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新能源锂矿战略与大陆动力学研究——纪念南京大学地球科学与工程学院100周年华诞 被引量:31
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作者 许志琴 朱文斌 +4 位作者 郑碧海 舒良树 李广伟 车旭东 秦宇龙 《地质学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期2937-2954,共18页
锂矿资源已经成为全球战略性金属矿产,实施新能源锂矿战略是国家和民生的重大需求。解析和对比国内外典型LCT伟晶岩型矿床的分布规律、构造背景、组成特征、成因类型以及成矿机制,找出关键科学难题是实施新能源锂矿战略的基础。为明确... 锂矿资源已经成为全球战略性金属矿产,实施新能源锂矿战略是国家和民生的重大需求。解析和对比国内外典型LCT伟晶岩型矿床的分布规律、构造背景、组成特征、成因类型以及成矿机制,找出关键科学难题是实施新能源锂矿战略的基础。为明确我国新能源矿产战略构思和突破之关键,构建新能源锂矿战略的思路,强调运用大陆动力学理论、进行多学科的整合和交叉研究以及新技术探索,以查明中国大陆典型伟晶岩型锂矿床的深部状态、锂元素的富集规律、以及锂矿"源-运-聚"的成矿机制,为实现锂矿资源的增储、矿集区的合理布阵、扩大上游开发前景,以及建立我国大型-超大型锂矿基地,提供科学依据。 展开更多
关键词 新能源锂矿战略 成矿背景对比 大陆动力学
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川西甲基卡伟晶岩型锂矿的“多层次穹状花岗岩席”控矿新理论——记“川西甲基卡锂矿科学钻探”创新成果 被引量:9
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作者 许志琴 朱文斌 +8 位作者 郑碧海 李广伟 魏海珍 章荣清 车旭东 李伟强 王国光 高建国 闫浩瑜 《地质学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期3133-3146,共14页
川西甲基卡伟晶岩型锂矿是中国大陆最大的硬岩型锂矿床。以揭示伟晶岩型锂矿深部结构和成因机制为目的的甲基卡伟晶岩型锂矿科学钻探工程(JSD)实施了一口3211.21 m(JSD-1)和两口各1000 m(JSD-2和JSD-3)的科学钻探,取得如下的创新性研究... 川西甲基卡伟晶岩型锂矿是中国大陆最大的硬岩型锂矿床。以揭示伟晶岩型锂矿深部结构和成因机制为目的的甲基卡伟晶岩型锂矿科学钻探工程(JSD)实施了一口3211.21 m(JSD-1)和两口各1000 m(JSD-2和JSD-3)的科学钻探,取得如下的创新性研究成果:(1)首次发现JSD-1中0~900 m深度的晚三叠世浊积岩经历中低压-高温巴罗-巴肯式叠加变质作用和穹状构造特征;(2)揭示JSD-1的100 m深度范围的含锂辉石伟晶岩存在,以及估算了在3211 m深度伟晶岩中的稀有金属丰度及成矿潜力;(3)利用锡石、铌钽矿和独居石的精确定年,确定JSD-1深部伟晶岩形成的两期岩浆-热液事件(210~204 Ma和193~192 Ma);(4)流体包裹体的碱性元素(Li、Na、K、Rb、Cs)和挥发性元素(B、As)的富集指示富锂伟晶岩高度结晶分异。利用JSD-1岩芯Li-B-Fe-Nd同位素示踪了岩浆的演化、流体出熔过程及成矿机制,揭示甲基卡伟晶岩型锂矿床的花岗岩岩浆演化过程中,岩浆结晶分异促进大量流体的出熔,从而在浅部形成钠长石锂辉石伟晶岩为主的矿体。这些结果不支持含锂伟晶岩是地壳深熔作用的直接产物;(5)揭示与甲基卡伟晶岩锂矿有密切成因关系的马颈子S型花岗岩体,并非前人所认为的是一个具有深根的大花岗岩基,而是由若干“无根”的穹状花岗岩席与岩席之间的变质岩及侵入其中的含矿伟晶岩群组成的“多层三明治”结构。由此我们提出了甲基卡伟晶岩型锂矿的“多层次穹状花岗岩席”颠覆性的控矿理论;(6)提出了在松潘甘孜造山带基墨里造山过程中(晚三叠世—早侏罗世)伟晶岩型锂矿的形成过程:经历230~190 Ma以来的深部剪切熔融、岩浆沿裂隙向上注入、在半塑性上地壳域中沿已存在的逆冲断裂(或剪切带)生成花岗岩席岩浆库、伴随岩浆上升减压造成岩席的穹状隆起,以及围岩中伴随巴罗-巴肯式变质作用,造成在多期岩浆 展开更多
关键词 甲基卡伟晶岩型锂矿 科学钻探 巴罗-巴肯式变质作用 穹状花岗岩席 多阶段岩浆-热液作用
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从洋-陆俯冲到陆-陆碰撞:回眸与展望 被引量:11
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作者 许志琴 郑碧海 王勤 《地质学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期75-97,共23页
大陆造山带的经典含义是指由于大陆地壳岩石在板块俯冲-碰撞的巨大挤压应力下,遭受强烈变形、变质和熔融作用,地壳发生大规模缩短、加厚和隆升而形成的地带。分布在大陆边缘和内部的造山带,经历从洋壳扩张、洋-陆俯冲到陆-陆碰撞的造山... 大陆造山带的经典含义是指由于大陆地壳岩石在板块俯冲-碰撞的巨大挤压应力下,遭受强烈变形、变质和熔融作用,地壳发生大规模缩短、加厚和隆升而形成的地带。分布在大陆边缘和内部的造山带,经历从洋壳扩张、洋-陆俯冲到陆-陆碰撞的造山过程,形成"俯冲增生型"、"陆陆碰撞型"和远离板块边界的"陆内型"造山带。造山带类型的分析是识别地球上造山带机制的钥匙。本文在阐述经典造山带分类的基础上,根据造山带的几何学、热历史、构造样式等特征,讨论了弧形造山带、特殊几何学造山带和走滑造山带的结构、运动学和动力学,以及从洋-陆俯冲到陆-陆碰撞造山在时空上的转化和演化。在回顾造山带研究的基础上,突出在板块汇聚边界的大洋和大陆俯冲带研究的重大进展,提出俯冲带和地幔柱提供了穿越地球层圈物质和能量交换的通道,它们的结合研究是探索全球单层壳-幔大循环假说与板块驱动力的新方向,是统领造山带研究的大思路。对于大陆动力学研究的一些前瞻性问题的思考,强调了造山过程的热扩散模式和变形-变质-深熔-成矿作用的自组织行为,以及地壳熔融在造山中的重要性;强调了流变学在大陆造山带形成和演化中的基础地位,并认为这是造山带研究中亟待解决的问题。作者认为板块水平运动是致使地壳挤压缩短和加厚、形成造山带的主要驱动力;而在板块离散边界(包括大洋中脊)垂直上升流所形成"地貌"上的山链,被称为"伸展造山带",不应属于经典"造山带"的范畴。 展开更多
关键词 洋-陆俯冲 陆-陆碰撞 俯冲带 地幔柱 造山作用 大陆动力学
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基墨里造山与松潘-甘孜锂矿链成因的探讨 被引量:1
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作者 许志琴 郑碧海 +6 位作者 朱文斌 魏海珍 洪涛 高建国 舒良树 马绪宣 赵宇涵 《地质学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1333-1357,共25页
晚三叠世—早侏罗世,基墨里大陆和泛华夏陆块与欧亚大陆的碰撞,形成了4000 km长的基墨里造山带。位于三大陆之间、现今青藏高原北部的松潘-甘孜地体的造山属性的确定,对于探索松潘-甘孜锂矿链的成因有重要意义。松潘-甘孜地体西部和北... 晚三叠世—早侏罗世,基墨里大陆和泛华夏陆块与欧亚大陆的碰撞,形成了4000 km长的基墨里造山带。位于三大陆之间、现今青藏高原北部的松潘-甘孜地体的造山属性的确定,对于探索松潘-甘孜锂矿链的成因有重要意义。松潘-甘孜地体西部和北部的早侏罗世陆相火山岩、底砾岩和煤系地层(~201 Ma)不整合在晚三叠世褶皱地层及花岗岩体之上,为晚三叠世—早侏罗世的基墨里造山时限提供了直接证据。松潘-甘孜地体中的甲基卡、可尔因、扎乌龙和白龙山-大红柳滩等稀有金属矿集区具有共同特征:赋存在由核部高分异S型花岗岩和幔部中晚三叠世浊积岩组成的片麻岩穹隆构造中、经历了巴罗-巴肯变质作用、含锂伟晶岩脉侵位在花岗岩体上部的伸展空间。通过对松潘-甘孜地体区域地质调查和对矿集区的变质、变形、岩浆和成矿作用及同位素年代学研究,提出该地体经历晚三叠世—早中侏罗世的基墨里造山过程:(1) 230~220 Ma:地壳缩短和加厚阶段,以盖层大规模强烈褶皱、逆冲带,盖层与基底之间向南的滑脱变形为特征,伴随深熔和巴罗式变质作用;(2) 220~190 Ma:地壳减压折返阶段,大量花岗岩侵位在中晚三叠世浊积岩中、形成片麻岩穹隆并伴随巴肯式变质作用。由于花岗质岩浆的高度分异及岩浆不混溶作用,导致侵位在片麻岩穹隆顶部伸展空间的伟晶岩稀有金属富集成矿。此外,伟晶岩型锂矿科学钻探(JSD)揭示了甲基卡矿集区多层次穹状花岗岩席控制含锂伟晶岩脉的成矿机制,推测大规模中下地壳基底深熔驱动岩浆上升,岩浆体沿上地壳中的构造面推叠形成岩席。 展开更多
关键词 基墨里造山 松潘-甘孜地体 伟晶岩型锂矿 青藏高原
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川西扎乌龙地区卡吉亚二云母花岗岩、稀有金属伟晶岩的地球化学、年代学特征及二者的成矿关系 被引量:1
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作者 高建国 周明召 +5 位作者 郑碧海 李广伟 靳文楷 章荣清 朱文斌 许志琴 《地质学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1380-1402,共23页
锂-铍等稀有金属是中国乃至世界上重要的战略性关键金属矿产,美国、澳大利亚和日本等国早已将其列为禁止出口矿产名录,其战略地位非同一般。中国锂-铍矿产资源丰富,成矿背景优越,但地表第四纪覆盖严重,且分布不均。近年甜水海-松潘-甘... 锂-铍等稀有金属是中国乃至世界上重要的战略性关键金属矿产,美国、澳大利亚和日本等国早已将其列为禁止出口矿产名录,其战略地位非同一般。中国锂-铍矿产资源丰富,成矿背景优越,但地表第四纪覆盖严重,且分布不均。近年甜水海-松潘-甘孜造山带花岗伟晶岩型锂矿资源逐步被勘探发现,引起国内外学者广泛关注。川西石渠县扎乌龙锂矿作为该造山带中部重要的花岗伟晶岩型锂矿点,厘清该矿床锂资源聚集主控因素及其稀有金属富集规律将为甜水海-松潘-甘孜造山带下一步战略找矿行动提供指导和重要决策依据。本文对扎乌龙地区锂辉石钠长石伟晶岩脉、白云母钠长伟晶岩脉、电气石钠长石伟晶岩脉、卡吉亚二云母花岗岩体以及岩体边部的含电气石细晶岩、十字石黑云母片岩等进行系统采样分析,利用LA-ICP-MS独居石U-Th-Pb同位素定年技术,确定扎乌龙卡吉亚二云母花岗岩形成于晚三叠世213~211 Ma,含电气石细晶岩约形成于210 Ma,白云母钠长石伟晶岩约形成于210~200 Ma,富锂伟晶岩可能在205 Ma集中产出。结合前人年代学资料,综合分析认为扎乌龙矿区由二云母花岗岩、电气石细晶岩到白云母钠长石伟晶岩和锂辉石钠长石伟晶岩形成时代逐步年轻。210 Ma以后,岩浆演化逐步进入岩浆-热液阶段,在约10 Ma时间内发生了持续、多期次的岩浆侵位活动。此外,结合花岗岩向伟晶岩逐步降低的REE、K/Rb、Nb/Ta和Zr/Hf等微量特征值,以及高演化伟晶岩独居石矿物Nd、Eu负异常现象,表明花岗质岩浆的结晶分异作用在扎乌龙伟晶岩稀有金属富集过程中发挥着重要作用。 展开更多
关键词 甜水海-松潘-甘孜造山带 片麻岩穹隆 稀有金属伟晶岩 花岗岩 成矿机制
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川西马尔康片麻岩穹隆与伟晶岩型锂矿的构造成因 被引量:3
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作者 郑艺龙 许志琴 +3 位作者 高文琦 郑碧海 高建国 闫浩瑜 《地质学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期3069-3084,共16页
片麻岩穹隆是造山折返过程形成的重要构造样式。马尔康锂矿床位于松潘-甘孜造山带腹地的马尔康片麻岩穹隆中,其核部为太阳河花岗闪长岩和可尔因花岗岩、幔部由经过变质作用的晚三叠世深海—半深海复理石和浊积岩组成,大量含锂伟晶岩脉... 片麻岩穹隆是造山折返过程形成的重要构造样式。马尔康锂矿床位于松潘-甘孜造山带腹地的马尔康片麻岩穹隆中,其核部为太阳河花岗闪长岩和可尔因花岗岩、幔部由经过变质作用的晚三叠世深海—半深海复理石和浊积岩组成,大量含锂伟晶岩脉侵位于红柱石-十字石变质带中。通过野外地质调查和构造分析,在马尔康片麻岩穹隆中识别出三期构造变形叠加于造山早期大规模收缩变形之上:第一期变形(D1)为南向的大型高温拆离剪切带(马尔康拆离断层,MRKD);第二期变形(D2)为马尔康"穹隆构造";第三期变形(D3)为后期叠加的新生代近东西向逆冲断层。新的锆石U-Pb年代学数据表明太阳河和可尔因岩体的结晶年龄分别为226~212 Ma与224~218 Ma,马尔康拆离断层中平行剪切面理的同构造变形伟晶岩脉形成于约212~207 Ma,而未变形含锂伟晶岩脉则形成于200~190 Ma之间。研究表明,马尔康片麻岩穹隆在造山早期伴随220~212 Ma的花岗岩侵位,形成中低压巴罗式变质作用;在挤压向伸展转换过程(212~207 Ma)中,形成向南剪切的拆离断层以及变质核杂岩构造,致使花岗岩浆底辟上涌和片麻岩穹隆的形成;200~190 Ma以来,马尔康片麻岩穹隆的继续上隆,大量网状伟晶岩(包括含锂伟晶岩)侵位在幔部变质沉积岩中,岩体顶部聚集流体经结晶分异作用和高温萃取作用形成锂矿床。本文指出,马尔康片麻岩穹隆由于新生代逆冲作用,使北侧的可尔因和太阳河岩体抬升,南侧厚层晚三叠世幔部变质带埋深,为伟晶岩型锂矿床的保存创造了有利条件。 展开更多
关键词 松潘-甘孜 片麻岩穹隆 伟晶岩型锂矿 构造成因
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乌什-阿克苏地区新元古代蓝片岩地体构造变形特征 被引量:1
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作者 王富军 陆远志 +3 位作者 郑碧海 葛荣峰 刁志鹏 朱文斌 《地质学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期1414-1425,共12页
乌什-阿克苏地区位于塔里木克拉通西北缘,发育有世界上为数不多的且保存较为完整的典型前寒武纪蓝片岩地体。根据前人的研究,阿克苏地区的蓝片岩地体在俯冲、折返和折返后的过程中共经历了四个期次的变形,但是对于乌什地区的蓝片岩地体... 乌什-阿克苏地区位于塔里木克拉通西北缘,发育有世界上为数不多的且保存较为完整的典型前寒武纪蓝片岩地体。根据前人的研究,阿克苏地区的蓝片岩地体在俯冲、折返和折返后的过程中共经历了四个期次的变形,但是对于乌什地区的蓝片岩地体的构造变形特征研究目前仍为空白。本文通过对乌什与阿克苏地区的蓝片岩地体的构造变形特征进行系统的野外观察测量和室内分析对比,发现两个地区的蓝片岩地体的构造变形特征基本相似,均可以划分为四个变形期次,但各期次变形在一些细节特征上存在一定的差异。同时,结合前人最新的年代学数据,本文对乌什-阿克苏地区蓝片岩地体构造变形期次的年代学框架进行了初步限定。其中,第一期次的变形时间约为754~750 Ma,与高压低温相的变质作用紧密相关,是蓝片岩地体俯冲的结果;第二期次变形的时间略晚于第一期变形,其形成应该与蓝片岩地体的折返过程紧密相关;第三期次变形早于基性岩墙的侵入,而晚于第二期变形,即在约750~745 Ma之间,是环Rodinia俯冲体系作用下塔里木克拉通北缘最后俯冲的结果;第四期次变形涉及到的最年轻地层为二叠系,可能与古天山洋关闭或中新生代的不同陆块碰撞增生到亚洲板块南部边缘有关。 展开更多
关键词 前寒武纪 蓝片岩地体 构造变形 年代学框架 乌什-阿克苏地区
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再探青藏高原十大关键地学科学问题——《地质学报》百年华诞纪念 被引量:14
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作者 许志琴 李广伟 +6 位作者 张泽明 李海兵 王岳军 彭淼 胡修棉 易治宇 郑碧海 《地质学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期65-94,共30页
本文重新审视了青藏高原的关键科学问题,为解决板块构造理论的"登陆"难题提供新的线索,为理解板块汇聚边界的大陆岩石圈演化及其能源资源、地质灾害和全球环境效应提供新的思路。本文探讨了青藏高原如下十大关键地学问题:(1)... 本文重新审视了青藏高原的关键科学问题,为解决板块构造理论的"登陆"难题提供新的线索,为理解板块汇聚边界的大陆岩石圈演化及其能源资源、地质灾害和全球环境效应提供新的思路。本文探讨了青藏高原如下十大关键地学问题:(1)印度大陆北漂模型;(2)印度-亚洲初始碰撞时限;(3)青藏高原的古特提斯造山作用;(4)古近纪喜马拉雅造山带的地壳缩短;(5)高喜马拉雅的深熔机制;(6)青藏高原隆升的时限和差异性;(7)构造-剥蚀-气候相互作用与南亚季风;(8)青藏高原关键矿产资源的分布与成因;(9)青藏高原的活动断裂带与孕震机制;(10)碰撞后的印度板块何去何从——深部动力学过程。这些问题可以作为当前研究青藏高原大陆动力学演化的重点方向。 展开更多
关键词 青藏高原 板块构造 大陆动力学
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川西甲基卡锂矿床伟晶岩结构分带及多期岩浆成矿作用
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作者 朱文斌 许志琴 +8 位作者 林和丰 周明召 朱鋆悦 靳文楷 罗祥龙 章荣清 车旭东 李广伟 郑碧海 《地质学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1358-1379,共22页
LCT(lithium-cesium-tantalum)伟晶岩的分带有两种形式,一种是单个伟晶岩脉的内部结构分带,这种伟晶岩脉通常体积巨大,内部结构显示出成分分带的特征,单一脉体中不同结构带中可能发育不同的稀有金属矿化带,例如新疆可可托海3号伟晶岩脉... LCT(lithium-cesium-tantalum)伟晶岩的分带有两种形式,一种是单个伟晶岩脉的内部结构分带,这种伟晶岩脉通常体积巨大,内部结构显示出成分分带的特征,单一脉体中不同结构带中可能发育不同的稀有金属矿化带,例如新疆可可托海3号伟晶岩脉;另一种分带性表现为伟晶岩和成矿系统的区域分带,通常以高分异的过铝质花岗岩为中心,围绕花岗岩数以百计的伟晶岩脉显示出不同的伟晶岩类型和矿化类型,越向外围,伟晶岩的演化程度越高。区域分带内的伟晶岩单个脉体的规模不大、内部分带性差、含矿性各不相同,甲基卡锂矿就是这一类伟晶岩矿床的典型代表。对甲基卡矿区伟晶岩的野外观察发现,含Be的9号脉、含Li的133号脉和含Nb、Ta的528号脉具有相对较好的内部结构分带性,而含Li的104号脉和308号脉的内部分带性则相对较差,推测与脉体内部多期岩浆-热液活动有关。甲基卡矿区伟晶岩脉的相互穿插现象说明,矿区存在多期次的岩浆与成矿作用。科学钻探在JSD-2和JSD-3两个钻孔中均发现含锂辉石的伟晶岩脉和细晶岩脉侵入在不含矿的马颈子花岗岩中,佐证了多期岩浆与成矿事件的存在。伟晶岩中不同矿物U-Pb定年结果表明,全区伟晶岩的形成至少有两期,分别发生在213~206 Ma和199~191 Ma。依据钻孔JSD-1的研究表明,岩浆由深至浅逐步向高分异方向演化。从下向上,花岗岩与伟晶岩同步演化,花岗岩依次出现黑云母花岗岩、含白云母的黑云母花岗岩、二云母花岗岩、白云母花岗岩和钠长石花岗岩,伟晶岩依次出现微斜长石型伟晶岩、微斜长石-钠长石型伟晶岩、钠长石型伟晶岩和钠长石-锂辉石型伟晶岩。根据不同深度伟晶岩的矿化特点,矿床的垂向分带大致划分如下:0~105 m的Li-Be-Nb-Ta矿化带;0~860 m的Be-Nb-Ta矿化带;0~1730 m的第一期Nb-Ta矿化带;1730~3170 m的无矿伟晶岩带;3170~3211 m� 展开更多
关键词 甲基卡 内部分带 区域分带 伟晶岩 成矿作用
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