广东新丰稀土花岗岩中褐帘石LA-ICP-MS的U-Th-Pb定年研究

褐帘石是一种常见的副矿物,是岩石中LREE、Th、U和Sr等微量元素的重要载体。由于Th、U可以在褐帘石中以类质同象形式进入并富集于其晶格,因而褐帘石是一种良好的年代学研究对象。但是,由于褐帘石中含有不同含量的普通铅,分析结果中的普通铅扣除成为难题,这就使得近年来褐帘石U-Th-Pb定年的应用受到很大的限制。本文通过激光熔样-电感耦合等离子质谱(LA-ICP-MS)原位分析技术,对广东新丰稀土花岗岩中褐帘石单颗粒矿物进行了原位分析,运用232 Th/206Pb066 c-208Pb/2Pbc等时线(206 Pbc为普通20Pb的含量)方法,再根据等时线年龄利用铅同位素演化两阶段模型扣除普通铅的方式,对建立单颗粒褐帘石的U-Th-Pb激光定年方法进行了探讨。运用该方法对广东新丰稀土花岗岩中单颗粒褐帘石进行分析得出的年龄约为160Ma,与早期通过岩浆锆石U-Pb定年法得出的年龄(159~165Ma)十分相似。褐帘石的微量元素、δEu、Th/U比值和普通铅含量均显示其为特征的岩浆成因褐帘石。褐帘石定年这一定年方法具有简单、方便、准确的特点,对于确定含此矿物的岩体年龄,尤其是对成矿花岗岩的岩体形成时代将发挥重大作用,具有非常良好和广泛的应用前景。     

江西信丰桐木稀土矿区龙舌岩体的成岩时代及成矿条件分析

选择赣南离子吸附型稀土矿床产地——龙舌花岗岩体开展了锆石LA-ICP-MS定年工作。研究结果表明,岩体中的锆石晶型较完整,环带明显,属于典型的岩浆锆石;龙舌岩体之中粗粒斑状黑云母花岗岩形成于加里东期(206Pb/238U加权平均年龄为457.5±1.7Ma,MSWD=0.39)。加里东期的花岗岩可能是扬子陆块与华夏陆块拼接的结果,该花岗岩含有褐帘石等易风化的富稀土副矿物,经受多起构造事件,断裂发育,加之地处温热气候,遭受强烈的风化作用,有助于形成离子吸附型稀土矿床,因此对南岭离子吸附型稀土矿床的形成具有重要贡献。     

副矿物的电子探针化学定年方法原理及应用

化学定年方法是利用电子探针分析副矿物中的U、Th、Pb含量而进行定年的一种新方法。基本原理是，假设可以忽赂矿物韧始铅，封闭体系中矿物的总铅含量代表U—Th衰变形成的放射性成因铅含量，即：Pb总＝^238U(e^λ238r-1) ^235U(e^λ235r—1) ^232Th(e^λ232r—1)，该方法可利用的副矿物包括：锆石、独居石、褐帘石、碘纪矿、铀石、钍石、晶质铀矿等。本文以华南西华山岩体漂塘花岗岩中的锆石为例，对该方法进行了尝试性的研究。分析结果计算表明，两颗锆石的平均年龄分别为143．9Ma和143Ma，与前人通过同位素方法获得的年龄基本相符。结果还显示，锆石颗粒从中心到边缘的年龄呈现从老到新的趋势。     

独居石成因特征与U-Th-Pb定年及三江特提斯构造演化研究例析

独居石U-Th-Pb定年在地质年代学研究中占有重要地位,但其成因类型的识别和年龄值的合理地质解释始终是研究的难点。论文通过对比分析岩浆、热液和沉积成因独居石的内部结构、矿物组合以及稀土和微量元素地球化学特征,厘定了不同成因类型独居石的鉴别标志;并以三江特提斯构造演化研究为例,探讨了独居石的U-Th-Pb定年及其合理地质应用。不同地质环境中形成的独居石具有不同的内部结构和矿物组合及元素组成:岩浆独居石可能存在较宽且平直的岩浆环带,常与磷钙钍石共生;相对富集重稀土,具有较高的Y、Sc、Th、U、Sm、Gd等含量和Th/U比值,较低的La、Ce含量和稀土总量,显示为Eu强烈亏损的右倾斜分布模式。而热液独居石可能存在与流体作用有关的扇形环带,常与斜钍石共生;沉积独居石形态多不规则,与自生矿物相伴生。它们具有典型的四分组稀土分布模式,稀土总量较高,相对富集轻稀土(如La、Ce),贫Y、Sc、Th、U、Sm、Gd等,Th/U比值较低。独居石U-Th-Pb定年限定了松潘-甘孜造山带204~190Ma的早期变质作用和168~158Ma的局部热干扰,约140~130Ma冈底斯浅色花岗岩的形成与地壳的缩短加厚及快速隆升作用,约33~22Ma 红河断裂带与伸展作用有关的岩体侵位和左行走滑运动年代(且北部的去顶剥蚀作用要比中部早9Ma),约8~11Myr的东喜马拉雅构造结"挤出"构造变形时限。     

陕西宽坪岩群变基性熔岩锆石U-Pb年龄

宽坪岩群广东坪岩组绿片岩岩石学、岩石化学、稀土、微量元素、副矿物等研究表明其原岩为基性火山岩。对商州市板桥地区基性熔岩变质而成的绿片岩区域地质、地球化学特点、锆石特征进行了详细研究和单颗粒锆石U-Pb同位素年龄测定。放射性成因铅丢失最少的岩浆成因锆石的206Pb/238U表面年龄为1154Ma,变质成因锆石的206Pb/238U表面年龄为444Ma。5个锆石颗粒构成的不一致线上交点年龄为1827±11Ma,代表基性熔岩形成年龄;下交点年龄为418±8Ma,代表加里东期变质年龄。综合认为宽坪岩群形成时代为早元古代。     

秦岭北部中生代高U、Th花岗岩体与渭河盆地氦气聚集区相关性分析

渭河盆地分布较多的氦气聚集区,氦气来源可能为与其基底隐伏或周缘U、Th含量较高的花岗岩体,通过对这些岩体中富含U、Th的矿物相研究可知,这些中生代花岗岩,具有很强的生氦能力,出现含U、Th元素的褐帘石、绿帘石、磷钇矿、锆石等副矿物,少数岩体还出现晶质铀矿等富U、Th矿物;渭河盆地地热井氦气含量与周缘花岗岩体的U和Pb含量的密切相关,花岗岩体U和Pb含量越高,周围的地热井氦气含量越高,和岩体Th含量关系不大;中粗粒黑云母二长花岗岩是整个渭河盆地南缘出露得花岗岩体中U、Pb含量最高的花岗岩岩石类型,这类花岗岩越多,代表生氦能力越强。     

苏鲁超高压变质带含褐帘石正、副片麻岩中变质锆石的地球化学性质及其SHRIMP U-Pb定年

含褐帘石正、副片麻岩是苏鲁地体重要的超高压变质岩石。矿物包体激光拉曼鉴定、阴极发光图像分析、锆石微区LA-ICP-MS成分测试及SHRIMP U-Pb定年结果表明,含褐帘石正、副片麻岩中的锆石具有明显的三层结构,即弱发光效应的继承性(碎屑或岩浆结晶)锆石的核、强发光效应的含柯石英变质增生幔部和弱发光效应的退变边。继承性岩浆结晶锆石核部记录了新元古代(>810Ma)的原岩形成年龄,含柯石英锆石微区记录了241～223Ma的超高压变质年龄(正、副片麻岩的加权平均年龄分别为230±7Ma和229±7Ma),锆石的退变边记录了217～200Ma的角闪岩相退变质年龄(正、副片麻岩的加权平均年龄分别为211±3Ma和210±2Ma),由此限定苏鲁地体构造抬升速率为5.3km/Myr,表明苏鲁超高压岩石经历了一个相对快速抬升的变质演化过程。与苏鲁-大别其它超高压岩石变质增生锆石对比,含褐帘石正、副片麻岩中的超高压变质增生锆石微区具有十分独特的地球化学性质,主要表现为重稀土元素(HREE)明显富集,U含量明显偏低(10～29×10~(-6)),而Th/U比值则明显偏高(0.45～0.92)。HREE的明显富集与寄主岩石普遍存在超高压矿物褐帘石(富集轻稀土元素)有关,而低U含量和高Th/U比值的特点则表明超高压峰期变质阶段处在高氧逸度(f_o_2)的体系环境。     

东天山伊吾二叠纪花岗质杂岩体的锆石定年、地球化学及其构造意义

伊吾花岗质杂岩体主要由二长花岗岩和碱长花岗岩构成。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年分析得到二长花岗岩和碱长花岗岩的侵位年龄分别为284.6±1.4Ma和284.0±1.1Ma。结合地质证据,此年龄表明该杂岩体形成于碰撞之后的二叠纪早期挤压-伸展转折阶段。岩石学、地球化学和同位素等方面的对比研究表明这两种岩石为同一岩浆演化的产物。与二长花岗岩相比,碱长花岗岩表现为硅、碱的含量较高,而铝的含量较低;富Th、U、Nb、Ta,贫Sr、P、Ti、Sm;DI和Rb/Sr升高,Nb/Ta和Zr/Hf下降,从二长花岗岩到碱长花岗岩表现出连续分异演化的趋势。计算得到二长花岗岩和碱长花岗岩的模式年龄(t_(DM))分别为693Ma和763Ma,ε_(Nd)(t)分别为+4.53和+4.64,(~(87)Sr/~(86)Sr)_i分别为0.703858和0.703855,表现出高ε_(Nd)(t)低(~(87)Sr/~(86)Sr)_i的特征。这些特征表明,伊吾岩体的岩浆来自新元古代时从亏损地幔分离出来的初生地壳源区。二长花岗岩岩浆是这种初生地壳岩浆演化的产物,而碱长花岗岩形成于二长花岗岩母岩浆经斜长石、磷灰石、钛铁氧化物、榍石、独居石、褐帘石和锆石等矿物分离结晶后的残留岩浆。     

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。     

内蒙古阿巴嘎旗奥陶纪岩体的发现及地质意义

阿巴嘎旗格日敖包岩体位于贺根山断裂带北侧,为一个复式岩体,由石英闪长岩、花岗闪长岩和黑云母二长花岗岩组成,主体为二长花岗岩。采用LA--MC--ICP--MS 锆石U--Pb 定年方法,获得黑云母二长花岗岩206Pb /238U 年龄为449 ± 3. 0 Ma,形成时代为晚奥陶世。岩石为高钾钙碱性系列,轻稀土富集,微量元素Ba、Sr、Nb、Ta 、P、Ti 亏损,Rb 、Th、U、K、Nd、Zr 等元素富集,表明其形成于活动大陆边缘环境。其形成可能与苏尼特左旗南侧俯冲事件有关。