南祁连化隆岩群LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其地质意义

侵入于化隆岩群中的基性-超基性岩中因产有拉水峡、裕龙沟小型铜镍矿床和一大批铜镍矿点,而备受关注.其化隆岩群形成时代的确定直接影响着祁连山地区铜镍矿找矿方向和找矿工作布署.近年来,随着同位素年代测试技术的不断发展,高精度数据出现,对化隆岩群形成时代的认识逐步明朗化.通过高精度的LA-ICP-MS锆石微区原位U-Pb同位素测年,获得青海省化隆县拉水峡铜镍矿区含矿基性-超基性岩体围岩化隆岩群黑云斜长片麻岩的形成时代为(910±7)Ma,代表着化隆岩群形成时代的下限,结合前人研究成果,进一步确定化隆岩群的形成时代为新元古代.并认为该区有与金川铜镍矿相似的成矿地质背景,含矿基性-超基性岩均为Rodinia超大陆裂解的产物,具有良好的找矿前景.     

一次弱弓形飑线后方入流特征的观测分析

后方入流是中尺度对流系统内中尺度环流的一部分,表现为一支从风暴后部穿过层状回波区进入风暴系统的相对气流,对增强中尺度下沉气流和地面冷池具有重要作用。利用多普勒雷达探测资料、地面加密自动站和NCEP再分析资料,结合雷达径向剖面内反演的系统相对水平速度,对2012年5月16日江苏省一次弱弓形飑线的后方入流演变特征进行了分析。结果表明,此次飑线是在东北冷涡影响下,受高、低空温度平流差动、低空急流和低层温度暖脊的共同作用生成。飑线发展阶段,后方入流最早出现在对流层中层的层状回波区中,并向前伸展到对流回波区后缘;成熟阶段,后方入流逐渐下沉并与对流区前低层辐散外流合并,形成一条从飑线后部中层延伸到对流区前缘的持续性后方入流通道;消散阶段,后方入流中心下沉到地面附近,与冷池外流共同增强,与其前侧西南入流的局地辐合,可能是触发对流单体后向新生并促使双带状回波出现的有利条件。后方入流把中层干冷空气持续输送到对流区中下方,通过加剧降水粒子的蒸发冷却作用,增强地面冷池及其出流,导致成熟阶段地面大风生成,这与以往的研究结论一致。受后方入流中心下沉到地面以及新生带状回波系统的影响,地面冷池持续增强,可能是消散阶段地面大风形成的原因。此外,后方入流与飑前地面中尺度辐合线具有很好的对应关系。      

新疆西准噶尔玛依勒蛇绿岩中镁铁-超镁铁质岩的地球化学、年代学及其地质意义

玛依勒蛇绿岩出露于玛依勒蛇绿混杂岩带中,该带位于西准噶尔造山带西南缘,是区内规模较大的一条蛇绿混杂岩带,蛇绿岩中镁铁-超镁铁质岩研究对探讨古亚洲洋古生代构造演化具有重要意义。本文选取玛依勒蛇绿岩中的镁铁-超镁铁质岩进行系统的岩石学、地球化学和年代学研究。结果表明,玛依勒蛇绿混杂岩中超镁铁质岩以富集Al_2O_3、CaO为特征,TiO_2含量与俯冲带之上地幔橄榄岩中含量相当,稀土配分曲线为轻稀土富集型,微量元素受蚀变作用影响,呈现出两种不同的曲线特征。镁铁质岩石可分为两组:I组镁铁质岩具有高MgO、低Al_2O_3,LREE轻微富集,富集大离子亲石元素,亏损Nb、Ta的特征,形成于消减带相关的岛弧环境;Ⅱ组镁铁质岩具有富碱、TiO_2,且呈LREE显著富集的右倾稀土配分曲线特征,富集大离子亲石元素,Nb、Ta正异常特征,代表了洋盆中海山或洋岛的残片。I组镁铁质岩中两个辉长岩岩块的LA-ICP-MS锆石UPb年龄分别为512.1±7.2Ma(MSWD=0.014)和531±12Ma(MSWD=0.17),与巴尔鲁克蛇绿岩、唐巴勒蛇绿岩中镁铁质岩岩块获得的锆石U-Pb年龄相吻合,且这三条蛇绿岩都具有SSZ型蛇绿岩的地球化学特征,可能为不同环境下同一洋盆的演化产物。     

东天山吐哈盆地南缘企鹅山群玄武岩锆石U-Pb年代学、地球化学及其对北天山洋闭合时限的约束

东天山吐哈盆地南缘广泛发育企鹅山群火山-沉积岩系,其形成时代及构造环境一直存在争议。本文对其进行了岩相序列、同位素年代学和地球化学研究。结果表明,企鹅山群自下而上分为三个岩性段,并可划分出7种岩相类型。2件玄武岩样品LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示,玄武岩喷发年龄分别为314. 0±3. 5Ma和316. 0±2. 3Ma,表明企鹅山群形成时代为晚石炭世早期。同时获得大量具有浅表碎屑成因的前寒武纪(589～2652Ma)捕获锆石,其物源来自中天山地块,表明该时期分割中天山地块与觉罗塔格构造带之间北天山洋已经闭合。玄武岩Si O2含量为46. 54%～52. 64%,以亚碱性拉斑系列为主;岩石亏损Nb、Ta等高场强元素,轻度富集轻稀土元素(LREE);(La/Yb)N=1. 87～5. 22,Eu异常不明显(δEu=0. 85～1. 06),稀土配分曲线右倾较缓。这些地球化学特征暗示该火山岩在上升过程中可能遭受了地壳的混染。综合区域地质资料与前人研究成果,认为吐哈盆地南缘企鹅山群形成于北天山洋闭合后的后碰撞裂谷构造环境。     

阿尔金断裂南缘约马克其镁铁-超镁铁岩的性质和年代学研究

阿尔金南缘断裂带中的约马克其镁铁-超镁铁岩具有蛇绿岩的岩石组合特征,是卷入到阿尔金断裂带的蛇绿岩片,其下部的超镁铁质组分m/f=9.49~9.64,为镁质超基性岩;上部的镁铁质组分具有与大洋中脊玄武岩类似的REE球粒陨石标准化分布模式和微量元素原始地幔标准化分配模式,在基性岩Zr/Y-Zr和Ti/100-Zr-Y×3环境判别图解中均位于大洋中脊环境。对辉长岩进行锆石LA-ICP-MS原位U-Pb定年,表明该蛇绿岩形成于500.7±1.9Ma的晚寒武世,它们是Rodinia超大陆裂解的产物。约马克其地区铜镍综合异常中的铜异常是由产于蛇绿岩单元上部的玄武岩中铜矿化所致,而镍地球化学异常则是蛇绿岩下部单元超镁铁质组分中含镍蛇纹石引起,因而,约马克其镁铁-超镁铁岩具有找寻与蛇绿岩有关的铜矿床的可能。     

西天山特克斯县北乌孙山大哈拉军山组火山岩地球化学特征及构造意义

对西天山特克斯西北乌孙山中部地区出露的火山岩进行了地球化学研究,结果表明玄武岩、安山岩均为拉斑质火山岩,LREE较富集[(La/Yb)N介于3.44~11.36之间],具有弱的Eu负异常(δEu=0.79~1.13),安山岩与流纹岩明显富集强不相容元素(如Cs、Rb、Ba、Th、U)和LREE。玄武岩与中酸性岩样品具有轻微的差异,但所有样品具有较明显的Nb、Ta、Ti负异常,并且除了活动性较强的元素(Cs、Rb、Ba)外,其余微量元素均接近于下地壳的含量,(Th/Nb)N介于2.02~8.12之间,(Nb/La)N介于0.40~0.45之间,远远小于1,La/Ba值低(0.01~0.07),Ba/Nb值高(90~410);Zr/Nb值平均为16.48,最为接近原始地幔(15.71)的比值;而Ta/Nb、Hf/Ta、Th/Yb值平均为0.10、3.77、0.64,较为接近上地壳(0.10、3.50、0.48)的比值,Zr含量大于90×10-6,Zr/Y值在4左右,显示了板内玄武岩的特征。结合区域上地质特征,认为该地区在石炭纪时碰撞结束进入碰撞后伸展阶段,局部具有裂谷化特征。样品的Nb、Ta、Ti负异常应为地壳混染引起,火山岩的形成环境为碰撞后伸展的构造环境。     

北山南部富锰岩石的发现及成因

北山南部地区进行矿产地质调查,以查明矿产类型和分布情况。在长城系石英片岩中发现富锰岩石,其野外产出厚度0.5m,沿走向延伸4.6m,呈扁豆体形状,其上部为含锰灰岩与含锰磁铁石英岩,围岩为石英片岩。岩石颜色为黑色,致密块状,半金属光泽,染手。对采集的富锰岩石样品,化学定量分析,Mn为29.68%、30.59%、27.72%,Mn/Fe分别为9.2、9.8、8.7,P/Mn分别为0.00071、0.00078、0.00076。含锰灰岩Mn为4.62%～4.92%,含锰磁铁石英岩Mn为0.52%～1.54%。样品X射线衍射分析、物相分析与电子探针分析结果表明,矿物组成有菱锰矿(Rhodochrosite,MnCO_3)、软锰矿(Pyrolusite,MnO_2)、水锰矿[Manganite,MnO_2·Mn(OH)_2]、锰铝榴石[Spessartine,Mn_3Al_2(SiO_4)_3]、锰钙辉石[Johannsenite,CaMn(SiO_3)_2]、蔷薇辉石[Rhodonite,(Mn,Fe,Ca)_5Si_5O_(15)]、锰橄榄石(Tephroite,Mn_2SiO_4)等。笔者发现的富锰岩石与国外锰矿床的矿石相比较,其特征和主要矿物组合,类似于古元代巴西变质锰矿床、泥盆纪南乌拉尔变质锰矿床和白垩纪日本变质锰矿床。从野外富锰岩石产出的地质特征,结合室内样品测试分析结果,并对这些特殊矿物和锰含量的研究认为,①富锰岩石可能是在敦煌古老地块边部滨浅海环境沉积形成,锰的来源可能与陆源和热液流体有关;②在后期区域变质作用和接触变质作用中,砂岩变质成为石英片岩,灰岩中的菱锰矿、软锰矿和水锰矿部分变质成为含锰硅酸盐;③之后可能又发生了表生风化作用形成现今的富锰岩石;④富锰岩石的发现表明,该地区具有形成锰矿床的成矿地质环境。     

中国西北地区超基性岩封存CO2潜力研究

超基性岩可通过碳酸盐化生成稳定的碳酸盐矿物，它是一种以地球化学手段有效且永久封存CO₂的矿物。在自然界中矿物封存CO₂可通过风化作用自发发生，人工干预能进一步提升碳酸盐化反应效率，促进工业化进程。笔者基于最新1∶100万西北地质图及数据库，试图对西北地区分布的超基性岩的封存潜力进行理论评估。结果表明，西北地区超基性岩封存CO₂量可达963.23亿t，其中新疆超基性岩CO₂封存量最大，可达613.52亿t，占西北地区总封存量的63.69%。西北地区超基性岩封存CO₂量大致相当于全国2021年CO₂排放量的10倍，在完全释放其固碳潜力的情况下，初步静态估算可封存全国CO₂排放量约10年。因此，西北地区超基性岩封存CO₂潜力巨大。未来，应针对单个超基性岩体收集已有大比例尺精细基础地质调查数据，并补充性开展调查及研究工作，进一步圈定CO₂地质封存的有利靶区，促进超基性岩封存CO₂