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晚古生代黑色岩系成矿有机-无机耦合机制
2020-07-20 13:03  

该项目成果隶属于地球科学,涉及矿床学、 能源地质学、地球化学等学科交叉领域。
 矿产资源关乎国计民生、国家战略安全。黑色岩系矿床中赋存着众多大型-超大型金属矿产资源。有机和无机之间耦合作用是黑色岩系成矿是关键控制因素。虽然,对黑色岩系的地球化学特征进行了大量研究,但是有机质对金属元素富集的控制机理, Cu、 Pb、 Zn、 Li 等无机元素中对生物标志化合物的演化的影响等基础问题还有亟待厘清,因此黑色岩系成矿过程中有机-无机的耦合机制一直是地质学研究的核心内容和前沿问题。
 针对上述核心问题,该项目以地球系统科学学术思想为指导,综合采用有机地球化学、分子地球化学、同位素地球化学的方法,对欧亚大陆成矿域典型的黑色岩系矿床:华北能源盆地煤中共(伴)生多金属元素矿床、欧洲二叠纪黑色岩系 Cu-Pb-Zn 多金属矿床开展了长期系统研究,
取得了系列重要发现和理论成果:
 (1)提出了煤中铝-锂-镓-稀土元素同盆富集的成矿模式:查明了阴山南麓诸煤田中铝-锂-镓-稀土元素在煤中的赋存状态,分布规律,发现腐殖酸有机分子可以与Li
+、 Ga3+结合进而促进金属元素离子的富集,创建了煤-铝-锂-镓-稀土元素同盆共存的成矿模式,指导发现了超大型煤伴生锂矿床。
 (2)揭示了有机质对黑色页岩中多金属元素成矿的富集制约机制:发现在黑色页岩矿床中有机质是 Cu、 Zn、Pb 等金属元素富集成矿的主控因素,有机质不但直接参与了硫化物矿床形成的化学反应,而且为多金属元素富集提供了稳定的还原环境,项目组给出了化学反应式,提出了成矿模式。
 (3)建立了黑色页岩中多金属元素对有机质演化的耦合体系:发现金属元素对有机质演化具有制约作用,提出了成矿过程中芳香烃和饱和烃的降解模式,指出广泛应用于烃源岩评价的有机成熟度参数在黑色页岩中的应用局限性,提出了适用于热化学硫酸盐还原反应的有机成熟度参数计算公式。

围绕该研究,在国际知名期刊《Organic Geochemistry》、《Ore Geology Reviews》上发表 SCI 论文 50 余篇;其中 8 篇代表性论文他引 200 余次, SCI 他引 100 余次。他引论文分布在《Earth-Science Reviews》 (IF 7.49)、《Gondwana Research》(IF 6.18)、《Geochimica et Cosmochimica Acta》(IF 4.85)、《Chemical Geology》(IF 3.57)、《International Journal of Coal Geology》(IF 4.13)等顶级期刊上,得到了学术界 B Simoneit、 TW Lyons、 MK Keith 教授等知名专家的正面评价,美国地质调查局建立的煤中微量元素数据库(USGS COALQUAL database)引用了该项目组的大量数据,美国科学促进会(AAAS)在其官方网站报道了项目组的发现,相关创新成果获评 2015 年度“十大地质科技进展”。



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