华北克拉通南缘官道口群和洛峪群的年代学研究新进展——来自凝灰岩SHRIMP锆石U-Pb年龄的新证据

华北克拉通南缘结晶基底之上广泛发育中-新元古代(1800～542Ma)盖层岩系,但由于缺少精确的同位素年龄数据,其地层划分和对比方案一直存在较大的争议。本次工作在河南省栾川县龙家园组底部和下部各发现了一套凝灰岩,进而获得了1594±12Ma和1541±8Ma的SHRIMP锆石U-Pb年龄,首次精确标定了该地区龙家园组的形成时限,该组底界的时代接近1600Ma。龙家园组沉积时代为中元古代蓟县纪最早期;在河南省汝阳、汝州、鲁山地区的洛峪口组凝灰岩中获得了1596±7Ma、1596±15Ma、1608±17Ma和1620±16Ma的SHRIMP锆石U-Pb年龄,进一步精确标定了洛峪口组的形成时代,洛峪口组形成于长城纪的末期。结合汝阳群云梦山组碎屑锆石U-Pb年龄结果,汝阳群-洛峪群的形成时限约为1700～1600Ma。官道口群应是汝阳群之后的地层系统,而不是早前认为的与之同期的地层。     

华北克拉通及邻区孔兹岩系的时代及对太古宙基底组成的制约

根据地质、地球化学和Nd同位素研究 ,华北克拉通及邻区孔兹岩系主要形成于古元古代。笔者对孔兹岩系变泥沙质岩石进行了地球化学统计性研究。它们普遍高K2 O低Na2 O ,具有重稀土部分呈平坦型 ,轻重稀土分离较弱 ,存在较强负铕异常的稀土模式。在岩石/MORB -元素图解上 ,除Nb、P、Ti相对亏损外 ,还存在明显的负钡异常。具高成熟度的泥沙质岩石tDM和ΣNd( 2 .3Ga)变化范围分别为 2 .30～ 3.2 4Ga和 - 4 .77± 5.11。孔兹岩系形成于太古宙之后 ,与其主体由泥沙质岩石组成 ,并且需要有一个广泛出露、高成熟度陆壳基底物源区的认识相吻合。在考虑泥沙质岩石组成受源区组成和作用过程双重制约的情况下 ,给出了华北克拉通太古宙基底组成的估计值。它们与Taylor等 ( 1985)给出的太古宙上部地壳组成估计值存在较大区别     

AG MP-1阴离子交换树脂元素分离方法研究

在用多接收器等离子体质谱仪（MC—ICP—MS）测定过渡族元素同位素时,需要对待测样品进行分离纯化。目前,人们常用AGMP-1阴离子交换树脂在不同浓度的HCl和HNO,介质中依次分离出Cu,Fe和zn。为详细了解样品中基体元素与AGMP-1阴离子交换树脂的作用以及它们在该树脂中的淋洗过程,根据金属阳离子与Cl^-形成络合物的稳定性及它们与阴离子交换树脂的亲和力,对利用AGMP-1进行Cu和Fe分离过程中基质元素的行为进行了实验研究。结果表明,除Co外,在7mol／LHCl条件下,地质样品中基体元素（包括cr和Ni）能与Cu,Fe进行很好的分离。不同酸度下的实验研究表明,在6mol／LHCl条件下,可以将Cu和Co进行很好的分离。为此提出,对于基质元素含量较少的样品（如硫化物、氧化物、氢氧化物等）,可直接用6mol／LHCl进行样品分离。由于这类样品中K,Na,Ca,Mg,A1等元素含量较低,在Cu被洗脱前已被彻底淋洗,该方法可将Cu和包括Co在内的基质元素进行理想的分离。对于含Co较高的部分硅酸盐等样品,则应先用7mol／LHCl分离出Cu接收液,之后过二遍柱,以6mol／LHCl作淋洗液,去掉Co。建立的分离方法还可应用于Ca,Mg同位素的前期分离纯化     

双稀释剂测定钼同位素比值的方法研究

Mo有7个稳定同位素,分别是92 Mo、94 Mo、95 Mo、96 Mo、97 Mo、98 Mo和100 Mo。由于92 Mo与100Mo间的核质量差异(～8.00%)较大、自身有多个价态(+2、+3、+4、+5、+6)和易形成共价键的性质,Mo被认为是容易发生同位素质量分馏的元素(Anbar,2004;Anbar et al.,2007a)。研究表明,Mo同位素在指示沉积环境的氧化还原     

西准噶尔托里地区塔尔根二长花岗岩锆石U-Pb年龄——托里断裂左行走滑运动开始的时间约束

西准噶尔中部的托里断裂切错了塔尔根岩体,如果确定了该岩体的时代,就可以限定托里断裂左行走滑运动开始的最大时限。所研究的样品为浅肉红色二长花岗岩,采样位置位于托里县城以南、托里断裂南东,距离该断裂面约50m。用SHRIMP 对岩石中的锆石进行了U-Th-Pb同位素测定,共测得29个颗粒的31个数据。这31个数据中,206Pb/238U年龄最小值为279.5Ma±2.7Ma,最大值为337.3Ma±2.7Ma,相差达58Ma,差异大于17%。Th/U比为0.31~0.88,U含量为65×10-6~384×10-6,Th含量为23×10-6~142×10-6。根据CL图像,将其中13个点的206Pb/238U年龄进行加权平均计算,将加权平均值295.8Ma±2.5Ma作为岩体的侵位年龄。塔尔根岩体被托里断裂左行错开这一地质现象,以及该岩体的锆石定年结果,清楚地表明托里断裂的左行走滑运动一定是发生在295Ma以后,即其左行走滑运动不是发生在石炭纪期间。     

西藏安多蛇绿岩中斜长花岗岩地球化学特征及锆石U-Pb SHRIMP年龄

西藏安多斜长花岗岩分布于安多县多普尔曲一带。在1/25万安多幅区域地质调查中,作者研究了安多一带蛇绿岩中新发现的斜长花岗岩的地质特征、岩石成因和时代。结果表明斜长花岗岩具有低钾高钠、高锶、低铷和低∑REE的大洋斜长花岗岩特征,同位素指示其为地幔源区产物。首次对斜长花岗岩进行了锆石U-Pb SHRIMP测年,其结果为188.0±2.0 Ma,结合地质资料分析认为其代表了洋壳形成的年龄,时代为早侏罗世,与班公湖-怒江结合带西段蛇绿岩时代基本同时。本次研究为班公湖-怒江中段蛇绿岩提供了高精度同位素年龄依据。     

钛同位素标准溶液研制

钛同位素组成可用于地球化学和宇宙化学研究中,但目前国内外缺乏钛同位素标准物质.为了满足地质样品钛同位素分析的需要,本文研制了钛同位素标准溶液,报道了钛同位素标准溶液的研制过程和定值结果,包括标准溶液的选择、均匀性和稳定性检验、定值分析及测定数据的统计性检验等.通过初步测定,确定美国Alfa公司生产的Ti单元素溶液作为备选Ti同位素标准溶液.将备选标准溶液分装成150瓶,随机抽取15瓶进行均匀性检验,测试结果的F值均小于临界值,表明备选标准溶液的Ti同位素组成均匀.通过30个月的稳定性检验,标准溶液的特征量值变化在不确定度范围内.采用独家和多家实验室相结合的方法进行定值,标准溶液的特征量值及不确定度推荐为:δ50Ti=-2.23‰±0.14‰,δ49Ti=-1.67‰±0.09‰,δ48Ti=-1.13‰±0.06‰,δ47Ti=-0.57‰±0.05‰.研制的标准溶液可用于钛同位素分析时校正仪器和验证质谱分析过程,有利于不同实验室的测试数据之间的对比和应用.     

玄武岩标准样品铁铜锌同位素组成

报道了三种玄武岩标准样品(BCR-2、BIR-1a和GBW 07105)的铁铜锌同位素数据。实验使用HNO3-HF混合酸消解玄武岩标准样品;AGMP-1阴离子交换树脂分离提纯样品中的铜铁锌,利用多接收等离子体质谱仪(MC-ICPMS)测定铁铜锌同位素比值,分析过程中使用样品-标准-样品交叉法校正仪器的质量分馏。实验得到BCR-2、BIR-1a和GBW 07105标准样品的高精度铁铜锌同位素组成(95%置信水平的不确定度)分别为:δ56FeBCR-2-IRMM014=0.070‰±0.018‰(2SD),δ65 CuBCR-2-SRM976=0.16‰±0.04‰(2SD),δ66 ZnBCR-2-IRMM3702=-0.072‰±0.020‰(2SD);δ56 FeBIR-1a-IRMM014=0.044‰±0.026‰(2SD),δ65CuBIR-1a-SRM976=0.027‰±0.019‰(2SD),δ66 ZnBIR-1a-IRMM3702=0.085‰±0.032‰(2SD);δ56FeGBW 07105-IRMM014=0.126‰±0.039‰(2SD),δ65 CuGBW 07105-SRM976=0.12‰±0.01‰(2SD),δ66ZnGBW 07105-IRMM3702=0.22‰±0.03‰(2SD)。这些数据在误差(不确定度)范围内与国际上已发表的数据是一致的。三个玄武岩标准样品的铁铜锌同位素组成数据的发表为铁铜锌同位素研究提供了统一的标准,使地质样品的铁铜锌同位素数据的质量监控成为可能。     

鞍山-本溪地区条带状铁矿的Fe同位素特征及其对成矿机理和地球早期海洋环境的制约

本文报道了鞍山-本溪地区晚太古代条带状铁建造的主量元素、微量元素、稀土元素和Fe同位素的分析结果.结果显示:铁矿主要由Fe2O3T和SiO2组成,具有较低的Al2O3和TiO2含量;微量元素含量和稀土总量均较低;经页岩标准化的稀土元素配分模式呈现轻稀土亏损、重稀土富集;具有明显的La、Eu、Y的正异常;较高的Y/Ho比值.这些特征均表明鞍山-本溪地区条带状铁矿是由极少碎屑物质加入的化学沉积岩,成矿物质主要来源于海底热液的贡献.相对于标准物质IRMM-014,条带状铁矿石的Fe同位素组成最突出的特征是均为正值,这是由于二价铁溶液经部分氧化和沉淀形成富集重铁同位素的三价铁氧化物或氢氧化物的结果,且沉淀程度的不同是控制Fe同位素组成变化的重要因素.条带状铁矿无明显的Ce负异常和Fe同位素组成为正值的特征暗示了铁矿沉淀时的海水为低氧逸度环境.     

早前寒武纪硫铁矿矿床Fe同位素特征及其地质意义——以山东石河庄和河北大川为例

报道了山东石河庄和河北大川地区前寒武纪层状硫化物矿床中黄铁矿单矿物的Fe同位素组成.相对于标准物质IRMM-014,大川黄铁矿的ε575Fe为-38.8～-13.1,石河庄黄铁矿的ε57Fe为-39.4～-15.1,表明形成这两个层状硫化物矿床的新元古代海水富集Fe的轻同位素.世界不同地区新太古代黑色页岩中的黄铁矿的Fe同位素组成与华北两个硫铁矿矿床的Fe同位素特征基本一致,暗示新太古代海洋富集Fe的轻同位素可能是全球现象.导致早前寒武纪海洋富集Fe轻同位素的原因是海水中大量的Fe被氧化形成了富集Fe重同位素的磁铁矿和赤铁矿.