显微激光拉曼光谱在矿床学中的应用

介绍了显微激光拉曼光谱在矿床学研究中的应用原理、应用领域及研究现状，同时对其发展前景作了简要分析。     

应用激光拉曼光谱研究锆石LA-ICP-MSU-Pb定年中的α通量基体效应

α通量基体效应是由标准锆石与样品锆石之间的晶体损伤(以α通量表示)不同引起的激光剥蚀速率和坑下分馏行为的差异,已被证实是导致锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果存在系统偏倚的重要原因。α通量越高,剥蚀速率越快,坑下分馏越明显,然而α通量基体效应的校正尚未引起足够的重视。本文采用激光拉曼光谱和LA-ICP-MS对八达岭花岗杂岩样品进行研究,结果表明:实际α通量(D_α~P)≤0.75×1018g-1的锆石样品,蜕晶化程度较弱,其定年结果存在的α通量基体效应可以忽略;D_α~P0.75×1018g~(-1)的锆石样品,蜕晶化程度较高,其定年结果受α通量基体效应的影响明显,依据年龄差-D_α~P经验方程如y=347.8×exp(0.260×10~(-15)x)进行校正可获得准确的年龄结果。本研究认为:采用激光拉曼光谱和半高宽(FWHM)-D_α~P校准曲线获得目标锆石D_α~P,利用年龄差-D_α~P经验方程估计LA-ICP-MS系统偏倚,是校正α通量基体效应的可行途径。     

显微激光拉曼光谱测定单个包裹体盐度的实验研究

水溶液激光拉曼光谱上 O-H 展宽区(2800～3800 cm~(-1))对盐浓度的改变非常敏感,通过计算显微激光拉曼光谱的偏移参数,就可以确定包裹体溶液(室温)的盐度。已有实验证明这种方法适合于标准溶液。人工合成流体包裹体作为天然包裹体的参照物,可以被用来验证许多涉及流体包裹体的假设的有效性,人工合成包裹体是检验激光拉曼光谱测定单个流体包裹体盐度可行性的关键。本文采用 Sterner 等(1984a)提出的方法,在50MPa/100 MPa,500～600℃范围内合成纯 H_2O 体系及 NaCl-H_2O 体系的包裹体,利用合成包裹体对单个流体包裹体盐度的激光拉曼光谱测定进行较为系统的研究。结果表明这种方法确定单个不饱和流体包裹体盐度是可行的,而且较精确(相差 1％±),是一种快速、简便、无损的盐度测定方法。     

显微激光拉曼光谱测定天然气水合物的方法研究

天然气水合物是由烃类气体在一定的温度和压力下与水作用生成的一种非化学计量的笼型晶体化合物,显微激光拉曼光谱是测定其水合指数、笼占有率等结构参数的重要手段。天然气水合物极易分解,不能在常温常压下进行分析测试。本文针对天然气水合物的特性,研制了一套适合显微激光拉曼光谱法测定水合物的小型装置,将样品放入液氮罐中,定期加入液氮(-196℃)保存,确保在测定的过程中甲烷水合物保持稳定状态,解决了肉眼不可见水合物的微观识别问题。对实验合成的一系列不同体系的甲烷水合物和我国海域和陆域的水合物样品进行了分析,探讨了水合物样品的合成、保存和处理方法,研究了拉曼光谱测试条件,揭示不同条件下形成的水合物笼型结构特征。分析结果表明,对同一样品,测定水合指数的相对标准偏差小于1%,方法准确可靠,经分析南海神弧海域水合物为典型Ⅰ型结构的水合物,祁连山冻土区水合物为Ⅱ型结构的水合物,可为我国天然气水合物研究提供必要的结构信息。     

湖北黄土岭麻粒岩锆石拉曼光谱和等离子体质谱研究

对湖北黄土岭麻粒岩中锆石同时进行了激光拉曼探针、阴极发光 (CL)观察和U ,Th及Pb Pb年龄ICPMS测定 ,发现麻粒岩中部分锆石发生的不是固态重结晶作用 ,而是部分熔蚀 /沉淀再结晶过程。结合CL图像结构特征和2 0 7Pb/ 2 0 6Pb年龄初步推断 ,麻粒岩相事件发生在 2 0亿年之后。结构、化学和同位素组成的测定表明 ,大别地区广泛存在的燕山期热事件使锆石发生不同程度的变质重结晶作用 ,使锆石晶格愈合。     

应用显微激光拉曼光谱分析单个流体包裹体同位素

单个流体包裹体同位素是研究特定成岩成矿（藏）阶段古流体成因和来源最有效的方法之一,在矿床、油气、地质流体和大地构造演化动力学等多个领域具有十分重要的用途。但是,目前还没有成熟的分析单个流体包裹体同位素的方法。文中在对目前国内外流体包裹体分析技术总结分析基础上,认为激光拉曼光谱是一项可以分析单个流体包裹体同位素的最有效方法,国外在该领域已经开展了许多创新性的研究工作,并取得了一些重要进展。对激光拉曼光谱分析单个流体包裹体同位素的原理和可行性进行了分析论证,提出通过对已知比值的同位素标准物质拉曼光谱测试和研究,在确定稳定同位素分子的拉曼参数和实验条件等基础上,可以建立起单个流体包裹体稳定同位素激光拉曼测试方法,从而改变目前只能依靠分析群体包裹体同位素来示踪古流体成因和来源的局限性和不确定性。     

磷灰石(U-Th)/He定年方法综述

磷灰石He封闭温度是目前已知定年体系中最低的,能够反映低温价段(40～90℃)的热历史信息,该方法现已成为低温热年代学领域研究的重要手段.本文概述了磷灰石(U-Th)/He定年方法的原理、校正、实验流程、应用以及存在的问题.其中,重点介绍了近几年国内外(U-Th)/He定年中辐射损伤研究的进展,主要包括以下几个方面:①辐射损伤的原理:捕获模型的提出及应用;②辐射损伤对磷灰石(U-Th)/He定年的影响;③新模型的提出:辐射损伤累积-退火模型;④辐射损伤的实际应用.     

锆石辐射损伤测年方法研究进展与应用

锆石辐射损伤测年是一种新兴的低温热年代学方法（封闭温度为~230 ± 25 ℃）,其原理是依据拉曼半高宽（ν3）计算出锆石所累积的α通量,结合U、Th含量,得出锆石辐射损伤的累积时间,即锆石辐射损伤年龄。相较于其他低温年代学方法,锆石辐射损伤测年具有测试简便、高效、低成本、双（多）定年等优势,在地学研究中展现出广泛的应用前景,现已成功应用于示踪物源区和揭示岩体热事件等领域。然而,该方法尚存几个关键问题有待解决,例如,微区测试的空间不匹配性、封闭温度存有争议、较大的年龄偏差等,这无疑阻碍其在地球科学领域中更进一步的推广和应用。本文系统地介绍了锆石辐射损伤测年方法的起源、原理和测试方法,总结了相关应用的重要进展,阐述了锆石辐射损伤测年方法的尚存问题,并对该方法的发展趋势作以展望,以期为年代学的发展提供新的技术手段。     

沉积岩中残留有机质的拉曼光谱特征

对沉积岩中残留的无烟煤、固体沥青和石墨3种有机质的拉曼光谱进行了测定,结果表明三者的拉曼光谱均具有明显的特征,石墨的拉曼光谱峰强而锋利,其2个一级峰之间的距离最小且变化不大,说明其演化程度比较高,有的甚至达到了结晶石墨的程度;无烟煤的拉曼光谱一级峰的强度比较弱,半高宽值也比较大,二级峰不明显;固体沥青的拉曼光谱峰形与无烟煤相似,不过其峰的半高宽比较窄,二级峰也比无烟煤要明显得多.另外,除了变质程度比较高的石墨外,其他2种有机质2个一级峰之间的距离均随着样品深度的增大而变小.     

锆石辐射损伤测年方法研究进展与应用

锆石辐射损伤测年是一种新兴的低温热年代学方法(封闭温度为～230±25℃),其原理是依据拉曼半高宽(ν₃)计算出锆石所累积的α通量,结合U、Th含量,得出锆石辐射损伤的累积时间,即锆石辐射损伤年龄。相较于其他低温年代学方法,锆石辐射损伤测年具有测试简便、高效、低成本、双(多)定年等优势,在地学研究中展现出广泛的应用前景,现已成功应用于示踪物源区和揭示岩体热事件等领域。然而,该方法尚存几个关键问题有待解决,例如,微区测试的空间不匹配性、封闭温度存有争议、较大的年龄偏差等,这无疑阻碍其在地球科学领域中更进一步的推广和应用。本文系统地介绍了锆石辐射损伤测年方法的起源、原理和测试方法,总结了相关应用的重要进展,阐述了锆石辐射损伤测年方法的尚存问题,并对该方法的发展趋势作以展望,以期为年代学的发展提供新的技术手段。     

北京云蒙山片麻状花岗岩锆石SHRIMP定年及其地质意义

应用锆石SHRIMP定年方法对云蒙山片麻状花岗岩进行年代学研究 ,得到 4组年龄 :14 4± 4Ma、16 0～ 16 3Ma、193～ 2 18Ma和 2 4 16Ma。其中 14 4± 4Ma代表了云蒙山岩体的侵位时间 ,16 0～ 16 3Ma和 193～ 2 18Ma两组年龄可能是岩浆侵位过程中捕虏锆石的年龄。 2 4 16Ma与Davis等的锆石U_Pb法上交点年龄 (190 0～ 2 4 0 0Ma)一致 ,可能反映了原岩的时代 ,说明该花岗岩来源于晚太古代片麻岩的局部熔融或者是岩浆侵位过程中捕获了晚太古代的锆石。     

内蒙古边家大院铅锌银矿床深部正长花岗岩年代学与形成环境研究

文章对内蒙古边家大院铅锌银多金属矿床深部正长花岗岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测年,并对花岗岩的主量元素、微量元素和Sr-Nd同位素组成做了分析研究。结果显示,边家大院正长花岗岩加权平均年龄为(140.31±0.34)Ma,为大兴安岭南段早白垩世岩浆活动集中期产物;研究区至少有两期岩浆活动,早期酸性岩浆侵位,约10 Ma后中基性岩浆侵位,成岩与成矿同期进行。花岗岩地球化学特征具有高Si O2、K2O,低Mg O、Ca O、Ti O2的主量元素特征,A/CNK在0.98~1.19,属于准铝-弱过铝系列;富集Rb、Th、U、K等大离子亲石元素(LILE),亏损Sr、P、Ti等高场强元素(HFSE);稀土总量ΣREE较大,δEu为0.12~0.14,强烈Eu负异常;(87Sr/86Sr)i和(143Nd/144Nd)i初始比值,分别介于0.7066~0.7077和0.5121~0.5122(t=140 Ma),εNd(t)为-5.0‰~-6.6‰,成岩物质来自于中元古界下地壳铁镁质源岩的部分熔融。研究表明边家大院正长花岗岩是在早白垩世受到了蒙古—鄂霍次克海"剪刀式"闭合造山后的伸展条件和岩石圈减薄作用的影响,形成于高温低压环境的A型花岗岩。高温低压环境还可能与该区域岩石圈发生拆沉作用有关。     

磷灰石（U-Th）／He定年技术及应用简介

本文阐述了磷灰石 (U_Th) /He定年技术的基本原理和方法、影响因素以及该技术在地质研究中的应用。磷灰石 (U_Th) /He定年是近年来发展起来的一种新型低温热年代学技术 ,能够给出地质体在 4 0～ 85℃低温范围内的独特信息。同裂变径迹定年技术一样 ,磷灰石 (U_Th) /He技术可用于年轻地质体的定年 ,也可确定时代较老的地质体最后一次热事件发生的时间。由于磷灰石 (U_Th) /He年龄数据与样品的海拔或埋藏深度密切相关 ,所以能够很好地约束古地形。结合其他同位素技术如裂变径迹定年技术等还可进行系统的热演化分析 ,如盆地的热史演化。与其他同位素定年技术相比 ,磷灰石 (U_Th) /He定年技术具有测量方便、精度高、所需样品数量少等优点。虽然这种技术目前尚处于不断完善之中 ,但仍不失为研究地质体低温热年代信息的一种有效方法     

庐山汉阳峰组变流纹岩锆石U-Pb同位素定年及其地质意义

江西庐山地区新元古代地层序列从老至新出露较为齐全,该区对于分析整个"江南造山带"的构造演化至关重要。汉阳峰组仅发育(或残存)于庐山汉阳峰,由陆相喷发的变斑流纹岩或少斑流纹岩为主。本研究组获得庐山地区汉阳峰组变流纹岩SHRIMP锆石U-Pb加权平均年龄为(838±4)Ma,MSWD=1.12;汉阳峰组LA-ICP-MS锆石UPb加权平均年龄为(852±4)Ma,MSWD=0.037。新获得的精确锆石年龄表明汉阳峰组不属于板溪期沉积地层,据此,笔者首次提出将汉阳峰组明确定位于武陵运动(820±Ma)构造转换面之下的地层。新的研究结果证实汉阳峰组与筲箕洼组属同期火山-沉积地层,对构造背景有重要的指示意义。汉阳峰组和筲箕洼组与星子岩群的层位关系已经发生倒置,可能预示庐山地区青白口纪后期有重要的构造运动。     

与云南个旧超大型锡矿床有关的花岗岩锆石U-Pb定年及意义

云南个旧地区发育大量与成矿时空密切相关的火成岩,包括玄武岩、辉长岩、花岗岩和正长岩,花岗岩被认为是个旧地区与成矿关系最密切的侵入岩.文章首次采用LA-ICP-MS和SHRIMP U-Pb方法对研究区内的花岗岩进行了精确定年,数据表明,不同类型的花岗岩同时或近于同时形成.龙岔河似斑状花岗岩主要形成于(820±03)～(832±14) Ma,马拉格-松树脚似斑状花岗岩形成于(828±17) Ma,老厂似斑状花岗岩形成于(833±16) Ma,白沙冲等粒花岗岩形成于(774±25) Ma,均集中形成于晚白垩世.结合前人的研究成果和本次新获得的数据,矿区内岩浆作用发生的时限基本可以限定在76～85 Ma之间,与整个华南西部地区成岩成矿时代吻合.年代学研究表明,个旧地区燕山晚期的构造背景与滇东南-桂西地区相同,而与红河断裂以西的藏南-三江锡矿带具有较明显的不同.     

伊春地区斑状二长花岗岩锆石U——Pb 年龄及其地质意义

黑龙江伊春南岔-金山屯地区广泛发育斑状二长花岗岩。岩体呈岩基状产出,岩性为肉红色中粗粒斑状二长花岗岩,斑状,斑晶由钾长石和石英组成,基质由钾长石、斜长石、石英和黑云母组成,局部含角闪石。岩石SiO2 含量69. 58% ～ 75. 96%; 富碱,Na2O + K2O 为7. 22% ～ 8. 45%,K2O/ Na2O 为1. 07 ～ 1. 43 ( σ = 1. 58 ～ 2. 47) ,为钙碱性花岗岩。ΣREE 为178. 68 × 10 － 6 ～ 464. 75 × 10--6, ( La /Yb) N = 11. 6 ～ 20. 22,轻重稀土分馏显著,δEu = 0. 17 ～ 0. 34,具铕负异常,相对富Rb、Th、U、 Nd、La、Pr 等元素,贫Ba、Sr、P、Ti 元素等,显示典型的KCG 型( 高钾钙碱性) 花岗岩特征,属于造山后花岗岩( POG) ,为岩浆混合成因。该花岗岩两个锆石U--Pb 年龄值分别为207 ± 2 Ma、197 ± 1 Ma,属晚三叠世-早侏罗世,可能暗示混合后的结晶持续时间,其形成环境与西伯利亚板块和华北板块碰撞对接后的伸展作用有关。     

新疆元宝山金矿床锆石U-Pb、全岩Rb-Sr年代学及其地质意义

元宝山金矿床位于新疆鄯善县境内,属于东天山康古尔塔格金矿带,受秋格明塔什-黄山韧性剪切带控制。为探讨元宝山金矿床的成矿时代及其地质意义,本次研究开展了矿石石英Rb-Sr年代学、含矿围岩Rb-Sr、Sm-Nd及锆石U-Pb同位素年代学分析。(255.6±1.0)Ma的含矿围岩Rb-Sr同位素等时线年龄以及(256±14)Ma的石英Rb-Sr等时线年龄,限定了该矿床的形成时代,而(334.7±9.8)Ma的含矿围岩锆石U-Pb年代学数据表明,该矿床的含矿围岩为中石炭统。Sr、Nd同位素特征表明,成矿物质来源具有幔源特征并有壳源物质参与,而区内韧性剪切带右行走滑剪切及随后的抬升作用导致的压力和温度的降低应是元宝山金矿床形成的动力学背景。     

川西北平武地区南一里花岗闪长岩锆石U-Pb定年及其地质意义

川西北平武地区的碧口地块中出露较多的印支期岩浆侵入岩类,但缺乏精确的年代学资料.笔者运用阴极发光技术,对碧口地块西南缘的南一里化岗闪长岩中的锆石进行了细致的内部结构分析,并在此基础上利用LA-ICP-MS锆石U-Pb原位定年技术进行了同位素年龄测定.结果表明,花岗闪长岩中锆石Th/U比值较高,阴极发光图像显示锆石内部发育振荡环带,具岩浆成因特点;南一里花岗闪长岩的结晶年龄为223.1±2.6 Ma(MSWD=1.4),表明其形成时代为晚三叠世早期、南一里花岗闪长岩侵入时代晚于勉略构造带的主碰撞期,侵位于后碰撞环境,或者至少是由同碰撞到后碰撞的转折阶段.