Lead isotopic analysis within a multiproxy approach to trace pottery sources. The example of White Slip II sherds from Late Bronze Age sites in Cyprus and Syria

Lead isotope analyses were carried out on fragments of White Slip II ware, a Late Bronze Age Cypriote pottery ware, and on raw materials possibly used for their production. Sherds originate from three Late Bronze Age sites (Hala Sultan Tekke and Sanidha in Cyprus and Minet el-Beida in Syria) and clays come from the surroundings of Sanidha, a production site for White Slip ware. X-ray fluorescence (XRF) and a Principal Component Analysis (PCA) are combined with Pb isotope analyses to further investigate the effectiveness of the latter method within a multiproxy approach for pottery provenance study. The pottery sherds from the three sites are compared between themselves and with potential raw material. Additional X-ray diffraction (XRD) and analyses using a scanning electron microscope (SEM) equipped with an energy dispersive X-ray detection (EDX) facility were performed on selected sherds and clays. This work confirms that the clay source used for pottery production in Sanidha derives from local weathered gabbro. It also shows that different origins can be proposed for White Slip II ware sherds from Hala Sultan Tekke and Minet el-Beida and that clays were prepared prior to White Slip II ware production. It finally confirms the effectiveness of Pb isotopes in tracing pottery provenance not only by comparing sherd assemblages but also by comparing sherds to potential raw materials.     

Raw Materials and Pottery Production at the Late Bronze and Iron Age Site of Puig de Sa Morisca,Mallorca, Spain

This paper presents an analytical study of LateBronze andIronAge ceramics and natural clay deposits from the archaeological site ofPuig deSa Morisca in southwestMallorca,Spain. In our study, we combine petrographic, micropaleontological, mineralogical (X‐ray powder diffraction) and textural (laser particle size) analyses of sherds and local clays that may have been used as raw material in ceramic production. This approach allowed us to compare the ceramics’ formal characteristics with those observed in nearby plastic clays and assess raw clay procurement and paste preparation. The results indicate the use of local (<500 m distance) calcareous clays throughout theLateBronze andIron ages. This raw material was mixed with other coarser clays or crushed calcite, as well as other calcareous tempers, such as breccias or calcarenites, located close to the site. The results demonstrate that the same clay deposit was used to make ceramic vessels following different technological choices and recipes. Thus, local communities established a strong connection with the same raw materials through time that were located within the potters’ preferential range of exploitation.     

长春市城市土壤铅同位素组成特征及其来源解析

为查明长春市土壤铅的污染来源,采集了长春市表层(0～20 cm)土壤及城市环境污染端元(燃煤尘、汽车尾气尘,建筑尘)样品,采用X荧光光谱法(XRF)测定土壤Pb含量,用质谱仪测定各样品的铅同位素组成.分析结果表明,长春市表层土壤Pb平均质量分数44.72×10-6,是长春市土壤背景值(19.06×10-6)的2.35倍,已受到一定程度铅污染;长春市土壤铅同位素208Pb/207Pb和206Pb/207Pb比值变化较大,分别为2.249～2.473和1.158～1.213;各污染端元物质铅同位素组成差异较大,能很好区别各端元物质.运用铅同位素示踪技术追踪土壤铅的污染来源结果表明,长春市中心城区土壤铅污染主要来源于以热电二厂为代表的工业燃煤排放和历史汽车尾气残留,而与当前汽车尾气排放关系不大;建筑尘也一定程度上对城市土壤产生了影响.     

新疆温泉地区晚石炭世古老地壳重熔: 花岗斑岩脉侵位年龄及其Sr、Nd同位素证据

新疆阿拉套山南缘分布有由众多岩性复杂的脉岩所组成的岩墙群,部分岩墙与成矿作用密切相关,是了解该地区地壳生长过程的重要窗口。其西段出露大量中酸性脉岩,脉岩侵入到上泥盆统托斯库尔他乌组地层,以闪长岩脉为主,含少量花岗斑岩脉和霏细岩脉。为了探讨花岗斑岩的形成时代、岩浆源区和构造背景,对其进行了锆石U-Pb年龄测定和Sr、Nd同位素研究。分析结果显示,花岗斑岩锆石U-Pb(加权平均)年龄为310 Ma,说明花岗斑岩脉形成于晚石炭世早期,该年龄与北天山沙湾流纹岩(形成于陆板内拉张环境)的喷发时代(310 Ma)以及区内察哈乌苏岩基的形成时代(313 Ma)十分接近,是阿拉套山西段最晚一期岩浆活动的产物。Sr、Nd同位素分析结果表明,该岩脉具有中等I_Sr值(0.709 328~0.710 018)、负的ε_Nd(t)值(-3.92~-2.33)和较大的Nd同位素模式年龄(1 294~1 502 Ma)特征,明显不同于同时期西天山乃至新疆北部众多的花岗岩类,后者普遍拥有低I_Sr值、正的高ε_Nd(t)值和较年轻的Nd同位素模式年龄,是幔源玄武质岩浆底侵、发生岩浆的同化分离结晶作用或岩浆混合作用的结果,说明该花岗斑岩脉不太可能是幔源岩浆底侵演化的产物,其岩浆源区可能来自成熟度比较高的前寒武纪基底岩石。310 Ma以后,阿拉套山地区逐渐进入后碰撞伸展阶段,处于陆壳垂向生长、区域构造应力场显示拉张的构造环境,花岗斑岩脉可能形成于同碰撞挤压向后碰撞伸展背景转换的过渡阶段。     

西藏嘎拉勒铜金矿床成矿物质来源探讨——来自硫、铅、碳和氢氧同位素地球化学特征的证据

西藏嘎拉勒铜金矿床位于班公湖—怒江成矿带西段,是近年来发现的一个大型镁质矽卡岩型铜金矿床。本文在野外地质调查的基础上,通过S-Pb-C-H-O同位素分析,对嘎拉勒铜金矿床的物质来源进行了探讨。结果表明:(1)矽卡岩型矿石中黄铜矿的δ~(34)S_(V-CDT)值在硫同位素直方图上呈塔式分布,变化范围为–4.4‰~6‰,有少许样品值变化范围较大,表明嘎拉勒矿床硫同位素主要以幔源硫为主,有少量壳源的混染;(2)~(208)Pb/~(204)Pb变化范围为38.427‰~39.008‰,~(207)Pb/~(204)Pb变化范围为15.588‰~15.701‰,~(206)Pb/~(204)Pb变化范围为18.330‰~18.871‰,显示矿区铅同位素来源以造山带铅为主,少量上地壳铅相结合的特征;嘎拉勒矿床形成于碰撞的造山带环境;(3)含辉钼矿石英脉中δ~(18)O_(V-SMOW)值范围为12.2‰~12.8‰,平均值12.5‰,δD_(V-SMOW)范围为–103.3‰~–95.3‰,平均值为–99.3‰,δ~(18)O_(V-PDB)值范围为–18.1‰~–17.6‰,平均值为–17.85‰,显示受到大气降水加入明显;(4)矽卡岩中方解石C-O同位素测试结果δ~(13)C_(V-PDB)为–2‰,δ~(18)O_(V-PDB)为–15.1‰,δ~(18)O_(V-SMOW)为15.4‰,显示嘎拉勒铜金矿床碳酸盐为海相碳酸盐并经历了溶解作用。综合表明,嘎拉勒铜金矿床是由幔源成矿流体作用形成的,成矿过程中有大气降水的加入,成矿流体与碳酸盐岩发生接触交代作用形成矽卡岩型铜金矿床。     

内蒙古沙章土矿区闪长玢岩成岩时代及岩浆源区探讨:锆石U-Pb年代学、岩石地球化学及Hf同位素约束

闪长玢岩因其成因及含矿性特点而备受地学界关注,内蒙古阿巴嘎旗北部沙章土矿区发育闪长玢岩体,伴生着高背景化探异常。本研究通过岩石学、锆石U-Pb年代学、岩石地球化学及其Hf 同位素研究,确定沙章土矿区闪长玢岩的成岩年龄及岩浆源区。闪长玢岩的侵位年龄为(311.1±1.7) Ma,属晚石炭世海西中期构造-岩浆活动的产物。岩石中SiO₂含量为56.19%~60.45%,Na₂O + K₂O为4.81%~5.87%,铝饱和指数A/CNK为1.00~1.43,属高钾钙碱性、过铝质岩石;明显富集轻稀土和大离子亲石元素K、Rb及高场强元素Zr、Th、U,显著亏损重稀土及高场强元素Nb、Ta、P、Hf、Ti,显示了俯冲带岛弧岩浆岩的地球化学特征;稀土元素总量(REE)为139.62×10^-6~150.67×10^-6,具有轻稀土元素富集、重稀土元素亏损的右倾配分模式,显示弱负Eu异常。Hf同位素单阶段模式年龄(T_DM)为637~905 Ma,二阶段模式年龄(T_DM^C)变化范围为827~1 259 Ma,锆石ε_Hf(t)值在+1.10~+7.80之间,显示其具有幔源岩浆物质来源特征,其岩浆源区可能是由俯冲板片脱水交代上覆地幔楔,熔融体上升发生底侵作用,加热并诱发新生基性下地壳部分熔融,上升演化而形成的壳幔混源岩浆。     

Clay Mineralogical and Geochemical Studies of Detrital Rocks of the Upper Cretaceous Salt-bearing Strata,Simao Basin,SW China:Implication for Provenance and Source Weathering

正1 Introduction Geological studies established on several sections in Lanping-Simao basin have shown that the salt-bearing strata of Mengyejing formation(Yunlong Fm.in Lanping basin)are constituted by an alternation of salt layers and interbedded facies.The latter consists mainly of mudstones,and mudstone-rich conglomerate.The mineralogy and geochemistry of salt-bearing beds and     

Volcanic ash and tsunami record of the Minoan Late Bronze Age Eruption (Santorini) in a distal setting,southwestern Turkey

We present the volcanic ash and tsunami record of the Minoan Late Bronze Age Eruption of Santorini (LBAES) in a distal setting in southwestern Turkey. In one of the drilled cores at the Letoon Hellenic antique site on Eşençay Delta, we encountered a 4 cm thick tephra deposit underlain by 46 cm thick tsunami-deposited sand (tsunamite), and an organic-rich layer that we ¹⁴C dated to 3295 ± 30 bp or 1633 bc. The relationship between Santorini distal volcanic ash and underlying tsunamite is described and interpreted. LBAES occurred in four main phases: (1) plinian; (2) phreatomagmatic; (3) phreatomagmatic with mudflows; and (4) ignimbritic flows and co-ignimbrite tephra falls. In this study, we aim to understand which eruptive phases generate distal ash during the Minoan eruptive sequence by examining the 3D surface morphology of ash formed by different fragmentation processes. To that end, we used numerous statistical multivariates, 3D fractal dimension of roughness, and a new textural parameter of surface area-3D/plotted area-2D to characterise the eruption dynamics. Based on ash surface morphologies and the calculated statistical parameters, we propose that that distal ash is represented by a single layer composed of well-mixed (coarse to fine) magmatic and phreatomagmatic ash.     

黑河中游临泽地区沙丘植物水分来源的D、18O同位素示踪

基于2008年7月份降雨、地下水、土壤水和植物茎干水的D、18O同位素观测结果,分析了黑河中游临泽地区沙丘顶、底部不同深度土壤水分的来源,确定了红柳、花棒、梭梭等沙丘植物的吸水层位及其对降雨和地下水的依赖程度,发现:①土壤水δ(D)、δ(18O)剖面总体呈指数形式,局部受降雨事件入渗过程影响,土壤剖面的上界面受连续蒸发...     

柴北缘大煤沟组七段页岩地球化学特征——对中侏罗世晚期物源及风化作用的指示及意义

柴达木盆地北缘中侏罗世晚期沉积的大煤沟组七段页岩（J₂d7）记录了该地质历史时期的物源、风化作用及对应的气候和构造特征信息。对钻井岩芯样品进行元素地球化学分析,结果显示,较高的Al₂O₃/TiO₂,La/Sc,Th/Co,较低的TiO₂/Zr,以及TiO₂-Zr、La/Sc-Th/Co、La/Th-Hf、La-Th-Sc组成表明大煤沟组七段页岩物源主要为长英质花岗闪长岩。A-CN-K组成特征指示钾交代作用对页岩的影响有限,整体较高化学蚀变指数（CIA）、化学风化指数（CIW）、斜长石蚀变指数（PIA）表明物源区经历了中等-强烈的化学风化作用,且自下而上,风化作用逐渐减弱,结合逐步降低的古气候指数C值及增高的Sr/Cu值,可得出在中侏罗世晚期柴北缘地区的古气候条件由温暖潮湿向干旱炎热明显转变,为该时期我国西北地区"干热化"事件在柴北缘的具体表现,同期构造沉降幅度大于因气候变干导致的湖平面下降速率,为有机质的富集提供了有利条件。     

Late Stages in the Evolution of the Late Mesozoic East Mongolian Volcanic Areal: Rock Age and Composition

Doklady Earth Sciences - The Mandakh–Mandal–Gobi (MMG) zone of alkali basalt magmatism has been delineated in the Late Mesozoic East Mongolian volcanic areal. It comprises clusters of...     

冈底斯中部松多岩组形成时代及物源:来自碎屑锆石U-Pb年代学证据

冈底斯中部广泛发育的松多岩组因缺少化石依据,其沉积时代一直存在争议,严重制约了对冈底斯古生代构造演化的认识.在详细野外地质调查基础上,利用LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年对松多岩组中变质砂岩进行了锆石U-Pb同位素测定,获得变质砂岩中最小碎屑锆石年龄值为316 Ma,时代为晚石炭世,代表了松多岩组形成时代的下限.通过碎屑锆石年龄示踪和区域对比研究,松多岩组物源很可能来自拉萨地块内部(南拉萨地块和北拉萨地块),可能是松多古特提斯洋初始洋盆的沉积记录.研究区松多岩组沉积时代下限的厘定,进一步完善了该区晚古生代地层系统,对冈瓦纳大陆北缘晚石炭世－早二叠世岩相古地理研究具有重要意义.      

中国最古老铀矿床成矿年龄及铅同位素示踪铀成矿省

中国发现的最古老铀矿床(点)集中分布在华北地台东部的鞍本地区及辽东地区其他铀矿化点、华北地台中部的中条山地区和华北地台西部的龙首山地区.通过多年来对这些地区所积累的47件晶质铀矿U-Pb同位素数据的整理处理,指出中国最古老铀矿床(矿点)尽管其成矿地域、成矿类型、成矿地质背景不同,但成矿年龄基本相同,在(1800±100)Ma左右成矿,铀成矿作用发生在早前寒武纪末吕梁造山期,而矿床可能主要在燕山运动期受到叠加改造.对华北地台东部诸省200多件方铅矿的铅同位素数据进行铅同位素数据处理:利用H-H模式分别计算了这些矿石铅源区的μ值及Th/U值,并统计了各省区μ值及Th/U值的均方差S和变异系数x;利用Pb构造模式获取不同地区铅的物质来源.文中还报道了特高放射性成因矿石铅的存在地域.矿石铅同位素示踪表明,我国辽东地区应该是很好的潜在铀成矿省.     

准噶尔盆地玛湖凹陷晚二叠世至中三叠世古气候、物源及构造背景

二叠纪-三叠纪之交重大地质转折期,海相地质记录指示全球发生了一系列显著的生物和环境事件, 但是,该时期陆相古气候、古风化作用等方面的研究还很薄弱,争议较大.为了恢复新疆准噶尔盆地玛湖凹陷上二叠统乌尔禾组至中三叠统克拉玛依组的古气候、物源特征等, 本研究对玛湖凹陷钻井岩心中的泥岩样品开展了全岩主量和微量元素测试,采用多种化学风化指数判定源区风化程度及古气候条件,通过多种地球化学比值及图解来恢复源岩岩性及其构造背景.化学蚀变指数(Chemical Index of Alteration, CIA)、化学风化指数(Chemical Index of Weathering, CIW)、Parker风化指数(Weathering Index of Parker, WIP)和斜长石蚀变指数(Plagioclase Index of Alteration, PIA)等多种化学风化作用指标均指示,玛湖凹陷自晚二叠世至早三叠世发生显著的风化作用变化,由低等程度的化学风化作用转变为中等程度的化学风化作用,某些季节可能会较为温暖湿润,且在整个早三叠世保持大致稳定,在早三叠世晚期稍减弱,这与锶同位素反映的全球风化作用变化趋势一致.中三叠世时的化学风化作用与早三叠世相比,并未降低,反而稍有增加,这可能代表了地区性事件.早三叠世化学风化作用显著增强的原因可能在于全球变暖、植被破坏及季节性降雨增加等.此外,上二叠统乌尔禾组至中三叠统克拉玛依组的物源岩性主要为长英质火成岩,源岩形成时的构造背景可能为大洋岛弧环境.      

粤北长塘盆地晚白垩世早期流纹岩的成因:地球化学和Sr-Nd-Pb-Hf-O同位素制约

长塘流纹岩为"大量流纹岩-少量玄武岩"构成的不对称双峰式火山岩组合的酸性端元,前人对年代学研究认为是目前华南识别的燕山期最年轻的流纹岩(SHRIMP年龄96.8 Ma),但在岩石地球化学特征及成因方面尚未深入研究。本文通过全岩主微量元素、Sr-Nd-Pb-O和锆石Hf同位素研究得到:流纹岩为亚碱性弱过铝质岩石,稀土元素富集,轻重稀土分馏明显,Eu负异常;具有较小的(~(87)Sr/~(86)Sr)_i、较高的εNd(t)和较低的(~(206)Pb/~(204)Pb)_i、(~(207)Pb/~(204)Pb)_i、(~(208)Pb/~(204)Pb)_i值;锆石的εHf(t)值较高且Hf模式年龄和全岩基本一致,均显示为新生下地壳岩浆;全岩的δ18O值较高。结合区域地质资料,本文认为长塘流纹岩是在晚白垩世早期拉张环境下,源于EMⅡ富集地幔的岩浆混染少量下地壳物质形成新元古代新生下地壳,发生熔融产生的岩浆在上升过程中经历结晶分异演化后喷出地表的产物。晚白垩世早期流纹岩成因对华南陆壳拉张减薄到正常厚度时间节点提供了证据。     

兰坪中新生代盆地沉积岩源区构造背景和物源属性研究--砂岩地球化学证据

沉积盆地中砂岩的地球化学成分主要受物源区控制。因此，通过分析砂岩的化学成分可以揭示盆地沉积岩的源区构造背景和物源属性。对兰坪盆地中新生界砂岩的常量成分、稀土和微量元素进行的分析，揭示盆地沉积岩的源区构造背景属被动大陆边缘和大陆岛弧，结合岩相古地理资料认为在中生代以前，盆地东侧可能主要处于被动大陆边缘环境。而西侧则可能以大陆岛弧环境为主，这与区域地质资料相吻合。沉积物源岩的原始物质应来自上地壳，以长英质岩石为主，并有少量安山质岩石和古老沉积物的混入，故兰坪中新生代盆地属典型的大陆型盆地。从而为正确认识古特提斯洋的演化和盆山转换过程提供了强有力的地球化学证据。     

兰州盆地永登剖面晚古新世—早渐新世沉积物中粘土矿物的特征及其古气候指示意义

采用X射线衍射、扫描电镜分析方法,对兰州盆地永登剖面晚古新世—早渐新世沉积物中粘土矿物的相对含量、伊利石结晶度、显微形貌及其古气候意义进行深入研究。结果表明:晚古新世—早渐新世沉积物中粘土矿物主要为伊利石、蒙脱石、绿泥石和少量的坡缕石,其中伊利石的含量最高,而且从晚古新世到早渐新世,沉积物中伊利石的含量呈明显升高的趋势,蒙脱石则呈明显减少的趋势;在大约55 Ma处伊利石含量急剧减小,而蒙脱石含量急剧增大。此外,可见到毛发状的自生坡缕石沿蒙脱石晶片边缘交代生长,而碎屑成因的坡缕石则主要呈破碎的短棒状。粘土矿物分布特征表明,兰州盆地晚古新世—早渐新世的古气候以干旱为主导,并且经历了由相对温暖湿润到半干旱半湿润或干旱炎热的转变,这种气候转型主要受全球气候的影响,即受行星风系的控制;而在大约55 Ma处伊利石、蒙脱石的含量变化则记录了全球性的PETM事件。     

兴蒙地区晚二叠世林西组灰岩微量元素与碳、氧同位素特征及沉积环境讨论

兴蒙地区晚二叠世林西组沉积环境争议较大,多数学者认为其为陆相沉积,少数学者则认为早中期为封闭海盆,晚期转化为陆相湖盆。在对林西官地林西组剖面实测时,于其上部发现大量灰岩透镜体,内含钙藻和苔藓虫等海相化石。对系统采集的灰岩透镜体进行微量元素及碳、氧同位素组成分析,结果显示灰岩中轻稀土略亏损,Eu正异常明显,La、Ce具有轻微的正异常,Gd、Y/Ho基本无异常;Si O2含量较高、且Zr与REE具有良好正相关性,表明其沉积环境为海相近岸带,水体可能有正常海水、河水或大气降水和热液三个来源。剖面沉积特征、化石组合及灰岩中碳、氧同位素组成也为近岸带环境提供了进一步支持。这说明晚二叠世兴蒙—吉林一带仍存在狭长海盆,海盆内部仍存在热液活动,在近岸地区,海水循环可能受阻,使得短期内以蒸发作用或河水注入占主要地位,造成碳同位素大幅漂移,而氧同位素漂移主要由成岩作用引起。     

Age and Provenance of the Lower Paleozoic Tushibulake Formation in the Quruqtagh Area: Evidence from Detrital Zircon U-Pb Dating

库鲁克塔格地区是土什布拉克组的命名地和典型剖面分布区,主要由灰绿色砂岩及粉砂岩组成.运用LA-ICP-MS U-Pb方法,对土什布拉克组3件砂岩碎屑锆石进行U-Pb年龄测定,共获得了183组U-Pb有效年龄,既限定了地层的最早形成时代,同时又获取研究区早古生代的演化资料.获得14个较年轻锆石年龄表明,土什布拉克组形成于中—晚志留世.碎屑锫石的谐和年龄表明,物源主要集中在422～537 Ma、559～999 Ma、1018～1574 Ma和1604～2498Ma.碎屑锆石年龄394～537Ma和CL图像揭示,在早古生代时期发育大量岩浆岩,但目前地表仅有少量的岩浆岩记录.研究区新元古代的岩浆锆石年龄值,可能与罗迪尼亚超大陆的聚合-裂解有关.碎屑锆石也表明研究区发育区域变质作用,部分与哥伦比亚超大陆有关.