不同成因锆石的微量元素特征研究进展

对近年来不同成因锆石(岩浆锆石、变质锆石和热液锆石)微量元素特征方面有关的研究进展进行了系统的总结和评述。锆石的微量元素特征能够反映主岩的成分演化,共生分离结晶相,混合以及熔融源区性质等诸多信息。对于岩浆锆石,其微量元素组成随岩浆分异演化系统地变化,从超镁铁质岩到花岗质岩,锆石微量元素含量总体上增长。幔源岩浆锆石微量元素含量低,稀土配分模式显示弱的Eu负异常或没有异常,重稀土部分相对平缓,而壳源岩浆锆石微量元素含量较幔源锆石高,稀土配分模式显示强烈的Ce正异常和Eu负异常。岩体中单一颗粒岩浆锆石和颗粒之间微量元素组成的变化也可以反映结晶出锆石的岩浆组成的演化。对于变质锆石,在进变质、退变质以及热峰条件等宽泛的温压条件下,通过原岩锆石的固态重结晶、溶解再结晶、含Zr矿物变质反应释放Zr进而成核结晶等机制形成,其内部生长结构复杂,微量元素特征可以反映生长机制、共生矿物和形成环境等信息。热液锆石形成有类似岩浆锆石的生长环带,流体包裹体、热液矿物包裹体的存在可以指示锆石确切的热液成因。热液锆石的微量元素组成能够反映不同的热液矿物组合以及流体组成的变化。     

不同成因锆石的微量元素特征研究进展

对近年来不同成因锆石(岩浆锆石、变质锆石和热液锆石)微量元素特征方面有关的研究进展进行了系统的总结和评述.锆石的微量元素特征能够反映主岩的成分演化,共生分离结晶相,混合以及熔融源区性质等诸多信息.对于岩浆锆石,其微量元素组成随岩浆分异演化系统地变化,从超镁铁质岩到花岗质岩,锆石微量元素含量总体上增长.幔源岩浆锆石微量元素含量低,稀土配分模式显示弱的Eu负异常或没有异常,重稀土部分相对平缓,而壳源岩浆锆石微量元素含量较幔源锆石高,稀土配分模式显示强烈的Ce正异常和Eu负异常.岩体中单一颗粒岩浆锆石和颗粒之间微量元素组成的变化也可以反映结晶出锆石的岩浆组成的演化.对于变质锆石,在进变质、退变质以及热峰条件等宽泛的温压条件下,通过原岩锆石的固态重结晶、溶解再结晶、含Zr矿物变质反应释放Zr进而成核结晶等机制形成,其内部生长结构复杂,微量元素特征可以反映生长机制、共生矿物和形成环境等信息.热液锆石形成有类似岩浆锆石的生长环带,流体包裹体、热液矿物包裹体的存在可以指示锆石确切的热液成因.热液锆石的微量元素组成能够反映不同的热液矿物组合以及流体组成的变化.     

大别山高压?超高压片麻岩核?边结构锆石成因探讨*

大别山高压?超高压片麻岩中的锆石在阴极发光(CL)显示核?边结构：韵律环带的岩浆锆石核,较强发光的变质边。本文对核?边结构的锆石进行了包裹体、微区U?Pb年龄和微量元素研究。结果表明变质边由两种不同的机制形成：变质重结晶和变质增生。变质重结晶锆石的U?Pb年龄和稀土总量逐渐降低,稀土配分模式不变。变质增生锆石比变质重结晶锆石具有更低Th/U比值,重稀土严重亏损,Eu负异常不明显,低的Nb、Ta含量。     

北秦岭造山带西段早古生代榴辉岩相变质岩石的发现及其地质意义SCIEI北大核心CSCD

西秦岭地处中国中央造山系东西转换衔接部位,随着东秦岭以及祁连、柴北缘和东昆仑早古生代高压-超高压变质岩石的陆续发现和深入研究,西秦岭造山带变质作用研究吸引了大家的普遍关注。本文在大范围野外地质调查基础上,在北秦岭造山带西段天水南部的秦岭岩群长英质片麻岩中发现了一套石榴子石斜长角闪岩(榴闪岩),并开展了详细的锆石形貌和内部结构、微区微量元素和U-Th-Pb同位素研究。CL图像显示榴闪岩锆石普遍具有核-幔-边或核-边结构,部分存在原岩残留锆石。定年结果得到榴闪岩原岩残留锆石年龄为710±52Ma,同时得到497±3Ma、452±3Ma和423±7Ma三期变质年龄。其中497±3Ma变质年龄来自锆石核部并显示出轻稀土亏损、重稀土平坦且没有明显负Eu异常的稀土配分曲线特征,表明该时期的矿物组合中有石榴子石但没有斜长石,与榴辉岩相变质锆石特征一致;452±3Ma变质年龄来自锆石幔部或边部,对应测点重稀土元素的分异加大,并出现弱的负Eu异常,说明此时石榴子石被消耗且出现少量斜长石;423±7Ma变质年龄来自锆石的最边部,对应稀土配分曲线表现出更明显的负Eu异常和更大的重稀土元素分异特征,指示此时岩石中石榴子石含量更少,斜长石含量更多。上述结果表明该榴闪岩可能经历了~500Ma的榴辉岩相变质作用,并在~450Ma和~420Ma叠加了两期退变质改造。天水地区榴闪岩无论是其野外产状,还是变质锆石的形貌和内部结构、稀土配分曲线特征及其所记录的原岩和三期变质年龄都与北秦岭造山带东段大陆俯冲型高压-超高压变质榴辉岩近乎一致,指示早古生代时期,北秦岭造山带西段与东段经历了相似的大陆(深)俯冲和折返过程,它们共同构成一条统一的早古生代高压-超高压变质岩带。     

大兴安岭中部柴河地区钾长花岗岩的成因及构造背景:岩石地球化学、锆石U-Pb同位素年代学的制约

对大兴安岭中部柴河林场地区钾长花岗岩进行了系统的地球化学及锆石U-Pb同位素年代学研究,并对其岩石成因及构造意义进行讨论.研究结果表明,柴河林场地区钾长花岗岩中锆石具有典型的岩浆振荡生长环带和较高的Th/U比值(0.44 ～ 1.42),反映了岩浆成因特征.LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果为133±3Ma.岩石具有富硅、稀土元素含量较高、相对富集轻稀土元素亏损重稀土元素的特征,Eu负异常较为明显,稀土元素配分图解具有右斜“V”字型的特征,并相对富集高场强元素和大离子亲石元素.以上特征表明,柴河林场地区钾长花岗岩为铝质A型花岗岩,是地壳岩石部分熔融的产物,具有典型A1型(裂谷或板内)花岗岩的特征,代表了伸展的构造环境.     

内蒙古阿拉善右旗杭嘎勒晚二叠世二长花岗岩地球化学特征和LA-ICP-MS锆石U-Pb定年

杭嘎勒晚二叠世二长花岗岩富碱,贫MgO、TFeO、CaO,轻稀土元素明显富集,具弱负Eu异常,显示I型花岗岩的特点。Nb、Sr、P、Ti元素亏损,显示出与俯冲有关的侵入岩特征。在R1-R2图解上,大部分样品集中在碰撞前与碰撞后花岗岩区的分界处,以碰撞前为主;在Nb-Y图解上,样品落在火山弧-同碰撞花岗岩区;在Rb-（Y＋Nb）图解上,样品点落在火山弧花岗岩区;在Rb-Hf-Ta图解上,样品全部落在弧系统岩石区。主体岩石中锆石Th/U值高,显示出岩浆锆石的特征,稀土元素总量高,重稀土元素富集明显,球粒陨石标准化图解曲线左倾,与岩浆锆石稀土元素配分曲线总体特征趋于一致。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年表明其年龄为（253.5±7.9）Ma。杭嘎勒晚二叠世二长花岗岩为碰撞前火山弧花岗岩,研究区在晚二叠世时属于活动大陆边缘的火山弧。     

内蒙古阿拉善地块东北缘狼山枕状玄武岩地球化学特征、锆石U-Pb年龄及构造背景

狼山地区位于内蒙古阿拉善地块东北缘,其构造背景一直存在争议。报道狼山地区枕状玄武岩的锆石U-Pb年龄、地球化学研究成果。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,玄武岩中的锆石大多为捕获基底的锆石。根据锆石特征及侵入玄武岩的花岗岩年龄,得出玄武岩年龄为254～252Ma,属于二叠纪晚期。枕状玄武岩具有贫碱低钾的特征,亏损Nb、Ta、Ti、P,富集Rb、Ba、U等元素,富集轻稀土元素、亏损重稀土元素,具弱负Eu异常,显示岛弧玄武岩特征。初步认为玄武岩形成于活动大陆边缘弧环境,为古亚洲洋向南俯冲的产物,指示阿拉善地块北缘在二叠纪晚期为大陆边缘弧,为研究阿拉善地块东北缘晚古生代构造背景提供了证据。     

内蒙古宾巴勒查干粗中粒正长花岗岩年代学及岩石地球化学

内蒙古东乌旗宾巴勒查干分布有大面积的侵入岩,本文选取其中的粗中粒正长花岗岩进行了同位素年代学及岩石地球化学研究,采用锆石SHRIMPU-Pb法得到加权平均年龄为220．4±2．5Ma（MSWD=0．83）,所测锆石震荡环带发育,具有岩浆锆石特征,表明该年龄为花岗岩成岩年龄。岩体属富钾的过铝质岩石,稀土配分曲线以Eu负异常明显、轻稀土相对富集、重稀土具微弱的负斜率为特征。微量元素显示岩体的Ba具明显的负异常,Rb、Th相对富集,其它不相容元素相对亏损,Y、Yb均低于洋脊花岗岩标准化值。笔者认为岩体形成于西伯利亚板块和中朝板块拼合之后的后造山伸展背景下。     

吉林省大石头镇北部青茶馆-元宝山花岗斑岩锆石U-Pb年龄及地球化学特征

青茶馆-元宝山花岗斑岩具有高硅、富铝、稀土元素含量较高、相对富集轻稀土元素、亏损重稀土元素的特征,负Eu异常明显,稀土元素配分图解具有右倾"V"字形的特征,并相对富集大离子亲石元素。锆石具有典型的岩浆振荡生长环带和较高的Th/U值(0.49~1.07),反映了岩浆成因特征。测得LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为116.8±1.5Ma(n=13,MSWD=1.13)。以上特征表明,青茶馆-元宝山花岗斑岩为高钾钙碱性高分异I型花岗岩,为后造山花岗岩,其形成可能与古太平洋板块俯冲作用有关。     

广西梧州思委银矿区花岗岩的岩石成因：锆石U-Pb测年、岩石地球化学和Hf同位素约束

本文对广西梧州思委银矿区思委岩体中细粒黑云母二长花岗岩进行了系统的锆石U-Pb年代学、岩石地球化学和Hf同位素分析研究,以深入探讨其岩石成因。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年获得了思委岩体黑云母二长花岗岩成岩年龄为165±1Ma。思委岩体黑云母二长花岗岩为一套弱过铝质高钾钙碱性系列花岗岩,富集U、K、Pb等元素,亏损Nb、Ta、P、Ti等元素;球粒陨石标准化REE配分模式为右倾斜配分模式,轻重稀土元素分异强烈,富集轻稀土元素,重稀土元素平坦分布。锆石Hf同位素分析花岗岩锆石ε_(Hf)(t)值分布在-15.9~8.7之间,Hf同位素二阶段模式年龄(t2DM)在652~2255Ma之间,表明岩浆源区既有直接源于亏损地幔分异的新生地壳的迅速重熔,也有不同比例的古老地壳的混合作用。花岗岩成岩可能是受古太平洋板块持续俯冲作用影响,焊接板片开裂形成的岩浆上侵。     

云南马厂箐岩体(似)斑状花岗岩锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄及地质意义

应用LA-ICP-MS对马厂箐岩体中(似)斑状花岗岩的锆石进行了U-Pb定年和微量元素分析。在CL图像上,(似)斑状花岗岩中锆石均发育有典型的振荡环带,锆石的稀土元素配分模式表现为亏损轻稀土,富集重稀土,具有强烈正Ce异常和中度负Eu异常,且呈现出较高的Th/U比值等特征,表明所测锆石均为典型的岩浆锆石。马厂箐岩体(似)斑状花岗岩锆石U-Pb加权平均年龄为(33.78±0.21)Ma(MSWD=0.71),累计概率统计得到正长斑岩锆石U-Th-Pb年龄为(35.6±0.3)Ma、花岗斑岩锆石U-Th-Pb年龄为(35.0±0.2)Ma,宝兴厂矿段铜钼矿辉钼矿Re-Os等时线年龄分别为(35.8±1.6)Ma和(33.9±1.1)Ma,乱硐山矿段接触交代型金矿白云母40Ar/39Ar年龄为(35.25±0.36)Ma,人头箐—金厂箐矿段热液脉型金成矿白云母40Ar/39Ar年龄为(35.35±0.32)Ma,反映斑岩型铜钼矿化、接触交代型金矿化和热液脉型金矿化为同一个构造-岩浆-热液成矿系统的产物,Ⅱ期(33～37Ma)正长斑岩+二长斑岩+花岗斑岩+(似)斑状花岗岩岩性组合是成矿的地质体,为成矿提供了物质、流体和热动力条件,这期斑岩-热液-成矿系统的持续时间约为4Ma,铜、钼、金的成矿主要发生在Ⅱ期岩浆活动的早-中期。     

北秦岭西峡骨头崖花岗岩锆石U-Pb定年、地球化学特征及地质意义

骨头崖花岗岩位于北秦岭构造带东部,西峡县北部,对其开展岩石成因研究有助于深入认识燕山期北秦岭豫西南段深部构造演化。岩体定年样品(GTY01)为中粒斑状黑云母二长花岗岩,30个锆石测点中有25个测点的U-Pb同位素测定值位于或者接近~(207)Pb/~(235)U–~(206)Pb/~(238)U一致线,23个测点的~(206)Pb/~(238)U年龄介于108.4±0.9Ma~114.3±1.0Ma之间,其加权平均年龄为111.7±0.6Ma(MSWD=1.4),代表了骨头崖花岗岩的形成时代。锆石稀土元素具有轻稀土亏损、重稀土富集、Ce正异常及负Eu异常的特征,形成温度介于626℃~769℃之间,岩体的锆石/熔体中重稀土元素特征表明,其形成过程中经历了岩浆混合作用。骨头崖花岗岩为富硅、碱和贫钙、镁的高钾钙碱性系列。岩体富集Rb、Th和亏损Nb、Ta、Ti。岩体的稀土配分模式具有右倾、轻稀土富集、重稀土亏损和负Eu异常的特征,(Eu值介于0.48~0.60之间,(La/Yb)_N范围为5.82~11.19,源区组成和部分熔融程度控制了骨头崖花岗岩的成分变异。骨头崖花岗岩形成于厚度为~40km的地壳内,其部分熔融源区为角闪岩相,部分熔融残余相主要为角闪石和斜长石。骨头崖花岗岩是岩石圈拆沉作用所触发的岩浆底侵作用的产物,从源区岩石部分熔融到最终上侵固结成岩耗时~15Ma,它是岩石圈拆沉作用滞后的岩浆响应。     

内蒙古阿拉善右旗杭嘎勒晚二叠世二长花岗岩 地球化学特征和LA-ICP-MS锆石U-Pb定年

杭嘎勒晚二叠世二长花岗岩富碱,贫MgO、TFeO、CaO,轻稀土元素明显富集,具弱负Eu异常,显示I型花岗岩的特点。Nb、Sr 、P、Ti元素亏损,显示出与俯冲有关的侵入岩特征。在R1-R2图解上,大部分样品集中在碰撞前与碰撞后花岗岩区的分界处,以碰撞前为主;在Nb-Y图解上,样品落在火山弧-同碰撞花岗岩区;在Rb-（Y+Nb）图解上,样品点落在火山弧花岗岩区;在Rb-Hf-Ta图解上,样品全部落在弧系统岩石区。主体岩石中锆石Th/U值高,显示出岩浆锆石的特征,稀土元素总量高,重稀土元素富集明显,球粒陨石标准化图解曲线左倾,与岩浆锆石稀土元素配分曲线总体特征趋于一致。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年表明其年龄为（253.5±7.9）Ma。杭嘎勒晚二叠世二长花岗岩为碰撞前火山弧花岗岩,研究区在晚二叠世时属于活动大陆边缘的火山弧。     

内蒙古狼山地区早二叠世晚期花岗闪长岩:地球化学、年代学、Hf同位素特征及其地质意义

狼山地区位于内蒙古西部,索伦蛇绿岩带西南,晚古生代岩浆岩分布广泛,是中亚造山带晚古生代构造演化研究的关键位置。利用LA-ICP-MS锆石U-Pb测年方法获得狼山地区沙日楚鲁花岗闪长岩及莫若古花岗闪长岩的形成时代分别为(278.07±0.66)Ma和(278.05±0.69)Ma,为早二叠世晚期岩浆活动的产物;岩石地球化学特征表明,狼山地区早二叠世晚期花岗闪长岩属于高钾钙碱性系列(SiO2:63.76%~67.88%;K2O:2.74%~4.02%)、弱过铝质岩石(A/CNK:0.94~1.07),具有中等的Mg#(38.98~47.53);轻稀土(LREEs)及大离子亲石元素富集,重稀土及高场强元素亏损,具有弱的Eu负异常,为具有陆缘弧花岗岩特征的Ⅰ型花岗岩。锆石Hf同位素分析结果显示,沙日楚鲁花岗闪长岩及莫若古花岗闪长岩具有负的而略显分散的εHf(t)值(-0.6^-7.5),其源区物质主要来源于华北古老地壳,并有少量幔源物质加入。结合区域地质背景,认为狼山地区早二叠世晚期花岗闪长岩形成于古亚洲洋向南俯冲的活动大陆边缘环境,彼时洋盆尚未闭合。     

阜新萤石成矿区稀土元素地球化学特征及指示意义

为了研究阜新萤石成矿机制,对其稀土元素地球化学特征进行了分析。阜新地区萤石矿赋存于早二叠世、晚三叠世和晚侏罗世花岗岩中。地球化学分析结果显示,所有萤石均具有弱的Ce负异常,其稀土配分模式存在3种类型:Eu明显亏损型、Eu弱亏损型和Eu富集型。萤石中稀土元素的含量并不随围岩中的稀土元素含量的增加而增加,晚期侵入的花岗岩富集轻稀土元素。从成矿早期到成矿晚期,萤石的稀土元素配分型式从Eu明显亏损型向富集型演化,稀土元素总量逐渐降低。赋存于早二叠世和晚三叠世花岗岩中萤石矿流体包裹体中SO42-含量及液相成分还原参数指标指示,成矿流体由还原条件向氧化条件转变,成矿物质主要来源于赋矿花岗岩。     

内蒙古北山马山花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其地质意义

对内蒙古北山南带东段的马山花岗岩体进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学和岩石地球化学研究,结果表明,马山花岗岩以花岗闪长岩为主,偏铝质-过铝质,中钾钙碱性特征,具有较高的SiO_2(64.85%~79.17%)、Na_2O+K_2O(5.13%~6.62%),富钠(Na_2O/K_2O1);在球粒陨石标准化配分模式图上,配分曲线相对平缓,富集轻稀土元素,重稀土元素分馏不明显且相对亏损,δEu=0.65~0.91,具有弱Eu负异常;在微量元素原始地幔标准化蛛网图上,亏损Ba、Nb、Ta、P、Ti,富集Rb、Th、U、K。通过LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,马山花岗岩体的侵位年龄为281.8±3.2Ma。结合区域地质背景,认为马山花岗岩体是壳幔混合成因的,形成于早二叠世后碰撞伸展体制之下,北山南带于早二叠世晚期进入后碰撞裂谷伸展发育阶段。     

湖南芙蓉矿田成岩成矿时代

芙蓉锡多金属矿田位于湘南的骑田岭南部。岩浆岩的含矿性普遍较好,一般都高于地球同类岩石的平均值,各花岗岩岩体的稀土特征相似,稀土配分曲线显示从中粗粒斑状花岗岩到中细粒斑状花岗岩、细粒黑云母花岗岩再到自交代现象发育的细粒花岗岩,δEu亏损逐渐加剧。同位素年龄资料证明,芙蓉矿田的成岩成矿时代为燕山早期。矿田综合信息反映出矿化可能与细粒花岗岩关系更密切。     

苏北东海花岗质岩石中主要造岩矿物和副矿物的地球化学特征

苏北东海地区主侵入花岗岩类岩石属Ⅰ型花岗岩类。其主要造岩矿物为阳起角闪石、富镁黑云母、更长石、钾长石和石英。主要副矿物为榍石、磷灰石、锆石、磁铁矿等。主侵入岩体的形成温度为910—690℃,logfo_2=-12,fH_2O=(1.3—1.8)×10~8Pa,log(fH_2O/f_(HF))=3—4。第一类过渡元素富集于角闪石、黑云母和榍石中,而在更长石、钾长石和石英中明显亏损。由于榍石、角闪石、黑云母和更长石对全岩REE含量的贡献最大,因此它们控制了本区花岗岩类岩石的稀土配分模式。前三者富重稀土,负Eu异常较强,斜长石相对富轻稀土,并表现为正Eu 异常。因此可以认为随着花岗质岩浆中铁镁矿物和斜长石的分离,将会导致残余岩浆中第一类过渡元素、重稀土元素和Eu的亏损。     

西藏尕尔勤铜矿床花岗闪长斑岩地球化学特征及成矿作用研究

对尕尔勤铜矿床花岗闪长斑岩及其锆石的稀土元素进行了分析,并对其成矿作用进行了研究。结果表明,花岗闪长斑岩稀土元素总含量变化范围不大（ΣREE=48.64×10-6~78.12×10-6）,LREE/HREE=8.67~11.68,所有样品都呈轻稀土元素相对富集、重稀土元素亏损的右倾型分配模式;δEu由弱负异常→弱正异常演化,这是因为地幔底辟作用引发地壳部分重熔形成长英质岩浆的过程中,逐步消弱了结晶分异导致的负Eu异常进而出现弱的正Eu异常。锆石具有典型的振荡环带,稀土总量较高（ΣREE=735.78×10-6~6792.10×10-6）,相对亏损轻稀土,富集重稀土,正Ce异常明显,并呈现弱的负Eu异常,这是因为在地幔流体作用下,重稀土元素及Ce较其它轻稀土元素更容易进入锆石晶格所致,Eu呈弱的负异常则是成岩后期岩体受氧化淋滤所致。综合分析,揭示出地幔流体作用导致花岗闪长斑岩具有壳幔混染甚至成矿特征,同时还能透过岩浆与围岩发生物质和能量的交换,导致变质砂岩成矿的成因机制。      

湘东北三墩铜铅锌矿区花岗岩的岩石成因——锆石U-Pb测年、岩石地球化学和Hf同位素约束

对湘东北三墩铜铅锌矿区花岗岩进行了系统的锆石U-Pb年代学、岩石地球化学和Hf同位素分析。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年表明,三墩铜铅锌矿区花岗岩成岩年龄为131.9±1.1Ma。三墩铜铅锌矿区花岗岩为一套强过铝质钙碱性系列花岗岩,富集U、Ta、Pb,亏损Ba、Nb、Sr、Zr、Ti等元素,稀土元素配分模式为右倾配分模式,具有弱负Eu异常。Hf同位素分析表明,三墩铜铅锌矿区花岗岩燕山晚期锆石ε_(Hf)(t)值为-5.9~-2.4,Hf同位素二阶段模式年龄为1558~1338Ma,表明其物质来源于中元古代古老地壳岩石部分熔融。749.5Ma继承锆石核的ε_(Hf)(t)值为+4.8,Hf同位素二阶段模式年龄为1355Ma,暗示其物质来源有幔源物质加入。三墩铜铅锌矿区花岗岩可能是由于中下地壳的熔融岩浆形成后,混入少量幔源物质上侵形成的。