松潘-甘孜地区三叠系碎屑沉积岩地球化学特征及其锆石年龄研究

松潘—甘孜地块地处中国西南部,是中国大陆构造中重要的基本构造单元,三叠系碎屑沉积岩广泛分布,本文对松潘—甘孜地块的三叠系碎屑沉积岩4个样品的稀土元素及锆石U_Pb地球化学特征进行了系统研究。4个样品的稀土元素分布型式特征非常接近,这表明松潘—甘孜地区的三叠系碎屑沉积岩具有相同的来源。明显的轻、重元素分馏和铕异常则表明碎屑岩源区地壳内有较的深熔作用。锆石Th/U比和阴极发光表明它们基本上来自岩浆岩物源区。SHRI MP结果显示206Pb/238U年龄集中在200~1000Ma和1600~2400Ma,其中1600~2400Ma的锆石年龄记录了扬子克拉通基底的形成事件;200~1000Ma的锆石年龄反映了青白口纪及东吴运动期间扬子克拉通强烈的岩浆活动。此外,中三叠世末期秦岭造山带全面隆升成山,也阻断了华北克拉通为该区提供碎屑沉积岩的可能,因此,松潘—甘孜地区的三叠系碎屑沉积岩来源于杨子克拉通。     

扬子克拉通后太古宙碎屑沉积岩地球化学及其构造意义

系统分析了扬子克拉通从中元古代到白垩纪不同时代8个碎屑沉积岩的主量元素和微量元素成分.这8个样品的REE分配模式与全球典型细粒碎屑沉积岩PAAS、NASC、ES及全球平均大陆上地壳一致.志留纪—泥盆纪样品以高w (La) /w (Co)、w (La) /w (Sc)、w (Th) /w (Co)、w (Th) /w (Sc) 比值为特征, 物源上表现出北秦岭的特征, 表明扬子克拉通曾与华北克拉通南缘的北秦岭在志留纪—泥盆纪对接.      

西秦岭岗察岩体地球化学特征及意义

岗察岩体位于西秦岭造山带西端,该岩体形成于三叠纪中晚期,具有从中基性-酸性演化趋势。ω(SiO2)为55.15%~74.84%,Al2O3为13.12%~17.98%,K2O为1.23%~5.24%,K2O/Na2O为0.43~1.49,A/CNK为0.86~1.06,样品σ值为1.37~2.40,岩体属准铝质-弱过铝质钙碱性系列。微量元素球粒陨石标准化蜘蛛图解呈明显的右倾谱型,总体表现为Y、Yb、Zr、P、Nb、Ti(HFS)相对亏损,Rb、Th、K(LIL)富集的特征,指示岩体具有活动大陆边缘环境的特征。稀土元素(La/Yb)N为3.51~18.89,在稀土元素分配曲线上轻稀土元素富集且分异明显,重稀土元素相对亏损,Eu元素"谷"形明显,δEu为0.31~0.83,表明岩浆演化过程中有长石的结晶分异。微量与稀土元素蛛网图解形态及其组成特征还表明了岗察岩体岩浆源物质主要是由上地壳重熔演化而成。Rb-(Y+Nb)判别图解、R1-R2因子判别图解说明岩体处于西秦岭大陆活动边缘,经历了中三叠世中期西秦岭扬子地块与祁连地块之间板块碰撞造山运动。     

新疆天山表壳元素地球化学特征

根据天山地区(42～44^oN，81～89^oE)1：20万，七探采集的900余个岩石样品的分析结果，基于全样本统计和迭代剔除方法，得到新疆天山地区表壳(出露地壳)的39种元素丰度值；对其中的SiO2、TiO2、Al2O3、TFe2O3、MgO、MnO、CaO、Na2O、K2O、P2O5 10种常量元素，按氧化物之和为100％进行归算。与全球大陆上地壳元素丰度值相比，天山地区表壳元素丰度富集SiO2、MnO和Ag、As、Hj、Sb元素，明显亏损CaO和。Be、Co、Cr、Ni、Mo、Sn，V、W等元素。从元素比值来看，该区表壳的Ba/La、K／La、K／Th、Nb/La、Th/La、Y／La值与全球大陆上地壳相应元素值相当；而K／Na、La／As、La／Sb值明显低于全球大陆上地壳。该区表壳化学成分相当于花岗闪长岩，同时表现出相对富钠和As、Sb元素的特征；这一地球化学特征与区内出露的表壳岩石主要是加里东期和海西期岛弧造山作用的产物有关，相对富钠的成分特征与岛弧岩浆活动中的Adakite质岩浆作用有关。     

松潘甘孜造山带早侏罗世的后造山伸展:来自川西牛心沟和四姑娘山岩体的地球化学制约

牛心沟岩体和四姑娘山岩体位于松潘甘孜造山带东部,分别为中生代中性和酸性侵入岩.牛心沟岩体具有中等的SiO2含量(53.7%～63.6%),较高的K2O(3.44%～5.06%)和全碱含量(K2O Na2O=6.55%～8.80%),显示橄榄粗玄岩特征.牛心沟岩体的微量元素Ba(1280～2010 μg/g)、Sr(1010～1660 μg/g)含量很高,稀土元素分馏明显((La/Yb)N=37.4～67.3),Nb、Ta和Ti明显负异常,并缺乏明显的Eu和Sr负异常,因此属于高Ba-Sr系列范围.牛心沟岩体的Cr(37.6～193 μg/g)、Ni(9.13～76.8 μg/g)和V(57.1～126 μg/g)等过渡元素含量变化较大,并与SiO2含量之间存在负相关关系,且岩体的几个不相容元素对的比值变化较大(Zr/Sm=2.54～29.7、Nb/La=0.13～0.38、Th/Nb=0.53～0.94),表明该岩体可能由幔源基性岩浆与壳源酸性岩浆混合形成.四姑娘山岩体的SiO2含量介于68.9%～73.6%之间,具有较高的全碱含量(K2O Na2O=7.21%～9.38%)、高场强元素含量和较高的10000×Ga/Al比值(2.34～3.03),同时具有平坦的重稀土分布模式((Gd/Yb)N=0.79～1.43),明显的Eu负异常以及较高的Rb、Th和U含量,该岩体相对低的Ba、Sr、P和Ti含量表明它经历了相当程度的分离结晶作用,反映出A型花岗岩的特征.地球化学特征显示两岩体的形成均有幔源物质或新生地壳物质的参与,其中幔源岩浆的加入为松潘甘孜造山带大量中生代花岗岩的形成提供了热源和部分物源.地幔岩浆的上侵和四姑娘山A型花岗岩体的形成标志着松潘甘孜造山带至少在早侏罗世以前就已处于伸展构造体制.     

桂北罗城地区云煌岩成因——地球化学及U-Pb年龄约束

对桂北罗城地区云煌岩开展系统的地球化学研究及LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,获得锆石U-Pb年龄为248±1 Ma。其富钾(K_2O/Na_2O=4.23～136.2),富碱(K_2O+Na_2O=6.86%～8.03%),钾的含量显著高于大陆地壳平均值,富集轻稀土元素及大离子亲石元素,亏损高场强元素,具有较低的La/Nb值,Nb/U值低于洋中脊玄武岩、岛弧玄武岩及上地壳值,与全球平均俯冲沉积物接近,表明源区可能为早期俯冲交代作用形成的富集地幔。结合区域构造背景分析,推测桂北罗城地区云煌岩形成在中生代三叠纪(248±1 Ma)华南陆内岩石圈伸展减薄的背景下,软流圈上涌促使交代富集地幔发生部分熔融形成云煌岩岩浆,区域上NNE向的深大断裂为岩浆喷发提供通道。     

松潘-甘孜地块丹巴二叠纪玄武岩的主、微量元素和Sr-Nd同位素研究:岩石成因与构造意义

松潘-甘孜地块的丹巴二叠纪玄武岩(大石包组)具有较高的TiO2含量(>2%)和高的Ti/Y比值(平均519),显示LREE富集、HREE亏损的右倾型稀土配分型式((La/Yb)N=4.2~13.6),εNd(t)=-0.33~2.70,具有洋岛玄武岩(OIB)地球化学特征,形成于大陆板内环境。其源区来自原始地幔始于石榴子石稳定区的低程度部分熔融,岩浆上升过程中有来自地壳物质的加入,因而其不相容元素比值如Zr/Nb(4.41~13.09)、La/Nb(1.03~1.80)和Th/La(0.08~0.18)等,以及初始的87Sr/86Sr比值(0.706008~0.707257)均表现出不同程度的富集特征,岩浆演化早期经历了以辉石、橄榄石为主的分离结晶作用。该套玄武岩的元素-同位素地球化学特征和源区性质类似于峨眉山溢流玄武岩的高钛(HT)系列,因此认为其是峨眉山地幔柱活动的产物,属于峨眉山大火成岩省(ELIP)的一部分。松潘-甘孜地块和扬子西缘晚古生代以前地层的可比性以及峨眉山溢流玄武岩的分布特征显示,松潘-甘孜洋盆伴随着扬子克拉通的裂解而打开,并且可能都与峨眉山地幔柱有关,是地幔柱活动的浅部地质响应。     

川西甲基卡地区侏倭组沉积物源分析—来自碎屑锆石U- Pb年龄证据

松潘- 甘孜造山带是青藏高原东北部的重要组成单元,是华北板块、扬子板块和羌塘块体的主要汇聚地区,主要由中生代浅变质沉积地层和一系列岩浆岩组成,记录了印支期以来块体之间的收敛汇聚等构造活动。其中,雅江残余盆地发育一套厚度巨大的中生代碎屑岩和岩浆岩地层组合,是研究松潘- 甘孜造山带地质构造演化的理想地区之一。本文对川西甲基卡地区侏倭组的样品进行了碎屑锆石LA- ICP- MS U- Pb年龄测试,碎屑锆石U- Pb年龄存在四个峰值,分别为231~281Ma、424~502Ma、707~983Ma、1539~1850Ma,表明扬子克拉通西缘及松潘甘孜造山带南部至少经历了四期强烈的构造—岩浆热事件,这四期事件在三叠系沉积地层中有非常清楚的记录。231~281Ma的锆石来自东昆仑,这一年龄段的锆石最可能来自北部晚二叠世松潘洋向北俯冲于华北板块之下所形成的东昆仑岛弧花岗岩。424~502Ma的锆石来自北秦岭,代表了加里东期南秦岭与北秦岭和华北板块的拼合事件。722~983Ma的锆石来自扬子板块,这一年龄段的锆石最可能来自盆地东部新元古界拉伸系上扬子克拉通盆地向北西俯冲于华北板块之下所形成的南秦岭花岗岩,形成于扬子板块晋宁期陆壳增生事件。1539~1850Ma与华北板块基底年龄特征值正相对应,是吕梁期华北克拉通东西两大块体在中部发生碰撞,华北古陆进一步固结、扩大的时间,这其中包含了继承东西块体的太古宙物质和新生的火成岩和沉积岩,在中- 晚三叠世,随着秦岭洋的关闭和碰撞造山,将大量碎屑物质经华北板块南缘东西向的疏导体系注入松潘甘孜盆地。说明松潘甘孜三叠纪复理石盆地侏倭组主要接受来自东昆仑、华北板块和秦岭造山带的物质。最年轻碎屑锆石可以限定沉积岩的最大沉积年龄,侏倭组4颗年轻碎屑锆石加权平均计算得出241. 8±4. 5Ma（n=4）,推测侏倭组沉积年龄介于231. 6~249. 9Ma之间。     

南秦岭板板山二长花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其地质意义

南秦岭北缘山阳县板板山复式岩体存在3个阶段的岩浆侵位,分别为早期阶段的二长花岗岩、中期阶段的钾长花岗岩及晚期阶段的辉绿岩。针对早期阶段的二长花岗岩进行了岩石地球化学、LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄研究,结果表明:二长花岗岩Si O_2含量为73.35%～77.49%,全碱(K_2O+Na_2O)含量为3.15%～7.19%,里特曼指数为0.30～1.66,A/CNK值为1.18～2.48,属中高钾钙碱性的过铝质S型花岗岩;稀土元素总量变化较大,轻稀土元素相对富集,重稀土元素相对亏损,具弱的负铕异常(δEu=0.70～0.89),大离子亲石元素Rb、K、Th、Ba相对富集,高场强元素Nb、Ta、Ti、P相对亏损,具岛弧岩浆岩地球化学特征。反映了板板山二长花岗岩形成于同碰撞构造环境,且携带火山岩弧环境的地球化学特征,暗示岩浆来源于上地壳岩石的部分熔融,且受残留的俯冲洋壳脱水形成的流体交代。2件样品的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为743.2±6.1 Ma和743.7±5.9 Ma,表明板板山二长花岗岩形成于新元古代。结合前人研究成果,认为板板山一带在743 Ma之前为古洋壳俯冲阶段,743 Ma之后古洋盆闭合,Rodinia超大陆开始聚合,发生陆陆碰撞。     

松潘-甘孜造山带东部猛古岩体元素地球化学特征及锆石U-Pb年龄北大核心CSCD

为探讨松潘-甘孜造山带东部猛古岩体的源区性质和成因及其形成的构造环境,对该岩体花岗岩进行了主、微量元素和锆石U-Pb年龄测试。结果显示,猛古岩体花岗岩的SiO2(69.69%~75.99%)、K2 O(3.55%~5.00%)和全碱含量(K2 O+Na2 O为7.47%~9.65%)均较高,显示二长花岗岩的特征;其Ba、Rb、Sr等元素含量较高;Cr、Ni和V等元素含量变化较大,与SiO2含量呈负相关关系,Hf和Ti明显负异常,且几个不相容元素比值变化较大(Zr/Sm为11.92~30.81,Nb/La为0.21~1.15),表明岩浆来源为壳源;稀土元素分馏明显,有明显的负Eu异常。两组LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为(200.3±1.3)Ma和(192.4±1.6)Ma,属早侏罗世,与周边花岗岩年龄相近(200 Ma左右)但源区深度不尽相同,猛古花岗岩应属后碰撞造山期下地壳部分熔融的产物。     

三维锚杆数值模拟方法研究

在现有几种锚杆数值分析方法的基础上,对考虑了浆体切向受力性态的三维锚杆单元理论及其应用进行了研究,编制了三维锚杆有限元计算程序,并结合例子对浆体锚杆的变形、应力规律进行了分析。计算结果显示了模型的可靠性和实用性。     

Geochemistry and origin of elements in some UK coals

Twenty-four UK coals ranging in rank with 4.6%–37.6% volatile matter were analysed for 46 major and trace elements. The samples were obtained from the UK Coal Bank and are representative of the major UK coal fields. The major element distributions are interpreted in terms of the mineralogical variations—quartz and kaolinite are largely responsible for the Si and Al, carbonates for Ca and Mg and pyrite for Fe. Also exerting an influence in some samples are siderite, Al-phosphate minerals and illite. Based on statistical relationships with the major elements, Rb, Cr, Th, Ce, Zr, Y, Ga, La, Ta, Nb and V are thought to be mainly present in the clay minerals, and As, Mo, Sb, Tl, Se and Bi and Pb are probably present in pyrite. Strontium and Ba are concentrated in a restricted number of samples related to the phosphate minerals. Germanium is the only element for which a major organic association can be demonstrated. Elements with an indirect association with the organic matter are Na, Cl, and Br in porefluids and possibly Te. The ash content is controlled mainly by the detrital input and the trace elements related to the ash content are therefore those elements associated with the clay minerals. Variations with rank would appear to be mainly related to the moisture content (porefluids). The trace elements associated with the quartz and clay minerals are thought to be dominantly detrital in origin. The non-detrital elements, essentially those contained in pyrite, are thought to have been incorporated in the depositional environment from waters with enhanced salinities through seawater ingress, hence there are positive relationships between S and trace element concentrations.     

Chemical Analysis of Iron Meteorites by Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry

Iron meteorites were analysed for nineteen siderophile and chalcophile elements by conventional inductively coupled plasma-mass spectrometry with the specific aim of demonstrating that this technique is an effective alternative to the more routine, yet complex, methodologies adopted in this field such as instrumental or radiochemical neutron activation analysis. Two aliquots of each meteorite sample, in the form of small shavings, were dissolved, one in 6 mol l^-1 HNO₃ and the other in aqua regia , and diluted to a final concentration of 1 mg sample per 1 ml of solution, without pre-concentrating the analytes. Nitric acid solutions were used for the determination of the elements Cr, Co, Ni, Cu, Ga, Ge and As; aqua regia solutions were analysed for the elements Mo, Ru, Rh, Pd, In, Sn, Sb, W, Re, Ir, Pt and Au. Samples were analysed by external calibration, carried out using synthetic multi-elemental solutions, and internal standardisation (with Be, Rb and Bi selected as internal standards). The results obtained from the analyses of nine geochemically well-characterized iron meteorites (Canyon Diablo, Odessa, Toluca, Coahuila, Sikhote-Alin, Buenaventura, Tambo Quemado, Gibeon, NWA 859) with widely variable chemical compositions are in good agreement with literature values for most elements. Detection limits were generally below the lowest concentration observed in iron meteorites. The most notable exception is for Ge, which cannot be successfully determined in the low-Ge meteorites of groups IVA, IVB and IIIF and a number of ungrouped irons. A test of the overall reproducibility of the adopted method, undertaken by repeatedly analysing the same Odessa IAB meteorite specimen, yielded relative standard deviations (1 s ) of between 1 and 6% for all elements except Cr (40%).     

新疆昭苏卡拉盖雷铜钴金矿区岩石地球化学特征

卡拉盖雷铜钴金矿是那拉提构造带内发现的首例以Cu为主,伴生Mo,Co,Au,Pb,Zn的火山岩型热液矿床.矿区内出露的地层主要为石炭系下统大哈拉军山组火山岩地层,矿区岩浆岩主要有花岗闪长岩、闪长岩和辉绿岩脉.通过火山岩地层和侵入岩样品的地球化学分析,认为区内大哈拉军山组是一套由玄武岩、安山岩、英安岩、流纹岩组成的连续亚碱性的火山岩系列,且以钙碱性系列为主;矿区钾长花岗岩属于准铝质—过铝质岩类,碱性系列,花岗闪长岩和闪长岩属于准铝质—过铝质岩类,钙碱性—碱性系列,基性侵入岩属于弱碱性—碱性系列.稀土元素特征显示中酸性侵入岩可能属于地壳重熔型花岗岩;基性侵入岩与基性火山岩来源一致.     

北淮阳晓天火山岩盆地片麻状花岗岩成岩年代学及地球化学特征

岩石的锆石U-Pb定年和主量、微量、稀土元素分析是研究侵入岩成岩时代、岩石成因的主要研究手段。本文在野外地质调查工作的基础上，采用X射线荧光光谱、电感耦合等离子体发射光谱、电感耦合等离子体质谱和LA-ICP-MS等技术对晓天火山岩盆地内杨三寨附近发现的片麻状钾长花岗岩进行相关地球化学分析。结果表明：该岩体主量元素以高硅、钾和钠，低铁镁钙磷为特征，其中SiO₂含量为65.86%~78.29%，Al₂O₃为10.89%~16.02%，MgO为0.17%~1.17%，K₂O为1.37%~6.44%，Na₂O为0.53%~6.50%，属于高钾钙碱性系列。微量元素方面，样品以亏损Nb、Sr、P和Ti，富集La、Ce、Nd和Zr为特征。稀土元素方面，含有较高的稀土元素（ΣREE=152.70~650.88μg/g），轻稀土富集重稀土亏损（LREE/HREE=6.77~20.64），多数具有较弱的负铕异常（δEu=0.29~1.15），铈异常不明显；稀土元素标准化曲线以右倾为特征。30个锆石点的²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄分布于720~828Ma之间，加权平均年龄为776±11Ma （MSWD=2.1）。研究认为，盆地内新元古代片麻状钾长花岗岩的发现表明晓天盆地中心存在隆起，并不是之前研究认为的"斗"形的两边浅中间厚的盆地形态，这对该盆地的构造形态认识和进一步找矿具有重要的指导意义。     

宁夏中奥陶统香山群徐家圈组大地构造环境分析

宁夏香山群为一套遭受轻微区域变质的陆源碎屑岩,并夹有少量碳酸盐岩和硅质岩,属于深水浊流沉积,从下到上可分为徐家圈组、狼嘴子组和磨盘井组。长期以来对香山群的研究主要集中在时代探讨上,而在其他方面较薄弱。本文以徐家圈组为主要研究对象,从浊积砂岩的碎屑颗粒类型百分含量、常量元素和微量元素等方面对其沉积时的大地构造环境进行了综合研究。结果表明:碎屑颗粒类型显示出典型的被动大陆边缘;常量元素的判别则出现了不确定性;微量元素则显示出了过渡性质。因此,香山群徐家圈组沉积时大地构造环境可能不是简单的被动大陆边缘,其物源极有可能来自被动大陆边缘、活动大陆边缘和大陆岛弧之间的带有过渡性质的源区。     

大陆地壳中元素地球化学分异指数排序模式

深入分析了元素相容性、元素两相间的分配系数与壳幔元素地球化学分异间的关系,建立壳幔元素地球化学分异模型,提出不相容元素在地壳富集与壳幔岩石部分熔融过程相关的观点。收集并整理了原始地幔、地壳各层圈60余种元素的平均化学成分。以壳幔元素的地球化学分异理论模型为依据,计算得到壳幔元素地球化学分异强度指数,并分析了元素分异指数与元素相容性的关系。根据分异指数数值大小由高到低排序得到大陆地壳元素地球化学分异强度的序列。最左边元素为正强分异元素,即强不相容元素,富集于大陆上地壳;最右边为负强分异元素,即强相容元素,在大陆上地壳相对贫化。分异指数值靠近1的元素在地壳的富集和贫化不明显,属于过渡型。根据该序列提出元素地球化学一种新的分类法,分布于序列左边的正强分异元素为亲地壳元素类,分布于序列右边的负强分异元素为亲地幔元素,处于两者之间的元素成为亲地壳 亲地幔的过渡元素,并在周期表中列出了各类元素的位置。新划分的三大类元素在周期表中呈现有规律的分布。     

Research on Potential Fertilization of Coal Gangue in the Weibei Coalfield, China

Based on the systematic analysis of the coal gangue in Weibei Coalfield, such as petrologic characteristics, chemical composition, nutrient elements, deleterious elements, and the transformation, and compared with the soil element content background values of Loess Plateau and national harmful materials controlling standards, we conclude that the coal gangue in the Weibei Coalfield has huge potential to be used as clay fertilizer.     

金川铜镍矿床龙首矿区半金属元素与铂族元素地球化学特征及成因意义

岩浆硫化物矿床中的铂族元素矿物主要是与半金属元素的化合物,但有关这些半金属元素在岩浆系统中的行为的研究却甚少。对金川龙首矿区不同类型矿石的Cu、Ni、铂族元素和半金属元素的分析研究发现,在熔离过程中这些半金属元素会与铂族元素一起进入硫化物熔浆中,在硫化物熔浆分离结晶过程中倾向于在残余熔体中富集,在单硫化物固溶体分离过程中部分半金属元素趋于进入镍黄铁矿中。由于半金属元素与铂族元素(PGE),特别是Pt和Pd,具有很强的亲和力,所以在半金属元素达到铂族矿物结晶所需要的饱和浓度前,其存在会阻碍PGE进入金属硫化物(BMS)中。此外,金川矿床S/Se值的变化不仅受同化混染作用及硫化物熔离强度的影响,还受后期热液蚀变作用的影响。     

红河盆地的化学风化作用:主要和微量元素地球化学记录

河流沉积物的元素含量有助于反映其流域的自然风化过程。红河是世界上重要的河流之一,但其沉积物的地球化学研究却几乎没有。本文通过开展红河盆地干流和主要支流40个样品的主要和微量元素地球化学分析,发现红河流域硅酸盐岩的化学风化作用为中等强度,与长江及亚马逊河的风化强度相近,而高于黄河,低于珠江;且化学风化作用受该区域的气候和构造作用控制。