新疆吐-哈地区硝酸盐矿床的氧同位素非质量效应

随着分析测试技术的提高以及同位素分馏理论的进步,氧同位素非质量分馏的应用范围已经从太空拓展到地球,逐渐发展成为研究行星和地球早期演化、地球表面各圈层相互作用的重要途径和手段.硝酸盐和硫酸盐是地球上少数几个具有明显氧同位素非质量分馏效应的矿物.本文测定了新疆吐-哈地区硝酸盐矿床中硝酸盐和硫酸盐矿物的氧同位素组成,结果显示,硝酸盐的氧同位素存在明显的非质量分馏效应,△17O高达14‰,δ18O高达40‰.为该超大型硝酸盐矿床的大气沉积成因提供了可靠依据.     

锂同位素分析方法及其在大陆裂谷环境碳酸岩研究中的应用

锂同位素在地质学、地球化学研究中有着广阔的应用前景,壳-幔相互作用过程的锂同位素地球化学研究已经成为近年来国际上研究的热点之一。锂同位素在自然界中的变化较大,δ⁷Li 值为-45‰～+45‰。锂同位素分析手段目前主要有TIMS、Ion Probe、SIMS、MC-ICPMS等4种技术,其中MC-ICPMS仪器的出现,使锂同位素发展速度明显加快。自然界中很多地质作用过程均能使锂同位素发生分馏。目前,锂同位素已在陨石和宇宙化学、陆壳风化过程、洋壳热液活动及蚀变、板块俯冲及壳幔物质循环、地表水地球化学、卤水来源与演化、热液成矿作用等领域的研究中取得了显著成效,并将成为地球科学中具有巨大应用前景的一种新的地球化学手段。文章对锂同位素在大陆裂谷环境碳酸岩研究中的应用作了较全面介绍,内容包括研究意义、锂含量和锂同位素组成以及取得的主要认识,比如蚀变作用、岩浆分异作用、地壳同化作用和扩散分馏作用均未对碳酸岩、硅酸盐的锂同位素组成造成影响、俯冲作用和地壳循环均没有明显影响地幔的锂同位素组成、地幔温度条件下锂扩散模拟表明地幔中的锂更均一等等。最后简单对比了大陆裂谷环境和碰撞造山环境两类碳酸岩在锂同位素组成上的差别。     

内蒙赤峰楼子店拆离断层带下盘变形花岗质岩石的时代、成因及其地质意义——锆石U-Pb年龄和Hf同位素证据

对内蒙赤峰楼子店拆离断层带下盘前人划为前寒武纪岩石的糜棱状花岗质岩石中锆石进行了U-Pb年龄测定和Hf同位素测试,结果显示其时代为晚古生代至中生代。楼子店扎兰营子片麻状花岗岩的锆石206Pb/238U年龄为253.6±1.2Ma,锆石εHf(t)值为-8.6～-14.6,锆石Hf同位素地壳模式年龄为1.8～2.2Ga;朝阳沟糜棱岩化片麻状花岗岩的锆石206Pb/238U年龄为150.43±0.79Ma,锆石εHf(t)值为-5.6～-14.9,锆石Hf同位素地壳模式年龄为1.6～2.1Ga;莫里海沟片麻状闪长岩的锆石206Pb/238U年龄为127.6±3.1Ma,锆石εHf(t)值为-5.1～-13.9,锆石Hf同位素地壳模式年龄为1.5～2.1Ga。不同岩性、不同形成年龄的3个样品的εHf(t)值主要为负值,说明这些岩石主要来自地壳岩石的部分熔融。2.2～1.5Ga的锆石Hf同位素两阶段模式年龄表明它们可能主要来源于华北克拉通下地壳物质的部分熔融。结合该区已经获得的锆石U-Pb年龄,将该区古生代至中生代花岗质岩浆作用划分为4个时期:早石炭世(327Ma)、二叠纪(285～252Ma)、中三叠世—早侏罗世(241～184Ma)、中侏罗世—早白垩世(163～125Ma)。早石炭世喇嘛洞混合花岗岩的产出对应于古亚洲洋古生代向南俯冲于华北板块的时期,二叠纪花岗岩是古亚洲洋最后闭合、蒙古弧与华北陆块北缘拼合与伸展有关的岩浆活动的产物,大面积的中三叠世—早侏罗世的花岗岩是西伯利亚与华北陆块碰撞后地壳伸展的记录,中侏罗世—早白垩世(163～125Ma)岩浆活动则发育在伸展构造背景中,与岩石圈减薄存在密切的成因联系。这些新年龄资料将为华北陆块北缘古生代—中生代的地质构造演化提供重要的年代学制约。     

五台地区滹沱群时代与地层划分新认识:地质学与锆石年代学证据

本文从五台地区滹沱群豆村亚群四集庄组、东冶亚群纹山组和郭家寨亚群西河里组地层中共采集了5件浅变质砂岩样品,并对其进行了La-MC-ICPMS锆石U-Pb年龄测定。分析结果显示,四集庄组2件砂岩样品碎屑锆石²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb年龄主要集中于~2.5Ga和2.1~2.2Ga两个峰值,其中~2.5Ga碎屑锆石来自新太古代五台群和五台地区花岗质杂岩;2.1~2.2Ga碎屑锆石获得²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb加权平均年龄2134±5Ma,限定了四集庄组砂岩沉积下限为2134Ma。结合四集庄组火山岩形成时代(2140±10Ma)和四集庄组底部发育厚层砾岩,我们认为滹沱群初始形成时代为~2.2Ga,即早元古代中期。东冶亚群纹山组底部砂岩中碎屑锆石²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb年龄主要集中于2050~2122Ma之间,其中64粒相对年轻的锆石获得²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb加权平均年龄2068±3Ma,代表了东冶亚群形成时代下限为2070Ma左右。综合豆村亚群青石村组火山岩形成时代2087±9Ma,我们认为东冶亚群初始形成于2070Ma左右。郭家寨亚群中最年轻碎屑锆石²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb年龄为1958±10Ma,表明郭家寨亚群开始沉积时代小于1.95Ga,为早元古代晚期/末期。区域上,早元古代末期是华北最终克拉通阶段,而郭家寨亚群与东冶亚群呈明显的角度不整合接触关系,两者记录了明显不同的地质过程。因此,我们建议郭家寨亚群应从滹沱群中解体出来并独立命名为郭家寨群,且郭家寨群可能沉积于华北克拉通化过程中/之后,开始沉积的时代为1.9~1.8Ga。     

延边白石砬子钨矿床成矿岩体的年代学与地球化学特征

白石砬子钨矿位于"佳蒙地块"东段,主矿体赋存于燕山早期石英闪长岩与晚古生代青龙村群大理岩的接触带内,赋矿岩石为石榴石矽卡岩,成因上属矽卡岩型白钨矿矿床。矿区石英闪长岩中单颗粒锆石的LA-MC-ICP-MS定年结果表明:测点年龄值集中于195～205Ma,加权平均年龄为(198.27±0.80)Ma,成岩成矿作用发生于侏罗纪初期。岩石的主量元素组成具有低硅(58.07%～58.98%)、富碱(5.96%～6.41%)、富钠(3.65%～4.84%)、高铝(15.82%～17.89%)的特征,属准铝质富钠钙碱性系列;石英闪长岩REE总量较低((90.06～122.05)×10-6),以LREE相对富集、轻稀土和重稀土分异明显和较弱的铕异常为特征;结合高Sr、低Yb以及接近于原始地幔的Rb/Sr和Rb/Ba比值认为,石英闪长岩起源于俯冲板片的深部或加厚下地壳的下部(>40km)。综合本次研究和区域构造格局演化资料,初步认为白石砬子石英闪长岩的成岩成矿作用发生于古亚洲构造域和环太平洋构造域叠加和转换期,与以佳木斯地体为代表的中亚造山带东部地体群的俯冲-拼贴有关。     

南岭东段北部岩浆岩同位素年代学填图的尝试及其新进展

利用现代同位素年代学的技术方法,按照一定的比例尺和统一的技术要求,测定某一区域内地质体的同位素年龄,在地质图上清晰地表达相关地质体的时空分布格局,为深入研究区域地质演化规律和地质找矿工作提供依据,这是当前同位素年代学填图的主要工作。本次研究采用单颗粒锆石SHRIMP和LA-MC-ICPMS定年方法,尝试性地对南岭东段北部9个1∶20万图幅(井冈山幅、兴国幅、宁化幅、赣州幅、于都幅、长汀幅、龙南幅、寻乌幅和上杭幅)范围内代表性的上百个岩体样品进行了锆石U-Pb年代学研究,修正了原先由于缺少准确的年龄数据而误判的岩体时代,进而对各岩体的侵位时代进行了重新厘定,这对于深入研究该区域地质演化历史和成岩成矿规律具有重要的现实意义。本文也指出了同位素年代学填图工作中对样品布置采集、数据合理使用的基本要求以及综合分析在解释区域岩浆岩成因与地质演化方面的重要性。     

赣南桃山复式岩体的锆石U-Pb年代学及其产铀性探讨

桃山复式花岗岩体位于南岭东段北部,区内产有我国最大的花岗岩型铀矿田。宝华山(蔡江)岩体和黄陂岩体是桃山复式岩体中面积最大的两个。前人测得宝华山岩体成岩时代为与铀矿关系更密切的印支期,但是该岩体仅发现个别铀矿床,是否具有更大的产铀潜力还有待探讨;前人测得黄陂岩体与产铀的打鼓寨岩体年龄一致,均为(154±2)Ma,与打鼓寨岩体侵入到黄陂岩体的野外地质现象存在矛盾,有必要进一步厘定其形成年龄。本文利用高精度的激光剥蚀-多接收器电感耦合等离子体质谱法(LA-MC-ICPMS)重新测定了宝华山岩体和黄陂岩体的锆石U-Pb年龄,证实宝华山岩体形成于印支期(229.98±0.98)Ma,重新厘定黄陂岩体形成于燕山早期(160.9±2.4)Ma,略早于产铀的打鼓寨岩体,更符合打鼓寨岩体侵入于黄陂岩体的地质事实。结合前人的研究,本文对桃山复式岩体的岩浆演化序列、构造背景及产铀性进行了讨论,将桃山岩体岩浆演化过程分为五个主要阶段:由印支期的宝华山岩体、燕山早期的黄陂岩体和打鼓寨岩体,以及燕山晚期的罗布里岩体和菜山岩体等组成,不同阶段的岩体对应不同的花岗岩成因类型;推测印支期和燕山期花岗岩的形成均与太平洋板块俯冲造成的伸展拉伸环境有关;指出岩石成因类型是控制花岗岩产铀/不产铀的重要因素,桃山岩体中的S型花岗岩即打鼓寨岩体的产铀能力最强,今后应对花岗岩成因类型控制产铀性的深层原因进一步研究。     

Geochronology of the Narenwula W polymetallic deposit in Inner Mongolia and its implications for ore prospectingSCIEI北大核心CSCD

内蒙古那仁乌拉石英脉型钨多金属矿床是我国大兴安岭西南段近年来新发现的一个以钨为主,伴生有铋、银、锌、铜的大型矿床。然而,该区经历过多期次复杂的构造-岩浆活动,目前该矿床与区内不同期次岩浆活动的关系还不清楚,这不仅制约了对该矿床成因的认识,也阻碍了该地区钨矿找矿勘查工作的部署。本文选择区内粗粒二长花岗岩中的锆石、独居石以及石英脉型矿体中的黑钨矿、锡石开展精细的原位LA-HR-ICP-MS U-Pb年代学研究,进而构筑精细成岩成矿年代学框架。结果显示,花岗岩的锆石和独居石U-Pb年龄分别为146.2±2.2Ma和144.2±0.8Ma,二者在误差范围内一致,表明含矿花岗岩形成于晚侏罗世;主成矿期石英脉型矿石中的黑钨矿和锡石的U-Pb年龄分别为136.7±1.0Ma和137.8±1.9Ma,二者在误差范围内一致,表明该区钨锡矿化主要发生于早白垩世。由于含矿花岗岩的侵位年龄与成矿年龄之间存在超过10Myr的时差,考虑到同一岩浆-热液演化过程难以长达10Myr,表明含矿花岗岩仅仅为赋矿围岩,而与钨锡矿体无成因上的联系,并暗示区内存在与钨锡成矿有关的早白垩世隐伏的高分异花岗岩小岩体,深部具有钨锡矿找矿潜力。结合区域已有资料,本文提出那仁乌拉钨矿的形成主要受蒙古-鄂霍茨克洋闭合后的伸展过程控制,并可能受到古太平洋俯冲作用远程效应的影响。     

新疆东天山博格达造山带西段基性侵入岩的U-Pb年代学、地球化学及其构造意义

博格达造山带广泛分布着基性侵入岩体,其成因对正确认识该区地球动力学背景具有重要意义。对位于博格达造山带西段的基性侵入岩体分别进行了岩石学、岩石地球化学以及LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学的研究,从而探讨其岩石成因及构造意义,以期为解决博格达造山带的地质构造演化提供依据。岩石地球化学分析结果显示,基性侵入岩w(SiO2)介于48.08%~50.88%之间,全碱(ALK)质量分数为3.09%~4.39%(小于5%),富CaO(6.87%~11.41%)、贫Al2O3(12.59%~18.49%),w(MgO)介于3.78%~7.66%之间,Mg#值为31.75~65.73(均值为51.29),铝饱和指数值A/CNK为0.60~0.80,属准铝质中钾钙碱性岩石系列。岩石总稀土元素质量分数较低,且轻重稀土元素之间以及轻重稀土元素内部不存在明显的分馏过程;微量元素中Th、Ta、Nb元素明显亏损,Ti元素亏损不明显以及U元素轻微富集,反映岩石具大陆裂谷岩浆活动特点。有关微量元素、稀土元素的相关图解及其比值,指示该区基性侵入岩岩浆源于亏损的岩石圈地幔,侵位过程中受到了地壳物质的混染,分异演化程度较低,为原始尖晶石相橄榄岩经较高程度的部分熔融的产物,形成于板内裂谷的构造环境。此外,辉长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,其形成年龄为(305.0±1.6)Ma(晚石炭世末期),处于博格达裂谷火山活动期晚期,为博格达西段裂谷作用由全面伸展向局限伸展转换的标志。综合对比区域研究成果,认为晚古生代期间(早石炭世-早二叠世),博格达造山带存在大面积与真正裂谷演化有关的岩浆活动,造山带是在裂谷基础上发展起来的,其形成可能与古亚洲洋沿克拉麦里碰撞带向准-吐-哈地块斜向俯冲作用有关。