大别山榴辉岩氢氧同位素组成及其地球动力学意义

对大别山东部超高压榴辉岩氧同位素研究表明,这些榴辉岩的δ~(18)O值分布表现出显著不均一性,从低达一2.6‰变化至十7.0‰.榴辉岩中各矿物之间的氧同位素分馏达到并保持了平衡,表明岩石在遭受超高压变质作用之前与亏损~(18)O的流体进行过相互作用.含羟基矿物的δD值为一 5l‰～一83‰,指示参与的流体是古大气降水,它与榴辉岩原岩(某种玄武质岩石)发生过显著的氧同位素交换.超高压变质榴辉岩中大气降水同位素信息的保存表明,这种榴辉告的原岩曾经出露于大陆地壳表面,并且当包含榴辉岩原岩的板块俯冲至地幔深度时,地壳与地幔之间的物质交换非常有限,因此滞留时间非常短暂(<20 Ma).不同矿物对的氧同位素平衡温度基本一致,反映出这种超高压变质榴辉告在地幔深度下形成之后,经历了一个快速的冷却和上升过程.     

TC/EA-MS在线分析方法对矿物中水含量和氢同位素组成的测定

对矿物中氢同位素的分析,传统的U/Zn转化法分析需要大量的样品,尤其对名义上无水矿物(NAMs)的分析,需要300 mg以上的样品,因此对于样品量比较少的矿物无法分析.     

超高压榴辉岩-片麻岩接触带矿物氢同位素和水含量变化

本文利用中国大陆科学钻探工程岩心样品连续取样的优势,对苏鲁造山带超高压榴辉岩-片麻岩过渡带进行了石榴石和绿辉石的氢同位素、全水含量和羟基含量的联合研究,结果为研究深俯冲大陆板块折返过程中变质流体的来源和可获得性提供了重要的制约.     

岩石中碳同位素比值的EA—MS测定及其地球化学应用

将元素分析仪与气体质谱仪连接起来,能够进行硅酸盐岩石微量碳的含量和同位素比值测定。本文介绍了笔者建立这－ＥＡ－ＭＳ连续技术对天然岩石样品方法中全碳的含量和同位素组成,结果发现这些岩石普遍含有较高的轻碳。     

东大别黄镇和石马地区榴辉岩及其中磷灰石的碳同位素研究

应用ＥＡ－ＭＳ在线技术,对大别山东南部太湖附近黄镇和石马两地榴辉岩及其中的磷灰石进行了碳同位素分析．结果得到,榴辉岩全岩的δ~１３Ｃ值变化较大（＋１．５‰～－３０．７‰）,而所含磷灰石中结构碳酸根的６~１３Ｃ值变化较小并显著亏损~１３Ｃ（－２１．０‰～－２８．１‰）．部分榴辉岩具有高的全岩~δ１３Ｃ值,指示其形成后受到过含ＣＯ_２流体的退化蚀变．低的磷灰石δ１３Ｃ值指示,榴辉岩中含有地表有机碳,因此证明这些榴辉岩的原岩曾出露过地表,在超高压变质阶段流体以亏损~１３Ｃ为特征。     

大别造山带超高压变质岩稳定同位素地球化学

通过对大别造山带超高压变质岩的氢、氧和碳同位素地球化学研究，发现了显著的稳定同位素异常。结果对扬子板块向华北板块的俯冲提供了如下化学地球动力学制约： (1)北大别榴辉岩和基性麻粒岩与南大别超高压榴辉岩和片麻岩一样，具有较低的δ 18O值，表明它们在板块俯冲前经历了高温地表水热液蚀变，在超高压变质阶段流体以亏损 13C为特征； (2)部分低δ 18O值榴辉岩的共存矿物对之间保存了氧同位素平衡分馏，记录了榴辉岩相变质温度，指示这些榴辉岩在地幔的居留时间较短，折返初期的冷却速率较大； (3)退变质作用过程中存在显著的差异性氢氧同位素交换，早期阶段流体具有内部缓冲性质，而晚期则具有外部来源； (4)东大别大理岩显著富集 13C，反映出其母岩灰岩的沉积环境为封闭的大陆边缘盆地，西大别苏家河大理岩的δ 13C值接近于正常海相碳酸盐，指示其母岩形成环境为宽广开阔的海洋。     

大别山双河超高压变质矿物Ｏ同位素平衡及其对Sm-Nd和Rb-Sr等时线年龄有效性的制约

对大别造山带双河超高压榴辉岩和片麻岩Sm-Nd和Rb-Sr等时线矿物进行了O同位素地质测温。尽管Sm-Nd等时线给出一致的三叠纪年龄(213~238 Ma)，同一样品Rb-Sr等时线却给出侏罗纪年龄(171~174 Ma)。片麻岩、榴辉岩和榴闪岩矿物对O同位素测温得到600~720℃和420~550℃两组温度，分别对应于约225±5 Ma榴辉岩相变质和约175±5 Ma角闪岩相退变质条件下停止同位素扩散交换的温度。同一样品三叠纪Sm-Nd等时线年龄的保存、侏罗纪Rb-Sr等时线年龄的出现以及有规律的O同位素温度，表明在角闪岩相退变质过程中，Sr和O在含水矿物（如黑云母和角闪石）中的扩散速率在手标本尺度上比石榴石Nd和多硅白云母Sr的扩散速率快。     

硅酸盐和金属氧化物矿物氧同位素组成的CO2激光氟化分析

我室采用MIR-10型CO2激光器,在一种富BrF5的氛围中使激光对硅酸盐和氧化物矿物样品加热形成O2,经多次纯化后用5A的分子筛吸收,再直接送至气体质谱仪进行氧同位素比值测定.这个实验流程与传统方法相比的改进不仅在使用激光加热技术及样品的放置上,而且在直接采用O2而不是CO2进行质谱测定.采用O2进行直接分析的优点不仅避免了向CO2转化过程中的潜在同位素分馏,而且能够得到样品的δ17O值,因此为宇宙样品分析提供了可能.CO2激光氟化技术的优点是所需样品量小(可低达1～2 mg),因此能够分析微小岩石区域或单矿物晶体内的氧同位素分布.同时,激光可以达到非常高的温度(＞4000K),因此能够对某些难熔矿物(如锆石、蓝晶石、橄榄石等)进行氧同位素分析.     

皖东侵入岩矿物Rb-Sr和Ar-Ar年代学及其与氧同位素平衡之间的关系

为探讨花岗质岩石中矿物O同位素平衡与Rb Sr矿物等时线年龄有效性之间的关系 ,测定了皖东屯仓与横山两个石英二长岩体中单矿物的Rb Sr和O同位素组成以及角闪石和黑云母的Ar Ar年龄。屯仓岩体的石英 -角闪石对温度为 5 4 5± 2 5℃ ,石英 -黑云母对温度为 4 6 0± 2 0℃ ,石英 -斜长石对温度 385± 4 0℃。横山岩体的石英 -角闪石对温度为 5 30± 2 5℃ ,石英 -黑云母对温度为 390± 15℃和石英 -斜长石对温度 2 85± 35℃。反映封闭体系中矿物在冷却过程中的退化交换再平衡。矿物间的氧同位素平衡对应于有地质意义的Rb Sr矿物等时线年龄。屯仓岩体的全岩 -角闪石 -斜长石Rb Sr等时线年龄 (12 8.4± 4 .7Ma)与角闪石的Ar Ar年龄 (12 5 .5 1± 0 .5 5Ma)在误差范围内一致 ,全岩 -角闪石 -斜长石 -黑云母Rb Sr等时线年龄 (12 0 .3± 2 .6Ma)与黑云母的Ar Ar年龄 (118.0± 0 .1Ma)一致。横山岩体的全岩 -角闪石 -斜长石Rb Sr矿物等时线年龄 (10 8± 15Ma)比角闪石的Ar Ar年龄 (12 5 .7± 1.8Ma)低 ,全岩 -角闪石 -斜长石 -黑云母Rb Sr等时线年龄 (118.6± 1.2Ma)小于黑云母的Ar Ar年龄 (12 0 .0± 0 .2Ma)。Rb Sr等时线年龄小于Ar Ar年龄是由于长石的蚀变引起的。大的等时线误差是由于Rb/Sr比值变化范围太小     

榴辉岩中石榴子石退变质环带对高压变质矿物之间Nd,O同位素平衡的影响

一产于大别山北部铙钹寨面理化橄榄岩中的强变形榴辉岩的石榴子石具有退变质环带 ,表现为边部CaO含量下降和MnO含量升高 ,指示Ca和Mn在石榴子石具有较快的扩散速率。该榴辉岩中石榴子石 +绿辉石连线给出的Sm Nd年龄为 187± 5Ma ,显著小于大别山南部超高压榴辉岩及北部榴辉岩的Sm Nd年龄 (分别为 2 2 1± 5～ 2 2 8± 3Ma和 2 10± 6～ 2 14± 6Ma)。这一偏低的Sm Nd年龄可能是由于石榴子石退变质环带引起14 3 Nd/ 14 4 Nd降低所造成的。对该样品石榴子石、绿辉石和石英的δ18O测定表明 ,这些矿物之间的实测分馏值小于它们在 5 0 0～ 90 0℃条件下的平衡分馏值 ,从而证明它们之间存在氧同位素不平衡。榴辉岩中石榴子石的退变质环带也可造成绿辉石与石榴子石之间显著的Nd同位素和氧同位素不平衡现象。