荣成片麻岩原岩形成时代和岩石成因

大别-苏鲁超高压造山带是三叠纪扬子板块和华北板块碰撞形成的超高压造山带,造山带内广泛出露有众多的高级变质岩.荣成地体位于苏鲁超高压造山带的东北部,包括威海、文登和荣成地区,前人对其研究相对比较薄弱.本文研究了它的全岩Sr-Nd同位素、锆石Hf同位素和锆石U-Pb年代学分析,探讨了片麻岩原岩时代和岩石成因.     

苏鲁造山带荣成超高压地体片麻岩锆石年龄和铪同位素组成特征

本文对苏鲁造山带内荣成超高压地体片麻岩样品进行了锆石U-Pb年龄、Hf同位素和全岩Nd同位素分析,旨于探讨片麻岩的原岩性质及成因。3个片麻岩样品的锆石SHRIMP U-Pb年龄(770Ma和710Ma之间)表明原岩形成于晚元古代,与Rodinia超大陆裂解过程的岩浆活动时间相吻合。14个片麻岩的单阶段钕模式年龄变化在1.70Ga至2.30Ga(平均～1.93Ga),表明荣成超高压地体片麻岩平均地壳存留时间为古元古代,与扬子陆块的平均地壳形成年龄相一致,暗示具有扬子陆块属性。其锆石ε_(Hf)(t)值(t=750Ma)和模式年龄值变化范围大。2个片麻岩的锆石具有非常负的ε_(Hf)(t),平均值为-16.4,铪模式年龄为2.70Ga。6个片麻岩的锆石ε_(Hf)(t)平均值为-7.7,铪模式年龄为2.15Ga。这些结果表明荣成超高压地体部分原岩主要由太古代-古元古代地壳物质在晚元古代时重熔形成的,进一步说明荣成地区可能有扬子陆块的太古代地壳残留。另有6个片麻岩的锆石ε_(Hf)(t)变化范围为-0.56至6.6之间,其中部分锆石的两阶段Hf模式年龄为0.81Ga至0.94Ga,表明片麻岩原岩晚元古代形成时,有幔源岩浆活动和新生地壳形成,可能同时存在强烈壳-幔相互作用,上侵的幔源岩浆底侵导致上覆扬子陆块太古代-古元古代地壳物质重熔,形成花岗质岩浆。     

苏鲁超高压造山带南部海州群锆石年龄及其地质意义

厘定大别-苏鲁超高压造山带南缘变质岩带的形成时代和地球化学特征有助于区域地层对比研究和对这一造山带演化过程的深入理解。采用单颗粒锆石U—Pb同位素稀释法和蒸发法定年,获得来自苏鲁地体南部海州群上部云台组的3个云母石英片岩样品的碎屑锆石年龄,且集中于800～740Ma之间。全岩初始εNd（800Ma）值变化在-12．8～-8．8之间,两阶段亏损地幔Nd模式年龄为2．1～2．4Ga。这些特征类似于大别山南部宿松地区副片麻岩,指示较单一的沉积物源。结合区域地层对比资料,碎屑锆石年龄限定了海州群云台组的沉积时代可能为新元古代,晚于740Ma左右。其主要沉积物质源自新元古代岩浆岩,归属于扬子陆块     

云南特提斯带保山-腾冲地块早古生代岩浆岩

云南滇西地区作为东特提斯构造带的重要组成部分之一，其大地构造格局和对全球特提斯演化意义长期以来是众多研究者的关注热点。滇西特提斯构造带（包括川西南部分）是由多个地块和地块相间的造山带组成，如腾冲地体、保山地体、思茅地体及它们之间的属新特提斯带的高黎贡碰撞带和属古特提斯带的昌宁-孟连缝合带等。经受晚古生代—早中生代古特提斯和中生代—新生代新特提斯造山作用的影响，该地区经历了复杂的变质变形。由于地块内部基底出露局限和多期构造作用的叠加影响，特提斯构造带内的变质基底地体的属性和演化历史难于恢复。 位于云南西南部的腾冲-保山地块，包含保山地块，腾冲地块和其间的潞西地槽，属于缅泰马微大陆的北部。在三叠纪期间，该地块处于东部古特提斯主洋盆即昌宁-孟连古特提斯洋封闭时地前陆部位。部分学者认为，在新特提斯洋扩张时期，腾冲地块和保山地块分离，形成属于班公湖-怒江洋盆的东延分支海槽。该海槽在早侏罗世闭合，并导致腾冲地块和保山地块的碰撞，形成高黎贡碰撞构造带。以高黎贡群为典型代表的一套中—新元古代陆源沉积、大陆玄武岩、壳源花岗岩组成的角闪岩相变质岩系，类似于喜马拉雅结晶杂岩、念青唐古拉群和聂拉木群相当。基底岩石在岩石建造、构造热事件和沉积盖层等方面与冈瓦纳大陆有亲缘关系。变质基底组成部分大部分被元古代晚期—早古生代低级变质陆源沉积物所覆盖，如南部公养河群。单颗粒错石U-Pb同位素稀释法定年结果表明，在保山地块南部出露有早古生代花岗岩，年龄范围大致在490~470 Ma之间。这些花岗岩初始。εNd值为-8.4~-9.3之间，亏损地幔钕同位素模式年龄为1.9~-1.7 Ga。锆石铬同位素模式年龄集中在1.4 Ga，其初始εHf值变化范围为0~-10之间，平均-6左右。一些侵入于早古生代花岗岩的晚中生代花岗岩也发现早古生代年龄的继承锆石。早古生代岩浆岩也曾在特提斯带内有报道，如Sibumasu和Indochina地块之间的Nan-Uttaradit缝合带内晚古生代混杂岩内的花岗岩滚石。这一早古生代岩浆作用可能暗示特提斯构造带东段和西段，如Alpine造山带甚至包括欧洲华力西造山带基底，在早古生代期间有相似的演化历史和属性，均源于冈瓦纳大陆北缘，可能先后从冈瓦纳大陆漂离，最终与位于北部的泛大陆拼合。     

应用新型固体质谱计IsoProbe-T高精度地测定单颗粒锆石年龄

固体质谱计，以其高精度和可靠性度，在同位素年代学和同位素地球化学的研究领域的应用依然前景广阔。近年来，微量样品测试手段已经成为地质科学和环境科学等领域极其重要的研究方法，促使国际国内地球化学实验室对固体热电离质谱计更新换代。中国科学院地质与地球物理研究所固体同位素地球化学实验室于2004年引进英国GV公司的IsoProbe-T固体热电离质谱计，具有较宽质量谱带，装备多通道离子计数接收器，高灵敏度高精度，易于操作等特点。该类型仪器将是今后的同位素年代学和同位素地球化学研究的主导之一。该质谱计配置了9个法拉第接收器、１个戴利接收器和7个离子计数器（图1)。它的运行将有望大幅度地促进年代学和同位素地球化学在壳幔相互作用与深部物质成分、古大陆形成与演化、流体与成矿等主要领域研究工作的应用。本文主要介绍采用IsoProbe-T质谱计测定单颗粒错石U-Pb和Pb-Pb蒸发年龄方法和应用。传统的锆石Pb-Pb蒸发法定年原理是将锆石单颗粒包裹于铼灯丝中并加热，将锆石中铅蒸发至另一铼灯丝上，之后加热电离沉淀于该灯丝上的铅样品，采用单个离子计数器动态方式测量铅同位素组成，从而获得207Pb/206Pb比值和对应的年龄。这一方法技术简单但极为耗时。采用IsoProbe-T质谱计的多个离子计数器测量，可以克服耗时缺点。方法是将包裹于铼灯丝的锆石颗粒加热，采用静态方式直接测量蒸发出来的铅同位素组成，获得207Pb/206Pb年龄。该方法简便省时，同时可以直观地观测到锆石内部铅同位素组成的变化，如207Pb/206Pb比值，指示锆石中Th/U比值的变化，或207Pb/206Pb比值变化，直接反映出继承锆石的存在与否。离子计数器之间的效率差别可以采用测定铅标准溶液同位素比值来校正。尽管该方法不能与SHRIMP微区U-Pb定年媲美，却可以获得成因单一锆石高精度207Pb/206Pb年龄且节省经费。应用该方法测定内蒙古渣尔泰群沉积岩中碎屑错石，获得的年龄与采用传统错石Pb-Pb蒸发法和U-Pb稀释法获得的年龄一致，集中分布于2.4~2.5 Ga.多个离子计数器测量技术也可以应用于单颖粒错石U-Pb年代学方法，该方法所获得的数据可靠性主要地取决于实验流程U和Pb本底情况。为了降低流程本底，笔者采用低本底的蒸汽法高温高压条件下溶解错石，（图2)。将错石和205Pb-235U混合稀释剂加于小溶样杯内，HF酸置于Teflon焖罐底部，在高温高压条件下加热，完全溶解错石。采用该溶样方法和高纯度水和试剂，获得小于5 pg和10 pg的全流程U和Pb本底。应用该方法测定了苏鲁地区南部海州群单颗粒锆石U-Pb年龄。3个云母石英片岩样品中的错石大部分具有振荡环带内部结构，指示岩浆成因，退晶化程度也较明显。采用铀-铅同位素稀释法和铅-铅蒸发法分析，获得错石年龄范围为801-787Ma。时代上，海州群云母石英片岩的原岩可与大别-苏鲁超高压变质带内超高压和高压变质岩的原岩对比，可能代表与晚元古代Rodima超大陆裂解有关的岩浆作用的产物。     

白云鄂博巨型REE-Nb-Fe矿区矽卡岩化时代：单颗粒金云母Rb-Sr法定年

内蒙古白云鄂博REE-Nb-Fe矿是目前世界上最大的稀土矿床。在白云鄂博东矿体的东南侧,分布有大面积的晚古生代花岗岩。花岗岩与赋矿白云岩(H_8)呈直接的侵入接触关系,接触带发育强烈的矽卡岩化和小型铁矿化。我们在东矿采坑南侧22线1598m平台北倾探矿钻孔650～660m岩芯段,首次发现两段矽卡岩化蚀变带。对矽卡岩中的金云母进行超低本底Rb-Sr法定年,获得309±12Ma年龄。结合矽卡岩与矿体的侵入接触关系,可以认为,晚古生代花岗岩虽已深入到矿体下部,但其侵位时间应晚于矿区最后一期强烈的稀土矿化事件,它对白云鄂博矿床来说只是一次后期破矿的构造—岩浆活动。     

胶东地区蓬莱群沉积岩碎屑锆石年龄和物源

分布于鲁东胶北地区蓬莱群为一套浅变质沉积岩，角度不整合覆盖在太古宙胶东群、元古宙粉子山群上。关于蓬莱群的沉积时代尚存较大的争议，认为是震旦纪或古生代沉积形成的。蓬莱群和五莲杂岩、北淮阳变质岩带都是位于大别-苏鲁超高压变质造山带北部的重要岩石构造单元。本文报道蓬莱群沉积岩碎屑锆石年龄和始同位素分析资料，并探讨其可能的物质来源。 在栖霞地区采集了14个蓬莱群样品，主要岩石为石英岩、千枚岩、片岩、页岩，从其中4个挑出了锆石样品。分选出的碎屑锆石均为浅棕色，浑圆状，反映锆石经历了搬运作用。CL图像显示绝大多数锆石颗粒具有清晰的韵律环带内部结构，具有岩浆成因特征。在中国科学院地质与地球物理所固体同位素地球化学实验室IsoProbe-T质谱计上，采用即蒸即测方法，测得锆石207Pb/206Pb比值，其对应的年龄值主要分布在1000~1800 Ma,峰值为1200 Ma和1600 Ma左右（图1)。应用中国科学院地质与地球物理所多通道等离子质谱计Neptune MC-ICP-MS测定碎屑锆石 同位素组成。根据所获得的同位素组成，计算得到比同位素模式年龄TDM(Hf）分布在1300~3200 Ma之间，峰值为1700 Ma左右；对应的初始εHf(1200 Ma）和εHf (1600 Ma）平均值分别为-5.8和2.9（图2)。 碎屑锆石1350~1800 Ma年龄段，特别是峰期的1600 Ma，可能对应全球广泛分布的非造山事件，可能和Columbia超大陆的裂解有一定的联系。大部分锆石初始εHf (1600 Ma）值大于0，可以说明岩浆来源为幔源。而1050~1300 Ma的锆石则可能与Rodinia超大陆的汇聚形成阶段或Grenville造山事件有较密切的联系。华北克拉通大量地出露太古宙末期（2500 Ma左右）和早元古代末期(1800 Ma左右）的岩石，但在所分析的蓬莱群沉积岩几乎没有显示，可能可以排除华北克拉通为主要的沉积物源。所获得的碎屑锆石年龄虽在扬子板块有一定的出露，但缺少与Rodinia裂解有关的晚元古代700~800 Ma的岩浆锆石信息。上述资料可能暗示沉积时代为1000~800 Ma之间，但与目前的古生物证据不吻合。因此，这些碎屑锆石年龄和铅同位素数据尚不能肯定蓬莱群变质沉积岩是来源于扬子陆块，还是游离于华北、扬子的一个微陆块。如果是一个微陆块，该微陆块与Columbia裂解作用和Grenville造山作用有关，但可能未遭受到Rodinia超大陆裂解事件的影响。     

井周压裂裂缝Gd示踪的热中子探测方法研究

水力压裂是提高非常规油气开采的重要手段,支撑剂位置及裂缝参数是评价压裂效果的重要因素.提出了以Gd作为示踪剂探测热中子来评价井周裂缝方法,将热中子双组扩散理论与数值模拟方法相结合,定义热中子变化参数W_TN来指示裂缝宽度,并分析了岩性、井眼尺寸、地层孔隙度、地层水矿化度及含油饱和度对W_TN的影响.模拟结果表明:随着裂缝宽度的增加,W_TN先呈指数增加后趋于平缓;而地层孔隙度越大、地层水矿化度越小,W_TN越大;井眼尺寸和地层含油饱和度的变化对W_TN影响较小.利用蒙特卡罗方法建立了地层孔隙度、矿化度石灰岩地层压裂前后的数值计算模型,模拟研究了不同深度地层的热中子分布,得到了近远探测器热中子计数FAR、NEAR和W_TN的响应曲线,最终处理裂缝参数结果与设定模型相吻合,验证了利用Gd示踪热中子探测方法可以来评价井周裂缝.