稳定Sr-Nd同位素体系及其对传统放射成因锶钕同位素组成的影响

稳定Sr、Nd同位素是全新的体系,其重点关注自然过程中稳定Sr和Nd同位素分馏特征与控制机制。这方面的知识可以修正传统Rb Sr和Sm-Nd同位素体系中恒定的稳定Sr、Nd同位素组成的前提假设所带来的认知偏差,补充和完善其知识体系。介绍了稳定Sr、Nd同位素体系的基本概念,综述并点评了最新的分析技术进展,并对稳定Sr、Nd同位素分馏对传统的放射成因Sr、Nd同位素组成的影响进行评估,同时对这两个新的稳定同位素体系的潜在研究应用进行展望。     

克拉通岩石圈减薄与破坏

我国华北克拉通在显生宙期间曾发生过〉100km的岩石圈减薄,并伴随克拉通的破坏。但如何认识该克拉通破坏的机制及在全球大陆演化中的意义,是目前需要深入研究的问题。本文通过对地球上印度、巴西、南非、西伯利亚、东欧（波罗地）、北美等克拉通的总结发现,岩石圈减薄是克拉通演化过程中经常见及的一种现象,但减薄并不一定伴随破坏。进一步深入研究表明,大多数克拉通的减薄可能主要通过地幔柱或地幔上涌的热侵蚀而实现,但目前还没有地幔柱或地幔上涌使克拉通发生破坏的实例。对已发生破坏的北美和华北克拉通的研究揭示,板块俯冲是导致克拉通破坏的重要原因。俯冲大洋板块的脱水交代上覆地幔楔,不仅可使其发生部分熔融而产生广泛的岩浆作用,更重要的是使大陆岩石圈地幔失去原有的刚性特征而易于发生变形。从这一过程出发,大规模地壳来源的花岗岩和壳内韧性变形可视为克拉通破坏的岩石学与构造学标志。     

太行山重力梯度带的形成与华北岩石圈减薄的时空差异性有关

通过对比华北太行山重力梯度带两侧新生代玄武岩及其中幔源包体的成分, 发现: (1)华北东、西部新生代玄武岩具有相反的演化趋势, 说明新生代以来西部岩石圈逐渐减薄, 而东部岩石圈逐渐加厚; (2)西部岩石圈地幔组成相对复杂, 年龄多为晚太古代-元古代; 而东部岩石圈地幔组成相对单一, 年龄多为现代值, 少数为元古代; (3)西部壳幔过渡带较厚而东部较薄, 反映两地不同的岩浆底侵作用程度.华北岩石圈组成的空间不均一性可能与岩石圈减薄过程的时空差异有关. 岩相古地理分析说明太行山重力梯度带的雏形形成于早白垩世, 与华北中生代岩浆活动的高峰相吻合.由于岩浆作用与岩石圈减薄作用密切相关, 因此认为华北岩石圈减薄的时空不均一性是形成太行山重力梯度带的重要机制.      

中国东北饶河杂岩中的侏罗纪玄武质凝灰岩及枕状玄武岩:对古太平洋水下火山活动的启示

保存在陆地上的水下火山爆炸式喷发的地质记录非常少见,为揭示这一现象并探讨其全球意义,本文对中国东北饶河杂岩中的玄武质凝灰岩及枕状玄武岩进行了岩石学、地球化学以及年代学研究.玄武质凝灰岩由分选良好的晶屑(主要为单斜辉石)、玻屑和少量岩屑组成,具有较高的Mg O含量(15.7~15.9%),没有Eu的异常(Eu/Eu*=99~102).凝灰岩的锆石SHRIMP定年结果为(172±1)Ma,与前人报道的枕状玄武岩年龄接近.枕状玄武岩具有演化的Mg O含量以及弱的Eu负异常(Eu/Eu*=90~99).依据不活动微量元素判别,凝灰岩和玄武岩均属于碱性玄武岩,具洋岛型玄武岩配分特征以及一致的Nd同位素特征ε_(Nd)(t)=4.4~6.2,可能源自同一地幔源区.玄武岩的Sr同位素与Nd同位素耦合,而凝灰岩的~(87)Sr/~(86)Sr比值显著偏高并与同期海水相近,暗示地幔物质与海水之间的元素交换更可能发生于火山爆炸式喷发而非溢流式喷发.进一步计算表明,水下火山爆炸式喷发引起的高效率海水-地幔物质之间的Sr同位素交换可能是历史上全球海水Sr同位素比值快速下降的原因之一.     

试论地幔柱构造与川滇西部古特提斯的演化

基于全地幔对流(MOMO模式)提出的地幔柱构造理论将人们对地球深部的认识延伸到核幔边界.它和主要揭示地球表层构造的板块构造理论一起,为认识地球深部过程和大陆裂解等提供了新思路.在早古生代时期川滇西部古特提斯域几个大陆地块从位于赤道附近的冈瓦纳联合古大陆上裂解后又拼合到一起.该地区广泛分布的地幔柱活动产物和引起的浅表地质响应与特提斯的演化有很好的时空耦合关系,证明其间可能存在一个特提斯超级地幔柱,它可能是导致特提斯演化的原动力.根据古地磁资料和地幔柱活动的火成岩记录,认为特提斯超级地幔柱开始活动于晚志留世,结束于晚二叠世,历时约170 Ma.其幕式活动造成了3个陆块先后裂解脱离扬子地块,形成3个特提斯大洋和峨眉山大火成岩省.     

塔里木巴楚小海子正长岩杂岩体的岩石成因探讨

巴楚小海子正长岩杂岩体是二叠纪塔里木大火成岩省的重要组成部分.SIMS锆石U-Pb定年显示其形成于279.7±2.0Ma,与本区辉绿岩脉和石英正长斑岩岩脉近于同时侵位.根据矿物学特征,小海子正长岩体可分为铁橄榄石正长岩和角闪正长岩两类.前者主要由碱性长石、铁橄榄石、单斜辉石、角闪石和少量石英、斜长石组成,后者主要由碱性长石、角闪石、黑云母和少量的石英、斜长石组成.小海子正长岩体为铁质、碱性系列,轻稀土相对富集,重稀土亏损,具有明显的Eu正异常,无Nb、Ta负异常,相对低的(87Sr/86Sr);(0.7033 ～0.7038)和正的εNd(t)值(+3.1～+3.8),暗示它们来自亏损的地幔源区,没有地壳物质的加入.主微量和同位素地球化学分析,暗示巴楚小海子正长岩的母岩浆为碱性的幔源玄武质岩浆经橄榄石、单斜辉石分离结晶后的残余熔体,并且含有堆晶的碱性长石.这种含有碱性长石堆晶的熔体,在相对还原的条件下结晶,形成铁橄榄石正长岩;在相对氧化的条件下结晶,并经过不同程度斜长石的分离结晶形成角闪正长岩.     

大陆亚碱性火山岩的成因多样性：以敦化—密山和东宁火山岩带为例

对东北牡丹江海浪、鸡西鸡林、东宁老黑山三处亚碱性玄武岩类进行了柏A卜”Ar定年和元素与Sr-Nd-Pb同位素组成研究,结果显示,始新世海浪（玄武）安山岩属钙碱性系列,相对富硅碱,贫铁钙,高度富集Rb、Ba、Sr,亏损Th、U、Nb、Ta,富集LREE及极低的HREE含量,与五大连池钾质火山岩相近的同位素组成（^206Pb／^204Pb=16．56～16．66,^207Pb／^204Pb=15．44—15．47,^208Pb／^204Pb=36．80—36．95;ISr=0．704882～0．705564;εNd=-4．05～2．29）,表明来源于较厚的、受交代作用影响的含石榴石富集（LoMu）岩石圈地幔;中中新世鸡林拉斑玄武岩分布极为局限,辉石斑晶发育骸晶结构,富铁、钙、钛,不亏损Nb、Ta,富集Ba、Sr,REE相对平坦,HREE高于OIB,Sr、Nd同位素组成相似于Samoa岛玄武岩,显示源区除软流圈成分外,还有EMII富集组分的加入;晚中新世老黑山拉斑玄武岩,低碱低钾,LREE轻度富集,Nb、Ta不明显亏损,同位素比值与镜泊湖一带中新世碱性玄武岩范围一致,主要来源于软流圈并与富集岩石圈（EMI）发生过相互作用。地幔源区经历了古近纪富集地幔源到中新世软流圈组分增多的演化。东北新生代拉斑玄武岩不同的地球化学特征为认识大陆拉斑玄武岩成因的多样性提供了有益启示。     

锆石SIMS氧同位素测试进展

<正>氧是地球上矿物和岩石最主要的组成元素,它有三个稳定同位素分别为~(16)O、~(17)O、~(18)O。矿物和岩石的氧同位素组成与其形成的条件、机制和物质来源密切相关,因此氧同位素示踪是地球化学研究的一个强有力工具。常规的氧同位素分析方法主要是     

江西庐山地区中生代飞来峰构造的厘定:同位素年代学和地质构造证据

通过对庐山地区前寒武纪地层系统的同位素年代学测定,建立庐山地区前寒武纪地层年代学框架,结合详细野外地质构造研究和显微构造分析,本文厘定了庐山地区中生代大型飞来峰构造。该飞来峰外来系统为汉阳峰一带出露的庐山垄群火山岩系, 2个火山岩样品的锆石年龄分别为840±4 Ma和828±4 Ma,大致限定了该火山岩系的形成年龄;原地系统为汉阳峰山下广泛分布的星子群和板溪群,6个变沉积岩样品的碎屑锆石年代学数据指示原地系统地层的最大沉积年龄小于810～790 Ma,显示飞来峰外来系统和原地系统的层位关系已经发生倒置。庐山飞来峰下伏构造推覆面在其东南侧为韧性剪切带,发育糜棱岩和构造片岩,其中的矿物拉伸线理和长石碎斑系等运动学标志显示其逆冲推覆方向为由SW往NE。该飞来峰现今的长约12～15 km,宽约3～6 km,面积约为50 km²,最小推覆距离为15 km。根据推覆构造韧性剪切带内单矿物年代学推测其推覆时间在140 Ma左右,这既为华南地区燕山运动B幕时间提供了关键证据,也佐证华北、华南地区燕山运动B幕的一致性。庐山中生代飞来峰构造的厘定对中国东部燕山运动性质和板内造山形成机...     

江西庐山星子群片麻岩的变质年龄和变质机制:独居石和锆石SIMS年代学

江西庐山地区星子群片麻岩的构造属性对认识江西甚至华南的大地构造具有重要意义。对星子群片麻岩穹窿不同构造部位的4个片麻岩中独居石进行高精度SIMS U-Pb年龄测定,结果显示它们的²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄分别为141.0±1.0 Ma、143.0±1.0 Ma、143.5±1.0 Ma和144.2±1.6 Ma,因此将星子群的峰期变质时代限定于141.0～144.2 Ma。同时本文首次报道了庐山观音尖辉长岩的锆石SIMSU-Pb定年,确定其侵位年龄为141.1±1.5Ma,这与星子群片麻岩独居石获得的峰期变质年龄在误差范围内一致。结合星子群的变质温度和变质分带特征,推测庐山片麻岩穹窿可能是中生代岩浆热穹窿,其角闪岩相的变质作用可能是岩浆热动力变质的产物。本研究不仅为庐山地区构造变形属性的厘定提供了详实的定年证据,还能为中国东部中生代板内强烈变质变形的研究提供重要参考。