玄武岩分相Sm-Nd内部等时线定年方法流程

长期以来,对玄武岩精确测年一直是困扰地质学家的重大科学问题。玄武岩结构和组成特殊,岩石中矿物组成单一、锆石十分稀少,颗粒很细,采用物理方法挑选单矿物和锆石十分困难,很难应用内部等时线法和锆石U-Pb法研究其成岩时代。而全岩样品间因岩浆分异产生的147Sm/144Nd比值差别很小,等时线年龄相对误差较大;Rb含量很低,Rb/Sr比值很小,全岩Sm-Nd法、Rb-Sr法常常不能给出正确可信的年龄。根据内部等时线法原理,本文通过化学方法,采用王水和氢氟酸-硝酸对玄武岩样品进行分步溶解,分别对同一件样品的王水溶解相、王水不溶相和全岩开展Sm-Nd同位素组成分析。结果表明:通过不同酸介质分步溶解,可提取玄武岩中石英、透辉石、长石等矿物组合,该组合与其全岩具有相同的εNd(t)和一致的Nd同位素模式年龄;矿物与全岩构筑的内部等时线中,147Sm/144Nd比值的变化由全岩之间的0.005扩大到0.11,143Nd/144Nd值的变化由全岩的0.512500~0.512547扩大到0.512500~0.513145。通过该方法获得了与已有锆石U-Pb年龄在误差范围内一致的Sm-Nd等时线年龄:t=(991±21)Ma(MSWD=2.1)。通过对比研究,本文认为:玄武岩分相Sm-Nd内部等时线定年方法,适用于前寒武纪及更古老的玄武岩样品的年龄测定。该方法的建立不仅有效提高玄武岩Sm-Nd等时线定年成功率,也为其他隐晶质且不易挑出单矿物样品的年龄测定提供了新的思路。     

扬子陆核元古宙早期钾长花岗岩的地球化学研究

<正>扬子陆核崆岭地区的圈椅埫钾长花岗岩岩体是目前崆岭构造穹窿区唯一已有相对可信同位素年代学研究基础的古元古代晚期酸性岩浆作用的产物,因此成为了解扬子克拉通核部元古宙早期岩浆事件的代表性地质单元之一。本文以其为研究对象,系统研究了其年代学和地球化学特征,并据此对岩石成因和扬子陆核古元古代构造演化过程进行了探讨。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果表明,圈椅埫花岗岩形成年龄为1822±44 Ma,说明其为扬子陆核典型的元古宙早期岩浆活动产物。地球化学研究表明,该花     

中山市神湾镇晚中生代花岗岩风化壳剖面元素地球化学特征

选择珠三角沿海地区有代表性的中山市神湾镇三个晚中生代花岗岩风化壳剖面进行系统采样和主量、微量元素分析,研究了花岗岩风化壳剖面元素地球化学特征.花岗岩风化壳剖面自上而下可划分为淋溶层(E)、淀积层(B)、半风化层(C)和基岩层(R),不同层位的Si、Al、K、Rb、U、Nb、Ta、Hf、Th、Se含量均高于大陆上地壳相应...     

桂中昆仑关A型花岗岩锆石U-Pb年代学与地球化学特征

华南腹地燕山期岩浆活动、成因及其构造意义存在争议.本文选取桂中地区昆仑关花岗岩为研究对象,进行了系统的年代学、地球化学和Sm-Nd同位素研究.锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果为97.7±1.3 Ma（MSWD=1.6）,表明昆仑关花岗岩是燕山晚期岩浆活动产物.地球化学分析显示,岩体富硅（SiO₂=69.42%~72.52%）,富碱（全碱=7.43%~8.43%）,富钾（K₂O=4.00%~5.02%,K₂O/Na₂O比值=1.17~1.62）,富铝（Al₂O₃=13.65%~14.25%）,低钙（CaO=1.20%~2.78%）;富集Rb、Th、U、K、Pb,亏损Ba、Nb、Sr、P、Ti;轻稀土富集,重稀土亏损,具明显Eu负异常（δEu=0.45~0.61）,稀土元素分配图呈典型的"右倾"型;里德曼指数（δ）为2.06~2.41,属高钾钙碱性系列,铝饱和指数（A/CNK）为0.93~1.16,属准铝质-过铝质岩石.岩体的ε_Nd（t）介于-7.68~-10.31,二阶段Nd模式年龄（T_DM2）为1.52~1.73 Ga,均值1.58 Ga.岩石学、地球化学和Sm-Nd同位素特征表明昆仑关花岗岩为A型花岗岩,是在伸展构造环境中及低压、高温条件下由古元古代华夏基底部分熔融形成,并伴有幔源岩浆的混合.结合邻区同期次的岩浆活动和成矿作用,表明100~90 Ma华南腹地经历了一次重要的岩石圈拉张事件.      

铊同位素分析技术及其在地学中的应用

应用多接收电感耦合等离子质谱(MC-ICP-MS)等分析技术进行铊(Tl)同位素分析已成为非传统稳定同位素地球化学研究的重要内容之一.对近年来Tl同位素的实验测试方法及其地质应用的有关研究进展做了详细论述,包括Tl的地球化学行为、Tl同位素分析测试技术、同位素分馏机理、在各地质储库中的组成特征以及Tl同位素的地质应用等多个方面.这些研究表明该分析技术为行星科学、古海洋学、地幔地球化学、岩石成因以及矿床学等领域的研究提供了其他同位素分析方法难以获得的重要信息,充分展示了该分析技术在地球科学和环境科学领域的应用前景.      

大别造山带新太古代地壳岩石和古元古代混合岩化作用——来自锆石U-Pb年代学和Hf同位素证据

大别造山带北大别超高压变质带是研究秦岭-大别-苏鲁造山带古老基底演化过程的关键区域,其内广泛发育的混合岩长期被认为主要形成于中生代。本文对北大别团风一带新识别出的一套混合岩开展了锆石U-Pb定年和Hf同位素组成分析,结果显示,混合岩第一类锆石核部具有岩浆锆石特点,组成的不一致线上交点年龄为2850±86 Ma,该年龄代表了混合岩原岩年龄。第二类锆石具有变质深熔锆石特点,其加权平均²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb年龄为2011±12 Ma,代表了混合岩化的时间。岩浆锆石多数具有负的ε_Hf(t)值(—8.1～2.2),对应两阶段Hf同位素模式年龄(T_DM2)为3.6～3.0 Ga,表明原岩可能为大别造山带内古太古代地壳物质重熔形成,并可能在形成过程中伴有少量幔源物质加入。与之相比,变质锆石均具有正的ε_Hf(t)值(0.3～8.2),对应T_DM2为2.7～2.2 Ga,说明在混合岩化变质深熔过程中锆石Lu-Hf同位素体系完全开放,导致了锆石Hf同位素组成的升高。本文研究表...     

华北克拉通岩石圈减薄机制: 来自山东白垩纪基性-中基性岩浆岩Re-Os同位素地球化学特征的制约

对华北山东地区不同构造单元中生代白垩纪基性-中基性岩浆岩进行了系统的Re-Os同位素研究.侵入岩样品采自鲁西济南岩体、鲁中沂南岩体和胶东的观水岩墙群, 火山岩样品采自鲁西蒙阴、费县、方城青山群和鲁中安丘青山群.所有样品均以低Re(0.076×10-9~0.711×10-9)和Os(0.006×10-9~1.030×10-9)含量以及高放射成因Os同位素比值为特征, 其相应的初始187Os/188Os比值和γ_Os(t)值分别为0.131 6~0.529 1和4.30~319.00(安丘粗面安山岩分别高达1.463和1 060.000), 并具有较大变化范围(0.125~2.090 Ga)的Os同位素模式年龄.在Os-Nd和Os-Sr同位素关系图上, 这些样品分布于典型的岩石圈地幔与地壳端元组成之间, 显示壳-幔源岩浆混合特征.然而, 除1件观水岩体(MGS0610)和费县玄武岩之外, 各地质单元样品之间或所有的中生代岩浆岩作为整体, 样品的γ_Os(t)与(La/Ta)_N和(Th/Nb)_N比值间缺乏明显的相关关系, 说明样品的混源Os同位素并非来自岩浆作用过程中的地壳围岩混染.区内基性岩浆岩Os同位素模式年龄T_MA明显小于古生代地幔橄榄岩包体的Re亏损模式年龄(T_RD), 可能为地幔条件下源岩与再循环地壳物质发生交代作用后Re/Os比值升高所致.蒙阴高镁安山岩和沂南闪长岩在Yb-Re/Yb图解中大致位于中生代辉石岩包体与地壳端元之间, 也指示了下地壳拆沉后产生的熔体与地幔岩石可能发生了交代作用.蒙阴安山岩MMY-12(SiO₂=56.4%)具有古老壳源特征的Os同位素模式年龄(2.090 Ga)、高Mg#(64.6)和高Os含量(0.089×10-9), 为这一解释提供了有力的佐证.      

武当地块与扬子陆核区新元古代早期沉积岩碎屑锆石U-Pb年代学对比及其地质意义

系统收集并总结了武当地块与扬子陆核区(崆岭地区)已发表的新元古代沉积岩中碎屑锆石的U-Pb年代学数据,对二者的相互关系进行分析,并讨论了扬子克拉通北缘新元古代时期的构造演化过程及特征。对前人发表的年代学数据进行的统计和对比结果表明,武当地块沉积岩中碎屑锆石年龄谱记录了~710Ma和~2.5Ga的年龄峰值,同时缺乏3.0Ga年龄的锆石,表明其沉积物质来源可能并非扬子陆核区,其在新元古代之前可能作为一个独立的微陆块与扬子陆核区(崆岭地区)分离开来,二者于新元古代中期发生碰撞拼合而成为一个整体。     

扬子克拉通崆岭杂岩新太古代花岗片麻岩成因及其构造意义

以崆岭杂岩中新太古代花岗片麻岩为研究对象,系统研究了其锆石U-Pb年代学和全岩地球化学特征,并对其岩石成因和扬子陆核～3.0～2.6Ga构造演化过程进行了初步探讨.锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素测年结果表明,花岗片麻岩形成年龄为2 673±39Ma,且遭受了古元古代(2 042±27Ma)的高压麻粒岩相变质作用.地球化学研究表明,该套花岗片麻岩富Si,贫Mg、Cr、Ni,具有Eu、Sr和高场强元素的负异常.花岗片麻岩的εNd(t)值在-1.9～-0.1之间变化,对应两阶段Nd同位素模式年龄为3.15～3.01Ga,锆石饱和温度为789～825℃,显示岩体可能形成于初生长英质地壳物质在后碰撞伸展构造背景高温条件下部分熔融.结合前人已有的研究成果,认为以崆岭杂岩为代表的扬子陆核可能完整记录了～2.9～2.6Ga板块俯冲-碰撞-后碰撞与造山作用相关的完整过程.     

扬子陆核北崆岭地区“马槽园群”的新认识

扬子陆核北崆岭地区孔子河-樟村坪一带的"马槽园群"被认为是崆岭地区唯一出露的青白口纪沉积记录,对探讨扬子陆块在Rodinia超大陆中的位置及汇聚与裂解过程具有重要意义.通过对其进行岩石学、沉积学和碎屑锆石年代学研究,并与紧密伴存的南沱组进行对比,结果表明:"马槽园群"与南沱组的空间分布、砾石大小、分选、磨圆等特征相似,都体现了快速混杂堆积特点;最年轻锆石年龄限定"马槽园群"沉积时代晚于786 Ma,南沱组则在657~635 Ma之间,两者具有相似的碎屑锆石年龄谱特征.由此表明北崆岭地区的这套杂砾岩为新元古代冰碛岩,可与区域上南沱组对比,同属Marinoan冰期产物,而不能以马槽园群称之;其沉积物源来自于邻近崆岭杂岩、黄陵花岗岩和神农架群.