形成时代为201~200 Ma。2个岩体的花岗岩含较高的SiO2和Al2O3，富碱且相对富钠，同时含较高的Sr（398×10−6~613×10−6）和Sr/Y比值（50~97），亏损重稀土，无Eu异常，表现出埃达克质花岗岩的地球化学特征。磨石沟花岗岩具有负的全岩εNd（t）值（−3.60~−3.34）和变化的锆石εHf（t）值（−1.3~5.9），表明其来源于加厚下地壳的部分熔融。本头山花岗岩具有负的全岩εNd（t）值（−1.65~−1.55）和正的锆石εHf（t）值（+3.4~+7.3），表明其来源于变质基性岩组成的加厚下地壳，残留相为榴辉岩。磨石沟岩体和本头山岩体花岗岩形成于东昆仑印支造山带碰撞后伸展的构造环境。综合分析表明，东昆仑造山带在晚三叠世处于碰撞和碰撞后阶段，而碰撞后阶段的岩浆活动可以进一步划分为晚三叠世早期和晚三叠世晚期—早侏罗世初期2个阶段。

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