M31中的恒星观测与研究进展

仙女座星系又称M31,是本星系群中最大的旋涡星系,它距离我们银河系约770 kpc。M31的累积视星等为3.44 mag,M31中的恒星数量大约为1012个。简要回顾了对M31当中恒星观测的发展历程,介绍了M31本地观测坐标系的建立和M31成员星的证认方法;总结了近年来在M31恒星观测上的进展并分析了其中的一些成果;最后讨论了未来的可行科学目标和LAMOST巡天计划在M31恒星观测方面可以做的工作。     

温都尔庙群锆石的LA-MC-ICPMS U-Pb年龄及构造意义

温都尔庙群分布在内蒙古中部地区,分下部桑达来呼都格组和上部哈尔哈达组,通常被认为属于蛇绿岩套组合,形成时代也一直存在争论。详细的野外调查表明,温都尔庙群不完全是蛇绿岩组合,还发育洋内弧的玄武岩-玄武安山岩-安山岩组合。所以,温都尔庙群为一套包含大洋洋壳、洋内弧等不同时代和成因的增生杂岩。对温都尔庙群洋内弧变质安山岩及变质碎屑岩进行锆石LA-MC-ICPMS法U-Pb同位素测年表明:桑达来呼都格组上部洋内弧变质安山岩年龄为470±2Ma。哈尔哈达组两个样品(10NM142、10NM143)的碎屑锆石年龄主要集中在445~480Ma范围内,其中10NM143样品中最年轻谐和年龄多在424~438Ma之间,表明至少有一部分地层形成于中志留世。考虑温都尔庙群蛇绿岩形成时代(497~477Ma)、高压变质时代(446±15Ma~453±1.8Ma)及晚志留世西别河组不整合覆盖其上的事实,桑达来呼都格组可能形成于寒武纪-晚奥陶世,哈尔哈达组形成于晚奥陶世-中志留世。因此,温都尔庙群是形成于寒武纪-中志留世的变质增生杂岩。     

华北陆块东北缘张三沟岩组SHRIMP锆石U－Pb年代学研究及其地质意义

出露于华北陆块东北缘的张三沟岩组为一套变质火山－沉积岩系,前人根据变质程度和地层对比将其划归古元古代。本文通过SHRIMP锆石U-Pb年代学研究,获得2517±9 Ma 、2518±7 Ma 和2534±26Ma原岩年龄,2439±24Ma、2464±73Ma和2433±71Ma变质年龄。这表明该套变质岩层形成于新太古代晚期,变质时代在新太古代末－古元古代初。结合区域资料,其变质年龄可能代表了古龙岗陆块与位于其北东侧的其它陆块（如佳木斯陆块）碰撞造山的时代,表明华北克拉通在新太古代末－古元古代初期经历过一次重要的克拉通化。     

三论花岗岩按照Sr-Yb的分类:应用

在"再论"中我们提出了花岗岩按照Sr-Yb分类的新标志(张旗等,2010a),本文进一步讨论该分类的应用。文中举了国内外许多实例(包括柴达木、北祁连、内蒙古、松潘-甘孜、大别、太行、华北古元古代和华南新元古代以及土耳其、俄罗斯、巴西、刚果、波西米亚、意大利等),着重讨论了花岗岩Sr和Yb含量与其形成压力和深度的关系,指出本分类最重要的地球动力学意义在于与其形成的深度有关,并在一定条件下与其产出地区的地壳厚度有关。例如应用本方法分析华北克拉通古元古代花岗岩,很难得出该带在古元古代发生过碰撞的结论,华北克拉通是否分为东西两块也需要重新认识。又如对华南新元古代花岗岩的分析表明,华南地块内部在新元古代时地壳较薄,但是,与Rodinia大陆的裂解似乎无关。文中还对花岗岩与成矿的关系进行了讨论,提出成矿与压力有关的概念。如金铜与地壳厚度大的埃达克型和喜马拉雅型花岗岩有关,钨锡与地壳厚度薄的南岭型花岗岩有关,而不论矿床是什么类型的,只要它们与花岗岩有关,必定受矿液源区深度的控制,要么是在加厚地壳的地球动力学背景下,要么是在地壳减薄的地球动力学背景下。花岗岩无比复杂,我们用Sr和Yb两个元素对花岗岩重新进行了分类,只是一个探索性的尝试,问题肯定不少,需要广泛的实践的检验,需要深入的实验研究的检验,需要理论的探讨,需要经过一系列否定-肯定-否定的过程,才能逐渐臻于完善。     

再论内蒙古阿拉善朱拉扎嘎金矿的成矿时代:来自锆石SHRIMPU-Pb年龄的新证据

内蒙古阿拉善地区朱拉扎嘎金矿是新近发现的特大型层控改造型金矿床,该矿床以产于中元古界地层中和巨大的找矿潜力而引人注目。容矿岩石主要为钙质粉砂岩、粉砂质板岩。曾采用颗粒锆石U-Pb法和~(40)Ar/~(39)Ar法对成矿期花岗斑岩、成矿后期闪长玢岩和含金石英-硫化物矿体进行了年龄测定,获得成矿期花岗斑岩锆石U-Pb年龄为(304±5)Ma,成矿后期闪长玢岩为(258.6±5.7)Ma,金矿体中石英的~(40)Ar/~(39)Ar年龄为(282.3±0.9)Ma。现采用SHRIMP锆石U-Pb法对成矿期花岗斑岩和成矿后期闪长玢岩进行了重新测年,结果表明花岗斑岩的形成时代为(280±6)Ma,闪长玢岩的形成时代为(279.7±5.2)Ma,两者的年龄差仅0.3 Ma,从而限定了朱拉扎嘎金矿的形成年龄,非常接近于280 Ma(279.7～280 Ma)。     

花岗岩按照压力的分类

研究表明,中酸性火成岩大致按照Sr=400μg/g和Yb=2μg/g的标志可以划分为4种类型,即高Sr低Yb(Sr＞400×10-6,Yb＜2×10-6)、低Sr低Yb(Sr＜400×10-6,Yb＜2×10-6)、低Sr高Yb(Sr＜400×10-6,Yb＞2×10-6)和高Sr高Yb(Sr＞400×10-6,Yb＞2×10-6)型.其中,从低Sr高Yb型中还可以分出非常低Sr高Yb(Sr＜100×10-6,Yb＞2×10-6)的一类.着重探讨了这5类花岗岩形成的源区深度问题,指出按照残留相组成和花岗岩Sr、Yb含量,可以将花岗岩形成的压力分为3或4个级别:①高压下与石榴子石平衡的花岗岩具有高Sr低Yb的特征;②中等压力下,残留相为麻粒岩相(斜长石 石榴子石 角闪石 辉石),花岗岩具低Sr低Yb或高Sr高Yb的特点(取决于原岩成分);③低压下,残留相有斜长石无石榴子石的花岗岩为低Sr高Yb类型的;④与蛇绿岩有关的在洋壳剖面浅部由辉长岩部分熔融形成的M型花岗岩可能是非常低压(高温)条件下形成的.     

花岗岩混合问题:与玄武岩对比的启示——关于花岗岩研究的思考之一

最近,花岗岩混合成了花岗岩研究的热点,国内外许多学者探讨了花岗岩混合问题,并尝试用不同端元组分不同比例的混合来解释花岗岩的地球化学变化。本文从花岗岩与玄武岩的对比出发,探讨了花岗岩混合的可能性和局限性。作者认为,花岗岩混合的现象是普遍存在的,但是次要的和局部的。岩浆混合的能力或能干性(competence of mixing)主要取决于岩浆的黏性和温度,而黏性又与硅氧四面体有关。相对于玄武岩,花岗岩的SiO_2含量高,温度低,因此,花岗质岩浆的混合能干性很低。玄武质岩浆的混合是mixing(以化学混合为主),而花岗质岩浆的混合通常只是mingling(以机械混合为主),只有在少数情况下才能达到mixing的程度,例如,埃达克岩与地幔混合形成的高镁安山岩或高镁埃达克岩。许多人认为,花岗岩中的暗色微粒包体是花岗质岩浆混合作用最显著、最直接证据。研究表明,花岗岩中的暗色微粒包体大多是闪长质成分的,其初始成分大多是玄武质的。因此,暗色微粒包体不是花岗质岩浆混合作用最显著、最直接证据,而是玄武质岩浆混合能力强过花岗质岩浆的证据。与玄武质岩浆的起源比较,花岗质岩浆从一开始熔融就是不均一的,这源于源区的不均一及熔融过程的复杂性。花岗质岩浆原始均一性的假定是不可能的。花岗岩成分的变化以及在哈克图解中成分点的"连续谱系",主要是由源区不均一性引起的,混合和分异可能有一定的作用,但毕竟是次要的。花岗质岩浆从源区生成、迁移、直至在地表喷出或在浅部定位的全过程,是一个不断均一化和不均一化的过程。但是,由于花岗质岩浆的黏性大,上述过程及岩浆演化的程度和规模都受到限制,也限制了岩浆混合的程度和规模。许多人仅从花岗岩地球化学成分的变化来研究花岗岩的成因,而很少考虑花岗岩物理性质对岩浆演化的制约。对比玄武岩与花岗岩,我们认为,地球化学方法在花岗岩中应用的范围和程度可能远远不及玄武岩,我们应当重新考虑花岗岩的地球化学应用问题。     

介绍一种寻找隐伏岩体的好方法:岩浆热场法

隐伏岩体对于热液矿床找矿是非常重要的。寻找隐伏岩体的方法很多,其中以物探(磁法、电法、重力、地震等)方法应用得最广泛、效果最好。本文介绍的岩浆热场法,是专门寻找隐伏岩体的方法。岩浆热场法是地球物理方法的一种,它以感知温度场的差别为目的,没有多解性是它最大的优点。它以岩浆热场理论为基础,以各种能够恢复古温度场的方法为手段。能够感知岩浆热场温度的方法很多,本文介绍了其中的五种:接触变质带法、煤质和煤级法、伊利石结晶度法、牙形石色变度法和镜质体反射率法等。接触变质带是岩浆热场直接的具体的体现,传统的接触变质带范围有限(一般不超过1km)。但是,如果考虑到极低级变质作用,将大大扩展接触变质带的范围(达6~8km)。煤质和煤级是煤田地质部门应用得非常娴熟的方法,中国无烟煤分布区大多与岩浆热场有关,是隐伏岩体的良好指示剂。伊利石结晶度、牙形石色变度和镜质体反射率法是极低级变质作用研究中非常重要的三个指标。在上述各种方法中,笔者推荐镜质体反射率方法。该方法具有简单、精确、适用、经济、快速的特点。与物探方法比较,该方法有很多优点,但也有其局限性。如果能够将该方法从煤田和石油部门移植到岩石学和矿床学部门,与磁法、电法、重力法配合使用,可以提高寻找隐伏岩体的效果。     

北秦岭孤山坪地区辉长岩地球化学特征、锆石U-Pb年龄及Lu-Hf同位素组成

北秦岭孤山坪地区辉长岩的研究程度较低,而辉长岩通常是下地壳或上地幔玄武质岩浆结晶的产物,可以在一定程度上反映特定地质时代壳幔演化格局。为了研究其成因和形成机制,对其锆石U-Pb年代学、岩石地球化学及锆石Hf同位素进行了研究。结果表明:辉长岩的侵位结晶年龄为（457.4±1.4）Ma,即形成于晚奥陶世;总体上富集轻稀土元素和大离子亲石元素K、Rb、Ba、Sr,相对亏损高场强元素Nb、P、Ti、Zr,指示其可能形成于活动陆缘弧环境;锆石ε_Hf（t）=6.4~9.1,一阶段模式年龄（t_DM1=822~708 Ma）和二阶段模式年龄（t_DM2=1 268~1 025 Ma）均大于锆石结晶年龄。综合研究认为,孤山坪地区辉长岩原始岩浆应来源于受俯冲流体交代作用改造的富集型地幔,可能形成于二郎坪群早期岛弧与秦岭地块之间的弧陆碰撞所导致的增生造山作用过程,代表了晚奥陶世二郎坪群由岛弧向弧后盆地转化的初始岩浆记录。本研究可以为北秦岭早古生代构造演化的厘定提供进一步的约束资料。      

Early Paleozoic continental crust accretion in the North Qinling: Evidences from geochronology,geochemistry and Sr-Nd-Hf isotopes of arc magmatic rocks in Taipingzhen areaSCIEI北大核心CSCD

二郎坪单元是位于北秦岭构造带中部的一个年轻地体,发育了大量的花岗岩类,是研究北秦岭早古生代大陆地壳增生的理想场所。本文对北秦岭构造带太平镇北英云闪长岩-奥长花岗岩体和蛮子营黑云母二长花岗岩体开展了岩石学、年代学、地球化学及Sr-Nd-Hf同位素研究。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年表明,太平镇北奥长花岗岩和蛮子营黑云母二长花岗岩的形成时代分别为468.8±2.8Ma和462.2±1.9Ma。太平镇北岩体为高硅(71.79%-78.66%)、富钠贫钾(K_(2)O/Na_(2)O=0.27-0.77)的低钾拉斑-钙碱性系列岩石;蛮子营岩体为高硅(72.20%-74.90%)、富钾(K_(2)O/Na_(2)O=0.97-1.36)的高钾钙碱性岩石。两者轻重稀土分异均较明显,均具有富集Rb、Ba、Th、U、K等大离子亲石元素,而亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素的特征。太平镇北岩体和蛮子营岩体具有类似的锆石εHf(t)值(奥长花岗岩8.2-12.7;黑云母二长花岗岩8.9-13.2)、全岩(87Sr/86Sr)i(奥长花岗岩0.704038-0.705221;二长花岗岩0.703876-0.705371)和全岩εNd(t)值(奥长花岗岩1.49-2.03;黑云母二长花岗岩1.68-1.92)。研究表明,太平镇北岩体岩浆源区为玄武质弧下地壳,岩浆结晶分异作用形成英云闪长岩和奥长花岗岩;蛮子营岩体岩浆为早期形成的英云闪长岩部分熔融形成。太平镇北岩体和蛮子营岩体均形成于洋内弧的构造环境,从弧玄武岩到富钠英云闪长岩、奥长花岗岩再到富钾的二长花岗岩,代表了地幔物质经过多阶段岩浆演化形成富硅富钾长英质地壳的过程。综上,认为洋内弧的形成和岩浆演化是北秦岭大陆地壳增生的重要方式之一。