等离子体质谱法测定玄武岩中微量元素三种样品预处理方法的比较

在测定玄武岩的微量元素时,为了保证得到的微量元素结果反映源区特征,需经预处理去除玄武岩的孔洞中充填的碳酸盐等物质。选取雷州半岛新生代玄武岩三个样品,每一个样品用三种预处理方法进行预处理,等离子体质谱法测定其中的微量元素。分析结果表明,用稀硝酸浸泡样品,会导致玄武岩中大多数微量元素严重丢失,得到的数据失真;而用稀盐酸浸泡去除碳酸盐的方法基本不改变玄武岩中微量元素的含量。     

激光拉曼光谱法分析多种显微组分荧光变化及其应用

利用激发488 nm激光的氩离子激光器作为RENISHAW inVia型激光拉曼光谱仪的光源,建立了多种显微组分荧光变化(FAMM)分析方法,并对镜质体反射率明显抑制的东营凹陷有效烃源岩进行了测定。结果表明,东营凹陷有效烃源岩的有机质类型越好,镜质体反射率抑制程度越高,有效烃源岩的真实成熟度应主要处于0.64%~1.30%,而不是实测镜质体反射率所反映的0.37%~1.10%。     

内蒙古苏莫查干敖包特大型萤石矿床地质特征及成因

苏莫查干敖包矿床是迄今为正在全球范围内找到的最大规模单一萤石矿床.萤石矿体大多呈层状、似层状和透镜状沿下二叠统碳泥质板岩(夹灰岩透镜体)与流纹质火山岩接触带分布,并且与中生代花岗岩类侵入岩体具有密切的空间分布关系.流纹质火山岩和花岗岩的锆石SHRIMP U-Pb年龄值分别为(276±10)Ma和(138±4)Ma,它们分别是海西晚期和燕山中期酸性岩浆活动的产物.萤石矿体主要由4种类型矿石所构成,即石英-萤石型、石英-硫化物-萤石型、萤石-石英型和方解石-石英-萤石型.矿物组分有萤石、石英(蛋白石、玉髓)、方解石、绢云母和绿泥石,个别样品中有磁铁矿、黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、毒砂和锡石.围岩蚀变自矿体中心向外分别为绢云母化、硅化、碳酸盐化和高岭石化.钕、锶和铅同位素分析结果表明,萤石矿床是多期次和多阶段岩浆热液活动的产物,成矿作用分别发生在海西晚期和燕山中期,并以后者为主.海西晚期富碱质酸性岩浆喷发活动为层纹状和条带状矿体以及矿源层的形成创造了有利条件.相比之下,燕山中期花岗质岩浆侵入活动不仅为细晶质、伟晶质和角砾状矿体的形成提供了物质、动力和热力来源,而且是成矿流体对流循环的"发动机".苏莫查干敖包矿床属于与花岗岩类深成侵入岩体有关的热液型萤石矿床,成岩(矿)物质来自壳、幔混合源,其中壳源组分占有绝对优势.     

内蒙古正蓝旗羊蹄子山-磨石山钛矿区硅质岩地球化学特征及沉积环境意义

文章通过详细的野外地质调查和系统的岩石化学、稀土元素、微量元素及硅、氧同位素等研究,探讨了羊蹄子山-磨石山钛矿区无矿白色硅质岩和富钛硅质岩的成因及形成地质构造环境。研究结果表明,呈厚层状产出的无矿白色硅质岩具较高的SiO2、Al2O3含量及Al/(Al Fe Mn)、Al2O3/(Al2O3 Fe2O3)比值,稀土元素总量很低,其北美页岩标准化配分模式为向右倾的曲线,无明显铈异常和铕异常,表明其形成于受陆源影响的大陆边缘构造环境;赋矿岩系中薄层状富钛硅质岩的TiO2、Fe2O3、Cu、V含量较高,但Al/(Al Fe Mn)、Al2O3/(Al2O3 Fe2O3)比值较低,稀土元素总量较高,北美页岩标准化曲线为明显左倾型-平坦型,具弱的负铈异常,表明其形成于洋脊及附近环境。两种硅质岩的δ30Si值为变化较小的负值,与热水沉积和某些生物成因硅质岩的硅同位素组成相似,两者的δ18O值范围和平均值均相似。两类硅质岩的成因及形成构造环境不同,富钛硅质岩的地球化学特征表明,该矿床的形成与本区元古宙海底火山热液喷流作用有关。     

内蒙古敖包吐萤石矿床的Sr、Nd、Pb同位素地球化学特征

敖包吐萤石矿床是内蒙古北部苏莫查干地区单一萤石矿集区中的一个代表性矿床,产于早二叠世大石寨组火山-沉积岩与早白垩世敖包吐花岗岩的接触带上。文章通过分析该矿床岩、矿石的微量元素和稀土元素,揭示出萤石的成矿作用可分为2个阶段,即交代作用和充填作用。交代作用过程中大石寨组的结晶灰岩可能为萤石的形成提供了部分Ca来源,萤石矿石的稀土元素配分模式与海水基本类似,具有Ce负异常;成矿作用后期主要表现为充填作用,形成颗粒粗大的萤石,表现为重稀土元素富集的特征,并随着萤石的沉淀析出,稀土元素总量逐渐下降,反映出成矿流体经历了较长期的演化过程。各地层单元、花岗岩体和萤石矿石的Sr、Nd、Pb同位素研究表明,萤石的放射性同位素组成具有壳、幔源混合的特点,成矿物质来源具有多源性。早白垩世敖包吐花岗岩可能是萤石中F的主要来源,而大石寨组的结晶灰岩则可能提供了Ca。另外,Pb、Nd同位素的极大不均一性,有可能是成矿流体在运移过程中对艾力格庙群放射性组分的选择性吸收的结果。萤石成矿作用与钾玄岩的时空关系暗示了萤石的成矿过程可能是中国东部岩石圈减薄和下地壳的置换地质事件的结果。在构造转型的过程中,燕山中期富碱的酸性花岗岩浆的活动分异出富含F的成矿流体,与幔源流体混合,沿区域重新活化的深大断裂和大石寨组的层间破碎带上升,交代其间的灰岩透镜体,从而形成敖包吐中型萤石矿床。     

柴达木盆地北缘侏罗系不同沉积环境烃源岩生物标志物特征及其应用

柴达木盆地北缘地区侏罗系(中下侏罗统)的优质烃源岩主要发育于湖相与三角洲相环境。研究了不同时代、不同沉积环境中烃源岩的生物标志物组成特征,结果发现,有3类化合物的分布与组成差异显著,包括三环萜烷(C19、C20、C21)的分布型式、重排藿烷的丰度以及规则甾烷的相对组成。其中,不同时代的差异主要体现在规则甾烷组成上;而不同沉积环境的差异主要体现为三环萜烷(C19、C20、C21)的分布型式及重排藿烷的丰度。分析认为,这些差异与烃源岩的沉积环境及其生源组成有密切关系。据此,初步将这些参数应用于两方面研究,一是为划分地层沉积环境提供“生物标志物相标志”,二是研究油源对比,取得良好效果。因此,本文研究结果具有重要实用价值与参考意义。     

华北地台东部石炭系—二叠系优质煤储层形成分布控制因素

优质煤储层在此指厚度大、分布广、储集物性好的煤层。沉积相对优质煤储层的形成和分布有重要控制作用。通过浅海和泻湖淤积填平发育起来的潮坪环境和三角洲环境是最有利的优质煤储层形成环境,煤储层厚度大、分布广。沉积环境对煤储层中的灰分含量和镜质组含量有重要影响,而灰分含量和镜质组含量又直接影响煤储层的储集物性。灰分充填了煤储层中的孔隙,其含量越高,储集物性越差;镜质组有利于割理的形成,其含量越高,储集物性越好。由于在灰分含量、煤岩显微组分等方面的差异,潮坪环境沉积的煤储层的储集物性优于三角洲的煤储层,下三角洲平原沉积的煤储层优于上三角洲平原沉积的煤储层。海平面变化对优质煤储层的形成和分布也有重要控制作用。高位体系煤储层富集,单层厚度大,横向分布相当稳定,尤其是高位体系域晚期,是形成优质煤储层最有利的层位。而水进体系域煤储层稀少,单层厚度小,横向分布不稳定,不利于优质煤储层形成。     

高、低煤阶煤层气藏地质特征及控气作用差异性研究

高、低煤阶煤层气地质特征及控气作用差异性是研究煤层气富集成藏的重要组成部分,是煤层气勘探开发理论研究过程中重要的基础性研究领域之一。本文以中国沁水、阜新盆地和美国粉河盆地等典型的含气盆地为例,探讨了高、低煤阶煤层气的储层物性差异,分析了构造控气和水文地质控气作用的差异性。研究表明,高煤阶气藏含气量高,CH4百分含量高,δ13C1值大于-38.75‰,储层渗透率变化小,储层改造难,构造热事件对煤层气的生成、富集贡献大,持续的水动力使气藏遭到破坏,且破坏幅度大,现今地下水格局对气藏的形成具有一定的影响;低煤阶气藏含气量低,CH4百分含量低,δ13C1值大于-49.11‰,储层渗透率变化大,储层易改造,煤热演化史及煤阶影响着煤层气的生成、富集,在煤层气生成过程中活跃的水动力是甲烷生成的主要的水文地质条件之一,但持续的水动力使气藏遭到破坏,且破坏幅度小,而合适的地层水矿化度则是低煤阶煤层气生成的重要条件,地下水格局对气藏的调整和改造起到决定性的影响。     

Triassic Nb-enriched basalts, magnesian andesites, and adakites of the Qiangtang terrane (Central Tibet): evidence for metasomatism by slab-derived melts in the mantle wedge

New chronological, geochemical, and isotopic data are reported for Triassic (219–236 Ma) adakite-magnesian andesite-Nb-enriched basaltic rock associations from the Tuotuohe area, central Qiangtang terrane. The adakites and magnesian andesites are characterized by high Sr/Y (25–45), La/Yb (14–42) and Na₂O/K₂O (12–49) ratios, high Al₂O₃ (15.34–18.28 wt%) and moderate to high Sr concentrations (220–498 ppm) and ε_ND (t) (+0.86 to +1.21) values. Low enrichments of Th, Rb relative to Nb, and subequal normalized Nb and La contents, and enrichments of light rare earth elements combine to distinguish a group of Nb-enriched basaltic rocks (NEBs). They have positive ε_ND (t) (+2.57 to +5.16) values. Positive correlations between Th, La and Nb and an absence of negative Nb anomalies on mantle normalized plots indicate the NEBs are products of a mantle source metasomatized by a slab melt rather than by hydrous fluids. A continuous compositional variation between adakites and magnesian andesites confirms slab melt interaction with mantle peridotite. The spatial association of the NEBs with adakites and magnesian andesites define an “adakitic metasomatic volcanic series” recognized in many demonstrably subduction-related environments (e.g., Mindanao arc, Philippines; Kamchatka arc, Russia; and southern Baja California arc, Mexico). The age of the Touhuohe suite, and its correlation with Triassic NEB to the north indicates that volcanism derived from subduction-modified mantle was abundant prior to 220 Ma in the central Qiangtang terrane.     

An experimental study of the grain-scale processes of peridotite melting: implications for major and trace element distribution during equilibrium and disequilibrium melting

The grain-scale processes of peridotite melting were examined at 1,340°C and 1.5 GPa using reaction couples formed by juxtaposing pre-synthesized clinopyroxenite against pre-synthesized orthopyroxenite or harzburgite in graphite and platinum-lined molybdenum capsules. Reaction between the clinopyroxene and orthopyroxene-rich aggregates produces a melt-enriched, orthopyroxene-free, olivine + clinopyroxene reactive boundary layer. Major and trace element abundance in clinopyroxene vary systematically across the reactive boundary layer with compositional trends similar to the published clinopyroxene core-to-rim compositional variations in the bulk lherzolite partial melting studies conducted at similar P–T conditions. The growth of the reactive boundary layer takes place at the expense of the orthopyroxenite or harzburgite and is consistent with grain-scale processes that involve dissolution, precipitation, reprecipitation, and diffusive exchange between the interstitial melt and surrounding crystals. An important consequence of dissolution–reprecipitation during crystal-melt interaction is the dramatic decrease in diffusive reequilibration time between coexisting minerals and melt. This effect is especially important for high charged, slow diffusing cations during peridotite melting and melt-rock reaction. Apparent clinopyroxene-melt partition coefficients for REE, Sr, Y, Ti, and Zr, measured from reprecipitated clinopyroxene and coexisting melt in the reactive boundary layer, approach their equilibrium values reported in the literature. Disequilibrium melting models based on volume diffusion in solid limited mechanism are likely to significantly underestimate the rates at which major and trace elements in residual minerals reequilibrate with their surrounding melt. Electronic supplementary material  The online version of this article (doi:) contains supplementary material, which is available to authorized users.