变质岩同位素年代学:Rb-Sr和Sm-Nd体系

对变质岩经历的进变质和退变质作用定年并构建其p-T-t轨迹是观测地壳运动过程的重要途径。全岩等时线和矿物等时线是变质岩Rb-Sr和Sm-Nd定年的两个基本方法。在变质过程中同位素均一化尺度是影响全岩等时线定年的主要因素。在一般情况下,变质过程中Rb-Sr同位素体系的均一化尺度远大于Sm-Nd体系,从而Rb-Sr全岩等时线可以给出有意义的变质年龄,而Sm-Nd数据不能。然而,对于低级变质作用,因其较高级变质作用有更丰富的流体,其Nd同位素均一化尺度可能变,从而使得一些全岩Sm-Nd等时线给出和Rb-Sr年龄一致的有意义变质年龄。对于矿物等时线定年,在变质作用时矿物之间能否达到同位素平衡则是关键。已经证明,超高压变质(UHPM)岩的退变质作用是开放体系,然而UHPM矿物的Sr-Nd同位素体系仍保持封闭。已观测到UHPM矿物和退变质矿物之间的Sr-Nd同位素不平衡,因此,高压矿物(如石榴石、多硅白云母)和退变质矿物或全岩的连线将会给出没有意义的偏老的Sm-Nd年龄和偏年轻的Rb-Sr年龄。由3个以上很好分开的矿物确定的等时线的良好线性、不同定年方法获得的年龄的一致性以及确定等时线矿物之间的氧同位素平衡可用于判定矿物间Nd同位素达到平衡。由于石榴石具有高Sm/Nd和Lu/Hf比,因此石榴石是榴辉岩或石榴辉石岩Sm-Nd或Lu-Hf定年最重要的矿物。然而由于石榴石非常宽的p-T稳定范围,石榴石可以在高级变质岩的前进变质和退变质作用中生长,从而具有复杂的环带结构。因此,如何从具有复杂结构的石榴石不同部位取样和分析并判断其成因就成为榴辉岩或石榴辉石岩Sm-Nd或LuHf矿物等时线定年的一个挑战。这需要今后做更进一步的研究。     

胶南榴辉岩矿物氧同位素平衡及其Sm-Nd年代学制约

对苏鲁地体中的胶南榴辉岩进行了矿物氧同位素分析，并与同一手标本矿物的Sm-Nd内部等时线定年和Nd-Sr同位素分布进行了对比。研究表明，石榴子石与绿辉石之间的氧同位素平衡与否能够对矿物Sm-Nd同位素体系的平衡状况和内部等时线定年结果的有效性给予直接制约。合理的石榴子石＋绿辉石Sm-Nd内部等时线年龄产于两矿物之间达到并在峰变质条件下保持氧同位素平衡的样品中，而两矿物之间处于氧同位素不平衡的样品不能给出正确的Sm-Nd内部等时线年龄。同一矿物在手标本尺度出现显著的O-Nd-Sr同位素不均一性，据此对这些元素在石榴子石和绿辉石中的扩散速率顺序进行了估计，不仅得到了与实验扩散系数相吻合的结果，而且由此估计出在峰变质条件下达到矿物内部同位素均一化所需要的时间应大于10Ma。     

三江地区花岗岩类Rb-Sr同位素研究

Rb-Sr同位素研究结果表明,哀牢山—金沙江带闪长岩、正长岩,分别为海西期(337Ma)和燕山晚期(83Ma);临沧—左贡带花岗闪长岩、黑云母花岗岩,为海西-印支期(263—193Ma);潞西—腾冲带斑状黑云母花岗岩、黑云母花岗岩,为燕山晚期(86—71Ma)。通过Sr、Nd同位素组成研究,对花岗岩成因进行探讨。     

鞍山地区太古代岩石同位素地质年代学研究

鞍山本溪地区太古代变质岩可分为三套,即含铁的表壳岩建造、侵入于铁建造中的花岗质片麻岩和铁架山奥长花岗质-花岗质片麻岩,后者为表壳岩的基底。原划为上鞍山群樱桃园组(齐大山矿带)和山城子组(歪头山-北台矿带)的斜长角闪岩分别获得2729Ma和2724Ma的Sm-Nd等时线年龄。这就为有争议的鞍本地区铁建造属于同一时代提供了依据,并讨论了表壳岩中的变质沉积岩以及铁架山基底片麻岩的同位素年代。     

南岭地区晚古生代花岗岩类同位素地质年代学研究

南岭地区广泛地分布着不同时代的花岗岩类。对于晚古生代的花岗岩类同位素年龄,李璞最先作过报道,并认为该地区存在晚古生代花岗岩岩浆的活动。李璞和程裕琪根据已获得的年龄数据结合地质情况作了讨论,把230—260百万年的花岗岩类归为海西期。与此同时,也存在另一种不同的观点:认为在南岭地区确实获得一些属于海     

从同位素年代学到构造年代学

从同位素年代学发展到构造年代学,中间必须经历热年代学、构造-热年代学、变形年代学等阶段。同位素年代学只是提供简单的地质事件年龄,热年代学同时赋予了地质事件温度和年龄信息,而构造年代学则强调地质或构造过程中时间-空间的四维演化过程。构造年代学使年龄数据的科学意义除了时间外,还有温度、地壳深度变化、是否有流体参与等多重意义,它涉及到多维空间的变化：时间、温度、水平方向的二维变形、垂直方向的变形等。在现有技术和认知水平的条件下,强调指出了从变形年代学到构造年代学的发展中要注意的一些关键问题,而回归传统地质、以野外变形为基础的变形年代学研究是构造年代学发展的前提。     

硫化物Rb-Sr同位素定年研究进展

针对金属矿床成矿年代确定混乱的问题,国内外许多矿床学家和同位素地球化学家对金属矿物常规同位素定年方法进行了有益的探索研究,尤其是对于矿石矿物以闪锌矿、方铅矿和黄铁矿为主的铅锌矿床,硫化物矿物Rb-Sr同位素定年方法显示出了其独特的优势。结合近几年开展的工作,总结国内外硫化物Rb-Sr同位素定年研究取得的成果、闪锌矿中Rb、Sr的赋存状态与定年机理以及定年适应性问题。采用闪锌矿Rb-Sr同位素组成数据拟合成等时线源自热液流体与闪锌矿之间Rb和Sr的不同分异作用,但并不是所有的闪锌矿均适合该定年技术。要成功获得年龄,需结合野外地质特征采集代表性的矿石样品,并在镜下鉴定基础上挑选合适的单矿物;在分析测试过程中,需尽可能去除次生包裹体和粘土矿物。     

海南岛沙老岸礁区滨珊瑚氧、碳同位素对气候的记录

通过对海南岛沙老岸礁中正在连续生长的澄黄滨珊瑚骨骼进行氧，碳同位素的测定，对9年生长的珊瑚骨骼依次分析了352个样品，平均每旬有1－2个控制样品，以此来分析珊瑚生长期间的气候变化。首先分析出每年雨季和旱季的差别，得到雨季和旱季曲线的特征，并得出雨季在每年夏季，旱季在每年的秋冬季，表明海南岛礁区是典型的季风气候区。同时将珊瑚骨骼的氧同位素分析数值与相关记录的气温资料做比较，它们的相关系数为0．97和0．79，并得出以氧同位素分析数值求气温的公式。     

从同位素年代学发展到构造年代学

从同位素年代学发展到构造年代学,中间必需经历热年代学、构迼-热年代学和变形年代学等阶段。同位素年代学只是提供简单的地质事件年龄,热年代学使年龄赋予了温度的信息,而构造年代学则强调地质或构造过程时间-空间的四维演化过程。构造年代学使年龄数据的科学意义除了时间,还有温度、地壳深度变化以及流体的是否参与等多重意义,它涉及到多维空间的变化：时间、温度、水平方向的二维变形、垂直方向的变形等。在现有技术和认知水平的条件下,作者强调指出了从变形年代学到构造年代学的发展中要注意的一些关键的问题,而回归传统地质、以野外变形为基础的变形年代学研究是构造年代学发展的前提。     

海南岛几个重大基础地质问题评述

对海南岛太古宙古老结晶基底的属性、海南岛古特提斯洋存在的可靠性证据、海南岛科马提质玄武岩、海南岛花岗岩及海南岛前寒武纪地层等进行了全面的综述。认为海南岛基础地质工作仍相当薄弱，所取得的相关成果仍存在明显不足和分歧，而解决这些不足和分歧除了必须加强野外地质调查、研究和区域地质对比外，还有赖于精细年代学，它们是正确理解岩石成因、岩浆来源及其动力学机制、构造演化事件和地壳演化的关健，也是研究海南岛大地构造和岩石圈动力学演化及其与周缘地块(南海、东南陆缘带)运动间关系的突破口。     

海南岛石炭纪双峰式火山岩及其板块构造背景

海南岛西部的石炭纪火山岩为一套大洋拉斑玄武岩-流纹斑岩的双峰式火山岩。玄武岩中的不相容元素和稀土元素的丰度和比值,以及稀土分配模式与大陆裂谷的拉斑玄武岩的地球化学特征一致,说明海南岛晚古生代裂谷作用的存在。玄武质岩浆来源于地幔深部,演化程度较低,受下地壳物质混染。流纹质岩浆不是玄武岩浆结晶分异产物,而是受裂谷区高热流影响,由陆壳部分熔融形成。     

海南岛三亚湾海滩研究*

海南岛三亚湾及其周边海滩可分为两种主要类型:一类是岩礁海岸海滩,发育于基岩和珊瑚礁岛波影区或珊瑚礁平台后侧,多为背叠式砂砾滩,滩窄、坡陡,具有数道陡坎,在岛礁背风侧常发育不同阶段的连岛坝,如白排人工岛西南端海滩、鹿回头湾大洲后侧及对岸的海滩、鹿回头湾和小东海海滩;另一类是沙坝海岸海滩,发育于向外海敞开的大沙坝的向海侧,海湾内砂质沉积物丰富,形成滩脊式或背叠式砂质滩,滩面宽坦,物质较细,如三亚湾和大东海海滩。因湾口朝向与湾内岛礁分布发育情况不同,湾内受常浪和台风强浪作用的强度与频率不同,加之现代泥沙补给情况的差异,这一类海滩的形态结构亦不尽相同。如三亚湾西侧近岬角处,波能辐聚,动力强,侵蚀作用突出,滩面呈近直线形倾斜,并形成两道陡坎;三亚湾中部,受岛礁保护,滩面宽阔,波浪消能空间充足,物质丰富,发育滩脊型海滩,滩面呈上凸形,基本稳定;三亚湾东侧,虽有岛礁掩蔽,但由于人为修建的绿地草坪带和水泥碎砖石小径等,建设高度过低, 束狭了激浪带的自由作用宽度,减小了波浪消能范围,破坏了海滩的整体结构,同时阻断了沙坝向海滩的供沙, 使滩面坡度加大,物质粗化,局部与小径相接处形成侵蚀陡坎、椰树等倾斜,呈侵蚀状态。     

海南岛晨星玄武岩地球化学特征及其构造环境含义

本文报道了在海南岛东部晨星石炭系地层中发育的玄武岩,并对其主量和稀土元素地球化学特征进行了初步研究,结果表明该玄武岩具高铁、强亏损N－MORB型火山岩的特点,上述特征暗示了海南岛晚古生代古洋盆存在的可能。     

海南岛中北部三叠纪花岗岩源区的锶、钕同位素制约及其意义

海南岛中北部三叠纪花岗岩的锶、钕同位素初始比值分别为I(Sr)0. 7080 ~0. 71505、εNd(t) -10 ~-5,表明这些花岗岩属壳源型,其源岩主要为海南岛结晶基底中元古界抱板群,但受到了幔源岩浆的混染。这些花岗岩所表现出来的基本一致的锶、钕同位素特征,表明测区具有统一的前寒武纪基底。     

海南岛中新元古代花岗质岩类的成因及其构造意义

报道了海南岛中新元古代(~1000Ma)花岗质岩类的地球化学和Sm、Nd同位素分析结果。海南岛中新元古代花岗岩类属于钙碱性系列,具有富硅(SiO2含量为67.78%~75.04%),准铝或弱过铝(A/CNK=0.96~1.08),低Mg#值(0.24~0.44)及较低Cr(5.82~13.42μg/g)、Ni(2.74~7.23μg/g)含量,强烈亏损Y(2.85~13.70μg/g)和HREE(Yb为0.26~1.22μg/g),以及较高的Sr/Y(23.75~173.38)和La/Yb(32.11~88.12)比值等特点,类似于TTG或低Mg埃达克岩。结合其低的正εNd(t)值特征,可以认为海南岛中新元古代花岗岩类是底侵玄武质下地壳部分熔融形成的,源区残留相以石榴子石为主,并可能有少量角闪石,其源岩很可能是古中元古代高钾和低Cr、Ni的斜长角闪岩。海南岛中新元古代花岗岩类形成于格林威尔造山作用晚期,这一结果支持华南统一大陆形成于~1000Ma的观点。     

海南岛上新世地层特征及岩石地层单位

琼北断陷盆地及海南岛西南沿海地区（暂名佛罗盆地）分布新第三纪上新世海相沉积地层。对于采用岩石地层单位有不同意见,有的主张前者采用望楼港组而后者采用莺歌海组。笔者认为前者应采用海口组,而后者采用望楼港组。     

海南岛主要成矿系列与矿床成矿规律研究

海南岛蕴藏着丰富的矿产资源,其成矿规律、成矿系列与我国华南或南岭地区既有很多相似之处,也有自己的特色,如印支期与花岗岩浆活动有关的矿床成矿系列及其成矿强度明显高于燕山期同类型矿床成矿系列,就是一个最好的例证.本文按照成矿系列的学术思想,将海南岛的矿床(点)归并为9个矿床成矿系列,成矿时代从新元古代开始,一直到新生代第四纪.成矿作用方面,岩浆活动和风化-沉积作用对工业矿床的形成贡献最为有利.     

海南岛戈枕金矿带煌斑岩的岩石地球化学研究

对海南岛戈枕金矿带与金矿脉在空间上紧密共生的暗色脉岩的地质特征、矿物学、主要元素、微量元素、同位素地球化学的研究,确定这种脉岩为煌斑岩。岩石类型以钙碱性煌斑岩为主,呈现两种稀土配分模式,即平坦向右倾斜型和星四重效应的W型;Sr、Nd同位素及元素地球化学综合研究表明,本区煌斑岩可划分为两组类型,它们时代相同但地幔源区相异,可能形成于特殊的构造环境。     

海南岛泥盆—石炭系界线研究

通过对新建立的海南岛上泥盆统昌江组及其下石炭统南好组多重地层的综合研究,并以首次发现的南好组底部的河流相砾岩和砂砾岩为标志,指出海南岛在泥盆纪末期曾发生大规模海退事件,这恰好与泥盆纪—石炭纪之交的全球海平面下降事件完全一致。不仅确认了昌江组与南好组为平行不整合接触关系,而且两者以Ⅰ型层序界面相隔分别构成2个三级层序,因而认为海南岛泥盆—石炭纪年代地层界线已与层序界面重合为一个共同的分界面——平行不整合面。