
刘月高 男 中国科学院深海科学与工程研究所 副研究员
电子邮件: liuyg@idsse.ac.cn
通信地址: 海南省三亚市吉阳区28号
邮政编码: 572000
电话:18109273615
研究领域
(1)自然矿物高压相变及物化性能转变
(2)成矿元素迁移与富集的实验模拟
(3)基性-超基性岩岩浆作用与成矿及定位预测
(4)南海有机质生烃模拟(煤变甲烷、氢气、甲醇)
招生信息
- 期望学生具有地质学、矿产普查与勘探、海洋科学、地球化学、矿物学-岩石学-矿床学、石油与天然气地质学、煤及煤层气、材料、化工、电化学、催化、物理或地球物理等多个方面或某一方面扎实的本科基础。期待学生热爱自然,坚韧乐观,崇尚科学,含蓄内敛或弹性开朗,积极健康。刘月高将与学生同甘共苦,技能倾囊相授,也共同学习,努力做好科研,一起扩展知识边界,深究总结自然物质规律,高效服务社会发展。
- 欢迎大三生产实习结束的学生,如果保研了更好,在大四阶段来中科院极端环境模拟重点实验室开展实验
- (如何实现,将由本人和学校联系,也将提供必要的经费、差旅费支持学生)
- 期望自己培养的学生毕业后能够留在地学系统,比如:科研院所、大学、中国地调局系统、三桶油、矿业公司。我也努力使学生做到。
- 学生学籍毕业证上的专业为:海洋地质 研究课题的方向:与该主页显示的招生领域相同
- 刘月高手机号:18109273615 (Wechat 欢迎添加,畅谈合作)
教育与工作经历
2020-04~现在 中国科学院深海科学与工程研究所, 副研究员
2017-06~2018-10 内华达大学高压科学与工程中心, 博士后
2016-12~2017-05 明尼苏达大学双城分校, 博士后
2015-09~2020-03 中国地质调查局西安地质调查中心, 自然资源部岩浆作用成矿与找矿重点实验室
2010-09~2015-06 中国地质大学(武汉)矿产普查与勘探 工学博士
2006-09~2010-06 中国地质大学(武汉)资源勘查基地班 工学学士
专利与奖励
(1) 全国地球科学类国家级实验教学示范中心创新性实习竞赛一等奖, 一等奖, 部委级, 2012
(2) 海南省委第一届“”南海新星”, 2023
出版信息
涉海研究成果:
Gao Yongbao, Leon Bagas, Liu Yuegao*( Corresponding author.), Li Wenyuan, Keiko Hattori, Dominic Papineau, Jing Delong, Chen Denghui, Teng Jiaxin, He Yongkang, Zhao Min, Zhang Long, Zhao Zhe. 2024. Discovery of Late Carboniferous high-grade carbonate-hosted manganese mineralization in the Maerkansu area of the Western Kunlun Orogen, Northwest China. Gondwana Research, 133: 129–147(IF = 7.2)
核心认识:
厘定发现了世界上第一个石炭纪末期的高品位大型菱锰矿矿床,其是地幔柱影响下伸展-饥饿盆地的热水活动和微生物有机质的共同作用的结果。
内容简介:
锰是一种大宗紧缺的能源金属。现代大洋锰结核以MnO2为主,极少有MnCO3(菱锰矿)结核或矿层被发现;而我国陆域锰矿的主体成分为MnCO3, 呈现了海陆迥异的锰矿物状态。为深刻认识锰矿形成机理,方便海洋和陆地锰矿勘查,对西昆仑马尔坎苏地区的奥尔托喀讷什大型碳酸盐型锰矿进行了剖析。
奥尔托喀讷什大型碳酸盐型锰矿形成于古特斯洋向北俯冲的弧后盆地环境,本次工作通过新鲜锰矿石有机质的Re-Os定年显示其成矿时代为石炭纪末期到石炭纪-二叠纪之交302 ± 9 Ma,是该地质时期世界上的第一个高品位菱锰矿矿床。该时期柴达木地体、华北板块均存在古特斯洋向北俯冲的弧后盆地环境,但却未有碳酸盐锰矿的发现,本次工作将上述现象解释为:塔里木地幔柱的活动促进了西昆仑菱锰矿矿床的形成。原因在于:(1)该锰矿成矿时代与西昆仑北部塔里木地幔柱启动时间一致(塔里木金伯利岩的年龄300.5 ± 4.4 Ma被认为代表地幔柱的启动时间(Zhang et al., 2013);(2)Re-Os同位素显示矿区有地幔物质参与;(3)西昆仑北部存在塔里木地幔柱,西昆仑南部的北羌塘地体在早二叠纪也有地幔柱活动的证据(Zhang and Zhang, 2017), 故夹在中间的西昆仑地区也应受到地幔柱的影响。多种证据显示矿区存在强烈的热水沉积活动。推测地幔柱影响的主要方式是:加强弧后盆地的热水活动,进而提供锰源。
草莓状黄铁矿、自生石英的发现以及硫同位素低值(d34S = -38.7‰)指示微生物在锰矿中起到了作用。基于野外多个地质剖面的岩相分析和室内鉴定结果,发现矿床所在的弧后盆地具有饥饿盆地性质,这种环境通常可增强微生物的成矿作用。在稀土标准化图解上,矿区的碳酸盐型锰矿石具有现代大洋锰结核的正Ce异常,且矿石的V/(V+Ni)质量比在0.39左右,指示锰矿石经历了以Mn4+形态沉积的氧化环境阶段(Cycle I),微生物可能在Mn4+富集过程中起到了作用。经计算该阶段氧逸度环境大概为FMQ + 6.4 (FMQ = 铁橄榄石-磁铁矿-石英共生时的氧逸度,单位 log fo2)。
矿石的姥鲛烷/植烷比率(Pr/Ph)小于0.8,代表了高度缺氧的环境,指示锰矿石经历了还原阶段(Cycle II),使Mn4+变为了Mn2+,该阶段氧逸度大概在FMQ + 4.5。全岩的13CV-PDB值(从-19.5‰~-8.2‰)比围岩的13CV-PDB值(从-5.3‰~+4.2‰)偏负,而锰矿石中干酪根的13CV-PDB值(约-29‰)明显低于全岩,推测有机质的还原功能在Mn4+转换为Mn2+的过程中(Cycle II)起到了关键作用。
研究最终指出:在伸展构造背景下,存在地幔柱的影响,热水活动强烈,有饥饿盆地性质的沉积环境,且有机质含量高的地层是菱锰矿富集成矿的优先位置。
Liu Yuegao, Cai Chao, Zhu Shengcai, Zheng Zhi, Li Guowu, Chen Haiyan, Li Chao, Yu Yanan, Sun Haiyan, Chou I-Ming, Mei Shenghua*, Wang Liping*. 2024. Enhanced hydrogen evolution catalysis of pentlandite due to the increases in coordination number and sulfur vacancy during cubic-hexagonal phase transition. Small, 202311161. (IF = 13.3) https://doi.org/10.1002/smll.202311161。
核心成果:
发现新矿物一项:多硫空位P63/mmc六方镍黄铁矿,并发现其可高效催化水分解制氢气。
内容简介:
镍黄铁矿(Fe,Ni)9S8是世界镍金属的核心来源之一,为立方相(cPn)。而文章利用阿贡国家实验室同步辐射X射线、X射线单晶衍射、洛伦兹透射电镜、台湾光源扩展X射线吸收精细结构(EXAFS)数据发现了新矿物相:多硫空位空间群为P63/mmc的六方镍黄铁矿(hPn)(a = b = 3.428 Å, c = 5.394 Å),并首次确定了其理想晶体结构和cPn/hPn的相边界), 相边界为:T(℃) = 660e-2.203P,其中P单位为GPa。
在cPn变为hPn的过程产生了硫空位,这在电子顺磁共振谱3515 G峰处有很好的体现;hPn比cPn存在更多的晶格位错,这通常指示较多硫空位的存在。电化学测试显示:在0.5 M酸性溶液中,0.2–2 um的六方镍黄铁矿(hPn)在10 mA cm-2下表现出60 mV的过电位。hPn在300 mV和高电流密度(≤205.8 mA cm-2)下表现出高稳定性,活性在50小时内没有损失。即使是微米级别的hPn的电催化性能也优于绝大多数的纳米硫化物催化剂,表现出强大的催化性能。hPn析氢性能优异的2个原因在于:金属原子的配位数增大和硫空位增多均降低了氢吸附吉普斯自由能的绝对值|ΔGH*| (越接近0越好)。
氢气有金氢和绿氢的区别。金氢为天然氢,如橄榄石蛇纹石化产生的氢气,镍黄铁矿作为橄榄岩重要的副矿物,其存在有助于橄榄石的蛇纹石化产氢,这为金氢形成机理提供了启示。绿氢是通过太阳能、风能等可再生能源发电催化水分解制取,生产过程中基本不产生温室气体。cPn和hPn具有优异的催化水分解制氢能力,有助于绿氢的获取, 提供了新的能源材料。目前电解水制氢的商业催化剂以铂族金属及其化合物为主,这是导致电解水制氢成本高的一个重要原因。而作为一种易获得的矿石,镍黄铁矿成本低廉许多。2024年第二季度铱的价格约为每克1295元,铂的价格约每克236元,立方镍黄铁矿价格每克不到0.2元。镍黄铁矿明显属于“经济适用型”催化剂。
Liu Yuegao, Chou I-Ming, Chen Jiangzhi, Wu Nanping, Li Wenyuan, Bagas Leon, Ren Minghua, Liu Zairong, Mei Shenghua*, Wang Liping*, 2023, Oldhamite: A new link in upper mantle for C-O-S-Ca cycles and an indicator for planetary habitability: National Science Review, 10: nwad159. (IF =20.3) https://doi.org/10.1093/nsr/nwad159
内容简介:
(1) 前人认为陨硫钙石主要存在于①水星轨道内部的顽火辉石陨石、②水星表面大量分布、③月球陨石坑的月壤中。本文利用活塞圆筒压机和多面顶压砧进行的实验岩石学研究发现:在上地幔和下地壳(1.5 GPa/1510 K、0.5 GPa/1320 K 和 0.3 GPa/1273 K)含硫化物的玄武质岩浆与碳酸钙反应可生成陨硫钙石(CaS),证明其可以在地幔存在。这扩展了CaS在太阳系存在的范围。
(2) 文章定义了2个氧逸度计:CaS-CaO-S 平衡时的氧逸度(OLS氧逸度计)、CaS-CaSO4 平衡时氧逸度(OA氧逸度计)。
CaS-CaO-S 平衡时的氧逸度(OLS氧逸度计), 其计算公式为:
lgfo2 = –21.1162 + 3.65342 × 107/T3 – 6205.07/ T2 + (–16237.94 – 0.11450P) /T + 0.43722× 10–3T + 11.13544lgT + lgfs2
CaS-CaSO4 平衡时氧逸度(OA氧逸度计),其计算公式:
lgfo2 = 2.19144 + 1.09305 × 10−4 T – 25137/T – 1551.42/T2 + 1.5305 × 107/T3 + 0.04777P/T + 2.7838lgT
P 单位为bar, T 单位为K。
在0.5 GPa/1320 K, OA = FMQ + 2.21= IW + 6.05 (lgfo2 = –7.83), OLS = FMQ – 0.52 = IW + 3.30 (lgfo2 = –10.57),其本质上确定了S2-/S0平衡时和S2-/S6+平衡时的氧逸度,为行星硫循环和矿床学研究提供了重要的便利。岩浆低氧逸度、大气极低氧含量、无大量液态水是CaS可在水星、月球表面较广泛存在的3个条件,否则CaSO4将大量存在,如地球上和火星上表面大量的硫酸钙或石膏。
延伸:
①只要矿区出现了岩浆成因石膏,就可以用OA氧逸度计来约束氧逸度的下限。
② OA氧逸度可以计算不同温度、压力下S2-/S6+平衡时的氧逸度;OLS氧逸度计可以计算不同温度、压力下S2-/S0平衡时的氧逸度,及其与硫逸度的关系。
(3) 文章首次指出陨硫钙石可能在洋中脊下覆地幔存在,其可能是黑烟囱部分硫酸钙的前体,该机制是对Bischoff and Seyfried (1978)认为洋中脊硫酸盐是由于Ca和SO42-在海水中的溶解度随着温度的升高而降低机制的补充。
(4) CaS是地球早期(大氧化事件以前漫长的岁月)缺氧或无氧的直接诱因
在大氧化事件(GOE)之前,地球大气层最初不含氧气 (Lee et al. , 2016, Lyons et al. , 2014)。大约24.6−18.5亿年前,氧气从现在的大气水平(PAL)的<10–7.1–10–5.1(lgfo2<–7.6至–6.0)上升到lgfo2=–5.3至–2.7(Kanzaki and Murakami, 2016),称为GOE。GOE之前的无氧或缺氧环境可能和CaS是有关系的。GOE之前地球大气的lgfo2范围的上限为-7.6至-6.0 (Kanzaki and Murakami, 2016),与陨硫钙石稳定场部分重叠。此外,早期地球岩浆海的lgfo2值在2173K时为IW+0.5(Sossi et al. , 2020)。故大气氧逸度和岩浆氧逸度都满足陨硫钙矿存在的条件。本研究推算地球早期的陨硫钙石CaS的质量在4.30×1021−7.58×1021 kg,如果这些CaS如全部转换为CaSO4可以消耗3.82×1021−6.74×1021 kg 氧气,而现代地球大气中的氧气总量仅为1.246×1018 kg,可见CaS很可能是地球早期缺氧的诱因。
(5) CaS的短暂存在是导致二叠纪-三叠纪界线大气CO2的急剧升高和O2含量的急剧降低的一个因素。
二叠纪-三叠纪界线(PTB)大灭绝是过去5亿年来最严重的生物危机(Xie et al. , 2005, Yin et al. , 2012), 在PTB时伴随着大气CO2的急剧升高(Retallack, 2001)和大气O2含量的急剧降低(Berner, 2006),大多学者认为西伯利亚大火成岩省(SLIP)的地幔岩浆与地壳岩石的相互反应是大气变化的一个重要原因(Sobolev et al. , 2011)。本研究中,CaS的形成伴随着CO2的释放,而CaS的氧化则是氧气消耗的过程,且含硫化物的玄武质岩浆与碳酸盐反应过程可以很好的反映SLIP岩浆与地壳碳酸盐的反应过程,更为重要的一点是SLIP岩浆以低氧逸度(FMQ–1.5,低于OLS, Sobolev et al., 2009)区别于其他冰岛、夏威夷等地幔柱,这为CaS存在提供了条件,故有理由推测CaS的短暂存在是PTB大气成分变化的一个因素之一。
Liang Shuang, Liu Yuegao, Mei Shenghua*. 2022. In Situ Study on Dehydration and Phase Transformation of Antigorite. Minerals. 12: 567.
内容简介:
采用动态金刚石压砧建立了叶蛇纹石脱水的新相图。
陆地研究成果:
刘月高, 张江伟, 冯志兴, 杨顺龙, 王义忠, 李积清, 赵志逸, 王治安, 李树雷, 王厚方. 2024. 青藏高原东北缘岩浆型铜镍钴硫化物矿床勘查模型与研究进展.中国地质. doi:10.12029/gc20230128003
核心观点:
(1) 东昆仑在显生宙除了蛇绿岩以外存在2期岛弧基性或基性−超基性岩体:①原特提斯洋向北俯冲背景下形成的晚奥陶世−早志留世的基性岩体;②中二叠世-早三叠世的古特提斯洋俯冲形成的基性−超基性岩体;与之对应,东昆仑存在2期碰撞后伸展基性−超基性岩体,分别①中晚志留世−早中泥盆世和②中晚三叠世。
(2) 中国西北地区岩浆型镍矿床中,橄榄岩相中镍矿体(Ni>0.4 wt%)可以分布在岩相的中部、中下部、下部、边部(顶底);辉石岩相中富品位矿主要集中于底部。尽管位置多变,但有一点基本原则是:矿体更容易产在岩相最晚固结的地方。当然也有特殊情况,如石头坑德ZK4001镍矿体(Ni>0.4%)出现在Fo最高的地方,这被解释为:中间岩相具有更少的地壳混染,而恰巧围岩的混染抑制了硫化物饱和。故矿体更倾向于在岩相的哪个位置还需要结合围岩混染对硫化物饱和的抑制或促进作用以及结晶顺序的早晚来综合考量,但总体来看镍品位大于0.7 wt%的矿体更容易出现在岩相的中下部或底部。
(3) 不同的勘查阶段需要不同的勘查指标,秘笈请看文章吧,哈哈。
内容简介:
系统总结了东昆仑地区除蛇绿岩以外的5期基性−超基性侵入杂岩体:晚奥陶世−早志留世、中晚志留世−早中泥盆世、早石炭世、中二叠世-早三叠世、中−晚三叠世的矿物学、岩石学、年代学、地球化学和地球物理特征。在上述工作基础上,归纳了岩浆型铜镍矿的源区性质及其与高压−超高压榴辉岩、原−古特提斯演化的关系,分析了地壳硫混染及结晶分异对硫化物饱和影响,提出了矿体优选赋存的位置,对比了成矿岩体与非成矿岩体的代表性差异。最终建立了东昆仑造山带岩浆铜镍钴硫化物矿床的综合信息勘查(构造、岩体年代、岩相、矿物学、地化、地球物理)模型。
聊以此文致敬青藏高原长一线勘查者,合作者都是长期奋斗于昆仑山一线的勘查工作者。铜镍钴铂族矿床勘查者若能仔细阅读全文,必定大有裨益。
刘月高, 吕新彪*, 阮班晓, 柳潇, 刘双, 冯京, 邓刚, 王恒, 曾华栋, 王鹏, 王伟, 王磊, 陆强. 2019. 新疆北山早二叠世岩浆型铜镍硫化物矿床综合信息勘查模式. 矿床地质. 38:644–666.
内容简介:
(1) 建立了新疆北山早二叠世铜镍矿的综合信息勘查模式。可以首先利用1∶20万和1∶5万勘查地球化学数据, 对Cu、Ni、Co、Cr异常区进行调查研究;利用1∶5万航磁资料的化极和向上延拓图(关注高磁异常)和1∶5万重力资料的布格重力异常(关注△GB>−142×10 g.u的区域)来圈定区域上的成矿靶区, 初步评价基性−超基性岩的成矿潜力。 地表的孔雀石蚀变、黄钾铁矾和镍华是寻找铜镍矿的重要线索。在同一地区, 铜镍矿更倾向于赋存在该区最超基性或接近最超基性的岩相中; 具有高MgO、CaO含量和低的FeO、MnO、NiO的橄榄石和低含量Fe、Ca元素的辉石的岩相是找矿的优选; 在此基础上瞬变电磁和可控源声频大地电磁可以用来推断深部岩体的岩相和岩浆通道, 是深部验证的重要依据。三维磁化率反演可以为矿区的定位预测提供一定的依据。
(2) 提出了“钙质大理岩混染抑制了幔源岩浆硫化物饱和”的观点,在世界上首次提出了针对硫化物饱和的“有害地壳混染”的概念,更加辩证地评估了地壳混染对硫化物饱和的影响。
聊以此文致敬罗布泊一带的一线勘查者,纪念并回味学生阶段的终结。
当然另外一个意义上,现在在下仍是中学生,仍在不断学习新知识,探索新发现。
Liu, Y.G.*( Corresponding author.), Chen, Z.G, Li, W.Y.*, Xu, X.H, Kou, X., Jia, Q.Z, Zhang, Z.W, Liu, F., Wang, Y.L., You, M.X., 2019. The Cu-Ni mineralization potential of the Kaimuqi mafic-ultramafic complex and the indicators for the magmatic Cu-Ni sulfide deposit exploration in the East Kunlun Orogenic Belt, Northern Qinghai-Tibet Plateau, China. Journal of Geochemical Exploration 198, 41−53.
主要结论:
(1) 东昆仑地区产铜镍矿的基性-超基性岩体有较宽的全岩m/f范围(最大的m/f减去最小的m/f>2.5),且最大的m/f大于5.5。备注:m/f=全岩(Mg + Ni)/(Fe2+ + Fe3+ + Mn)的摩尔比值。
(2) 东昆仑地区产铜镍矿的基性-超基性岩体含的斜方辉石明显要高于单斜辉石,比如有方辉橄榄岩或斜方辉石岩,而开木琪岩体以单斜辉石为主,尽管有二辉岩,但斜方辉石较少,是成矿的不利因素;
(3)东昆仑地区产铜镍矿的基性-超基性岩体的橄榄石具有高 MgO (> 45%),高NiO,高Fo (> 85),高SiO2的特征,但具有低的CaO (< 0.05%) 和低的 FeO (< 15%) ;含矿岩体的单斜辉石具有低的FeO含量和低的CaO(< 20%)含量。开木琪不具备上述条件,不利于成矿。
Liu, Y.G.*( Corresponding author.), Li, W.Y., Jia, Q.Z., Zhang, Z.W.*, Wang, Z.A., Zhang, Z.B, Zhang, J.W., Qian, B., 2018. The Dynamic Sulfide Saturation Process and a Possible Slab Break-off Model for the Giant Xiarihamu Magmatic Nickel Ore Deposit in the East Kunlun Orogenic Belt, Northern Qinghai-Tibet Plateau, China. Economic Geology 113, 1383−1417.
文章简介:
(1) 在野外编录近万米钻孔和112个光薄片观察的基础上,绘制了目前夏日哈木的岩相分布与矿体分布图,并划分了岩浆期次。
(2) 夏日哈木超大型镍钴矿床是世界造山带最大的镍矿床。东昆仑造山带发现了高压-超高压榴辉岩且其退变质年龄与夏日哈木镍钴矿床的成矿时代411 Ma相同。夏日哈木矿区既产岩浆型镍矿床,又有榴辉岩产出。在总结郑永飞院士团队有关俯冲隧道理论的认识及数据基础上,基于榴辉岩锆石微量元素数据,发现夏日哈木榴辉岩受到了俯冲带浅部富水流体的影响,而夏日哈木超基性岩则主要受到了俯冲带深部含水熔体的影响。板片断离折返-软流圈岩浆趁势上涌模式可较好的解释了两者伴生且进入地壳时间一致的现象。该研究指出在不同造山带寻找与高压−超高压变质榴辉岩退变质年龄一致的基性−超基性岩体可能是岩浆型铜镍钴矿床勘查的一个方向,为一线勘查提供了思路。
(3) 在世界上首次定量分析了地壳硫混染、结晶分异对幔源岩浆硫化物饱和的影响。定量分析了地壳硫对硫总量的贡献程度约40–60%,尽管地壳混染程度为10–15%左右,明确指出了地壳混染程度≠地壳硫混染程度;同时指出:结晶分异对夏日哈木超大型镍钴矿床的硫总量的贡献为3.3–6%。故:地壳硫混染是夏日哈木成矿的决定性因素,而结晶分异对硫总量的贡献很小。结晶分异过程中,温度的降低和岩浆成分的变化都会影响硫化物饱和,我们通过模型推演发现如下规律:结晶分异过程中,温度的降低是促进硫化物饱和的主要因素,而岩浆成分的变化对硫化物饱和的影响是次要因素,可以忽略。否定了“橄榄石、铬铁矿的结晶分异对岩浆熔体中FeO的消耗是促进硫化物饱和的一个主要原因”的传统认识。
(4) 总结发现:世界典型阿拉斯加型岩体铬铁矿的Fe3+/∑Fe(摩尔比)>0.3;而碰撞后伸展的岩浆型铜镍矿(中国黄山东大型Cu-Ni矿床、夏日哈木超大型镍钴矿床)铬铁矿的Fe3+/∑Fe<0.3,完全不同于阿拉斯加型岩体。该指标可以帮助区分岛弧背景下的基性-超基性岩体与碰撞后伸展背景下的基性-超基性岩体。
Zhang, Z.W., Wang, Y.L., Qian, B., Liu, Y.G.*( Corresponding author.), Zhang, D.Y., Lü, P.R. Dong, J., 2018. Metallogeny and tectonomagmatic setting of Ni-Cu magmatic sulfide mineralization, number I Shitoukengde mafic-ultramafic complex, East Kunlun Orogenic Belt, NW China. Ore Geology Reviews 96, 236−246.
内容简介:
石头坑德Cu-Ni矿区存在志留纪的辉长岩424.7 ± 3.7 Ma,也存在早石炭世含Cu-Ni矿的橄榄二辉岩333.9 ± 4.2 Ma。早石炭世含矿岩相形成于东昆仑古特斯提洋的裂解。
橄榄岩(纯橄榄岩和二辉橄榄岩)和橄榄二辉岩的全岩Ni含量与橄榄石中的FeO含量呈负相关,与橄榄石的MgO和Fo含量呈正相关,表明分离结晶在硫化物饱和过程中几乎没起到作用。高Ni含量的超镁铁质岩石,具有相对低的(87Sr/86Sr)i值,表明总体上来说地壳混染在成矿过程中没起到积极作用。镍含量较低的超镁铁质岩石与无硫化物的钙质大理岩围岩接触。钙质大理岩的同化混染抑制了硫化物饱和。岩石中硫化物δ34S值为1.9~4.3‰,平均值为2.9‰,表明母岩浆中有地壳硫的加入。在围岩中,仅在金水口群片麻岩中发现少量硫化物。因此,石头坑德超镁铁质岩可能受到片麻岩中地壳硫的污染。杂岩体与片麻状接触的区域是找矿重点。
Liu, Y.G., Li, W.Y., Lü, X.B.*, Liu, Y.R., Ruan, B.X. Liu, X., 2017. Sulfide saturation mechanism of the Poyi magmatic Cu-Ni sulfide deposit in Beishan, Xinjiang, Northwest China. Ore Geology Reviews 91, 419−431.
内容简介:
(1) 在详见野外编录2万米钻孔和200个光薄片观察的基础上,绘制了坡一镍矿主勘探线的、也是坡一目前最准确详细的岩相分布与矿体分布图,并划分了岩浆期次。(罗布泊无信号野外工作95天的结果)
(2) 提出了“有些地壳成分混染可以抑制幔源岩浆硫化物饱和”的观点,不同于前人提出的“地壳混染促进了幔源岩浆硫化物饱和”的观点,细化了地壳混染对硫化物饱和的影响,提出了深部混染太古代地层硫混染促进了硫化物饱和,但浅部钙质大理岩混染抑制硫化物饱和、结晶分异促进硫化物在结晶晚期形成的成矿模型。具体证据如下:岩石镍品位与橄榄石Fo成反比,说明橄榄石结晶过程中硫化物逐渐形成且变多。结晶分异起到了促进硫化物饱和的作用。矿体产在杂岩体的核部,靠近杂岩体边缘的岩石地壳混染程度高,杂岩体核部的混染程度低,围岩方解石大理岩的混染抑制了硫化物饱和。坡一铜镍矿硫化物的 Δ33S值在 0.004到0.221‰,而 δ34S 值在 −0.8 到 −3.5‰之间。高Ni的矿石出现在角闪橄榄岩中,角闪橄榄岩中具有最高的Δ33S值0.221‰和最低的δ34S 值−3.5‰,说明坡一铜镍矿存在着太古代地层硫化物的混染。
Liu, Y.G., Lü, X.B., Wu, C.M.*, Hu, X.G., Duan, Z.P., Deng, G., Wang, H., Zhu, X.K., Zeng, H.D., Wang, P., Wang, W., Lu, Q., 2016. The migration of Tarim plume magma toward the northeast in Early Permian and its significance for the exploration of PGE-Cu-Ni magmatic sulfide deposits in Xinjiang, NW China: As suggested by Sr-Nd-Hf isotopes, sedimentology and geophysical data. Ore Geology Reviews, 72(1): 538–545.
核心观点:提出早二叠世塔里木地幔柱岩浆北东向迁移的模式。
内容简介:
在综合分析塔里木盆地磁法、重力、岩相古地理基础上,并结合早二叠世基性-超基性岩体Sr-Nd-Hf同位素认为:塔里木地幔柱中心位置可能在塔里木盆地西北部的巴楚地区,但地幔柱熔浆在塔里木之下存在着向北东方向流动的趋势,地幔柱的底辟作用在塔里木板块的东北边缘边北山大陆裂谷。幔源岩浆经结晶分异同时受到俯冲物质或地壳物质的混染,最终形成了新疆北山的早二叠世超基性岩体群。