华北克拉通西南缘高山河组凝灰岩锆石U- Pb年龄及其地质意义

华北克拉通西南缘高山河组是中元古代重要的地层单元之一,但其沉积时限和地层对比关系长期存在争论。本文对采自甘肃省华亭县马峡镇高山河组下部的凝灰岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年龄测定,获得凝灰岩样品的高精度年龄为1759±17Ma。结合区域资料和前人研究成果,初步将该地区高山河组的形成年代限定在1770～1600Ma之间,并进一步限定高山河组下部熊耳群火山岩系的形成时代介于1800～1770Ma之间。此为首次在华北克拉通西南缘高山河组获得高精度年龄,不仅确定了高山河组沉积时代应为长城纪,也为整个华北克拉通西南缘中元古代地层划分对比和地质演化及其进一步进行微古生物研究等地质问题奠定了重要的年代学基础。     

稀土稀有稀散元素现代仪器测试全新方法的建立

本文系统总结了自2011年以来在三稀矿产实验测试方面取得的新进展。重点介绍了离子相稀土单元素浸泡提取实验研究、稀土原产地Nd同位素与微量元素示踪技术研究、离子吸附型稀土样品野外现场快速定性定量手持X射线荧光(XRF)分析研究成果。结果表明,采用25%硫酸铵浸泡提取,电感耦合等离子体光、质谱(ICP- AES、ICP- MS)测定,可以清晰反映出各稀土元素的浸泡提取率;采用高精度多接收电感耦合等离子体质谱仪(MC- ICP- MS)进行稀土矿石中Nd143/Nd144同位素比值测定,其比值差异可以示踪不同稀土矿石产地;通过精确测试分析不同产地稀土精矿样品中的稀土和其他微量元素含量,并进行数据相关性分析和数据分类分析,通过Y、Be和Bi三种元素含量的比较,可以判断稀土精矿来源;野外现场快速分析,20分钟可完成1件样品测试,不仅可定性判断是否为离子吸附型稀土,同时可定量各离子相稀土单元素含量,与室内精确分析结果符合性良好,可为我国离子吸附型稀土矿床的找矿快速筛查提供技术支撑。 同时介绍了混合酸微波分解样品- 电感耦合等离子体光、质谱(ICP- AES、ICP- MS)同时测定钨矿石、钼矿石、铌钽矿石中的多种稀有稀散稀土元素含量的方案。该方案的特点在于采用了耐氢氟酸体系,尤其对高含量W、Nb、Ta样品更具优势,否则易产生水解,导致测定结果系统偏低。同时梳理总结了我国常见三稀矿石地质样品的特点,针对不同矿种、不同矿床样品类型与基体特点,以及所测试元素种类的不同,研究建立了专门针对“稀有、稀散、稀土元素”现代仪器分析的10个全新的配套方法及其相应的技术指标(准确度、精密度、检出限),可满足地质矿产实验室测试质量管理的规范要求,而且为我国三稀金属矿产资源的战略调查、国家重点研发计划“深地锂资源探测”和四川甲基卡等地找矿突破做出了贡献。     

扬子板块西南缘基性侵入岩锆石年龄及地球化学特征——Columbia超级大陆裂解的响应

云南易门狮子山铜矿区广泛出露辉绿、辉长岩体。前人对区内基性岩浆岩研究程度较低,缺乏辉绿岩的形成时代资料。本文采用锆石激光剥蚀法(LA-ICP-MS)对云南易门狮子山铜矿一带的辉绿岩进行了年代测定及地球化学分析,首次获得锆石U-Pb年龄加权平均值为1858±18 Ma(MSWD=0.90,n=13),代表了该辉绿岩的形成和侵位时代。辉绿岩全岩地球化学具有类似于OIB的特征,SiO_2含量(49.1%～49.8%),高Ti_2O(2.68%～3.22%);低MgO(4.85%～5.51%),碱含量(4.86%～5.29%),其原始岩浆来源于富集型地幔,构造背景形成于伸展构造环境,表明约1858 Ma扬子板块处于碰撞后板内伸展构造环境,应为Columbia超大陆裂解的产物。易门狮子山地区被辉绿岩侵入接触的原"东川群"地层的沉积时代应大于辉绿岩的侵位时代,结合岩性组合及区域资料,应划入中太古界元江群。     

内蒙古扎鲁特旗二长花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄、岩石地球化学特征及地质意义

本文对内蒙古扎鲁特旗二长花岗岩体开展岩相学、LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学及地球化学研究,探讨岩体的形成时代、成因及地质意义。研究表明,二长花岗岩中的锆石U-Pb加权年龄分别为124±1 Ma和126±1 Ma,侵入时代为早白垩世。二长花岗岩中SiO_2含量为69.45%～73.64%,Na_2O和K_2O含量分别为3.16%～4.62%、3.78%～4.37%;铝饱和指数A/CNK介于1.00～1.25之间,属于高钾钙碱性过铝质高分异的I型花岗岩。同时,微量元素中K、Ba、Rb等大离子亲石元素以及Zr、Th、U、Hf等不相容元素呈现富集状态,P、Ti、Nb、Ta等高场强元素则亏损严重。结合区域构造演化背景,本文认为大兴安岭南段扎鲁特旗地区的伸展作用应主要与蒙古—鄂霍茨克造山带的伸展垮塌作用有关。     

滇西保山地块金厂河Fe- Cu- Pb- Zn矽卡岩型多金属矿床黑柱石成因及地质意义

黑柱石是一种矽卡岩型铅锌及铁矿床中少见的矿物,与铅锌矿体、磁铁矿体关系密切。为查明黑柱石成矿过程中与铅锌铁铜多金属成矿作用的关系,本文对金厂河Fe- Cu- Pb- Zn多金属矿床中的黑柱石产状、矿物共生组合、化学成分、分带性等开展了研究。根据电子探针数据计算可得,金厂河矿区黑柱石的化学式为:Ca0. 95- 1. 08(Fe0. 87- 1. 97Mn0. 08- 0. 36Mg0. 01- 0. 06)2+(1. 89- 2. 03)(Fe0. 82- 1. 04Al0. 01- 0. 03)3+(0. 88- 1. 15)\[Si1. 94- 2. 08O7\]O(OH)。结合矿物组合类型、产状、分带特征等,推测矿床内矽卡岩由内带逐渐向外带交代的趋势。金厂河矿区主要有3种矿物共生组合：黑柱石+磁铁矿组合,黑柱石+磁铁矿+黄铁矿+黄铜矿组合,黑柱石+方铅矿+闪锌矿+黄铜矿组合,分别对应三个不同的蚀变阶段：晚期矽卡岩阶段（代表组合I）,以石榴子石的分解为主,形成大量的黑柱石;退蚀变阶段（代表组合II）,以阳起石、黄铜矿、黄铁矿发育为主;石英- 硫化物阶段（代表组合III）,以发育大量的方铅矿、闪锌矿为主,同时这一阶段内黑柱石分解,形成阳起石、方解石、磁铁矿等。此外,黑柱石的稀土元素配分模式与石榴子石的类似,一定程度上保留了石榴子石的稀土元素特征。研究认为：黑柱石是早期石榴子石退化分解的产物,矿床自内向外逐渐交代,形成了铅锌铜矿体中以锰质黑柱石为主,而磁铁矿体、铜矿体中以含锰黑柱石为主的分带特性。锰质黑柱石有利于铅锌矿的形成,而对于磁铁矿有贫化的影响,同时也可为矿区揭露中酸性岩体和深部找矿提供重要科学意义。     

东乌旗桑杰敖包白音高老组火山岩地质、地球化学特征，U-Pb年龄及地质意义

针对白音高老组地层划分混乱、演化背景不清、火山岩地层层序及火山机构研究薄弱等问题,笔者等以内蒙古东乌珠穆沁旗桑杰敖包地区发育的白音高老组火山岩为研究对象,根据1:5万区域地质调查和“火山构造—岩性岩相—火山地层”三重填图方法,将其划分为构成完整沉积—喷发旋回的3个岩性段,分别为：火山碎屑沉积岩、酸性火山岩、中性火山岩。岩浆从早期至晚期具有由酸性向中性演化的特征。发育火山沉积相、空落堆积相、溢流相、火山通道相等火山岩相,圈定出6个V级火山机构。根据LA- ICP- MS锆石U- Pb同位素定年,确定了桑杰敖包白音高老组二段流纹岩形成于135. 0±1. 0 Ma,时代为早白垩世。地球化学特征显示,主量元素SiO2含量介于69. 56%~71. 11%,K2O含量介于3. 96%~4. 39%,K2O/Na2O值在0. 69~1. 03之间,A/CNK值为0. 97~1. 07,桑杰敖包白音高老组火山岩属高钾钙碱性系列,Rb、K、Th、U等相对富集,Sr、Ti、Nb、Ta、P等相对亏损,轻重稀土分异明显,且前者富集程度高于后者,稀土元素球粒陨石标准化配分曲线呈右倾“海鸥式”,符合A型花岗岩的地球化学特征。结合前人研究及数据分析,桑杰敖包白音高老组火山岩应形成于造山后伸展构造环境。因此,本研究区白音高老组火山岩的厘定对中亚造山带东段大兴安岭中生代火山岩地层层序及构造背景提供了岩石学、年代学及地球化学的约束。     

敦煌地块南缘小红山埃达克岩的年代学、地球化学特征及地球动力学意义

敦煌地块南缘小红山花岗岩体侵位于敦煌岩群中,岩性主要为黑云二长花岗岩和黑云花岗闪长岩。通过LA- ICP- MS锆石U- Pb同位素定年,获得小红山黑云母二长花岗岩的206Pb/238U的加权平均年龄为289.6±3.9Ma,表明侵位时代为早二叠世。岩石地球化学分析显示其具有高硅、高铝、富碱和低镁的特征,稀土元素在球粒陨石标准化稀土配分模式图上呈轻稀土富集的右倾型稀土配分模式,弱负Eu异常,富集大离子亲石元素(如Rb、Cs、Th、K、Pb),亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素,岩石强烈富集Sr、亏损Yb和Y,具有较高的Sr/Y比值,岩石具有与埃达克岩石一致的地球化学特征,是加厚下地壳部分熔融的产物。小红山花岗岩全岩Sr- Nd同位素的87Sr/86Sr值介于0.706622~0.707778之间,143Nd/144Nd介于0.51212~0.512264之间,εNd(t)=-4.093~-6.887,显示出壳源特征;Nd模式年龄TDM2=1.39~1.62Ga,平均为1.49Ga,表明其源区可能与敦煌岩群相关。结合成岩年龄和区域构造演化特征,推测敦煌地块南缘在石炭纪到早二叠世处于碰撞造山作用向陆内伸展环境转换的构造背景,可能强烈卷入了一系列与古亚洲洋闭合相关的古生代造山活动中。     

甘肃北山算井子埃达克质花岗岩年代学、地球化学特征及其构造意义

算井子埃达克质花岗岩体由中粗粒片麻状黑云母花岗闪长岩、中粗粒黑云母花岗闪长岩和中细粒黑云母二长花岗岩3个岩相单元组成,其为同一次岩浆熔融事件过程中曾经发生过三次岩浆侵入活动而形成的深成岩体。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,算井子埃达克质花岗岩体侵位于早石炭世(350.0～351.7Ma),为海西中期的产物。该岩体总体富硅(SiO_2为67.81%～70.93%),富铝(Al_2O_3为14.94%～16.07%),全碱含量中等(K_2O+Na_2O为6.01%～6.74%),K_2O/Na_2O为0.37～0.69,富含钠质成分,而Ti、Ca、Fe和Mg(MgO为0.99%～1.61%)含量较低,(K_2O+Na_2O)/Al_2O_3为0.37～0.45,A/CNK为0.95～1.03,属于准铝质-弱过铝质钙碱性花岗岩。微量元素Sr含量(409×10~(-6)～548×10~(-6))较高,而Y(8.1×10~(-6)～17.7×10~(-6))和Yb(0.83×10~(-6)～1.73×10~(-6))含量较低,总体上富集大离子亲石元素(LILE)K、Rb、Ba和高场强元素(HFSE)Th,而亏损高场强元素Nb、Ta和Ti,稀土元素的球粒陨石标准化配分曲线呈右倾型,轻重稀土分馏大,轻稀土富集且分异明显,而重稀土亏损且分异不显著,具轻微的铕异常(δEu=0.64～1.13),与典型的埃达克岩特征相似。年代学及地球化学特征研究表明:(1)算井子岩体属准铝质-弱过铝质未分异的Ⅰ型花岗岩,并具有典型的埃达克岩特征;(2)岩浆源于俯冲板片流体交代地幔楔诱发下地壳玄武质岩石部分熔融源区,并在岩浆上升过程中混染了火山弧物质;(3)岩体形成于海西中期活动大陆边缘的火山弧环境,推测其南侧的塔里木板块和哈萨克斯坦板块的俯冲-碰撞效应可能一直持续到早石炭世。     

Analysis of bromate and bromide in drinking water by ion chromatography-inductively coupled plasma mass spectrometry

A method for the detection of bromate and bromide in drinking water by ion chromatography-inductively coupled plasma mass spectrometry (IC-ICP-MS) was developed. The optimized conditions of IC including pH and concentration of the effluent were studied. The results showed that the above two species of bromine were baseline separated within nine minutes under the optimized conditions. The detection limits (S/N=3) of bromate and bromide were 0.23 and 0.12 μg/L, respectively. The RSD (n=6) of the peak areas was 1.2%-3.5%. The method has been successfully applied to the determination of the type bromide in drinking water samples. The recoveries were 95%-109%. The method can be used for the regular analysis of bromate and bromide in real drinking water samples.     

贺根山洋闭合与后造山伸展——来自科右中旗构造混杂岩带内晚三叠世花岗岩的证据

内蒙古科尔沁右翼中旗巨日合A2型二长花岗岩位于贺根山缝合带东段,侵位于早石炭世杜尔基构造混杂岩（带）中。笔者等通过对其进行系统的野外地质特征、岩石学、地球化学和锆石U- Pb年代学研究,旨在厘定岩体成因和构造背景,为古亚洲洋分支洋盆—贺根山洋闭合时限提供证据。巨日合二长花岗岩主要由细粒二长花岗岩和中粒二长花岗岩组成。LA- ICP- MS锆石U- Pb测年结果显示巨日合二长花岗岩侵位于晚三叠世（203.7±1.6 Ma）。地球化学研究显示,该岩体高硅（SiO2=71. 08%~76. 62%）、富碱（Na2O+K2O=7. 99%~9. 28%）,贫钙（CaO=0. 25%~1. 67%）和镁（MgO=0. 05%~0. 63%）;负Eu异常显著（δEu=0. 14~0. 50）,Rb、Th、U、K、Ga元素较富集,而Ba、Sr、P、Ti元素相对亏损,且10000Ga/Al（3. 62~4. 90）、TFeO/MgO（3. 40~14. 80）、(Na2O+K2O)/CaO（5. 03~31. 96）值较高,显示出A2型花岗岩特征,代表其形成于后造山伸展拉张环境。同时结合岩浆起源温压条件研究,认为岩体可能为壳源含斜长石的角闪石质岩石在脱水条件下部分熔融及其后的结晶分异作用成因。结合中亚造山带东段早石炭—晚三叠世蛇绿岩、洋内弧和后造山型岩浆岩的时空演化关系,揭示贺根山洋可能在二叠纪末期闭合,并在三叠纪进入后造山伸展拉张阶段。