Mo稳定同位素研究进展

随着表面热离子质谱(TIMS)和多接收器电感耦合等离子体质谱(MC-ICP-MS)的广泛应用以及同位素分析方法的改进,近10年来非传统稳定同位素(Cu、Zn、Fe、Se、Mo、Cr、Hg等)的研究得到迅速发展.其中,由于Mo同位素的分馏明显受氧化还原条件的控制,使其在指示古环境及古气候的变化方面有独特的地球化学指示意义.同时,Mo同位素在指示成矿物质来源和海洋Mo循环等方面也取得较大成果.因此,Mo同位素地球化学研究已成为国际地学领域的一个前沿和热点.本文综合前人的研究成果,结合近期自己的工作,论述了Mo同位素地球化学研究领域的一些重要进展,详细介绍了Mo同位素的化学分离、提纯和质谱分析技术,并对其应用前景进行了展望.     

绿片岩-低角闪岩相变质条件下磁铁铁矿与黄铁矿间的Fe同位素分馏

对辽宁省鞍山一本溪地区经历了绿片岩一低角闪岩相变质的新太古代条带状铁建造中磁铁矿和黄铁矿矿物对的Fe同位素分析结果显示:相对于标准IRMM-014,所有样品的磁铁矿和黄铁矿均显示Fe的重同位素富集;且黄铁矿的Fe同位素比值均大于磁铁矿的Fe同位素比值(ε57Fe黄铁矿ε57Fe磁铁矿),两种矿物的Fe同位素比值之差为△57Fe黄铁矿-磁铁矿=2.23～5.13.黄铁矿富集铁的重同位素表明矿物的Fe同位素组成并不代表其原始沉积的特征,而是在区域变质作用过程中Fe同位素发生了交换的结果.由同位素平衡判别图解可知,在绿片岩一低角闪岩相变质作用中,磁铁矿-黄铁矿间的Fe同位素基本达到了平衡,且在平衡条件下黄铁矿比磁铁矿更富集Fe的重同位素,二者之间的Fe同位素平衡分馏系数α黄铁矿-磁铁矿≈1.000 4‰±0.06‰(2σ).这一研究成果是对变质作用过程中Fe同位素的地球化学行为认识的重要进展.     

浙江省长兴县煤山剖面二叠—三叠系过渡地层中的黑碳记录及其地质意义

首次报道了浙江煤山二叠-三叠系界线地层中黑碳的含量及其碳同住素的变化特征。黑碳含量在26层存在一个明显的峰值,含量高达0．51％。黑碳与总有机碳比值从25层底部开始持续升高,在26层达到最高,稳定在0．40以上。黑碳的碳同位素在24层和25层之间有一个陡然的降低,降低幅度达2‰,在25和26层中则存在一个幅度达3‰的缓慢降低,总降低幅度达5‰。黑碳是动植物和化石燃料燃烧的天然记录,浙江煤山二叠-三叠系界线附近黑碳特征反映了二叠纪末期陆地生态系统发生了突然的衰退,发生了强烈的天然大火。根据事件层大火燃烧的长期性或频繁的特征,以及黑碳同位素大幅度陡然降低和缓慢降低,认为燃烧源除了陆地植被外,还有其他富含轻碳的化石燃料,即大火的燃烧源除了植被外,还可能有煤和甲烷水合物等。浙江煤山剖面的黑碳记录,反映了二叠-三叠纪之交地球陆地环境的剧烈变化,有助于理解和揭示生物大灭绝的过程和原因。     

Re-Os同位素对峨眉山大火成岩省成因制约的探讨

峨眉山大火成岩省（ELIP）主要由玄武岩、玄武质火山碎屑岩及少量的苦橄岩（包括越南的科马提岩）、长英质岩石以及层状岩体和岩墙组成,其物质来源直接关系到其成因是否与地幔柱活动有关。Re-Os同位素体系是地核、地幔和地壳物质的最佳示踪剂。前人对ELIP内的Re-Os同位素研究表明,低Ti玄武岩的Os含量为0．006×10^-9-0．40010^-9,^187Os／^188Os初始值为0．1371～1．403,并提出其与地幔柱活动有关;而高Ti玄武岩的Os含量为0．00410^-9～0．56010^-9,^187Os／^188Os初始值为0．1271～5．19,认为起源于大陆岩石圈地幔或地幔柱上升过程中受到大量岩石圈地幔“混染”（xu JF et al．,2007）;科马提岩的0s含量为1．2410^-9～7．0010^-9,^187Os／^188Os初始值为0．1251～0．1261,苦橄岩的Os含量为0．3210^-9～2．32910^-9,^187Os／^188Os初始值为0．1233～0．1266,指示苦橄岩和科马提岩均来自亏损地幔源区（Hanski et al．,2004;陈雷等,2007）。本文利用Os含量最低、^187Os／^188Os最高的高Ti玄武岩作为地壳端员,用铁质陨石、原始上地幔（PUM）和亏损地幔（DMM）作为地核和各种地幔端员,分别做二元混合计算,结果显示绝大多数玄武岩和所有苦橄岩及科马提岩均落在地壳和DMM混合曲线附近,并且邻区特提斯洋地幔岩与DMM具有相近的Os含量和^187Os／^188Os组成,据此推测峨眉山火成岩的形成与特提斯洋的活动有关,主要受控于地壳和亏损地幔的相互作用。     

新疆叶尔羌河流域地下水同位素特征及其补给来源分析

笔者以新疆叶尔羌河流域为例,在研究区水文地质调查的基础上,根据不同区域、不同深度D、~(18)O和T值的变化分析地下水补给来源.解决了传统研究方法很难解决的问题.为干旱地区地下水起源及空间分布规律研究提供了新思路。研究结果表明:(1)研究区地下水不是来自大气降水的直接入渗,而是地表水渗漏补给。(2)流域分为两个独立的地下水循环系统,分别接受叶尔羌河与提孜那甫河河水补给。(3)潜水和承压水的起源相同,属统一的地下水系统。(4)地下水径流表现为倾斜平原区径流强烈,地下水以水平运动为主;细土平原区地下水径流迟缓,地下水以垂直蒸发运动为主.径流方向与地表水流向密切相关。     

杭州泗岭铝质A型花岗岩的发现及其构造意义

初步研究表明,以往被认为是典型的S型花岗岩或改造-重熔型花岗岩的泗岭岩体应为铝质A型花岗岩。该岩体高硅、碱、钾而明显贫钙、镁;高(K2O Na2O)/CaO值(平均16.79)和AKI指数(平均0.92);FeO*/MgO比值大(平均13.95),高于M型、S型和I型花岗岩,而与世界A型花岗岩平均值(13.4)相近;岩石为弱碱性、准铝-弱过铝质,富含稀土元素、HFSE元素,高Rb、F和Nb,反映其具A型花岗岩的成分特征。泗岭岩体氧同位素δ18O为 8‰～ 9‰,反映岩浆主要起源于下地壳。该岩体侵位于拉张的构造环境,是晚白垩世早期一次重要的构造-岩浆热事件,同时也反映了区域性孝丰—三门湾大断裂与学川—湖州大断裂在晚白垩世早期处于拉伸阶段。     

北大别白垩纪镁铁－超镁铁岩的铂族元素地球化学研究

采用镍锍火试金法结合ICP-MS分析了12个北大别白垩纪镁铁-超镁铁岩样品的Ir,Ru,Rh,Pt和Pd的含量,结果显示铂族元素（PGE）的含量较低,原始地幔标准化后的PGE分布模式呈正斜率型,PPGE相对原始地幔略微亏损,而IPGE强烈亏损,Pd/Ir值远高于相应的地幔比值。这些镁铁-超镁铁岩中PGE的强烈分异是地幔低程度的部分熔融过程中,PPGE主要受硫化物控制,而Ir则存在于非硫化物相如尖晶石,可能还有合金之中造成的。同时,铂族元素的分布特征表明这些镁铁-超镁铁岩是岩浆结晶分异的产物。     

西秦岭熊山沟岩体地球化学及构造环境分析

在区域地质调查及综合研究的基础上,对位于西秦岭天水东南部地区的原百花岩体进行了详细的岩石学、岩石地球化学、岩体接触关系、同位素年龄研究,从中解体出熊山沟岩体,并初步了解了该岩体的岩浆活动规律。熊山沟岩体早期岩石类型为斜长花岗岩,岩石化学成分K2O含量较低,K2O∕Na2O比值为0.33～0.42;晚期岩石类型为二长花岗岩,岩石相对富集K2O,K2O∕Na2O比值为1.01～1.43,岩石属拉斑-钙碱性系列;微量元素富集Th、Hf、Nb、Zr等元素;稀土元素以富集轻稀土,无铕负异常或铕负异常不明显为主要特征;氧同位素值较低（δ^18O为＋3.32‰）,岩石具Ⅰ型花岗岩的特征,岩浆来源于下地壳物质,形成于大陆弧构造环境。     

四川木洛稀土矿床碳酸岩地球化学

木洛稀土矿床成因上与碳酸岩-碱性杂岩密切相关。碳酸岩主要由方解石组成,CaO/（CaO＋MgO＋FeO＋Fe2O3＋MnO）比值在95.7%～99.6%,为方解石碳酸岩。碳酸岩相对富集大离子亲石元素Ba、Sr、LREE,亏损高场强元素Nb、Ta、Ti、Zr、P,高Zr/Hf和La/Nb值,低Sm/Nd和Rb/Sr值,暗示岩石来自富集地幔EMI。地质、地球化学研究表明,木洛碳酸岩是在峨眉山地幔柱地幔遗存物经喜马拉雅造山运动再次活化的产物,但碳酸岩熔浆在上侵过程中受到地壳物质混染。碳酸岩-碱性岩熔浆带来大量稀土元素,并在喜马拉雅造山期造山运动派生的局部引张部位成矿。     

冈底斯带东段鲁朗-墨脱地区中新世花岗岩的地球化学、年代学及成因

冈底斯东段的鲁朗-色季拉和墨脱-崩崩拉一带花岗岩的岩石类型主要为二长花岗岩、黑云母花岗岩、花岗闪长岩、石英闪长岩等。墨脱花岗岩的K—Ar年龄为19-22Ma;鲁朗花岗岩的^40Ar—^39Mr年龄为14-18Ma。岩石地球化学研究结果表明,本区花岗岩主要属于高钾钙碱性系列和钙碱性系列,同时具有某些埃达克岩的特征,表现为高SiO2（65．60％-76．40％）、Al2O3（12．32%-17．23％）、Sr／Y（2．41-86．46）、（La／Yb）。（6．65-56．14）比值,低Y（4．23×10^-6-39．40×10^-6）等特点。呈典型的LREE和LILE富集型分配模式．Eu为正到弱负异常。本区中新世花岗岩主要来源于中下陆壳的硅铝质成分和镁铁质成分的重熔,不同于具埃达克岩成分的冈底斯中新世含矿花岗斑岩。以中新世花岗岩侵位为标志,东喜马拉雅构造结地区的初始伸展可能在22Ma左右,早于冈底斯中段（20Ma左右）。