高校地质学报

南岭地区花岗岩体侵位—结晶年龄研究新思路：基于对花岗岩熔体的冷却过程和结晶潜热及放射成因热的计算

章邦桐, 凌洪飞, 陈培荣, 吴俊奇

2025, 31(06): 647-663. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2024096

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文章根据元素扩散作用理论及锆石中U和Pb扩散系数实验条件分析，认为Lee 等（1997）和Cherniak 等（2000）对锆石晶体中U和Pb扩散系数实验得出的 “天然锆石U-Pb同位素体系封闭温度>900 ℃”结论不能代表从花岗岩熔体晶出锆石过程的U-Pb同位素体系封闭温度。对国内外花岗岩体514对锆石U-Pb年龄与角闪石/黑云母40Ar/39Ar年龄进行相关分析及两种年龄差值（ΔtZr-Ar）频数统计分析表明：它们拟合出相关系数很高（R=0.996）的线性回归方程（tZr=1.00346tAr-1.03511)；两种年龄差值很小（众数值为0.7 my），偏度系数（CSK）为-0.16，概率密度函数曲线呈对称正态分布。这些特征表明：花岗岩体锆石U-Pb年龄与角闪石—黑云母40Ar/39Ar年龄基本一致，其表征的是花岗岩结晶年龄，而非侵位年龄。根据花岗岩熔体冷却结晶的时长计算得出南岭地区9个燕山早期花岗岩体的侵位—结晶时差（ΔtECTD）分别为：52.0 my（九峰）、26.1 my（西山）、28.6 my（金鸡岭）、39.3 my（贵东西体）、42.7 my（骑田岭）、45.7 my（花山）、42.7（姑婆山）、9.74 my（陂头）、16.4 my（寨背）。根据各岩体的锆石U-Pb年龄及其侵位—结晶时差（ΔtECTD），通过反演计算得出的侵位年龄分别为: 219.4 Ma（九峰）、182.1 Ma（西山）、184.6 Ma（金鸡岭）、199.4 Ma（贵东西体）、203.7 Ma（骑田岭）、207.7 Ma（花山）、205.7 Ma（姑婆山）、192 Ma（陂头）、190.2 Ma（寨背）。这为南岭燕山早期花岗岩体属于印支期侵位及该区印支造山运动提供了重要佐
证，揭示出近东西向展布的南岭晚中生代造山带具有印支期构造格架（以侵位年龄为代表）和燕山早期花岗岩（以锆石U-Pb年龄为代表）的双重特征。

准铝质—过铝质稀有金属花岗岩体系岩浆初始物理化学特征研究

段昕昊, 谢磊, 王汝成, 陆建军

2025, 31(06): 664-687. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2025006

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中国江南造山带上分布有一系列~130 Ma形成的准铝质—过铝质稀有金属花岗岩，通常以多岩性为特征，早期为（含角闪石）黑云母花岗岩，演化到晚期为黑云母花岗岩和铁锂云母钠长石花岗岩，全岩化学成分上具有明显的富铌、锆、稀土特征，以铌铁矿为特征矿石矿物。这些特征区别于华南广泛分布的~150 Ma的强过铝质稀有金属花岗岩（如宜春岩体等），后者以白云母花岗岩—铁锂云母/锂云母花岗岩为主要岩性，多以富锂、钽、铷、铯为特征。岩浆初始状态、分异演化过程和流体作用对成矿作用都起到了关键作用，前人大量的研究工作主要聚焦于晚期岩性单元研究，并对后两者影响因素有较深入的探讨。为了更好地理解岩浆初始状态对晚期成矿的影响，文章以江南造山带的灵山花岗岩早期岩性单元——粗粒似斑状含角闪石黑云母花岗岩（AmBG）以及新发现的细粒似斑状含角闪石黑云母花岗岩（F-AmBG，含普通辉石）为主要对象。基于系统的岩相学和矿物学研究，文章估算了灵山准铝质花岗岩的岩浆初始物理化学特征，即初始熔体的温度、压力、氧逸度、水含量和化学组成（铌和卤素含量）特征。同时确认了适合该体系的一系列计算方法。研究结果表明灵山初始岩浆的压力为约300~330 MPa，氧逸度（ΔNNO）约-1.53~-1.19，水含量约5%，矿物主要结晶温度为约720~800 ℃。而F-AmBG中单斜辉石和基质长柱角闪石形成温度为830~890 ℃，为快速结晶产物。Nb含量估计为约27×10-6~362×10-6，显示出初始岩浆中Nb预富集，且熔体成分中最高值与榍石成分相关，这可能与富挥发性成分引起的稀有金属局部富集有关。

贵州天柱寒武系重晶石矿区黑色页岩中稀土的LA-ICP-MS面扫描分析及其富集机制研究

非尔顿·海米提, 杨涛, 杨柳

2025, 31(06): 688-697. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2024085

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稀土元素作为中国关键战略矿产资源，其成矿机制研究具有重要科学价值。已有研究证实黔东南—湘西地区寒武系牛蹄塘组黑色页岩赋存大型重晶石矿床并伴生显著稀土富集现象，但稀土元素的来源、赋存状态以及富集机理仍不明晰。该研究选取天柱重晶石矿床典型富稀土层位，系统开展激光剥蚀电感耦合等离子体质谱（LA-ICP-MS）面扫描成像分析，结合微区X射线衍射（XRD）技术，揭示稀土元素的来源、赋存状态与富集机制。综合研究表明：（1）稀土配分模式与现代海水—孔隙水体系呈现高度一致性，高富集区Y/Ho比值、Ce/Ce*及Eu/Eu*值显示典型海水成因特征，局部存在陆源输入信号；（2）P-Ca-REY三元相关性分析揭示Ca含量与REY丰度呈显著正相关关系（R2=0.80），而Ca-P、REY-P间无显著成因联系，微区X射线衍射（XRD）分析证实稀土元素主要赋存于自生碳酸盐矿物晶格；（3）提出”海水源—成岩富集”机制，阐明重晶石成岩过程中硫酸根氧化有机质释放碳酸根，驱动稀土元素通过类质同象置换方式在碳酸盐矿物中选择性富集。文章通过多维度技术方法，首次阐明天柱地区稀土元素的海水来源属性、碳酸盐矿物赋存载体特征及成岩活化富集机制，为揭示黑色页岩系中稀土元素富集规律提供了新的认识。

云南曲靖上志留统—泥盆系古土壤的元素、Li 同位素地球化学特征及其古气候意义

徐成笑, 杨浩, 管祎亭, 吴卫华

2025, 31(06): 698-710. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2024094

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为了探讨早古生代的植物登陆对中国西南地区气候和环境变化的影响，文章对云南曲靖上志留统—泥盆系古土壤进行了元素和Li同位素地球化学分析。为避免未风化原生矿物对Li同位素化学风化指标的干扰，粘土矿物组分（<2 μm）被选用。主量元素分析结果表明，古土壤的化学蚀变指数（CIA）为66.8~82.7，化学风化程度为中等—较强。相比上志留统和中泥盆统，下泥盆统古土壤CIA值（77.9±1.9）升高，指示了化学风化作用的加强。粘土组分Li含量为24.1×10^-6~383.3×10^-6，显著高于全岩（7.5×10^-6~74.5×10^-6）以及上陆壳平均值（35×10^-6±11×10^-6），反映了粘土矿物形成时对Li的富集过程。粘土组分Li同位素值（δ7LiClay，-7.0‰~+2.2‰）明显低于上陆壳（约0‰），并在早泥盆世达到最负值（-7.0‰），主要归因于此时期更强的化学风化形成了更多的粘土矿物，优先吸附更轻的⁶Li，导致更负的δ⁷Li值。同时，我们在下泥盆统徐家冲组发现了保存完好的早期植物根系化石，结合同时期全球其他区域地层中大量的植物化石记录，推测增强的硅酸盐风化可能与高等植物进化有关。这一研究为泥盆纪维管植物增强化学风化并降低晚古生代pCO₂假说提供了陆相沉积的Li同位素证据，有助于强化对植被—风化—气候相互作用的理解。

常见钙砷酸盐矿物的纯合成及其溶解热力学研究

田怡乐, 朱翔宇, 唐鸣昊, 陆现彩, 王汝成, 滕辉

2025, 31(06): 711-719. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2025004

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砷是一种有毒的类金属元素，可导致慢性砷中毒、心血管病、癌症等一系列健康问题。受人类活动和地质高砷背景的影响，砷在全球众多地方造成环境和健康影响，是世界卫生组织列出的引起重大公共卫生问题的10 种化学品之一。环境中的砷主要来自于砷矿物，砷矿物的溶解和沉淀控制着砷在环境中的活动性。研究自然环境中常见砷矿物溶解和沉淀的热力学和动力学特征，对定量理解砷在环境中的迁移和转化规律具有重要意义。钙砷酸盐矿物是在喀斯特等富钙贫铁环境中普遍存在的次生砷矿物，控制着其所在环境砷元素的可迁移性；溶度积等热力学数据是定量评估其稳定性以判断相关地区是否具有二次砷污染风险的关键。然而，现有文献中关于三斜砷钙石 (weilite, CaHAsO4)、砷钙石（haidingerite, CaHAsO4·H2O）、毒石（pharmacolite, CaHAsO4·2H2O）等常见钙砷酸盐矿物的溶度积（Ksp）数据差异较大，究其原因可能有以下几种：（1）这三种砷酸钙矿物形成条件相似，野外环境中常共生出现，在实验室内也难以纯合成；（2）在溶解过程中，三种砷酸钙矿物可相互转化，发生物相转变或者生成其他钙砷酸盐矿物，导致不一致性溶解；（3）在计算Ksp的时候往往忽略了Ca-As的络合反应。针对以上问题，文章通过调控反应pH、温度、Ca/As比及Mg/Ca比成功合成出纯矿物相的三斜砷钙石、砷钙石和毒石；在此基础上，通过实时控制溶液反应条件在常温常压下分别对这三种矿物进行了一致性溶解实验；最后利用溶解平衡状态时的溶液参数，在考虑Ca-As络合反应的前提下，结合最新评估的Ca-As-H2O热力学参数体系，得到三斜砷钙石、砷钙石和毒石在标准状态下的溶度积分别为：10^-4.90、10^-4.64和10^-4.66。

超长距离逆冲推覆体形成机制的物理模拟：以塔西南喀拉喀什河剖面为例

艾孜买提·米尔亥力木, 贾东, 钟城, 杨双, 毛宇琼

2025, 31(06): 720-732. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2024095

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逆冲推覆体的最大长度一直是构造地质学中的一个未解之谜。理论计算通常限制其长度至约16公里，但实际地质中，特别是在前陆盆地内，逆冲推覆体的长度却往往大幅超出这一值，甚至达到数百公里。例如塔西南前陆盆地的逆冲推覆体长度达230公里，远超理论预测。文章基于和田—麻扎塔格地震反射剖面的构造解析作为地质原型，采用构造物理模拟方法，设计了四组实验，通过模拟同构造生长地层发育情况（即调整脆性盖层厚度）及塑性滑脱层的剪切屈服强度（改变硅胶粘度）以探讨超长距离逆冲推覆体的形成机制。实验表明，低粘度滑脱层显著促进变形的前陆传播，提升应变传递速度和距离，而高粘度滑脱层则对前陆方向的变形传播有阻碍作用。同时，模型加入同构造生长地层增强了解耦效应，加速并扩展了应变向前陆方向的传递，使长距离逆冲推覆体的形成更为可能。实验结果显示，低粘度滑脱层与同构造生长地层的共同作用是塔西南前陆盆地超长距离逆冲推覆体形成的关键条件，为自然界超长距离逆冲推覆体形成机制提供了新的认识。

东海陆架盆地现今地热特征及主控因素研究

段安康, 李龑, 刘绍文, 钟锴

2025, 31(06): 733-745. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2025005

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盆地热状态对于理解盆地的成因机制和动力学过程至关重要。东海陆架盆地处于欧亚板块和太平洋板块俯冲汇聚的部位，多期构造改造作用使得盆地的构造—热演化过程复杂，现今热状态研究可为盆地构造—热演化恢复提供关键约束。然而，由于该区前期热流数据分布不均、质量不明，东海陆架盆地现今热状态特征仍不清楚，制约了对东海陆架盆地构造—热演化的认识。文章报导了来自东海陆架盆地的52个新热流数据，进而整合已有数据，全面研究了东海陆架盆地的现今热状态。结果表明，东海陆架盆地现今平均地温梯度为32.1 ℃/km，平均海底热流为67 mW/m²，该值与中国陆域的平均大地热流一致。其中，盆地西部的坳陷带现今平均地温梯度为30.7 ℃/km，平均热流值为65 mW/m²，东部坳陷带平均地温梯度为32.4 ℃/km，平均热流为70 mW/m²。盆地热状态表现为从西向东逐渐变热，这与俯冲板块后撤引起的东海陆架盆地裂陷作用向东迁移趋势一致，东海陆架盆地构造演化过程控制了盆地现今热状态，盆地的基底格局和花岗岩放射性热贡献也造成了局部热流异常。上述成果可为东海陆架盆地构造—热演化研究和油气潜力评价提供新认识。

次生团聚体尺寸对下蜀土铅迁移特征的影响研究

李湘, 沈征涛

2025, 31(06): 746-755. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2025001

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随着工业化进程的加快，土壤重金属污染问题日益严峻。土壤的异质性，尤其是次生团聚体（土块）尺寸的差异，显著影响土体的孔隙结构、渗透性及水文特性，从而改变重金属迁移过程。近年来，尽管已有研究关注土壤团聚体对重金属迁移的影响，但不同尺度的土块在实际土壤污染治理中的作用机制仍缺乏深入探讨。文章以长江中下游广泛分布的下蜀土为研究对象，采用压汞试验（MIP）分析不同土块尺寸下的微观孔隙分布，并通过半动态淋滤试验与常水头饱和渗透试验系统探讨土块尺寸对该地区典型重金属（铅）迁移特征的影响。结果表明，随着土块尺寸的增大，土体孔隙率及饱和渗透系数均降低。2~4 mm土块在早期淋滤过程中铅浸出浓度较高，导致迁移与溶解量较大；<1 mm土块因较强的结构连通性，铅迁移速率较均匀，并以扩散为主的机制控制其运移；1~2 mm土块则在前期铅淋滤浓度适中，中后期溶出量较低，表现出相对较强的铅迁移和扩散抑制能力。上述结果表明，土块尺寸的合理分布对抑制重金属迁移具有关键作用。优化土块尺寸以形成适宜的土体结构，可有效减缓铅的迁移，为重金属污染土壤的长效阻控和修复提供科学依据。

面向地质灾害数据的检索技术研究

程刚, 吴亚熹, 王晔, 施斌, 游钦凉

2025, 31(06): 756-768. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2025003

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中国是全球地质灾害最为严重的国家之一，地质灾害易发频发，且种类多样。受近年来极端天气的叠加效应影响，加速了各类地质灾害的发生频次与致灾程度，由此导致各类地质灾害监测预警、应急救援和灾后恢复重建的难度日益增大。如何引入信息化新技术开展地质灾害数据的深度分析与利用，已成为未来地质灾害防治的新突破口。为全面精准地开展地质灾害数据的检索与分析研判，文章首先分析了中国地质灾害研究背景与当前检索技术发展现状；其次，从数据类型和数据特点两大方面对地质灾害数据进行概述，系统性介绍了主成分分析方法、卷积神经网络方法、哈希方法三类数据检索技术，并以2024年云南镇雄“1.22”山体滑坡地质灾害为例，对微博中关于该滑坡灾害的相关数据进行检索分析与聚类可视化展示，研究结果为检索技术在地质灾害防治领域中的应用与发展提供指导；最后，从未来主成分分析方法改进、哈希方法优化和局限性思考等方面，提出强化数据检索技术与地质灾害应急的融合，以不断满足海量灾害数据对检索速度和信息处理性能的需求。

准噶尔盆地滴南凸起西山窑组煤岩孔隙及孔径多尺度联合表征

姚卫江, 胡正舟, 潘拓, 胡鑫, 陈中红, 李雷, 谢俊阳, 靳晓杰

2025, 31(06): 769-784. DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2025002

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相对传统煤层气储层而言，准噶尔盆地腹部滴南凸起煤岩储层普遍较深（>2500 m）。为了解该区西山窑组煤岩孔裂隙结构特征及其对煤岩气赋存与运移的影响，文章以DM-2-101井西山窑组煤岩作为研究对象，在对煤岩进行煤质、煤阶、物性（应力敏感性、密度、孔渗等）及含气性等进行检测分析的基础上，通过铸体薄片、全直径CT扫描、扫描电镜（SEM）、衍射及能谱分析等对煤岩微观孔缝发育特征进行分析，并利用微米级CT扫描、高压压汞、二氧化碳吸附、氮气吸附等多种方法对孔径分布进行了不同尺度地联合定量表征。研究表明：DM-2-101井西山窑组煤岩显微组分以惰质组和镜质组为主，平均含量分别为48.07%和45.82%，具有低水分、特低灰和低挥发分的特点。煤岩储集空间发育有静压裂缝、层间缝、胞腔孔和少量气孔，孔隙发育程度高，以胞腔孔发育为主。比表面积主要是微孔（<10 nm）的贡献，其占比达到95%以上。孔隙体积主要是大孔（>1000 nm）的贡献，其体积占比达到62.97%~65.92%；其次为微孔，体积占比为24.98%~20.39%。覆压对孔隙度和渗透率的影响存在指数递减关系，覆压状态下的孔隙度和渗透率分别能达到8.23%和1.47 mD，说明该煤岩可形成有效储层，但存在一定的非均质性。煤岩孔径分布影响了其吸附性能和含气量，吸附气是煤岩中比较广泛的赋存方式，天然气主要吸附在微孔周围；而游离气主要聚集在一些大孔内。该研究通过多方法对全孔径定量进行联合表征，明确了深层煤岩储层各级孔隙分布特征，为煤岩气赋存状态及产出机理提供了数据及理论支撑，对准噶尔盆地侏罗系西山窑组煤岩气资源潜力评估有一定指导意义。

征稿简则

高校地质学报

2025, 31(06): 785.

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高校地质学报

2025, 31(06): 786.

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2026年第6期目录

高校地质学报

2025, 31(06): 787.

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2026年第6期封面

高校地质学报

2025, 31(06): 788.

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