难熔元素和代表性放射性同位素体系分析技术的进展、问题和应用展望

Pt-Os、Re-Os和Hf-W同位素体系的母体和子体Pt、Os、Re、Hf和W以及其它铂族元素(PGE)化学性质上都是难熔的,我们将这些元素和相关同位素称为难熔元素和难熔元素放射性同位素体系。难熔元素及其放射性同位素体系不仅可以直接测定金属矿床、油气藏和沉积岩系的年龄,而且还可以有效示踪地球深部的核幔反应等过程,这是其它地球化学工具不可替代的。本文评述了当前Pt-Os、Re-Os和Hf-W同位素体系和PGE元素分析技术的研究进展,指出：(1)目前Re-Os同位素定年误差仍较大,迫切需要优化改进分析技术,大幅提高Re-Os同位素定年的准确度和成功率;(2)Pt-Re-Os和W同位素的分析技术需要简化繁琐的化学分离流程和提高仪器分析的效率,同时探索建立新的化学分离和仪器分析方法,进一步提高分析精度,实现对更低Pt、Re、Os和W含量样品的准确分析,才能更有效地示踪地球深部物质循环过程;(3)PGE的元素分析技术尚需改进,分析精度仍需要进一步提升。我们预期随着进一步提升难熔元素和代表性放射性同位素的分析精度,显著降低同位素定年误差,其将在核-幔、幔-幔和壳-幔物质循环过程示踪、金属矿床精细...     

桂北苗儿山地区高岭印支期花岗岩及石英脉型钨成矿作用

高岭石英脉型钨矿床位于桂北苗儿山—越城岭岩体南部,根据花岗岩中含有斑晶与否,将其与矿关系密切的花岗岩分为两种:一种为中细粒似斑状二云母花岗岩,一种为中细粒二云母花岗岩;岩石地球化学表明,成矿花岗岩具有高硅、准铝—弱过铝、高分异S型特征。岩体稀土总量中等—偏低,富集轻稀土、Cs、Rb、Th、U、Pb元素,相对亏损重稀土、Ba、Sr和Ti元素;利用锆石LA-ICP-MS U-Pb原位定年方法,对两种花岗岩中的锆石进行了定年分析,获得侵位年龄分别为224.9±1.4、220.2±1.6Ma,该数据为印支期岩浆活动的产物。除此之外,本文首次对高岭石英脉型钨矿的白钨矿石进行了Sm-Nd同位素分析,获得了钨成矿年龄为212±20Ma,数据表明钨成矿作用也发生在印支期,这再一次证实了南岭西部的苗儿山与越城岭地区存在较广泛的印支期成岩与成矿作用。对钨矿石的镜下和电子探针背散射图像的详细研究表明,高岭钨矿经历了两个主要的成矿阶段:(1)黑钨矿—白钨矿—石英阶段,(2)白钨矿(黑钨矿)—硫化物—石英阶段。白钨矿εNd(t)=-8.88~-9.39,为负值,这与成矿母岩属S型花岗岩相吻合,它们都属于古老壳源物质重熔作用的产物,而形成白钨矿的物质,则来自于重熔型花岗岩岩浆高度分异演化形成的富含成矿元素的成矿流体。     

新疆北部晚古生代以来中基性岩脉的年代学、岩石学、地球化学研究

新疆北部中基性岩脉K-Ar表观年龄为187～271Ma,岩性以辉长、辉绿岩以及闪长、闪长玢岩为主,属于亚碱性系列.主量元素、稀土元素以及微量元素分析表明,中基性岩脉经历了源区地壳物质的混合以及侵位过程中的分离结晶作用,并在区域分布特点上受部分熔融程度的影响,而且由于结晶分异和部分熔融的不同,还出现了中基性岩脉系列的成分变异.排除上述岩浆作用的干扰,有证据显示岩脉起源于亏损地幔,由于Nd同位素模式年龄tDM集中在363～769Ma,反映源区是一个古生代时期的新生岩石圈地幔,该地幔源区属于大洋岩石圈地幔.新疆北部广泛出露的中基性岩脉在时间和空间上具有多样性,但是在产状、岩性组合和同位素特征上具有相似的特点,指示研究区在古生代以来具有一个相对统一和完整的源区,推测这个源区与北疆地区古生代以来长期存在的残余洋盆及其相关岩石圈有关.     

河北矾山钾质碱性超镁铁岩—正长岩杂岩体Sm—Nd年龄和Sr、Nd同位素特征

河北矾山侵入杂岩,由层状钾质超镁铁岩--正长岩组成,已知它含有大型磁铁矿磷灰石矿床.现在已测定了岩体的岩石和矿物的Sm-Nd同位素资料,并获得了杂岩体的Sm-Nd同位素年龄.4个矿物样品和2个全岩样品Sm-Nd等时线年龄为243.4±9.7Ma,INd=0.512045,εNd(t)=-5.4;4个矿物样品和7个全岩样品等时线年龄为239±19Ma,INd=0.512055,εNd(t)=-5.3.这些年龄资料表明,矾山岩体可能侵位于早三叠.而矾山岩体的Rb-Sr等时线年龄为218±8Ma,Isr=0.70554,εsr=18.4的事实可能暗示矾山岩体在中三叠才完全固结并达到Rb-Sr体系封闭的温度.上述矾山岩体的Sr、Nd同位素特征表明,矾山岩体的物质源自富集的上地幔.     

吉林蛟河地幔橄榄岩捕虏体的Sr-Nd-Hf-Os同位素特征与岩石圈地幔时代

吉林省蛟河市境内大石河新生代玄武岩中含有丰富的地幔橄榄岩包体,详细的岩石学与矿物学研究显示,这些包体的主要岩石类型为尖晶石二辉橄榄岩-方辉橄榄岩,未发现石榴石橄榄岩。岩相学及地球化学资料显示它们都是经历过熔体抽取而形成的岩石圈地幔残留。矿物平衡温度计算发现,本区的这些地幔橄榄岩包体来自地下40～60km 深度,且下部以二辉橄榄岩为主,而上部以贫单斜辉石的二辉橄榄岩和方辉橄榄岩为主,显示明显的岩石圈地幔分层现象。Sr-Nd-Hf 同位素资料反映这些地幔包体均表现为亏损性质,而 Re-Os 同位素资料确定上述岩石圈地幔形成于中元古代,明显老于上覆地壳的新元古宙时代,反映壳幔年龄上的解耦。因此我们推测,该区曾经历过华北克拉通类似的早期岩石圈地幔的整体丢失事件,然后形成于其它地区的中元古宙岩石圈地幔在本区增生。     

华北克拉通北部地区古-中元古代富碱侵入岩年代学及意义

本文报道华北克拉通北部燕辽三叉裂堑系和辽-吉拗拉谷内一系列古-中元古代富碱侵入岩的锆石U-Pb年龄。这些岩体整体呈近东西向分布，与该地区同期发育的其他非造山球斑花岗岩、斜长岩和大红裕组火山岩都形成于拉张性构造环境，并构成了一条长近千公里的迄今国内外最古老的富碱侵入岩带。该富碱侵入岩带具有东部较老（〉1．8Ga）和西部年轻（1．7Ga左右）的特点，它提供了华北克拉通在1．85—1．70Ga期间处于裂解构造格局的最好证据，丰富了全球性前寒武纪超大陆裂解的研究内容。     

Geochemical and Sr-Nd isotopic study of alkaline syenites in Liangtun-Kuangdonggou, Liaoning Province, China： Evidence for enriched mantle before 1.86 Ga and implications

The 1.86 Ga Liangtun-Kuangdonggou complex (LKC) is one of the oldest alkaline syenite bodies so far discovered in China. This syenite suite has elevated contents of total alkali (K2O Na2O), with an average of 10.50%, and a mean Rittmann Index (σ) of 6.48. The intrusions have slightly higher concentrations of K2O than those of Na2O on a weight percent basis, indicating the rocks belong to potassium-rich alkaline syenite series. Total rare-earth element concentrations (∑REE ) of the rocks are relatively high, ranging from 324×10 -6 to 1314×10 -6, with a mean value of 666×10 -6. The REE patterns are subparallel and rightward steep with (La/Yb)N >33, showing mild negative to positive Eu anomalies (δEu: 0.63-1.15). All samples exhibit strong LILE and LREE enrichments and TNT (Nb, Ta, Ti) and P depletions in multi-element spidergrams. On the εSr(t)-εNd(t) correlation diagram, most analytical data points plot within the enriched mantle field with low ( 87Sr/86Sr)i ratios (0.7045-0.7051) and negative εNd(t) values (-3.72--3.97), falling among those kimberlites from Fuxian County, Liaoning Provinve, from Mengyin County, Shandong Province and the Ⅱ-type kimberlites from South Africa. These characteristics imply that the LKC-rocks may have the same source as the above-mentioned kimberlites, i.e., they have close connections to the materials derived from enriched mantle reservoirs, further revealing that the upper mantle beneath the northeastern part of the North China Plate had been highly enriched before 1.86 Ga. Geodynamically, the LKC-rocks were formed in a within-plate environment with close genetic connections to rift-related alkaline magma activities possibly controlled by ancient mantle plumes.     

峨眉山大火成岩省中攀枝花A型花岗岩的锆石U-Pb年龄、元素及Sr-Nd-Hf同位素地球化学

了解A型花岗质岩浆的形成过程是探讨大陆内部地壳演化和生长的基本前提.特别是其同位素组成可以反映形成过程中壳幔物质的贡献并用于确定其构造背景.研究证实,地球演化历史中重要的初生地壳形成阶段均与大型的地幔上涌事件密切相关[1].大陆地壳之下的软流圈地幔上涌带来的巨大热量可以导致大陆岩石圈地幔和镁铁质下地壳的广泛部分熔融,从而形成双峰式的镁铁质和长英质侵人体[2].     

安徽女山地幔橄榄岩包体的同位素组成与岩石圈地幔时代

处于郯庐断裂东侧、扬子与华北板块碰撞带中的安徽女山火山岩主要由第四纪早更新世的碧玄岩、霞石岩和碱性橄榄玄武岩组成,其中含有丰富的深源岩石包体.根据目前的研究,女山火山岩中的地幔橄榄岩包体主要类型有:尖晶石二辉橄榄岩和方辉橄榄岩、石榴子石二辉橄榄岩和尖晶石-石榴子石过渡相二辉橄榄岩等.