低δ18O岩浆岩的成因

具有显著低于正常幔源岩浆δ¹⁸O值的岩浆岩是地球上比较罕见的一种岩石,其形成需要特殊的岩浆过程。虽然岩浆分异过程基本上不改变氧同位素组成,但水岩反应可以明显改变岩石的氧同位素组成,高温水岩反应会导致岩石的氧同位素组成显著降低,这得到了理论计算的支持。对黄石高原流纹岩和冰岛玄武岩这两个典型的低δ¹⁸O岩浆实例的长期研究发现, 在地表遭受了高温热液蚀变的低δ¹⁸O岩石部分熔融或者被岩浆同化是形成低δ¹⁸O岩浆的重要机制,这通常通过裂谷构造带破火山口的垮塌来实现。塞舌尔和碾子山代表了结晶于低δ¹⁸O岩浆的花岗岩实例,其形成需要源区有亏损¹⁸O的地壳物质参与。大别-苏鲁造山带超高压变质岩亏损¹⁸O的幅度和这些亏损¹⁸O岩石的分布面积都非常令人瞩目。对这些超高压变质岩的原岩进行氧同位素研究,能够为其这些低δ¹⁸O岩石的成因提供有力的制约。目前已经在北淮阳花岗岩中报道了具有新元古代年龄和低δ¹⁸O 值的锆石。研究显示,这些花岗岩可能经历了两次高温水岩反应,第一次导致了低¹⁸O岩浆的形成和低δ¹⁸O值锆石的结晶,第二次则进一步降低了其它矿物的δ¹⁸O值,导致了氧同位素不平衡。对这些低δ¹⁸O花岗岩的深入研究,特别是进行原位微区分析,不仅有助于我们深入认识低δ¹⁸O岩浆的形成机理,而且有助于进一步理解水岩反应中元素和同位素的地球化学行为。     

大别-苏鲁造山带大理岩碳氧同位素地球化学研究

大别-苏鲁造山带的大理岩分布非常广泛,在三叠纪的陆-陆碰撞中,经受了不同程度的变质作用。本文对分布在大别地区北淮阳、苏家河、桐柏、宿松和苏鲁地区张八岭、五莲和坪上等地区的浅变质大理岩进行了碳氧同位素分析。结果发现,除了张八岭大理岩δ~(13)C值出现明显正异常(1‰～8‰)外,其他地区大理岩的δ~(13)C值均处于0±2‰(PDB)范围之内。所有地区大理岩的δ~(18)O值都有不同程度的降低,最低的δ~(18)O值达到4.5‰(SMOW)。与前人对大别-苏鲁超高压大理岩碳氧同位素研究结果相对比,我们发现大理岩δ~(13)C值分布与岩石是否经过超高压没有联系,而主要反映了其原岩沉积的时代和环境,并且其特征可以与发生在新元古代的冰川事件相关联。区域性的δ~(18)O值降低则说明,大部分岩石都经过了流体交换,并且流体的主要成分是水,含碳很少或者不舍碳,因此流体的来源是大气降水,可能与新元古代冰川溶融有关。     

角闪石族矿物的氧同位素分馏

利用增量方法和同位素交换技术,对角闪石族矿物的氧同位素分馏进行了理论计算和实验测定。理论结果表明,不同化学成分的角闪石之间存在一定的氧同位素分馏,其13O富集顺序为:钠闪石>蓝闪石>铁闪石>阳起石=镁铁门石≥直闪石≥透闪石>普通角闪石>铝直闪石>韭闪石。高温条件下(>500℃),角闪石相对于水亏损¹⁸O达1‰至3‰。实验进行在有少量流体存在的条件下,温度为520℃至680℃。所确定的方解石-透闪石氧同位素分馏系数与理论计算值在误差范围内完全一致。理论和实验确定的石英-透闪石分馏曲线均显着低于已知的经验校准曲线,反映了变质岩中含角闪石矿物集合体内部的退化同位素再平衡。     

超高压变质矿物中的多相固体包裹体研究进展

大陆碰撞过程中熔/流体的组成和演化是研究大陆深俯冲动力学的重要内容,而超高压岩石记录了大陆俯冲和折返过程中的熔/流体-岩石相互作用,因而是研究大陆碰撞过程中熔/流体组成和演化的天然实验室。大陆俯冲带高压/超高压变质矿物中多相固体包裹体作为熔/流体活动的直接记录,为我们提供了揭示超高压变质过程中熔/流体演化的重要制约。近年来,围绕超高压岩石中多相固体包裹体的形成时间、演化过程及其所反映的俯冲带超高压变质熔/流体的组成和性质,进行了大量的研究工作。超高压岩石中多相固体包裹体的发现,为理解峰期超高压变质流体的组成和演化提供了重要制约,同时也为研究俯冲板片-地幔楔界面的熔/流体交代作用提供了新的途径。本文从多相固体包裹体形成机制、结构形态特征、矿物化学成分及其地质地球化学意义等方面,对于超高压变质岩中多相固体包裹体的研究现状和存在的问题进行系统地总结和探讨,以期促进多相固体包裹体的岩石学和地球化学研究。     

大别山榴辉岩中磷灰石的结构碳酸根

在大别山东南部的高压和超高压榴辉岩中发现磷灰石含有结构碳酸根。磷灰石主要以包裹体的形式存在于筛状变晶结构的石榴石中,其形成时间早于石榴石和榴辉岩的矿物组合。Ｘ射线衍射和傅立叶变换红外光谱研究表明,磷灰石中结构碳酸根替代「ＰＯ４」＾３－,表现为在１４５５－１４２２ｃｍ＾－１的吸收带,以及在１５０℃以下温度难以消除的在１６３０ｃｍ＾－１的吸附水,但常规Ｘ射线衍射和傅立叶变换红外光谱难以给出其含量。用EA－MS连线技术测量给出结构碳酸根的含量在0.95-5.24 CO2wt％。榴辉岩磷灰石中结构碳酸根的鉴定和碳含量的定量测定证明,在超高压变质过程中存在含CO2的峰变质流体。     

6217铀矿床成因的同位素地质研究

6217铀矿床产于花岗岩体内部,属花岗岩型铀矿床。该矿床勘探、研究的时间较长,北京铀矿地质研究所、华东地勘局270研究所和262大队等单位围绕该矿床开展了一系列地质和地球化学研究。但是,对于成矿溶液的来源、铀源等问题,一直处于争议之中。本文试图以同位素资料为依据,讨论6217矿床的成因问题。     

中国东南部花岗岩的碳含量和同位素比值

本文应用ＥＡ－ＭＳ连续技术（将元素分析仪（ＥＡ）与气体质谱仪（ＭＳ）连接起来,进行硅酸盐岩石微量碳的含量和同位素比值测定）首次测定了中国东南部花岗岩及其部分磷灰石的全碳含量和同位素组成,结果发现,这些花岗岩的碳含量和同位素组成分布较宽（碳含量为０．０４％～０．７９％,δ＾１３Ｃ值为－７．５‰～－３７．０‰）。磷灰石与全岩的δ＾１３Ｃ呈正相关关系,指示自花岗岩浆上升到结晶以来未受到同化混染或热液蚀变     

硅酸盐矿物氧同位素组成的激光分析

对于红外激光系统和紫外激光系统 ,由于它们加热样品的反应机理完全不同 ,决定了它们在稳定同位素地球化学分析中的不同使用范围。根据对CO2 激光系统分析地球化学样品的实践 ,发现对结果产生干扰的因素有 :(1)石英的粒径效应 ;(2 )微量样品接收电压过低 ;(3)分子筛的吸附能力 ;(4 )系统中的吸附水 ;(5 ) 14 N19F+ 对δ17O值的影响。由于石英的粒径效应而导致细粒石英 (粒径<2 5 0 μm)的δ18O值偏低 ,可以采用不聚焦激光的快速加热法来解决。由于样品量太少而决定了样品气体接收电压过低 ,导致δ18O值出现系统偏高或偏低 ,可以利用校正曲线对结果进行校正。分子筛吸附性能的下降会产生氧同位素的分馏 ,因此确定分子筛的使用寿命非常重要。系统中的吸附水利用氟化物试剂预氟化来去除 ,重要的是应避免在预氟化的过程中产生大量的HF腐蚀激光系统的BaF2 窗口玻璃并与部分矿物样品发生反应。     

北大别洪庙榴辉岩相岩石Sm-Nd年龄:峰期变质时代

前人工作认为北大别榴辉岩在榴辉岩相变质后,经历了麻粒岩相退变质作用,因此获得的Sm-Nd矿物等时线年龄代表了麻粒岩相变质时代.本文对北大别安徽洪庙百丈岩榴辉岩相岩石(辉石石榴石岩)的研究表明,该岩石经历了三叠纪超高压变质作用,经历了角闪岩相退变质.所研究样品在峰期变质之后是否经历了麻粒岩相退变质尚不能明确界定.结合矿物氧同位素体系平衡判据,辉石石榴石岩在峰期变质时达到了Sm-Nd同位素体系的均一化和平衡,并且在后期角闪岩相退变质中该同位素体系未出现明显的扰动,因此其Sm-Nd矿物等时线年龄[(225±14)Ma和(229±13)Ma]代表了榴辉岩相变质时代.同时,样品中矿物的同位素组成表明,在俯冲板块折返和退变质过程中,岩石受到外来和内部流体的不均匀作用,造成退变的单斜辉石在同位素组成上的不均一.