胶东邢家山钼钨矿床辉钼矿Re-Os同位素测年及其地质意义

邢家山矿床是胶东地区一特大型矽卡岩-斑岩型钼钨矿床,构造位置上处于华北板块东南缘与扬子板块对接地带,在成因上与幸福山似斑状含角闪二长花岗岩密切相关,归属于该区与燕山早期花岗质岩浆作用有关的特大型、大型和中型铜钼多金属矿床成矿系列。本文对该矿床透辉石榴矽卡岩中的辉钼矿进行了Re-Os同位素测年,结果显示,辉钼矿Re-Os同位素模式年龄范围为156.91±1.78Ma至160.70±1.66Ma,加权平均值为158.91±1.91Ma,对应的Re-Os等时线年龄为158.70±2.06Ma;这些年龄数据与区域上的燕山早期花岗岩锆石U-Pb年龄(158.53±0.79Ma)相近,指示区域上该期铜钼多金属矿化与区内花岗岩具有密切的时间和成因关系。中、晚侏罗世华北东部广泛的地壳增厚作用和地壳重熔导致的大规模地壳重熔型花岗质岩浆活动为该区钼钨多金属矿成矿提供了主要成矿物质和流体。结合已有的研究成果,认为胶东地区中生代以来岩浆活动及相应的成矿作用可能主要存在4期,即:约165～155Ma的铜钼多金属矿化期、约137～110Ma的金矿化期、约120～110Ma的铜钼铅锌多金属矿化期、和约100～75Ma的金银铅锌多金属矿化期,分别对应于燕山早期-燕山晚期的各期次花岗质岩浆活动。     

海滩修复养护技术发展趋势与前景

海岸侵蚀是沿海各国面临的共同问题,海滩养护是当前砂质海岸保护的最佳手段,在全球范围内得到广泛应用。本文回顾了海滩养护技术的发展历程,总结了世界范围的海滩养护实践,分析各国海滩养护理念上存在的差异。以研究文献为基础,总结归纳了平面和横向剖面的补砂方式、辅助工程技术和海滩模型预测等方面的海滩养护技术研究进展,并在此基础上提出了海滩养护的未来发展趋势:①针对复杂海岸的海滩养护应用拓展;②基于沉积物管理的海滩养护修复;③从地貌系统到生态系统全面考虑的海滩养护技术;④全球砂源赤字条件下的海滩保护和修复思路。     

胶北地体早前寒武纪重大岩浆事件、陆壳增生及演化

早前寒武纪重大岩浆事件是早期陆壳增生及演化的主要地质作用。本文通过系统总结最近几年胶北地体早前寒武纪重大岩浆事件代表性岩石的岩相学、锆石U-Pb年代学、岩石地球化学及锆石Hf同位素研究的最新成果,厘定出太古宙~2.9Ga、2.7Ga及2.5Ga三期以TTGs岩浆事件为代表的陆壳增生事件。这些TTGs具有典型太古宙高铝TTGs的地球化学特征及正的εHf(t)值,锆石Hf模式年龄主要集中在ca.3.2~2.7Ga。两种不同的构造模式被用来理解胶北太古宙TTGs(陆壳)的成因:(1)加厚基性下地壳的部分熔融;(2)俯冲洋壳的部分熔融。根据胶北TTGs在时间上呈事件性侵位,空间上呈面状分布,以及相对较低的Mg#、Cr及Ni含量,前者可能更适合胶北TTGs的成因。确定了胶北古元古代2.2~2.0Ga黑云母/角闪石二长花岗片麻岩及~1.8Ga以二长(正长)花岗岩为代表的多期陆壳重熔事件。综合这些研究结果,初步总结出胶北早前寒武纪陆壳形成及演化历史:1)2.9Ga,主要为基性地壳(洋壳)的增生,并可能存在规模有限的、被剥蚀殆尽的太古宙早期陆壳;2)在~2.9Ga、~2.7Ga及~2.5Ga,由于地幔(热)柱上涌,ca.3.3~2.7Ga新生的加厚基性玄武质下地壳发生事件性部分熔融,并伴随有早期陆壳的重熔,形成主要由TTGs及少量陆壳重熔型(高钾)花岗岩组成的太古宙陆壳;3)ca.2.2~2.0Ga,可能由于地幔物质上涌,陆壳伸展,形成裂谷,陆壳物质重熔,形成ca.2.2~2.0Ga花岗质岩石;4)ca.1.95~1.85Ga,发生强烈的挤压碰撞构造作用,裂谷闭合,卷入挤压作用的物质发生高角闪岩相到高压麻粒岩相变质;5)~1.8Ga,地幔物质上涌,陆壳伸展减薄,陆壳物质重熔,形成~1.8Ga花岗岩。     

华北克拉通大青山-集宁地区古元古代变质沉积岩的锆石氧同位素组成:SHRIMP微区原位分析

在已获得锆石U-Pb年龄基础上,我们首次对孔兹岩带典型出露区大青山和集宁土贵乌拉地区古元古代变质沉积岩进行了锆石SHRIMP氧同位素研究。锆石具有复杂的内部结构和年龄分布。大青山地区古元古代早期变质沉积岩4个样品碎屑锆石的δ18O为5.52‰~7.11‰,部分重结晶锆石的δ18O为7.22‰~7.90‰,变质新生锆石的δ18O为6.37‰~8.31‰。大青山地区古元古代晚期变质沉积岩2个样品的锆石O同位素组成特征与古元古代早期的类似,另外2个样品的锆石O同位素组成与之不同,碎屑锆石、部分重结晶锆石和变质新生锆石的δ18O分别为6.26‰~10.80‰、9.00‰~11.20‰和9.66‰~11.90‰。集宁土贵乌拉地区古元古代晚期超高温变质沉积岩4个样品不存在碎屑锆石,变质锆石的δ18O变化范围为11.41‰~13.57‰。主要认识如下:1)大青山地区碎屑沉积物主要来自新太古代晚期-古元古代早期成熟度不高的TTG花岗质岩石物源区,与之相比,集宁土贵乌拉地区古元古代晚期超高温岩石的变质原岩成熟度更高;2)不同类型变质沉积岩变质新生锆石的δ18O和变质新生锆石与碎屑锆石的Δ18O存在明显区别,主要反映了岩石体系和变质流体的O同位素组成不同;3)大青山地区高角闪岩相-麻粒岩相变质沉积岩,重结晶锆石的O同位素完全重置,但U-Th-Pb体系未完全重置,集宁土贵乌拉地区超高温变质沉积岩的重结晶锆石O和U-Th-Pb同位素体系都完全重置。变质作用强度不同是主要原因。     

胶北西留古元古代~2.1Ga变辉长岩岩石学与年代学初步研究

胶北西留古元古代变辉长岩主要由二辉麻粒岩与辉石斜长角闪岩所组成,且以不规则透镜体的形式赋存于新太古代花岗质片麻岩与英云闪长质片麻岩之中.岩相学观察、矿物相转变分析、矿物化学研究、传统地质温压计计算与锆石LA-ICP-MS定年结果表明,胶北西留变辉长岩记录了十分复杂的演化历史,其中早期残留的原岩标志性岩浆结构以辉长辉绿结构为特征,早期残留的单斜辉石为高温低钙的普通辉石(M0),此阶段形成的岩浆锆石记录了其原岩形成时代为2102±3Ma.峰期麻粒岩相变质阶段(M1)的矿物组合以斜方辉石+单斜辉石+斜长石+石英为特征,记录的温压条件为T=800 ～ 850℃,P＜0.65～0.75GPa;晚期角闪石的生长表明岩石又经历了降温冷却的过程(M2),其稳定的矿物组合为角闪石+斜长石+石英+单斜辉石,记录的温压条件为T=675～700℃,P=0.40 ～0.55GPa,变质阶段形成的变质锆石记录了其变质时代为1907±16Ma.胶北西留变辉长岩记录了含有近等压降温变质过程的顺时针P-T轨迹.结合本区其它研究资料,本文认为西留古元古代变辉长岩是胶北地区古元古代地层沉积之前一次地壳伸展作用的产物,并于古元古代晚期(1.95～1.80Ga)卷入了胶北碰撞造山作用过程.     

胶北太古宙早期锆石U-Pb定年及Hf同位素研究：华北克拉通古老陆壳增生及再循环的证据

古老陆壳物质的发现与鉴别是探索地球早期陆壳形成与演化历史的重要内容之一,锆石U-Pb年龄结合Hf同位素研究是该研究的重要手段。本文通过对胶北地体内一个长英质副片麻岩中的锆石开展系统的原位U-Pb定年和微量、稀土元素分析,获得了多个太古宙早期的锆石。根据这些锆石的阴极发光图像、Th/U比值及稀土元素球粒陨石标准化配分模式,它们具有典型岩浆锆石的特征,其中2个分析点给出了3413Ma和3400Ma(~3.4Ga)的锆石U-Pb年龄,7个分析点给出3547±19Ma(MSWD=1.16)的锆石U-Pb年龄,指示太古宙早期的陆壳岩浆事件;结合华北克拉通其它地区的类似研究结果,暗示华北克拉通可能曾经存在比现今出露面积更大的太古宙早期的古老陆壳。这些古老锆石的Hf同位素分析显示,它们的εHf(t)值在-6.19~0.95之间,平均为-2.54,两阶段Hf模式年龄在3737~4353Ma之间,平均值为~4.1Ga,远大于锆石的U-Pb年龄,指示华北克拉通存在~4.1Ga的地壳增生作用及古老陆壳(3.55Ga)的再循环。     

川西峨边地区金口河辉绿岩脉SHRIMP锆石U-Pb年龄及其对Rodinia裂解的启示

川西金口河地区中元古代峨边群中发育大量基性侵入岩,其具体侵位时间对厘定峨边群的时限、研究扬子西缘前寒武纪构造属性具有重要意义。对峨边群枷担桥组层型剖面中一条辉绿岩脉进行了SHRIMP锆石U-Pb定年。结果表明,该辉绿岩脉的锆石发育清楚且宽缓的内部环带结构,具有较高的Th/U比值,属典型基性岩浆成因的锆石,其206Pb/238U年龄加权平均值为(813.4±8.2)Ma(MSWD=0.56),代表了该辉绿岩脉的侵位时间,也限定了峨边群枷担桥组的上限年龄。综合扬子西缘新元古代中期基性岩浆活动的最新同位素年龄,证实存在2个主要的活动期：830~800Ma和780~745Ma,且830~800Ma期间基性岩浆活动的峰值年龄为(821±2)Ma。这与前人总结的华南和澳大利亚同期基性岩浆活动的年龄分布特征完全一致,暗示川西金口河辉绿岩脉的形成可能与新元古代导致Rodinia超大陆裂解的地幔柱幕式活动有关。     

山东半岛高压麻粒岩中花岗质浅色脉体的成因

山东半岛早前寒武纪变质基底部分熔融现象十分发育,常见新生的花岗质浅色脉体呈形态各异的网脉状、细脉状、不规则的透镜状、雾迷状分布于高压基性麻粒岩中。锆石中矿物包体的激光拉曼鉴定、阴极发光图像分析、锆石原位LA-ICP-MSU-Pb定年以及稀土元素、微量元素分析的综合研究结果表明,山东半岛早前寒武纪变质基底在麻粒岩相变质作用的同时伴随着明显的部分熔融作用。花岗质浅色脉体中的锆石具有完好的自形晶形态,矿物包体主要为石英(Qtz)+钾长石(Kfs)+斜长石(Pl)±磷灰石(Ap),与花岗质脉体矿物组成完全一致,相应的阴极发光图像自核部到边部均显示明显的岩浆结晶环带。这些新生锆石U含量变化较大(31×10-6～779×10-6)、Th含量(0.03×10-6～1.3×10-6)和相应的Th/U比值(<0.0081)异常偏低,其稀土元素配分模式具有重稀土HREE相对平坦、中等-强烈的负Eu异常(Eu/Eu*=0.13～0.65)和显著的正Ce异常(Ce/Ce*=11～32)的特点。新生锆石的上述性质与世界典型地区混合岩中深熔锆石的特征十分相似,充分表明研究区花岗质浅色脉体中的锆石为深熔成因。野外及室内系统的岩相学观察发现,花岗质浅色脉体的寄主岩石——高压基性麻粒岩并未显示含水矿物脱水(如角闪石)熔融和长英质矿物部分熔融的证据,而其围岩如孔兹岩系则保存含水矿物(如黑云母)脱水熔融和长英质矿物部分熔融的确凿证据。此外,高压基性麻粒岩中的花岗质浅色脉体集中分布于构造变形相对较强、破碎较明显的部位。由此可见,高压麻粒岩中的花岗质浅色脉体不是寄主岩石深熔作用的产物,而更有可能来源于围岩变质表壳岩(如孔兹岩系)的部分熔融。深熔锆石LA-ICP-MSU-Pb定年结果表明,四十个相同性质锆石微区记录了十分一致的207Pb/206Pb年龄,集中变化于1870±11Ma至1843±20Ma(2σ)之间,加权平均年龄为1859.6±2.2Ma(MSWD=0.74),应代表研究区早前寒武纪变质基底的深熔时代。该组年龄比研究区变质杂岩峰期高压麻粒岩相变质时代(1900～1866Ma)明显偏新,而与峰后近等温减压中-低压麻粒岩相退变质时代(1855～1830Ma)大致相当,表明研究区深熔作用与碰撞造山带构造"热"抬升减压过程存在密切的成因关系。区域强烈的深熔事件是导致高压麻粒岩相岩石发生明显退变的主要控制因素之一。     

牙形石SHRIMP微区原位氧同位素分析方法

氧同位素温度计已被用于古温度变化研究多年。生物化石磷酸盐中的氧同位素组成对古气候环境变化响应灵敏,牙形石在古生代到中生代的古海洋地层中广泛存在,并具有较为重要的地层学意义,是研究古温度变化的最佳样品之一。SHRIMP具备高分辨、高灵敏、高精度和微量及原位微区分析的特点,可以进行20μm范围内的原位(in-situ)同位素分析。本文介绍了作者利用SHRIMP IIe-MC建立的牙形石微区原位氧同位素分析方法,这是国内关于该方法的首次报导。本文对磷灰石标准样Durango进行了测定,连续七昼夜获得的253次测定结果,平均值为δ18 Oapatite=9.78‰±0.29‰,与该标准参考值δ18 Oapatite=9.81‰±0.25‰(Williams,未刊资料)一致。作者并以二叠系—三叠系界线上下海水温度变化研究为示范,对采自西藏文布当桑二叠系—三叠系剖面上的49个层位中的237件牙形石样品进行了914个氧同位素分析,为研究二叠系—三叠系界线上发生的生物灭绝事件前后的海水温度变化提供了可靠详实的数据。     

北苏鲁威海地区超基性岩的原岩形成时代和超高压变质时代

超基性岩是苏鲁超高压变质地体中一类特殊且十分重要的岩石类型,它们通常呈规模不一的块状、条带状或不规则透镜状 (体) 赋存于区域大面积出露的花岗质片麻岩中。锆石中矿物包体激光拉曼测试、阴极发光图像分析和不同性质锆石LA-ICP-MS U-Pb定年等综合研究结果表明,北苏鲁威海地区含橄榄石辉石岩 (样品W1和W2) 中锆石的成因十分复杂,可进一步划分3种不同类型锆石。其中第一类锆石呈自形-半自形晶,阴极发光图像显示清晰的岩浆结晶环带,矿物包体主要为Ol+Cpx+Ap, 记录的²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb年龄为1835~1845Ma,应代表含橄榄石辉石岩的原岩形成时代;第二类为变质重结晶锆石,呈半自形-他形晶,阴极发光图像显示模糊的岩浆结晶环带,矿物包体与第一类完全一致,记录的²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄变化范围大,为250~784Ma之间,表明部分继承性岩浆结晶锆石明显受到后期岩浆-变质热事件的影响而发生不完全重结晶和Pb丢失,进而使其记录的年龄相对偏新;第三类锆石呈他形晶,为典型的变质锆石,阴极发光图像十分均匀,矿物包体相对少见,主要为Grt+Cpx,记录的²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄为230~234Ma, 且与苏鲁地体榴辉岩及其围岩中含柯石英锆石微区记录的超高压变质年龄 (225~235Ma) 十分一致,应代表含橄榄石辉石岩的峰期超高压变质时代。超基性岩中超高压变质锆石的准确识别表明苏鲁地体在峰期超高压变质阶段的确存在流体,流体的存在对超高压变质锆石的形成起着至关重要的作用。该项研究不仅准确厘定北苏鲁威海地区超基性岩的原岩形成时代和超高压变质时代,而且对于深入探讨苏鲁-大别超高压地体流体行为、演化规律及其水-岩相互作用机理具有重要的科学意义。