塔里木盆地北部下寒武统底部黑色页岩的和同位素特征及其与扬子地台的对比

报道了塔里木盆地北部下寒武统底部黑色页岩的Re-Os和Nd同位素地球化学特征, 并通过其Re-Os和Nd同位素特征探讨了该黑色页岩的物源性质. 塔里木盆地北部下寒武统底部黑色页岩的Re/Os比值为7.18; ¹⁸⁷Re/¹⁸⁸Os为5.6438; ¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os为1.9616. 这些特征反映了该黑色页岩具有壳源性质. 其ε_{NdεNd(540 Ma)值为-7.32; Nd模式年龄TDM集中在1.535 Ga. 黑色页岩中Nd同位素的这些特征与盆地基底岩石的Nd同位素参数十分吻合. 综合Re-Os和Nd同位素特征, 说明塔里木盆地北部下寒武统底部的这套黑色页岩的物源中应包括以盆地基底为主要组成的大陆地壳. 同时, 通过与扬子地台下寒武统底部黑色页岩Re-Os同位素的对比, 发现两者之间存在着较大的不同, 可能反映了两者在沉积背景上的差异. 这为正确分析塔里木地台与扬子地台的成因关系提供了Re-Os同位素方面的信息.}     

北秦岭古生代花岗岩组合、岩浆时空演变及其对造山作用的启示

对北秦岭2个最大的S, I型花岗岩进行了锆石年代学和相关地球化学研究. 漂池S型花岗岩锆石SIMS年龄为(495 ± 6) Ma, e_Nd(t)= -8.2~-8.8, 锆石ε_Hf(t)=-6~-39. 灰池子I型花岗岩锆石LA-ICPMS, SIMS年龄分别为(421±27)和(434±7) Ma, e_Nd(t)=-0.9~0.9, 锆石e_Hf(t) = -11~8.4. 结合收集的28个锆石年代学资料的统计, 将北秦岭古生代花岗岩浆的演化分为3个阶段. 第一阶段(505~470 Ma)主要发育于北秦岭东段, 具有I型弧岩浆的特点, 伴生有漂池等S型花岗岩. 它们与榴辉岩等(超)高压变质岩石的时空关系密切, 揭示了完整的陆缘俯冲造山作用. 第二阶段(450~422 Ma)广布全区, 以灰池子岩体为代表的I型花岗岩为主, 解释为有地幔物质混入的下地壳的部分熔融, 形成于块体碰撞过程及略后的抬升环境; 第三阶段(415~400 Ma)仅发育于北秦岭中段, 以I型花岗岩为主, 形成于碰撞晚期阶段. 北秦岭古生代花岗岩带的时空演变揭示, 秦岭古生代俯冲碰状造山作用具有长期连续性、阶段性的特点; 俯冲首先从北秦岭东段开始起动, 早于祁连-柴达木北缘、大别山北麓, 说明中国中央造山系古生代俯冲增生直到碰撞具有多块体、不等时的拼合特点.     

湘东北钠质煌斑岩地幔源区特征及成岩构造环境

在湘东北中生代陆内拉张带中发现了一组特殊的钠质煌斑岩. 在常量元素、微量元素和Sr, Nd同位素等与常见钾质煌斑岩具有明显差异. 岩石以富Na₂O高TiO₂和Nb, Ta, Nd, LREE弱富集及不出现负铕异常为特征. 微量元素和Sr, Nd同位素组成具有洋岛玄武岩(OIB) 地幔源区性质, ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr初始比值平均为0.705332, ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd初始比值平均为0.512650, ε _Nd(t)为+3.5~+3.9, 构成特殊的钠质煌斑岩地幔源区, 其形成主要是来自软流圈含挥发分的流体/熔体交代岩石圈底部原始地幔. 测得钠质煌斑岩Rb-Sr等时线年龄为136.61 Ma, 代表湘东北燕山晚期由挤压到拉张的构造转换时期. 钠质煌斑岩形成于大陆内部软流圈地幔上涌的地幔热点式构造环境. 软流圈地幔上涌是导致钠质煌斑岩形成和制约湘东北燕山晚期陆内拉张的主要地球动力学因素.     

辽西四合屯早白垩世义县组高镁安山岩的地球化学: 对下地壳拆沉作用和Sr/Y变化的指示

对辽西四合屯地区义县组火山岩85件样品的分析表明, 它们主要由高镁安山岩组成(Mg#=38~69), 仅底部为玄武岩. 四合屯高镁安山岩具有埃达克岩的地球化学特征(SiO₂= 52.82%~59.31%, Al₂O₃=14.15%~16.35%, Sr=620~1323 μg/g, Yb=1.03~1.88 μg/g, Y=12~20 μg/g, LaN/YbN=10~25, Sr/Y=32~88), 初始Nd-Sr同位素组成为: ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd(130 Ma)=0.5118~0.5119, ε_Nd(130 Ma)= -11.6~ -13.8, ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr(130 Ma)=0.7058~0.7064, 与该区晚侏罗世兴隆沟组火山岩具有相似的地球化学特征, 但具有较低的Nd同位素比值. 它们代表了华北克拉通原岩为太古宙的岩石, 后经相变而成的榴辉岩下地壳与岩石圈地幔一同拆沉再循环进入软流圈, 随后榴辉岩部分熔融产生的熔体与地幔橄榄岩相互作用的结果. 但与兴隆沟组火山岩相比, 四合屯安山岩岩浆源区中含有更多Nd同位素组成演化的古老陆壳物质. 四合屯义县组的年龄为120~130 Ma, 表明拆沉作用一直延续至早白垩世. SiO₂＞56%的安山岩样品, Sr和Sr/Y比值与SiO₂呈负相关关系, 表明它们的Sr含量以及Sr/Y比值明显受岩浆结晶分异影响, 因此对于火山岩Sr/Y比值研究需要考虑结晶分异作用的影响.     

北秦岭小王涧枕状熔岩中淡色侵入岩的地球化学特征、SHRIMP年龄及地质意义

小王涧丹凤群海相枕状熔岩中发育一系列小型淡色侵入岩, 呈囊状、小型岩墙状或不规则状侵入枕状熔岩中. 根据岩相学特征分析, 这些已蚀变的淡色侵入岩原岩为闪长质岩石. 枕状熔岩SiO₂含量为47.35%~51.20%, TiO₂含量为0.97%~1.72%, Mg^#=41~49. 稀土总量相对较低, 轻重稀土无明显分异, 球粒陨石标准化稀土配分形式呈平坦型或略左倾, 近似于N-MORB的稀土分配形式. N-MORB标准化的微量元素蜘形图上, 枕状熔岩的高场强元素(HFSE, 如Ta, Nb, Zr, Hf, Ti等)的特征与N-MORB的相类似. 枕状熔岩中的淡色侵入岩的SiO₂含量为53.85%~67.20%, 相当于安山岩-英安岩质成分. TiO₂含量较低, 为0.51%~1.10%, Mg^#=40~51, 具有高Al₂O₃(13.32%~16.62%), Na₂O/K₂O(2~7), 高Sr(342~539 μg/g)和Sr/Y比值(17~28), 低HREE(Yb=1.70~1.99 μg/g, Y=17.61~20.67 μg/g). 轻重稀土强烈分异, 稀土配分形式为右倾型(La/YbN=12.26~19.41, 多大于18). 高场强元素(如Ta, Nb, Hf, Ti)显著亏损, Y和Yb略显亏损，显示了与俯冲作用相关的地球化学特征. ε_Nd(t)=+7.45~+13.14, 多介于+8.41~+9.23范围内, 与MORB的ε_Nd值(eNd=+8.8~+9.7)非常一致, 说明其岩浆源区为亏损地幔. 淡色侵入岩的SHRIMP年龄为(442±7) Ma, 代表了一次板块俯冲事件的年代.     

北祁连玉石沟蛇绿岩印度洋MORB型同位素组成特征及其地质意义

系统研究了北祁连山玉石沟蛇绿岩单元内枕状玄武岩的元素与Sr, Nd, Pb 同位素地球化学特征. 玉石沟蛇绿岩单元内枕状玄武岩属于拉斑玄武岩系列, 球粒陨石标准化稀土元素分配模式为近平坦型, (La/Yb)_N介于0.98~1.27 之间; Nb, Ta, Zr和Hf 无亏损, 显示出MORB 型玄武岩的特征; 经构造环境图解判别, 样品落入了MORB 区域内, 表明其形成于洋中脊环境或者成熟弧后盆地环境. Sr, Nd和Pb同位素组成特征表明其地幔源区主要存在DMM (亏损地幔)和EMII (II型富集地幔)两类地幔组分端元. 枕状玄武岩具有印度洋MORB型同位素组成特征, 与特提斯洋域地幔的同位素组成类似; 微量元素比值也与中国境内特提斯构造域内已知蛇绿岩的N-MORB 型玄武岩的特征微量元素比值相一致. 北祁连山其他蛇绿岩单元内枕状玄武岩也表现出印度洋MORB型同位素组成特征, 从而初步表明北祁连古洋曾是特提斯构造域的一部分. 这对于研究北祁连的大地构造演化和归属有着重要的意义.     

中国松辽盆地商业天然气的非生物成因烷烃气体

阐述了自然界不同物质来源、不同成烃环境和不同成烃机制, 形成的各类烷烃气体的碳、氢同位素动力学分馏效应及其同位素组成和分布特征. 指出复杂高分子沉积有机质经生物降解作用和热降解作用形成细菌成因气和热成因气. 细菌成因甲烷δ¹³C₁, -110‰~-50‰; 热成因甲烷δ¹³C₁, -50‰~-35‰(或更重). 受同位素动力学分馏效应的制约, 细菌成因和热成因烷烃的碳氢同位素δ¹³C值和δD值均具有正序分布特征, 即δ¹³C₁< δ¹³C₂< δ¹³C₃< δ¹³C₄和δD_CH4< δ D_C2H6< δD_C3H8< δD_C4H10, 且二者之间具正相关关系. 自然界非生物化学过程, 由简单含碳分子(CH₄, CO, 和CO₂)经聚合反应生成的非生物成因烷烃气体, 甲烷的δ¹³C₁值大于-30‰. 受其同位素动力学分馏效应的制约, 烷烃气体的碳同位素δ¹³C值具反序分布特征, 氢同位素δD值则具有正序分布特征, 即δ¹³C₁> δ¹³C₂> δ¹³C₃> δ¹³C₄和δD_CH4< δD_C2H6< δD_C3H8< δD_C4H10, 且二者之间具负相关关系. 分布于中国松辽盆地徐家围子断陷和莺山-庙台子断陷的26口商业天然气井, 天然气的甲烷碳同位素δ¹³C₁值为-30.5‰~-16.7‰, 氢同位素d D值的变化范围极窄, 为-203‰~-196‰. 烷烃碳同位素δ¹³C值具反序分布特征, 氢同位素δD值具正序分布特征. 烷烃碳同位素δ¹³C值和氢同位素δD值之间具负相关关系, 显示了非生物成因特征. 研究表明, 在自然界不仅存在非生物成因甲烷, 而且作为能源气体, 非生物成因烷烃气体还能聚集形成有商业价值的天然气藏. 据估算松辽盆地26口具非生物成因特征的天然气井的储量超过500×10⁸ m³. 松辽盆地勘探实践表明非生物成因天然气具有良好的资源前景, 为在世界范围内研究和寻找非生物成因商业天然气提供了典型实例.     

大别地体新店超高压榴辉岩锆石Lu-Hf同位素研究

对大别山南部新店超高压变质榴辉岩中变质锆石进行了原位LA-MC-ICP-MS的Lu-Hf同位素分析，发现变质增生锆石有低¹⁷⁶Lu/¹⁷⁷Hf （0.000004-0.000211）和高¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf（0.282544-0.282612）同位素组成，原岩继承锆石和重结晶锆石具有高¹⁷⁶Lu/¹⁷⁷Hf（0.000090-0.002144）和低¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf（0.282266-0.282466）组成. 增生锆石的低¹⁷⁶Lu/¹⁷⁷Hf比是变质作用导致锆石中Lu降低和Hf增高造成的, 增生锆石的高¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf特性继承自岩石中其它高Lu/Hf比矿物长期演化所生成的高放射成因Hf. 原岩锆石变质重结晶作用不会引起锆石的Lu-Hf同位素明显再造，锆石Lu-Hf体系比U－Pb体系有更好的稳定性. 有可能根据锆石的Lu－Hf同位素特征来区别它们是增生锆石还是原岩继承锆石. 增生锆石形成时的Hf同位素组成能代表同时刻的变质全岩体系的Hf同位素组成. 新店榴辉岩原岩锆石形成时的ε_Hf值+3.0，表明其物源主要来自弱亏损地幔，或者亏损地幔和古老地壳物质的混合.     

南秦岭早古生代地幔性质: 来自超镁铁质、镁铁质岩脉及火山岩的Sr-Nd-Pb同位素证据

南秦岭紫阳-岚皋地区早古生代晚期镁铁质岩脉及玄武岩的ε_Nd (t) = +3.28 ~ +5.02, (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i = 0.70341~0.70555, (²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb) _i = 17.256~18.993, (²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb) _i = 15.505~15.642, (²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb) _i = 37.125~38.968, Δ8/4 = 21.18~77.43, Δ7/4 = 8.11~18.82, 基本与南秦岭区新元古代中期以来的幔源岩石特征一致, 显示了HIMU, EMII和少量EMI富集地幔端元组分混合而成的Sr-Nd-Pb同位素组成特征, 表明与大洋地壳俯冲消减和陆缘物质再循环密切相关, 是新元古代早期扬子北缘大洋地壳俯冲消减及其携带的陆源沉积物再循环进入亏损软流圈地幔的结果.     

西天山古俯冲带深部流体来源

对西天山高压变质带内高压脉的研究表明, 高压脉与寄主岩石具总体一致的Pb和Sr同位素组成, 高压脉²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb, ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb, ²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb及⁸⁷Sr/⁸⁶Sr (t = 340 Ma)分别为17.122~17.431, 15.477~15.611, 37.432~38.689和0.70529~0.70705; 主岩上述比值为17.605~17.834, 15.508~15.564, 37.080~38.145和0.70522~0.70685. 与主岩相比, 高压脉具大得多的Pb同位素组成变化. 高压脉和主岩Rb/Ba, Ce/Pb, Nb/U和Ta/U比值均介于洋岛玄武岩(OIB)或洋中脊玄武岩(MORB)与陆壳间, 显示有陆壳物质混入. 西天山古俯冲带深部成脉流体为来自具I类富集地幔特征的大洋玄武岩(主岩原岩)进变质脱水与来自俯冲沉积物(包括陆源沉积物)进变质脱水形成的两种流体的混合.     

佛冈花岗岩基及乌石闪长岩-角闪辉长岩体的形成年龄和起源

佛冈花岗岩基约6000 km², 是南岭地区最大的晚中生代岩基. 乌石闪长岩-角闪辉长岩岩体位于佛冈花岗岩基的东北部, 它和佛冈花岗岩主体一并属于高钾钙碱性系列岩石. 但乌石岩体以低Si (49%~55%), 高Fe, Mg, Ca, 稀土总量低, Eu, Ba, P, Ti亏损不明显, 而Zr和Hf亏损明显的特征不同于佛冈花岗岩主体. 锆石LA-ICP-MS定年及矿物-全岩Rb-Sr等时线年龄测定结果表明, 乌石岩体的结晶年龄为160 Ma左右, 与佛冈花岗岩主体是同时代形成的. 佛冈花岗岩主体具有较高的(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_I值(0.70871~0.71570), ε_Nd(t)变化于-5.11~-8.93之间, 显示出壳源花岗岩的Sr-Nd同位素特点, 它们的两阶段Nd模式年龄介于1.37~1.68 Ga. (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_I值、ε_Nd (t)值和Nd模式年龄值的不均匀性, 可能反映巨大的佛冈花岗岩主体的源区组成是不均匀的, 同时在其形成过程中有地幔物质的不均匀混合. 乌石闪长岩-角闪辉长岩是一种少见的高(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_I值(0.71256~0.71318)、低ε_Nd (t值(-7.32 ~ -7.92)中基性岩浆岩, 它可能由地幔部分熔融产生的新生幔源玄武质岩浆与下地壳玄武质岩石脱水部分熔融产生的岩浆混合形成.     

西藏泽当英云闪长岩的地球化学和Sr-Nd同位素特征: 特提斯洋内俯冲的新证据

对雅鲁藏布江缝合带泽当段岛弧火成岩组合中英云闪长岩的分析表明, 该岩石具有与典型埃达克岩相似的特征: 高SiO₂(58%~63%), Al₂O₃(18.4%~22.4%), Sr(810×10^-6~940×10^-6), Sr/Y(77~106), 低HREE(Y=9×10^-6~11×10^-6, Yb＝1×10^-6~1.3×10^-6), 富集LREE, 并有微弱的Eu正异常. I_Sr(0.70421~0.70487)较低, 而¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd (0.512896~0.512929)和εNd(t)值(+6.7~+7.3)较高. 以上特征表明, 泽当英云闪长岩是由洋壳俯冲到一定深度后部分熔融而成, 熔融过程中可能卷入了少量大洋沉积物. 这套俯冲洋壳成因的埃达克岩的厘定, 指示中生代时特提斯洋开始发生洋内俯冲, 印证了前人所提出的洋内岛弧的存在.     

扬子陆块西北缘碧口块体印支期花岗岩类地球化学和Pb-Sr-Nd同位素组成: 限制岩石成因及其动力学背景

对出露于扬子陆块西北缘碧口块体印支期阳坝岩体(215 Ma)、南一里岩体(224 Ma)和木皮岩体进行了岩石主量元素、微量元素和Pb-Sr-Nd同位素地球化学研究. 上述岩体花岗岩类均以高Al (Al₂O₃: 14.56~16.48%) 和Sr(352~1047 mg/g)、亏损Y(<16 mg/g)和HREE(eg. Yb<1.61 mg/g)为特征, 并具有较高的Sr/Y(36.3~150)和(La/Yb)_N(7.8~36.3)比值及强分异的稀土元素组成模式. 岩石初始Sr 同位素比值I_Sr=0.70419~0.70752, ε_Nd(t)=-3.1~-8.5,初始Pb同位素比值²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb=17.891~18.250, ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb=15.494~15.575, ²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb=37.788~38.335. 地球化学特征显示阳坝、南一里和木皮岩体花岗岩类属于埃达克质(adakitic)岩石, 岩浆起源于增厚玄武质下地壳的部分熔融, 但它们具有较高的K含量(K₂O: 1.49%~3.84%)、明显演化的Nd同位素组成及较高的Nd同位素模式年龄(T_DM=1.06~1.83 Ga)清晰地不同于由俯冲洋壳或底侵玄武质岩石部分熔融形成的埃达克岩类, 而为增厚的并具有较长地壳存留年龄的玄武质下地壳部分熔融形成的埃达克质岩类. 碧口块体印支期埃达克质岩浆的产生反映了在华北板块和华南板块碰撞之后的岩石圈拆沉作用. 另一方面, 碧口块体印支期埃达克质岩石的Pb-Sr-Nd 同位素组成对岩浆源区的示踪揭示了在碧口块体的碧口群火山岩之下存在大陆型地壳基底, 这一结果不支持碧口群火山岩形成于大洋盆地或洋岛环境的认识.     

冀东-辽西玄武岩二长岩包体锆石U-Pb定年、Hf同位素和微量元素示踪燕辽地区169Ma和107Ma的热事件

报道了辽西阜新中生代(92~100 Ma)和冀东平泉第三纪(23~45 Ma)碱性玄武岩K-Ar年龄及其中二长岩包体的锆石原位U-Pb定年、Hf同位素和微量元素微区分析结果, 并对发生于燕辽陆内造山带的壳-幔相互作用进行了讨论. 阜新玄武岩中二长岩包体的锆石有非常一致的中侏罗世U-Pb年龄((169±3) Ma). 平泉玄武岩二长岩包体中除个别锆石具2491 Ma和513 Ma的老年龄外, 95%以上的锆石具(107±10)Ma的U-Pb年龄. 年龄为169 Ma的锆石接近于零的eHf 值(-1.2~ -4.6); 而年龄为107 Ma的锆石的eHf值主要为-11.5~ -16.3, 具明显的壳源性质. 阜新锆石具低的Nb, Ta, Sr, Th, U丰度, 低且狭窄的Hf模式年龄(0.87 ~ 1.00 Ga), 反映其二长岩岩浆源区物质的形成时代较新; 平泉锆石所具有的高不相容微量元素丰度, 高且宽的Hf模式年龄(0.89 ~ 2.56 Ga), 集中在(1.28±0.08)Ga, 则反映复杂的源区组成和较高的地壳成熟程度. 综合资料表明, J₃ ~ K₁是燕辽地区深部过程及壳层构造转折的关键时期, 但深部的作用过程存在明显的时空不均一性.     

喀斯特水库水化学特征及对无机碳沉积通量的指示

为探究筑坝后不同水库物理、化学、生物过程对水化学和碳循环的影响,本研究对贵州三岔河流域的平寨水库、普定水库以及猫跳河流域的红枫湖水库进行研究,于2018年3月2019年1月分别在入库河流和库区采集了分层水样和沉降颗粒物,并探究水中主要离子及颗粒物通量的时空变化特征及其控制因素.结果表明,水体主要离子的主要来源受碳酸盐溶解影响,并且离子浓度受光合作用控制.红枫湖水库水体水化学类型为Ca-Mg-HCO₃-SO₄型,普定水库、平寨水库水化学类型均为Ca-HCO₃-SO₄.夏季藻类光合作用诱导碳酸盐沉淀导致水体表层Ca²⁺、HCO₃^-及溶解态Si浓度降低,其降低幅度分别为20.87%~44.25%、33.12%~51.18%、48.55%~96.34%.此外,藻类光合作用也影响C、N、Si等生源要素间的化学计量关系.Mg²⁺/Ca²⁺比值在水体垂向剖面上主要受碳酸钙沉淀的控制,而在不同水库之间则主要受流域岩性的控制.根据沉积物捕获器通量计算的平寨水库、普定水库、红枫湖水库夏季颗粒无机碳沉积通量分别为0.74、1.36、0.27 t/（km²·d）,而根据水体Ca²⁺浓度降低计算的通量分别为0.31~0.64、0.35~0.99、0.09~0.29 t/（km²·d）,根据水体HCO₃^-浓度降低计算的通量分别为0.30~0.65、0.29~1.26、0.12~0.33 t/（km²·d）.其红枫湖水库无机碳沉降通量的实测值与计算值接近,而平寨、普定水库实际沉降通量高于计算值,这可能是有外源输入导致.因此,利用水化学分层数据能对喀斯特水库中的无机碳沉降通量进行合理估算,并且能够得到较好的估算结果,从而指示碳循环的过程.     

中国东北饶河杂岩中的侏罗纪玄武质凝灰岩及枕状玄武岩:对古太平洋水下火山活动的启示

保存在陆地上的水下火山爆炸式喷发的地质记录非常少见,为揭示这一现象并探讨其全球意义,本文对中国东北饶河杂岩中的玄武质凝灰岩及枕状玄武岩进行了岩石学、地球化学以及年代学研究.玄武质凝灰岩由分选良好的晶屑(主要为单斜辉石)、玻屑和少量岩屑组成,具有较高的Mg O含量(15.7~15.9%),没有Eu的异常(Eu/Eu*=99~102).凝灰岩的锆石SHRIMP定年结果为(172±1)Ma,与前人报道的枕状玄武岩年龄接近.枕状玄武岩具有演化的Mg O含量以及弱的Eu负异常(Eu/Eu*=90~99).依据不活动微量元素判别,凝灰岩和玄武岩均属于碱性玄武岩,具洋岛型玄武岩配分特征以及一致的Nd同位素特征ε_(Nd)(t)=4.4~6.2,可能源自同一地幔源区.玄武岩的Sr同位素与Nd同位素耦合,而凝灰岩的~(87)Sr/~(86)Sr比值显著偏高并与同期海水相近,暗示地幔物质与海水之间的元素交换更可能发生于火山爆炸式喷发而非溢流式喷发.进一步计算表明,水下火山爆炸式喷发引起的高效率海水-地幔物质之间的Sr同位素交换可能是历史上全球海水Sr同位素比值快速下降的原因之一.     

辽西彰武地区中生代高镁安山岩地球化学及其对新生下地壳拆沉作用的指示

对产于辽西彰武地区的早白垩世10个火山岩样品的研究表明, 除一个样品为玄武岩外(SiO₂=50.23%), 其余均为安山岩. 这些安山岩的SiO₂含量为53%~59%, 具有高的MgO(3.4％~6.1%, Mg^# = 50~64), Ni(27~197 μg/g), Cr( 51~478μg/g)和Sr( 671~1499μg/g)含量, 高的Sr/Y比值(34~115), 轻重稀土分异明显(La_N/Y_N＝10~30), 其微量元素显示出高镁埃达克质的特征. 4件安山岩样品的¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd比值为0.5118352~0.5122341, ε_Nd(126Ma)=－6.36~－13.99, ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr为0.70634 ~0.70688, ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr(126 Ma)>0.706, 它们与汉诺坝基性麻粒岩的Sr-Nd同位素组成相似. 对一个安山岩样品的锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果表明有3组谐和的锆石, 其²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄加权平均值分别是: 第1组(253±5) Ma (2σ, MSWD=9.1, n=59), 第2组(172±2) Ma (2σ, MSWD=2.2, n=42), 第3组(126±2) Ma (2σ, MSWD=3.2, n=19). 阴极发光图像表明第1和第2组锆石均具有典型的岩浆环带, 第3组锆石的阴极发光很弱且无环带. 3组锆石均具典型岩浆锆石的REE分配特征(如亏损LREE, 正Ce异常)且Th/U >0.1. 第1组年龄记录了古亚洲洋的闭合和蒙古板块与华北克拉通北缘碰撞事件; 第2组年龄记录了该区的玄武岩浆底侵和地壳增厚的事件; 第3组最年轻的年龄应代表火山岩喷发年龄. 矿物学上, 彰武高镁安山岩具核部高Fe, 幔部高Mg的反环带单斜辉石斑晶, 并含有铬铁矿. 根据上述锆石年代学、矿物学和地球化学特征, 彰武高镁安山岩指示了~170 Ma的中侏罗世时期玄武质岩浆底侵形成的加厚下地壳, 相变为榴辉岩, 然后拆沉至软流圈, 发生部分熔融, 产生的熔体在上升过程中与新生的地幔橄榄岩反应, 最终形成彰武高镁安山岩. 由此可较好解释彰武高镁安山岩的高镁和埃达克质微量元素特征以及无古老继承锆石特征.     

西藏洞错蛇绿岩的构造环境

洞错蛇绿岩出露于班公－怒江缝合带西段，可恢复的洋壳岩石总厚度约5 km，自下而上依次由地幔橄榄岩、堆晶杂岩、基性岩床（墙）杂岩和基性熔岩组成，呈构造岩片侵位于侏罗系（木嘎岗日群J₂mg）地层中。洞错蛇绿岩的堆晶岩系具有纯橄岩－橄长岩－橄榄辉长岩的岩石组合，反映其属PTG系列蛇绿岩，形成于洋中脊构造环境；基性熔岩富碱（Na₂O+K₂O）、TiO₂、P₂O₅，且具有LREE显著富集的右倾REE 配分型式（[La/Yb]n=6.94~16.6）和Th 、Nb、Ta、Zr 、Hf略具正异常的微量元素组成特征，属典型的洋岛玄武岩（OIB）；基性熔岩所具有的87Sr/86Sr比值(0.704363～0.705007) 高、 ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd 比值(0.512708～0.512887)低，以及ε_Nd（t）值介于＋2.700504~＋5.774559等，反映其来源于亏损地幔 （DM）与富集地幔 （EMⅠ）二组分混合的地幔源区。综合分析认为，洞错蛇绿岩可能形成于有大量富集地幔物质加入的洋中脊环境， 与板块汇聚环境下的“岛弧型”蛇绿岩存在明显差异。新获得的堆晶橄长岩中锆石SHRIMP U-Pb 年龄     

塔北地区下奥陶统白云岩热液重结晶作用及其油气储集意义

塔里木盆地塔北地区的沙15井下奥陶统以褐灰色-深灰色粉-细晶白云岩为主, 局部沿断裂裂缝见有浅灰色-白色中-粗晶白云岩. 中-粗晶白云岩伴有明显的硅化作用, 孔缝中见有自形的石英晶簇. 中-粗晶白云岩中流体包裹体均一温度位于110~200℃之间, 主峰区间为140~190℃, 盐度位于10.7wt%~18.5wt% NaCl Eq.之间, 与共存的石英晶簇流体包裹体特征相一致. 与粉-细晶白云岩相比, 中-粗晶白云岩在成分组成上具有富含Fe和Mn的特征, FeO的含量平均为1.917%, MnO的含量平均为0.323%. 在稀土元素组成上, 中-粗晶白云岩具有明显的Eu负异常, 配分模式与塔里木盆地中酸性火成岩相一致. 中-粗晶白云岩氧同位素d¹⁸O_PDB位于-10.35‰~-7.31‰之间, 与粉-细晶白云岩相比具有明显偏负的特征; 结合流体包裹体均一温度和白云石与水的氧同位素分馏方程, 可以得到沉淀白云石的流体的氧同位素d¹⁸O_SMOW值的范围大致在+4‰~+10‰之间, 与岩浆热液流体相一致. 中-粗晶白云岩具有较高的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值, 与中酸性火成岩活动有关. 从流体包裹体测温、元素组成、稀土元素、碳氧同位素和锶同位素组成可知中-粗晶白云岩是粉-细晶白云岩在热液作用下发生重结晶作用的结果. 热液作用下的白云岩重结晶作用在塔里木盆地白云岩成岩演化历史上具有特殊性和广泛性, 该过程使白云岩中产生了丰富的晶间孔隙和热液溶蚀孔隙, 从而成为良好的油气储层, 在塔里木盆地下古生界白云岩油气勘探中应给予足够的重视.     

中生代古太平洋板块俯冲诱发华北克拉通破坏的物质记录

华北克拉通破坏与古太平洋板块俯冲密切相关是当今学界的重要共识,但缺乏华北克拉通破坏峰期古太平洋板块俯冲的物质证据.为解决这一问题,本文对华北克拉通东北缘(辽东-吉南地区)中生代火山岩开展了详细的岩石学、锆石U-Pb年龄和Hf-O同位素、全岩地球化学和Sr-Nd-Hf同位素研究.研究发现,辽东-吉南地区中生代火山岩主要为玄武粗安岩-粗安岩-粗面岩和安山岩组合,形成于早白垩世(129~124Ma),均富集大离子亲石元素(Rb、Sr、Ba、Th等)和轻稀土元素、亏损高场强元素(Nb、Ta、Ti等),表明其来源于与俯冲相关的地幔源区.这些岩石具有不均一的同位素组成,其中,碱性玄武粗安岩-粗安岩-粗面岩具有富集的全岩Sr-Nd-Hf、锆石Hf同位素组成和与地幔类似的锆石O同位素,表明其母岩浆来源于同位素富集的岩石圈地幔的低程度部分熔融,而钙碱性安山岩则具有相对亏损的同位素组成(锆石εHf(t)高达+5.2)和高的锆石O同位素组成(δ18O=+8.1^+9.0‰),揭示它们来源于遭受俯冲流体/熔体交代的地幔源区,交代介质来源于俯冲到深部的低温热液蚀变洋壳.辽东-吉南地区早白垩世火山岩是由来源于富集地幔和交代地幔的两种不同性质的岩浆混合形成,利用锆石Hf-O同位素组成有效识别出的低温热液蚀变洋壳组分,为中生代古太平洋板块俯冲对华北克拉通破坏影响提供了确凿的物质记录和同位素证据.