中国东部A型花岗岩形成时代及物质来源的Nd—Sr—O同位素地球化学制约

对中国东部A型花岗岩有代表性的碾子山、山海关、崂山、苏州以及魁岐岩体的Nd-Sr-O同位素地球化学组成进行了系统研究。经过筛选的全岩Rb-Sr等时线拟合结果表明,基本未遭受岩浆期后大气降水交换的苏州和魁岐Rb-Sr等时线年龄分别是108±10Ma和109±5Ma,它们代表岩浆冷却结晶时代。其它遭受热液蚀变较为显著的碾子山、山海关以及崂山岩体Rb-Sr等时线年龄的地质意义不明确。全岩εNd(t)、(87Sr/86Sr)0以及锆石δ18O综合示踪研究表明,中国东部A型花岗岩可能起源于曾经历过高温海水热液交换的再循环下部俯冲洋壳的部分熔融。模型计算结果表明,碾子山、山海关以及崂山等岩体所表现出的εNd(t)-δ18O脱耦变化与大洋沉积物析出流体与下覆辉长岩洋壳之间不同程度的交代有关。在此基础上,提出了中国东部A型花岗岩统一的成因模式,并对其地球动力学意义进行了讨论。     

苏州A型花岗岩氢氧同位素地球化学研究

对苏州Ａ型花岗岩氢氧同位素组成进行了系统深入的研究,其全岩δ１８Ｏ值为＋３．５‰～＋９．２‰,全岩δＤ值在－８１‰～－５９‰之间变化。主要造岩矿物对保持氧同位素平衡分馏的样品,其Ｄ亏损主要受单阶段岩浆去气机理的制约。部分全岩样品表现出不同程度Ｄ－１８Ｏ同步亏损,这种亏损要受岩浆期后固相线下与外来渗透大气降水之间进行同位素交换机理的制约。石英δ１８Ｏ值基本正常,石英与碱性长石之间氧同位素不平衡分馏特征表明,苏州Ａ型花岗岩整体上起源于亏损１８Ｏ源区物质通过地球动力学再循环产生低δ１８Ｏ岩浆的可能性不大。根据氢氧同位素实测值和理论模型计算结果,推测苏州Ａ型花岗岩浆δＤ和δ１８Ｏ初始值分别为－５０±５‰和７．５±１．０‰,这排除了岩浆起源于曾经历过化学风化循环的地壳上部岩石的可能性。     

中国东部碱性花岗岩氢氧同位素特征及其地球动力学意义

对中国东部五个有代表性的碱性花岗岩体氢氧同位素研究表明,δ18O基本正常的苏州和福州碱性花岗岩D亏损分别受单阶段与连续岩浆去气作用的影响,后期大气降水的扰动相对较弱．D-18O同步亏损特征明显的碾子山和山海关碱性花岗岩则主要受岩浆期后大气降水高温亚固态同位素交换机理的制约青岛复式花岗岩基则较为复杂,可能受岩浆去气与晚期大气降水交换的联合作用．未明显受后期地质作用扰动、典型的中国东部碱性花岗岩浆氢氧同位素组成分别为δD＝（50±5）‰和δ18＝（7．5±1．0）‰这表明中国东部碱性花岗岩是由稳定同位素组成基本正常的内地壳或上地幔物质通过低程度部分熔融产生的,而不是由再循环亏损源区物质产生的低δ18O岩浆结晶分异形成的．中国东部碱性花岗岩总体上表现出的D亏损纬度效应,预示自中生代以来其所在板块位置未发生过大规模水平位移同时,碱性花岗岩与拉张环境之间的内在联系表明,至少在中生代中国东部大陆岩石圈地壳处于拉张减薄状态．     

第二届全国化学地球动力学高级研讨会在合肥召开

由中国科学院主办、中国科学技术大学承办的“第二届全国化学地球动力学高级研讨会”于2000年2月15～17日在安徽省合肥市举行。来自高校系统和中国科学院、国土资源部所属单位的80余人出席了会议，代表们就近年来化学地球动力学的最新进展和发展方向进行了深入研讨。     

地幔矿物的氧同位素分馏

采用增量方法,计算了地幔矿物(特别是MgsiO_3和Mg_2SiO_4同质多相变体)的氧同位素分馏.结果表明,地幔矿物相之间存在如下~(18)O富集顺序:辉石(Mg,Fe,Ca)_2Si_2O_6>橄榄石(Mg,Fe)_2SiO_4>尖晶石型(Mg,Fe)_2SiO_4>铁铁矿型(Mg,Fe,Ca)SiO_3>钙钛矿型(Mg,Fe,Ca)SiO_3.如果地幔内部处于氧同位素完全平衡状态,由于地幔不同深度矿物相化学组成与晶体结构的差异,预计过渡带中尖晶石结构的硅酸盐矿物比下地幔钙钛矿结构的硅酸盐矿物相对富集~(18)O,但相对于上地幔中的橄榄石和辉石亏损~(18)O,从而出现地幔的氧同位素分层.如果假定全球范围同位素平衡,地球内部的化学结构可用下述~(18)O富集顺序来描述:上地壳>下地壳>上地幔>过渡带>下地幔>地核.     

大别山中生代中酸性岩浆岩锆石U-Pb定年、元素和氧同位素地球化学研究

对大别山中生代主簿源、天柱山和团岭中酸性岩浆岩进行了锆石U-Pb定年、全岩主量和微量元素分析以及全岩和单矿物的氧同位素分析。结果表明,这些富钾的中酸性侵入岩表现出明显的轻稀土富集和高场强元素(Nb、P和Ti)负异常,与围岩片麻岩之间具有类似的微量元素分布特征和初始Sr-Nd-Ph同位素组成。锆石U-Pb年龄指示了早白垩世(121～131Ma)的岩浆结晶年龄。通过CL照相和SHRIMP定年在某些锆石颗粒中发现了老的继承核,年龄分别为742～815Ma和222Ma。这些新元古代和三叠纪核年龄分别与大别-苏鲁造山带超高压变火成岩原岩年龄和超高压变质年龄一致。尽管石英和锆石具有较小的δ~(18)O值变化范围(石英:6.30‰～8.66‰,锆石:4.14‰～6.11‰),全岩和其它单矿物氧同位素比值变化较大(全岩:0.07‰～7.13‰,钾长石:0.55‰～7.40‰,斜长石:-4.88‰～6.96‰),大多数锆石具有与正常地幔锆石(5.3±0.3‰)一致的δ~(18)O值。大多数样品的石英-锆石之间保存了氧同位素平衡分馏,而其它矿物(如,钾长石、斜长石、黑云母和角闪石)与锆石之间则大多表现出明显的氧同位素不平衡分馏,指示它们受到了岩浆期后亚固相水-岩相互作用的扰动。元素和同位素特征表明,大别山中生代中性岩起源于加厚基性下地壳的脱水部分熔融,在岩浆侵位过程中伴随有结晶分异作用;而花岗岩则起源于与北大别TTG正片麻岩具有相似化学组成的中性地壳的部分熔融。因此,大别山中生代中酸性岩岩浆源区是三叠纪扬子陆块俯冲产生的加厚地壳,形成机制可能与早白垩世地幔超柱事件热扰动所引起的部分熔融有关。     

大别造山带天柱山中生代中酸性岩成因的REE配分定量模拟

大量的同位素地质年代学和地球化学研究表明,大别山中生代中酸性岩为俯冲扬子陆壳再循环的产物．REE配分的定量模拟计算结果表明,与基性下地壳相似的北大别基性闪长质片麻岩部分熔融并经过结晶分异能够形成与天柱山中性岩类似的稀土元素组成,而与中性地壳相似的北大别中性灰色片麻岩部分熔融能够形成与天柱山花岗岩类似的稀土元素组成．残留相微量元素定量计算结果表明,大别山现今出露的中基性麻粒岩不是部分熔融后形成的残留体．早白垩世地幔超柱事件热扰动所引起的加厚地壳部分熔融后的残留体可能由于比重较大而拆离进入地幔,从而发生去山根作用和造山带的大面积隆起．     

中酸性硅酸盐熔体-水体系氢同位素分馏的压力效应

对0．2－2000MPa条件下钠长石熔体，钾长石熔体以及0．2－150MPa条件下流纹岩熔体－－水体系的氢同位素分馏实验数据进行了筹压拟合，发现硅酸盐熔体与水之间的氢同位素分馏存在显著的压力效应，在800，1000和1200度条件下对钠长石熔体，水体系和流夺熔体－－水体系氢同位素分馏压力方程进行的等温拟合表明，只有在特定的压力条件下才可以用钠长石熔体－水体系来近似流纹岩熔体－－水体系的氢同位素分馏行为，当压力超过临界值时，硅酸盐熔体－水体系氢同位素分馏会发生变化，本文拟合的硅酸盐熔体－水体系氢同位素分馏等值线在P－T空间的形态变化特征与矿物－水体系存在较大差异，依据流纹岩熔体与水之间氢同位素分馏的压力效应，成功地模拟了美国西部Glass Creek流纹岩δD值和水含量变化规律与岩浆去气之间的关系。     

成矿流体来源δD-δ~(18)O-~(87)Sr/~(86)Sr理论模型研究

利用D-~(18)O-~(87)Sr/~(86)Sr封闭-静态多元同位素平衡分馏水/岩交换理论模型,对新疆阿尔泰多拉纳萨依强烈热液交代金矿床成矿流体的可能来源及其特征进行了理论模拟计算,结果表明成矿流体为变质热液、水-岩交换温度区间大致为250～350℃并且有效累积水/岩质量单位比较高(w/R(?)1),该金矿床的形成可能与晚古生代末阿尔泰碰撞造山阶段在弧后扩张盆地中发育的有限相系浅变质作用有直接的成因关系。