安徽铜陵铜官山矿区中生代岩浆-热液过程：来自岩石包体及其寄主岩的证据

安徽铜陵铜官山矿区的燕山期中酸性-酸性小侵入岩体在时间上和空间上与区内的层控矽卡岩型铜(金)矿床密切相关。在这些小侵入岩体中，特别是在老庙基、小铜官山和金口岭岩体中，产有二长质到闪长质的同源包体、角闪石堆积岩包体和黑云母片岩残余包体。对这三类岩石包体及其寄主岩进行了详细的岩石学和矿物学研究以及单矿物氧同位素分析，同时收集了相关的岩石化学和地球化学资料，为阐明矿区岩浆-热液过程提供了依据。分析结果表明，闪长岩和辉石岩包体的(^87r／^86Sr)，为0．7070～0．7073，εM(t)为-9．7，而石英二长闪长岩主岩(^87r／^86Sr)。为0．7072～0．7077，εNd(t)为-10．6～-11．9。铜官山矿区堆积岩包体中的堆积晶、同源包体和寄主岩中的斑晶以及同源包体及寄主岩中的基质的矿物结晶温度分属890～970℃，730～755℃和675～730℃三个区间，对应的深度为24～29km，9～15km和4～6km。它们分别代表了深位岩浆房、浅位岩浆房和岩浆侵位处矿物结晶的温度和深度深位岩浆房的深度对应于岩石圈中下地壳硅镁层的深度，而浅位岩浆房的深度对应于岩石圈中-新元古界浅变质岩系的深度从宕石包体及其寄主岩锶、钕同位素以及岩石学和矿物学资料来看，深位岩浆房中的岩浆可能是由底侵的碱性玄武岩浆与下地壳硅镁层发生相互作用形成的，而浅位岩浆房中的岩浆可能是由来自深位岩浆房的演化岩浆与中-新元古界浅变质岩系发生相互作用形成的。二长质同源包体与黑云母片岩残余包体过渡，有时闪长质同源包体与寄主岩过渡，相互之间的界线模糊不清。角闪石堆积岩包体中金属氧化物和硫化物的共存表明，在堆积岩结晶时已有相当数量的铁、铜和硫溶解在演化的岩浆中。由此可以推断，已初步富集铁、铜和硫的演化岩浆与深度同浅位岩浆房相当且富合成矿元素的变质岩发生同化混染作用，可以富集足够的成矿物质以形成铜官山矿区的矽卡岩型铜铁硫化物矿床，矿区同源包体中斜长石的δ^18OSMOW‰值为9．0～9．2，寄主岩中斜长石和石英为9．4～9．9，矽卡岩中石榴石和石英为3．92～11．84，矿石中磁铁矿和石英为3．84～5.85，而相应的δ^18H2O‰值在寄主岩中为6．87，矽卡岩中为6.85～6.89，矿石中为8．18～12．64。此外，在寄主岩及其岩石包体中同时产有熔融包裹体、熔融-流体包裹体和流体包裹体，并能见到不混溶包裹体。这些事实结合矿物平衡地质温度计计算结果和收集的包裹体测温资料，表明矿区的岩浆-热液过程可以分为：1)岩浆结晶；2)岩浆流体出溶和出溶流体演化(大致对应于矽卡岩化)；和3)成矿热液活动(对应于铜金矿化)三个阶段。     

安徽铜陵新桥铜-硫-铁-金矿床中石英闪长岩和辉绿岩锆石SHRIMP年代学及其意义

对安徽铜陵新桥铜-硫-铁-金矿床区内的石英闪长岩和辉绿岩中的锆石分别进行了SHRIMP精确定年研究,石英闪长岩中锆石206Pb/238U年龄为(140.4±2.2)Ma,辉绿岩中锆石的年龄较复杂,其中发现了元古代锆石颗粒,其锆石207Pb/206Pb年龄为(2261±14)Ma,(1612±8)Ma,(919±12)Ma,(831±17)Ma。另外还有一组早古生代年龄的锆石,锆石206Pb/238U年龄为(443±13)Ma。以上这些新资料说明该区可能存在元古代基底的信息,且燕山期岩浆活动对本区成矿具有重要意义。     

青藏高原大陆动力学研究若干进展

近10年来,"大陆构造与动力学实验室"在青藏高原大陆动力学研究,尤其在特提斯演化和青藏高原生长方面取得若干进展,包括(1)"青藏高原——造山的高原"理念的提出;(2)青藏高原特提斯体制和构造格架的再造;(3)新特提斯蛇绿岩中原位金刚石和深地幔矿物群的重大发现;(4)新特提斯洋盆俯冲新机制的揭示;(5)印度/亚洲碰撞的早期岩浆和喜马拉雅折返中的作用;(6)喜马拉雅三维碰撞造山机制和折返全过程的初步建立;(7)青藏高原东南缘物质逃逸的新机制——"弯曲与地壳解耦"的提出;(8)青藏高原俯冲型、碰撞型及陆内型片麻岩穹窿;(9)青藏高原东缘汶川强震的构造背景和强震机制;(10)青藏高原碰撞造山成矿模式;(11)印度/亚洲碰撞过程的数值模拟。综述和集成上述成果是为了与同行们交流磋商,进一步共同发展青藏高原大陆动力学理论,向国际地学前沿的冲刺。     

新疆卡鲁安硬岩型锂矿床成矿流体性质：来自He—Ar同位素证据

卡鲁安锂矿床位于新疆北部的阿尔泰造山带,是以锂辉石为主要矿石矿物的硬岩型锂矿床。前人对该矿床的岩石成因、成矿机制及构造背景已经有了初步的认识,但对该矿区内成矿流体的研究仍是空白,这将在一定程度上影响对矿床成因的认识。本文通过分析卡鲁安伟晶岩中锂辉石和石英流体包裹体He、Ar同位素组成,对成矿流体进行示踪研究。研究表明,含矿伟晶岩的n(3He) /n(4He) 为0. 25~3.19 Ra（平均0.97 Ra）,无矿伟晶岩与外围伟晶岩n(3He) /n(4He)为0.13~5.32 Ra（平均1.13 Ra）,均介于壳源与幔源He之间。根据成矿流体的壳幔二元混合模式进行计算：含矿伟晶岩中的地幔流体比例为3.55% ~ 48.92%,平均值为14.67%;无矿伟晶岩与外围伟晶岩地幔流体占比为1.70% ~ 81.79%,平均值为17.13%。含矿伟晶岩成矿流体的n(40Ar) /n(36Ar)为552.50~13353. 00,n(40Ar*)相对含量为46.52% ~ 97.79%,平均值为87.25%,大气的Ar贡献平均为12.75%。分析结果显示,成矿流体主要以壳源流体为主,部分幔源流体和改造型饱和大气水的混合流体,随着成矿作用的进行,地幔He与大气饱和水改造Ar皆有所减少。值得注意的是卡鲁安锂矿床成矿流体中幔源物质并非真的来自于地幔物质上侵,更有可能是来源于元古代的不成熟陆壳熔融。新疆卡鲁安锂矿床形成于陆—陆碰撞造山作用晚期的后碰撞造山阶段,造山后期的伸展导致含幔源物质的古老地壳与年轻地壳减压熔融,熔融所形成的岩浆流体随后经大气降水改造为成矿流体。     

钙同位素地球化学研究新进展及其在碳酸岩-共生硅酸盐研究中的应用

作为"非传统稳定同位素"家族成员,钙同位素正受到国际地学界日益广泛的关注.钙是主要的造岩元素,也是生物必需的元素.钙在地球各圈层广泛分布,研究钙同位素的地球化学行为将有助于提高我们对各种生物过程和地质过程的认识.钙同位素测定主要采用热电离质谱仪(TIMS)和多接收电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS),分别表示为δ44/40 Ca和δ44/42Ca.目前自然界可观测到的δ44/40Ca变化范围为-2.0‰～6.75‰,约8.7‰.本文系统介绍了近年来钙同位素分析中样品溶解、化学分离、质谱测定以及高温地质过程中的钙同位素分馏及其地质应用等方面的研究成果,尤其对钙同位素在碳酸岩-共生硅酸盐岩研究中的意义、钙同位素组成以及取得的主要认识作了较为全面的介绍.阐述了放射成因40 Ca、部分熔融作用/分离结晶作用、地壳同化作用、古俯冲碳酸盐循环、热液蚀变作用、岩浆起源深度等对碳酸岩、硅酸盐岩的钙同位素组成造成的影响.最后,通过系统对比碳酸岩-共生硅酸盐岩的锂、镁、钙同位素研究成果,认为应该开展多元同位素体系的联合示踪.由于不同同位素体系存在相似性和差异性,而多元同位索体系相结合能有效地加强优势互补,将是同位素地球化学研究发展的一种必然趋势.     

新疆卡鲁安硬岩型锂矿床成矿流体性质：来自He—Ar同位素证据

卡鲁安锂矿床位于新疆北部的阿尔泰造山带,是以锂辉石为主要矿石矿物的硬岩型锂矿床。前人对该矿床的岩石成因、成矿机制及构造背景已经有了初步的认识,但对该矿区内成矿流体的研究仍是空白,这将在一定程度上影响对矿床成因的认识。本文通过分析卡鲁安伟晶岩中锂辉石和石英流体包裹体He、Ar同位素组成,对成矿流体进行示踪研究。研究表明,含矿伟晶岩的n(3He) /n(4He) 为0. 25~3.19 Ra（平均0.97 Ra）,无矿伟晶岩与外围伟晶岩n(3He) /n(4He) 为0.13~5.32 Ra（平均1.13 Ra）,均介于壳源与幔源He之间。根据成矿流体的壳幔二元混合模式进行计算：含矿伟晶岩中的地幔流体比例为3.55% ~ 48.92%,平均值为14.67%;无矿伟晶岩与外围伟晶岩地幔流体占比为1.70% ~ 81.79%,平均值为17.13%。含矿伟晶岩成矿流体的n(40Ar) /n(36Ar)为552.50~13353. 00,n(40Ar*)相对含量为46.52% ~ 97.79%,平均值为87.25%,大气的Ar贡献平均为12.75%。分析结果显示,成矿流体主要以壳源流体为主,部分幔源流体和改造型饱和大气水的混合流体,随着成矿作用的进行,地幔He与大气饱和水改造Ar皆有所减少。值得注意的是卡鲁安锂矿床成矿流体中幔源物质并非真的来自于地幔物质上侵,更有可能是来源于元古代的不成熟陆壳熔融。新疆卡鲁安锂矿床形成于陆—陆碰撞造山作用晚期的后碰撞造山阶段,造山后期的伸展导致含幔源物质的古老地壳与年轻地壳减压熔融,熔融所形成的岩浆流体随后经大气降水改造为成矿流体。     

粤东北桃源铀矿床黄铁矿地球化学特征及其地质意义

粤东北桃源铀矿床位于华南铀成矿省武夷山铀成矿带,其矿床成因、成矿物理化学环境特征等还未开展深入研究。黄铁矿的地球化学特征往往能够有效地反映其形成时的地球化学环境。桃源铀矿床中黄铁矿与沥青铀矿成因关系密切。因此笔者在野外地质调查和岩相学基础上,利用LA- ICP- MS原位分析技术,对桃源矿床黄铁矿主、微量元素开展研究。结果表明：①黄铁矿主量元素w（Fe）=41.64% ~ 49.39%,平均值为45.83%;w（S）=50.56% ~ 57.62%,平均值为53.73%,w（Fe）/w（S）=0.73 ~ 0.98,平均值为0.85,表明其形成环境是一个微弱缺铁,相对富硫的相对封闭的地球化学环境;②黄铁矿中相对富集Si、Na、Al、K、Ca、Cr、Co、Ni、Ti、Cu、Ge、As、Se、Bi、Pb等微量元素;③绝大多数微量元素与主量元素Fe、S无明显线性关系,表明在黄铁矿形成过程中,这些微量元素的地球化学行为除受到类质同象因素的影响外,还受其他因素影响;④成矿元素U与部分微量元素显示出较好的正相关关系,其中Na、Ti等元素含量高表明与铀矿物在空间上紧密相关的黄铁矿形成于成矿早期的碱性热液蚀变阶段,而非成矿期,要早于铀成矿时间,并为铀成矿提供还原剂;⑤黄铁矿内部微裂隙发育,成矿期铀矿物容易进入其中,从而引起裂隙附近铀矿含量升高。伴随的高含量As表明其形成于中低温热液环境。     

MC-ICP-MS锂同位素溶液分析技术与应用

Li同位素是一种新兴的非传统稳定同位素示踪工具,在地质学、地球化学研究中具有广阔的应用前景。目前,Li同位素溶液分析技术主要采用热电离质谱仪（TIMS）和多接收电感耦合等离子质谱仪（MC-ICP-MS）,与TIMS相比,MC-ICP-MS具有分析精度高、样品量少、测试速度快等诸多优点。本研究团队近年来建立了MC-ICP-MS高精度Li同位素分析方法,在天然样品、标准物质以及石英包裹体的Li同位素测定中都取得了良好结果。以此为依托,研究团队建立了适用于西藏本地岩石成因研究的Li同位素地质端元,并将Li同位素应用于青藏高原岩石圈结构及其隆升历史、川西碳酸岩型稀土矿床富集机制、四川呷村VMS型矿床成矿流体来源和四川甲基卡硬岩型Li矿床富集机理等方面。本文比较详细地综述了这些研究进展,旨在加深对Li同位素溶液分析技术的理解,展示其在地球化学研究中的良好应用前景。     

铀"稳定"同位素分馏及其在地球科学中的应用

铀“稳定”同位素（238U/235U,通常记为δ238U）目前已经成为非传统稳定同位素领域的研究热点.20世纪人们曾经认为铀同位素不存在分馏,因而铀同位素研究发展缓慢.然而随着分析技术的发展,人们发现自然界中铀同位素238U和235U存在显著的分馏,可以作为良好的示踪工具.迄今为止,已经有大量铀同位素作为古氧化还原指标的研究发表,比如用铀同位素示踪地球近地表环境氧含量随时间的演化以及生物大灭绝与海洋氧化还原状态之间的潜在关系.尽管铀同位素在水圈和生物圈协同演化领域取得了丰硕的研究成果,但仍有不少问题亟待深入解决.例如,生物和非生物还原高价铀的微观反应过程对铀同位素分馏的影响,以及铀同位素如何示踪铀矿物质来源等.系统总结了铀同位素地球化学最近十年的研究进展,希望将来铀同位素在铀多金属矿床成因和高温地球化学领域能有所突破.      

岩浆密度及其重要意义

本文通过计算不同构造环境的原生玄武岩岩浆密度,首次提出了两种原生玄武岩浆密度类型:岛弧玄武岩浆(AB)密度类型(Ⅰ);WB MORB岩浆密度类型(Ⅱ)。指出Ⅰ型岩浆密度受控于岩浆起源的fO2和fH2O条件;Ⅱ型岩浆密度则与岩浆起源压力有关。原生岩浆密度可作为判定岩浆产出的地球动力学背景的重要标志之一。考察岩浆密度与压力的关系,指出原生玄武岩浆密度在一定程度上控制了岩浆房的发育部位(深度),制约了岩浆结晶的温压条件,并对岩浆侵位与喷发产生重要影响。在岛弧地区,岩浆密度与地壳厚度变化严格地控制着岛弧岩石系列(Tb-CA-Sh)的时空演变,决定了岩浆的演化途径和结晶条件。利用岩浆密度资料,反演并建立了义敦岛弧区的地壳双层结构模式。