云南哀牢山-红河剪切带新生代富碱侵入岩中榍石年代学和地球化学特征

榍石作为副矿物在哀牢山-红河剪切带新生代富碱侵入岩中广泛存在。原位获取榍石矿物内部微量元素、U-Pb年龄和Sm-Nd同位素的空间变化对获取矿物和岩石的成因演化信息具有重要意义。本文使用四级杆/多接收电感耦合等离子体质谱(Quadrupole/Multi-Collector Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry,Q/MC-ICP-MS)与激光剥蚀系统(Laser Ablation,LA)联用,对哀牢山-红河剪切带5个富碱侵入岩体(桃花岩体、宁蒗-永胜岩体、哈播岩体、铜厂岩体和十里村岩体)中榍石开展了微区原位微量元素、U-Pb年代学和Sm-Nd同位素研究。微量元素分析结果表明,三江富碱侵入岩中榍石为岩浆成因,亏损Rb、Ba、Pb、Sr等大离子亲石元素,富集Th、U、Nb、Ta、Zr、Hf等高场强元素。榍石的稀土配分图均表现为明显右倾,不具有或具有弱的Eu负异常。与云南北衙、马厂箐矽卡岩矿床中的热液榍石相比,本文榍石在稀土元素组成上,具有较高的稀土元素总量、较高的Th/U、LREE/HREE和Ce/Ce*比值,具有较低的Eu/Eu*、Nb/Ta、Zr/Hf比值。微区原位LA-Q-ICP-MS U-Pb定年结果表明,研究区富碱岩体中榍石结晶年龄在32.5～37.9Ma之间,代表了岩体形成时代,与三江地区哀牢山-红河剪切带及其附近新生代富碱岩浆活动高峰期(～35Ma)一致,属于青藏高原晚碰撞期岩浆作用的产物。榍石微区原位LA-MCICP-MS Sm-Nd同位素分析结果显示,榍石颗粒的Nd同位素组成均一,表明榍石结晶过程中寄主岩浆的Nd同位素组成没有发生明显变化。各个富碱岩体之间的榍石Nd同位素组成变化范围在-6.8～-2.1之间,与全岩的同位素特征一致,表明榍石的原位微区Sm-Nd同位素可以作为富碱侵入岩研究中有效的示踪手段之一。     

榍石LA-SF-ICP-MS U-Pb定年及对结晶和封闭温度的指示

榍石富含U、Th,贫Pb,是U-Pb定年的理想矿物之一。本文采用激光剥蚀-高分辨等离子体质谱建立榍石U-Pb定年方法,采用25~30μm激光斑束,准确测定榍石U-Pb标准样品BLR-1（~1048Ma）、OLT-1（~1014Ma）和Pakistan（~21.4Ma）,以及年轻榍石样品（<100Ma）U-Pb年龄,提高了检测准确性和空间分辨率。综合对比共生锆石和榍石U-Pb年龄、榍石颗粒微量元素和U-Pb年龄环带及不同成分岩浆岩（SiO₂含量48.1%~77.0%）中岩浆榍石的结晶温度,结果表明：岩浆演化过程中,榍石具有宽泛的结晶温度（600~900℃,峰值~750℃）,主要集中于岩浆演化中晚期结晶,榍石U-Pb同位素封闭温度接近或略低于锆石,因此同一岩浆体系中锆石与榍石的年龄差异可能反映了该熔体较晚达到榍石饱和,而非熔体热演化历史或封闭温度信息。     

冈底斯中段容果地区二长花岗岩锆石U-Pb年龄及其地球化学特征

为确定容果地区二长花岗岩的形成时代、成因及其地质意义,对容果地区二长花岗岩进行了岩相学、LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及地球化学研究。结果表明: 二长花岗岩中的锆石为岩浆成因,²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄加权平均值为(69±1) Ma,侵入时代属于晚白垩世; 二长花岗岩中Al₂O₃含量为13.83%~14.41%,Na₂O含量为3.68%~3.94%,K₂O含量为4.28%~4.35%, K₂O/Na₂O为1.08~1.18,相对富钾,铝饱和指数A/CNK平均为1.02,属弱过铝质岩石; 微量元素特征表现为相对富集Rb、U、K等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素的特征。结合区域构造演化背景,可得出在80~69 Ma之间,该区的岩浆活动并未停止,仍然持续在发生,所生成的岩体是新特提斯洋壳俯冲的岩浆产物,形成于造山环境下,形成过程贯穿整个造山运动。     

川西甲基卡矿床外围中酸性侵入岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及地球化学特征

在川西甲基卡矿床外围新发现了建巴村中酸性侵入岩体,为了探讨其形成时代、成岩构造背景及其成矿条件,开展了LA-ICP-MC锆石U-Pb年代学和地球化学特征研究。结果表明: 该岩体的结晶年龄为(211.8±1.0) Ma; 岩石属于钙碱性-高钾钙碱性准铝质中酸性侵入岩系列,具有I型花岗岩类的特征,其物质来源可能为壳源物质与幔源物质部分熔融。地球化学特征表明其形成于后碰撞环境,与此时期内川西地区的区域性岩浆活动相对应。建巴村岩体的构造位置及岩浆活动特征指示其可能不具备形成伟晶岩矿床的条件。     

安徽黄梅尖地区基性岩脉K-Ar年代学、地球化学特征及地质意义

在野外地质调查和室内综合研究的基础上,通过对黄梅尖地区辉绿玢岩K-Ar年代学、地球化学和Sr-Nd同位素特征进行研究,探讨辉绿玢岩的形成时代、岩石成因及构造背景。K-Ar年代学研究表明,辉绿玢岩形成于~107 Ma,是早白垩世岩浆活动的产物,形成时代晚于该地区火山岩和侵入岩,与该地区铀成矿年龄基本一致;辉绿玢岩的侵入可能是该地区岩浆作用的最后一幕,铀成矿可能与辉绿玢岩具有成因联系。地球化学特征表明,辉绿玢岩富集大离子亲石元素K、Rb、U、Pb和轻稀土元素,亏损高场强元素Nb、Ta、P、Ti,具有较高的Isr值和负εNd(t)值,具有富集地幔源区特征;辉绿玢岩是在地壳伸展和岩石圈减薄的构造背景下,由俯冲交代作用形成的富集地幔部分熔融形成的,表明~107 Ma时该地区仍处于伸展构造环境下。     

The rate of denudation of some British lowland landscapes

Developments in dating techniques applicable to the late Tertiary and Quaternary are giving us the ability to date past land surfaces. Where reasonable assumptions about the nature of such past surfaces and their partial preservation may be made, they can be reconstructed. This permits the contouring and measurement of the subsequent dissection, allowing not only calculation of the average rate of erosion over the elapsed time, but also information on the pattern of incision. Two examples where this has been attempted are present; both are dissected till surfaces in eastern England, one of Anglian and the other of Devensian age. The approach quantifies the disparity between the incision of valleys and the general denudational lowering of the surface which characterizes many landscapes. The technique is not only of academic interest, but potentially forms a useful line of approach to the assessment of the safety of the burying toxic wastes. © 1997 by John Wiley & Sons, Ltd.     

LA-ICP-MS石榴子石U-Pb定年方法在异剥钙榴岩和矽卡岩年代学研究中的应用

本文利用Coherent GeoLasHD型193 nm ArF准分子激光剥蚀系统和Agilent 7900型四极杆电感耦合等离子体质谱仪, 建立了LA-ICP-MS石榴子石U-Pb定年方法。利用该方法, 对采自冀北地区晚古生代镁铁质-超镁铁质混杂岩体中的异剥钙榴岩和闽西南马坑式铁矿含矿石榴子石矽卡岩这两种岩石中的石榴子石开展U-Pb定年研究。在冀北地区晚古生代镁铁质-超镁铁质混杂岩体中的异剥钙榴岩中, 获得石榴子石下交点年龄为(387.6±5.4) Ma (D496-1, MSWD=1.1, N=30)和(409.3±7.8) Ma (D493-1, MSWD=2.0, N=60), 在马坑铁矿石榴子石矽卡岩中, 获得石榴子石下交点年龄为(128.6±2.1) Ma (ZK7921-b24, MSWD=2.0, N=60)和(128.7±3.2) Ma (ZK7922-b1, 用锆石91500校正, MSWD=1.8, N=42); 在潘田铁矿的石榴子石矽卡岩中, 获得石榴子石的下交点年龄为(128.7±1.7) Ma (PT-b1, MSWD=1.7, N=30)和(132.1±1.3) Ma (PT-b1样品, 用锆石91500校正, MSWD=1.6, N=30)(除了指明使用锆石标样91500校正石榴子石未知样品外, 其他皆用石榴子石标样Willsboro校正石榴子石未知样品的U/Pb分馏)。以上结果与Sm-Nd等时线年龄及前人报道的锆石U-Pb年龄在误差范围内一致。对马坑式铁矿石榴子石矽卡岩U-Pb定年结果表明, 利用石榴子石标样Willsboro和锆石标样91500作为外标样校正同一样品中石榴子石U/Pb同位素分馏, 获得的下交点年龄一致, 206Pb/238U年龄的加权平均值也一致, 说明石榴子石与锆石之间的基体效应较小, 在缺乏石榴子石标样时, 可用锆石标样91500代替。在上述研究基础上分析了石榴子石U-Pb定年方法在矽卡岩型矿床成矿时代研究及异剥钙榴岩年代学研究中的应用潜力, 认为石榴子石U-Pb定年方法在矽卡岩型矿床及异剥钙榴岩年代学研究中具有巨大的应用推广前景, 具有重要的理论指导和实际应用意义。     

东昆仑二叠系格曲组火山岩年代学、地球化学特征及其构造意义

东昆仑古特提斯造山带经历了从洋壳俯冲到陆-陆碰撞及后碰撞伸展的造山过程,但对古特提斯洋闭合时间一直存在争议,争论的焦点集中在晚二叠世格曲组沉积盆地原型及中上二叠统之间不整合关系代表的构造事件。本文对东昆仑红石山地区格曲组火山岩开展了锆石U-Pb年代学与岩石地球化学研究,结果表明,岩石富集Rb、Th、Ba等大离子亲石元素(LILE)而亏损Nb、Ta、Ti、P等高场强元素(HFSE),具有大陆岩浆弧的地球化学特征。火山岩具有高Ba/Th比值(53.6)、Th/Ce比值(0.23)、Nb/Ta比值(18.35)及低Dy/Yb比值(1.42),表明晚二叠世火山岩由枕状玄武岩和洋底沉积物等洋壳物质俯冲至60 km左右深度时熔融所形成。锆石U-Pb定年表明,格曲组下部碎屑岩段流纹质凝灰岩和英安质沉凝灰岩206Pb/238U加权平均年龄分别为(257.5±2.5)Ma和(256.2±4.8)Ma,上部灰岩段粗安质晶屑凝灰岩206Pb/238U加权平均年龄为(251.8±2.3) Ma。结合区域上已报道的格曲组及花岗岩研究成果,认为古特提斯洋在晚二叠世开始向北俯冲消减,沉积于弧前盆地的格曲组为古特提斯...     

黄河和长江碎屑物质扩散研究——来自江苏沙脊物源示踪的约束

研究源-汇系统对于理解岩石风化、河流输砂、泥砂沉积以及陆地和海洋沉积过程具有重要意义。我国江苏省东海岸具有丰富的沉积物供应,在某些沿海地段形成了一系列沙脊,是进行沉积物源-汇过程研究的理想沉积记录之一。但目前对其物源区来自哪里还未达成共识。我们利用已发表的碎屑锆石U-Pb年龄和钾长石Pb同位素数据,结合江苏沙脊及其周缘区域的数据结果,详细厘定江苏沙脊的物源区,并运用蒙特卡罗反演模型定量评估江苏沙脊潜在物源区对其物质贡献率。结果表明江苏沙脊北部的碎屑物质主要受大别山(45%)和鲁中山区(24%)的共同影响;黄河(29%)、古黄河(27%)和长江(25%)的碎屑物质对江苏沙脊中部的物质组成起重要影响。江苏沙脊南部的物源主要来自长江(68%)。江苏沙脊的出现得益于黄河和长江这样的大陆尺度的大河搬运了丰富的碎屑物质到下游,南黄海西海岸的平坦地貌有利于保存这些碎屑物质,末次冰期后东亚陆架海动力过程(潮汐、海浪和沿岸流等)持续对其改造,这体现了河流-海洋在塑造河口-海岸地貌中的交互作用。     

Lagged rejuvenation of groundwater indicates internal flow structures and hydrological connectivity

Large proportions of rainwater and snowmelt infiltrate into the subsurface before contributing to stream flow and stream water quality. Subsurface flow dynamics steer the transport and transformation of contaminants, carbon, weathering products and other biogeochemistry. The distribution of groundwater ages with depth is a key feature of these flow dynamics. Predicting these ages are a strong test of hypotheses about subsurface structures and time-varying processes. Chlorofluorocarbon (CFC)-based groundwater ages revealed an unexpected groundwater age stratification in a 0.47 km² forested catchment called Svartberget in northern Sweden. An overall groundwater age stratification, representative for the Svartberget site, was derived by measuring CFCs from nine different wells with depths of 2–18 m close to the stream network. Immediately below the water table, CFC-based groundwater ages of already 30 years that increased with depth were found. Using complementary groundwater flow models, we could reproduce the observed groundwater age stratification and show that the 30 year lag in rejuvenation comes from return flow of groundwater at a subsurface discharge zone that evolves along the interface between two soil types. By comparing the observed groundwater age stratification with a simple analytical approximation, we show that the observed lag in rejuvenation can be a powerful indicator of the extent and structure of the subsurface discharge zone, while the vertical gradient of the age-depth-relationship can still be used as a proxy of the overall aquifer recharge even when sampled in the discharge zone. The single age stratification profile measured in the discharge zone, close to the aquifer outlet, can reveal the main structure of the groundwater flow pattern from recharge to discharge. This groundwater flow pattern provides information on the participation of groundwater in the hydrological cycle and indicates the lower boundary of hydrological connectivity.