热电离质谱法测定国际比对氧化铀芯块中的铀同位素比值

采用全蒸发-热电离质谱技术测量了国际比对二氧化铀样品中的铀同位素比值。比对结果表明,本实验室提交的²³⁴U/²³⁸U、²³⁵U/²³⁸U和²³⁶U/²³⁸U值与IAEA公布的参考值偏差分别为0.02%、-0. 003%和0. 97%,在实验室间分析测试能力评价中, Z (或ζ)分数分别是0.03(或0.05)、-0.05(或-0.07)和0.15(或0.25),均被评价为满意。     

诸广山中段“三九”地区铀矿放射性同位素特征及找矿潜力

“三九”地区位于诸广山复式岩体中段,隶属华南花岗岩型铀矿富集区。放射性同位素及其比值是反映铀成矿信息的重要参数,可直接反映浅部到深部的铀、镭富集的地球化学特征及其迁移规律。本文重点探讨“三九”地区不同地段、不同含量、不同埋深和不同矿体部位的²³⁸U、²³⁴U、²²⁶Ra、²³⁰Th和²³¹Pa同位素特征及其比值,分析铀、镭迁移富集规律。结果表明：“三九”地区铀矿体由近地表至深部铀镭平衡系数具有高-低-高变化特征;U元素的相对富集、Th元素相对减低及其U/Th比值的急剧升高等特征,与U、Th丰度区间具有明显分带特征关系密切;当地表有矿化或异常显示且浅、深部有工业矿时,其同位素组成具有铀、镭同时迁出,且铀大量迁出特征;当地表无异常显示时,其同位素组成具有铀大量迁出、镭明显迁入特征。大于1的²³⁴U/²³⁸U比值可有效指示找铀矿化。综上,利用放射性同位素及其比值法在“三九”地区预测深部铀成矿有利地段,取得较好应用效果,其中九龙江、石壁窝和木...     

激光剥蚀-扇形磁场电感耦合等离子体质谱法同时测定锆石U-Pb年龄和微量元素含量

激光剥蚀-扇形磁场电感耦合等离子体质谱(LA-SF-ICP-MS)具有高灵敏度特征,被广泛应用于锆石等含U矿物原位微区U-Pb定年研究,但磁偏转式质量分析器的使用导致该质谱仪扫描速度相对较慢,可能影响U-Pb同位素与其他关键微量元素的同时采集。本文通过优化仪器信号稳定性和实验方法,对目前常用的7种锆石U-Pb标准样品进行U-Pb定年和Ti、REEs、Hf等关键元素同时定量分析,探讨了多元素同时分析方法的可行性及对于U-Pb定年结果的影响。实验结果表明,相对于LA-SF-ICP-MS仅检测U-Pb同位素方法,同时开展多元素含量检测可能会使U-Pb同位素信号强度稳定性下降,导致单点U-Pb年龄结果误差及离散程度增大。与仅测定U-Pb同位素年龄的测定结果相比较,根据不同锆石样品中U-Pb同位素含量高低,多元素同时检测获得分析点的²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄和²⁰⁷Pb/²³⁵U年龄变化范围不同程度地增大,其中²⁰⁷Pb/²³⁵U年龄受影响明显,单点^207<...     

~(234)U/~(238)U比值在铀矿地质工作中的若干应用

自然界有实际意义的铀同位素只有三个,即铀-238、铀-235和铀-234。其相应丰度为:99.27%、0.714%和0.0055%。这三者相互的放射性比值一直被认为是恒定的。1953年П.И恰洛夫和 B.B.契尔登采夫,通过试验研究,第一次提出了天然铀同位素之间的比值(主要是指~(234)U/~(238)U=R)是变化的。自此以后,人们在这个方向上做了大量的试验测定工作和理论     

滇东南薄竹山花岗岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb定年及地质意义

通过对滇东南薄竹山花岗复式岩体3个代表性花岗岩样品的LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年龄测试,获得了该岩体的形成时代。其中,雷达站单元样品的²⁰⁶Pb-²³⁸U加权平均年龄为（86.51±0.52） Ma(MSWD值为2.4);所作底单元样品的²⁰⁶Pb-²³⁸U 加权平均年龄为（87.54±0.65）  Ma(MSWD值为1.6);洋芋树单元样品的²⁰⁶Pb-²³⁸U 加权平均年龄为（87.83±0.39）  Ma (MSWD值为0.15)。这些分布比较集中的年龄数据为薄竹山花岗岩体提供了一个准确的形成时限。这些年龄数据表明,薄竹山花岗岩体同区域内的其它岩浆岩和与之相关的个旧、大厂、都龙超大型锡多金属矿床等都是晚白垩世的产物,均为华南西部地区岩浆-成矿带的重要组成部分,也是华南西部晚白垩世大规模成岩成矿作用在滇东南地区的又一具体表现。     

太原地区地下水中铀含量和~(234)U/~(238)U比值研究

太原地区地下水中铀含量及铀同位素比值的测定结果表明,同一含水层有相近的铀含量及~(234)U/~(238)U比值。氧化为主的含水层,地下水的~(234)U/~(238)U比值随径流方向逐渐增加。     

中祁连西段黑沟梁子花岗岩的锆石U-Pb同位素年龄及成因

黑沟粱子花岗岩岩体为中祁连山带两段野马南山巨量花岗岩的一部分,出露于野马山南北缘,岩性为黑云母二长花岗岩。δ值、NK／A值、A／NCK值、Eu负异常、δEu值、ACF图解、⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值、εS_r、¹⁴⁷Sm／¹⁴⁴Nd比值、²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb比值、ENd值等岩石化学和同位素特征表明黑沟粱子花岗岩属钙碱性过铝质岩系,浆来源于地壳物质的重熔,具S型花岗岩特点。通过对黑沟梁子花岗岩的颗粒级锆石U-Pb同位素测年,获得²⁰⁶Pb/²³⁸U表面年龄统计权重平均值为(444±17)Ma。w(Nb)-w(Y)和w(Rb)一w(Y+Nd)图和R₁-R₂图解上两个样点均落入同碰撞花岗岩区,结合前人研究成果可以确定该岩体形成于板块碰撞阶段。该岩体的锆石U-Pb年龄的确定和成因的探讨对于深入研究祁连造山带的构造演化提供了一条重要的地质信息。     

原特提斯洋俯冲起始——来自北祁连早寒武世弧前岩浆作用的新证据

形成于弧前背景的岩浆岩可能记录了俯冲起始的重要证据。本文以北祁连走廊南山蛇绿混杂岩带新识别出的富铌辉长岩和斜长花岗岩为研究对象,在野外观察的基础上,结合岩石学、地球化学、同位素地球化学和年代学的综合研究,对原特提斯洋初始俯冲的时间进行约束,并探讨其形成过程及构造意义。锆石U-Pb定年结果显示富铌辉长岩样品锆石加权平均²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄为512±4 Ma;两个斜长花岗岩样品的锆石加权平均²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄分别为522±3 Ma和519±1 Ma。全岩地球化学结果显示富铌辉长岩的Nb含量为7.49×10^-6～10.80×10^-6,TiO₂含量为1.50%～2.08%,Nb/U值为11.9～13.4,(Nb/La)_N>0.5,明显高于岛弧玄武岩,其εNd(t)值介于+4.38～+5.78之间。斜长花岗岩样品K₂O含量(0.31%～1.66%)和K₂O/Na<...     

石笋初始234 U/238 U值的冰量周期特征及其环境意义 ——以湖北三宝洞为例

石笋氧同位素记录具有明显的2万年周期,其他记录中广泛存在的10万年周期是否在石笋中有所表现目前还鲜有报道。通过对湖北三宝洞20支石笋的铀同位素数据的分析研究发现,石笋初始234U/238U值在序列连续性较好的640.3~299.6 ka B.P.时间段有强烈的10万年周期特征。在间冰期和冰期时,初始234U/238U值分别呈增大和减小状态。初始234U/238U值的10万年周期与全球冰量、黄土磁化率、黄土平均粒度和大气CO₂变化有良好的对应关系。这些对应关系表明全球冰量、大气CO₂对喀斯特区地球化学元素富集和迁移作用有重要影响。石笋氧同位素的显著岁差周期独立于石笋微量元素、高纬冰量和全球温室气体变化,暗示了太阳辐射变化对中低纬水汽环流的直接影响。石笋初始234U/238U与氧同位素、太阳辐射在冰消期时的对应变化支持北半球太阳辐射能量变化对冰期-间冰期旋回的调控作用。     

内蒙古南炮台花岗斑岩成因与构造环境：锆石U-Pb年代学、Hf同位素和全岩元素组成制约

华北板块北缘中段多伦地区记录了强烈的早白垩世早期岩浆作用,构造环境的确立有助于解决其是受控于蒙古—鄂霍次克构造体系还是古太平洋板块俯冲上的争议。本文对多伦地区南炮台花岗斑岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学、Hf同位素和全岩元素组成研究。结果显示,花岗斑岩岩浆锆石²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄为(136±1) Ma,代表南炮台花岗斑岩形成于早白垩世早期。锆石ε_Hf(t)值变化于-8.1～+1.9之间,Hf同位素地壳模式年龄(T_DM^C)为1044～1680 Ma。南炮台花岗斑岩属弱过铝质钾玄岩系列,富SiO₂(70.53%～72.72%)、富碱(K₂O+Na₂O=9.09%～9.48%)、贫MgO(0.19%～0.39%)、CaO(0.55%～0.67%)和P₂O₅(0.19%～0.39%),富集轻稀土元素和大离子亲石元素(K、Cs和Rb)、亏损高场强元素(Nb...     

滇西澜沧岩群钠长浅粒岩锆石U-Pb测年、Hf同位素组成及构造意义

澜沧岩群位于滇西"三江"地区的昌宁—孟连结合带,是研究特提斯造山带重要组成部分。本文对双江地区出露的钠长浅粒岩进行锆石U-Pb定年、Hf同位素及岩石地球化学分析,讨论了岩石的成因和形成时代,以及大地构造演化。利用LA-ICP-MS对钠长浅粒岩中具有典型岩浆震荡环带的锆石U-Pb定年,获得了²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄为476.5±1.6Ma,形成时代为早奥陶世(O₁)。Hf同位素原位分析获得锆石ε_Hf(t)值为-5.6～-2.2,T_DM^c年龄为1591～1802Ma,表面源区物质形成于早元古代晚期—中元古早期古老地壳物质的部分熔融。岩石地球化学分析,钠长浅粒岩的原岩为花岗闪长岩,具有高硅SiO₂=67.89%～68.91%、富铝Al₂O₃=14.48%～15.14%、高钾钙碱性过铝质S型花岗岩特征;轻稀土富集,整体呈"右"倾型;δEu值介于0.60～0.64之间,呈现强Eu负异常,表明斜...     

冀西北宣化盆地侏罗纪九龙山组凝灰岩形成时代、构造环境及地质意义

冀西北宣化盆地九龙山组陆相沉积地层发育，但地层的时代归属缺少化石和同位素测年资料佐证。研究区杨家营-响水铺一带九龙山组中下部发育流纹质凝灰岩夹层，为准确确定宣化盆地九龙山组的时代和形成环境，笔者对流纹质凝灰岩采集了锆石U-Pb同位素测年样品和岩石地球化学分析样品，获得了(161.9±0.8)Ma的²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄值(LA-ICP-MS法)，为晚侏罗世早期。岩石化学特征表明，流纹质凝灰岩属高Si、高K钙碱性过铝质岩石；稀土元素配分模式曲线为右倾型，轻稀土强烈富集，负Eu异常不明显；富集大离子亲石元素(Rb、K、Th、U)，亏损Sr和高场强元素(Nb、Ti)。岩石地球化学特征显示其形成于挤压构造背景。锆石Hf同位素ε_Hf(t)值为-33.79～-2.71，二阶段亏损模式年龄(t_DM2)为1 179～3 323 Ma，表明流纹质凝灰岩岩浆多为古元古代—中元古代加厚的下地壳熔融形成。综合分析认为，宣化盆地九龙山组形成于中侏罗世晚期—晚侏罗世早期的挤压构造背景，该研究成果为研究九龙山组的时代归...     

火星陨石的岩石矿物学及源区特征

目前火星岩石样品的唯一来源是火星陨石,是研究火星物质组成和成分演化、物理化学性质、壳幔分异过程、岩浆过程等的重要窗口。火星角砾岩的成分与探测器和火星车获得的火星表面平均成分及部分表面岩石成分相似,代表了来源于火星壳的富集型样品。其他大部分火星陨石通常为基性岩浆岩,形成于幔源岩浆上涌后喷发至表面或侵入为岩墙或岩床,携带了火星幔的物质组成信息,不同的微量元素和同位素组成特征指示其来源于火星幔不同的源区。部分岩浆在上涌过程中经历了火星壳的混染作用,形成的陨石记录了火星壳的部分物质组成。火星陨石的研究已经获得了大量火星表面和深部的物质组成和演化信息,主要认识包括:(1)火星壳氧化程度较高,富集稀土元素,²³⁸U/²⁰⁴Pb比值较高,ε¹⁴²Nd和ε¹⁸²W较低;(2)火星幔部的氧逸度和轻稀土元素富集程度高度不均一,同位素组成特征指示至少存在六个不同的源区(低¹⁴⁷Sm/¹⁴⁴Nd和¹⁷⁶Lu/¹⁷⁷Hf、高^14...     

新疆北部可可托海地区伟晶岩脉LA–ICP–MS锆石U–Pb年龄、地球化学、Lu–Hf同位素特征及其地质意义

为了全面研究阿拉尔岩体与可可托海地区伟晶岩脉群在成因上的关系，笔者系统分析阿拉尔岩体西部阿热散一带含绿柱石伟晶岩脉中锆石U–Pb同位素年龄、地球化学、Hf同位素特征。结果显示：伟晶岩脉锆石²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄为(203.9±2.2)Ma，地球化学特征表现为高Si、低Ti、富Al、富碱，富集大离子亲石元素Rb、Th、U和稀土元素La、Ce、Nd、Sm，亏损Ba、Nb、Ta、Zr、Hf、Sr、P、Ti，属于典型的低Ba、Sr岩石，锆石同位素¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf值为0.282 714～0.282 749,ε_Hf(t)值为+2.56～+3.65,t_DM^C模式年龄为852～912 Ma，与阿拉尔岩体具有形成时代的一致性，地球化学特征的相关性，¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf值与ε_Hf(t)值的相似性，表明两者具有密切的成因关系。结合区域资料认为，中生代稀有金属矿化伟晶岩脉与阿...     

渤海湾盆地新生代玄武岩成因——地球化学和Sr-Nd-Hf-Pb同位素证据

渤海湾盆地新生代玄武岩是华北克拉通东北部新生代玄武岩的重要组成部分,由于该地区的玄武岩在地表出露较少,之前的研究程度一直很低。本次研究在辽河油田选取了钻孔岩心样品,通过岩石学、地球化学、Sr-Nd-Hf-Pb同位素方法进行分析,探讨了新生代玄武岩的成因。结果表明:渤海湾盆地新生代玄武岩主要为玄武岩和粗面玄武岩,玄武岩的w(SiO)₂)为49.08%～50.70%,w(MgO)为2.63%～5.80%,具有明显的轻重稀土元素分馏,(La/Yb)_N和(Dy/Yb)_N值分别为7.96～11.61和1.71～1.84,Eu和Ce没有明显的负异常,高场强元素(HFSE)和大离子亲石元素(LILE)富集,具有明显的Nb、Ta和Sr正异常;全岩的Sr、Nd、Hf同位素比值(⁸⁷Sr/⁸⁶ Sr)_i值为0.704 622～0.706 581、ε_Nd(t)值为1.1～1.9和ε_Hf(t)值为1.6～4.6,(²⁰⁶     

238U/235U分馏及其地质应用

铀是自然界中天然存在的最重的放射性元素。传统观点认为²³⁸U/²³⁵U是不分馏的,但近些年的研究发现自然界中铀同位素分馏δ^238/235U可达1.3‰,远大于多接收电感耦合等离子体质谱仪（MC-ICPMS）的测试精度±0.2‰（2σ）。铀同位素的分馏机制与核场效应有关,自然界中最大的δ^238/235U分馏发生在氧化性沉积物（形成于氧化环境下的大洋锰结核富集轻铀同位素）和还原性沉积物（形成于还原环境下的黑色页岩富集重铀同位素）中,次氧化性沉积物和海水中δ^238/235U的分馏则小于前两者。由于具有对氧化-还原环境较敏感的特性,铀同位素被认为是理想的反演古海洋及古大气氧化还原环境变化的手段之一。δ^238/235U在形成于不同氧化-还原环境的高温型铀矿床（比如岩浆型）和低温型铀矿床（比如砂岩型）之间存在明显的同位素分馏,此特征可以作为确定铀矿床类型的重要依据。铀同位素分馏现象的发现,提示人们在应用Pb-Pb体系进行年轻地质体高精度测年时需要考虑到铀同位素分馏对测年精确度的影响。文章对近年来有关²³⁸U/²³⁵U的研究成果做了详细介绍,以推动铀同位素体系在地球科学领域的研究和应用。     

粤西北印支期太保岩体的锆石U-Pb年代学、地球化学及岩石成因

华南早中生代构造-岩浆演化还存在不同的争议.以广东西北部连山地区晚三叠世含暗色微粒包体(MMEs)的太保岩体为研究对象,进行了岩石学、锆石U-Pb年代学、地球化学和Sr-Nd-Hf同位素组成研究.4个花岗岩样品的锆石²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄分别为219.8±1.8 Ma、220.5±1.0 Ma、221.5±1.7 Ma和220.2±1.1 Ma,为印支晚期岩浆作用的产物.地球化学分析显示,寄主花岗岩为高钾钙碱性花岗岩,低硅、高碱,铝饱和指数A/CNK值为0.79～1.16.包体Si O₂含量为55.13%～62.56%,铁、镁含量明显高于寄主花岗岩,Mg O和Fe O^T含量分别为2.31%～4.60%和5.53%～6.63%.包体与寄主花岗岩均富集轻稀土,并表现出显著的Ba、Sr、Ti负异常.寄主花岗岩和包体均具有较高的ε_Nd(t)值(-3.42～-2.60和-0.90～-0.52)和较小的二阶段Nd模式年龄(T_DM2分别为1.30～1.35 G...     

吉林中部小蜂蜜顶子组火山岩的形成时代及其地质意义:锆石U-Pb年代学和Hf同位素组成证据

本文对出露于吉林省中部地区的小蜂蜜顶子组标准剖面的流纹岩（样品号：JH21-1）和非标准剖面小蜂蜜顶子组的安山岩（样品号：JX1-1）进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学以及Hf同位素组成研究。2个样品中的锆石均呈自形-半自形,CL图像上显示条痕状吸收或典型的岩浆振荡生长环带,结合其Th/U比值（0.27~0.81）,均暗示了它们的岩浆成因。定年结果表明：流纹岩（JH21-1）中锆石²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄为（192±2）Ma （MSWD=4.8）,其形成于早侏罗世;安山岩（JX1-1）中锆石²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄为（172±1）Ma （MSWD=0.27）,表明其形成于中侏罗世。前者与标准剖面时代一致,后者与小蜂蜜顶子组并非同一套火山岩。而2个样品中锆石的Hf同位素组成较为均一,ε_Hf（t）值为+5.25~+9.37,二阶省模式年龄为803~1 177 Ma,暗示它们起源于中-新元古代新增生陆壳物质的部分熔融。综上所述,吉林中部地区侏罗纪岩浆事件至少可以划分为两期--早侏罗世和中侏罗世,结合区域构造演化历史,可以认为吉林省中部地区早-中侏罗世火山岩的形成应与古太平洋板块俯冲于欧亚大陆之下的地质作用相联系。     

青藏高原东北缘茶卡北山地区印支期高分异花岗岩的发现及找矿意义

青藏高原东北缘茶卡北山地区发现了伟晶岩型Li-Be矿床,然而该地区尚未发现与成矿相关的花岗岩类侵入体,这也制约了成矿规律研究与成矿预测的开展。本文报道了茶卡北山地区新识别的阿斯合塔花岗岩的锆石、独居石U-Pb年龄、全岩地球化学、锆石Hf同位素、全岩Nd同位素资料。阿斯合塔岩体由黑云母花岗闪长岩、黑云母花岗岩和含石榴子石花岗岩组成;含石榴子石花岗岩锆石²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄分散分布,主要介于248～232Ma,独居石²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄为243.0±1.1Ma和246.3±1.0Ma。岩石具高SiO₂(76.56%～77.70%)和K₂O+Na₂O(7.81%～8.50%),低Fe₂O₃^T(0.50%～0.73%)和MgO(0.003%～0.072%)的特征,分异指数(DI)为94～96,铝饱和指数(A/CNK)为0.98～1.09,为弱过铝质高钾钙碱性系列...     

滇东南嘎机多金属成矿区变质岩锆石U-Pb年代学、Hf同位素特征及其地质意义

嘎机Pb-Zn-Cu多金属成矿区位于老君山穹窿状变形-变质岩系和花岗岩体的北部接触带上,属于滇东南W-Sn-Pb-Zn-Cu多金属矿集区的重要组成部分,是近年来新发现的、规模达到中型的多金属矿床。笔者在钻探工程基础上对矿区内隐伏的花岗片麻岩和石英片岩开展了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年和原位Hf同位素研究。结果表明,花岗片麻岩锆石²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄为（419.9±6.3）Ma,石英片岩锆石²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄为（411.0±11.0） Ma,指示其原岩形成于晚志留世—早泥盆世,具有同源岩浆演化特征,为区域加里东期岩浆活动的产物,后期均发生了变质作用。花岗片麻岩锆石¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf值在0.28243～0.28252之间,ε_Hf（t）=-3.4～0.3,石英片岩锆石¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf值为0.28237～0.28253,ε_Hf（t）=-...