中天山天湖东铁钼矿含矿片麻状花岗岩年代学、地球化学和锆石Hf同位素-对于中天山早古生代构造演化的启示

以中天山东段的天湖东铁钼矿含矿花岗岩为例,在LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学测定其为早古生代花岗岩（（445.3±4.6） Ma）基础上,通过岩相学、地球化学及锆石原位Hf同位素组成等多方面研究,探讨该岩体的成岩作用及其构造背景。天湖东含矿片麻状花岗岩的主要矿物为斜长石、石英、钾长石,并含少量黑云母和角闪石等。全岩地球化学分析结果表明,该片麻状花岗岩高硅、弱富铝、富钙、富钠而贫钾,ASI值为0.68~0.82,属于准铝质钙碱性花岗岩,总体上富集大离子亲石元素（LILE）Rb、Ba等和轻稀土元素La、Ce、Nd等,而亏损高场强元素Nb、Ta、Ti、Yb等,轻重稀土分异明显,轻稀土分异较为明显,而重稀土分异不明显,表现出典型岛弧岩浆岩的地球化学特征。锆石的ε_Hf(445 Ma)值为-6.31~-1.77,二阶段Hf模式年龄（T_DM2）为1.538~1.825 Ga,表明该花岗岩的源区主要为壳源物质。综合分析上述资料,认为天湖东铁钼矿片麻状花岗岩是由俯冲过程中地壳物质重熔的产物。结合前人的研究和本课题组的新近研究成果认为,在早古生代时,中天山为岩浆弧构造环境,形成一系列的钙碱性岩浆岩,而该岩浆弧的形成可能是受到介于吐哈陆块和塔里木板块之间的古天山大洋在早古生代时期向南俯冲而形成的。     

高放废物地质处置北山预选区旧井和新场花岗岩填隙方解石同位素地球化学

为了探讨高放废物地质处置甘肃北山预选区旧井和新场预选地段的古地下流体来源、成因、化学演化历史以及水-岩相互作用,文章系统研究了该地段花岗岩填隙方解石的产出特征及其碳、氧、锶同位素的组成特征。测试结果表明,旧井和新场方解石的δ13 C组成均较稳定且为负值(分别为-11.6‰~-5.7‰和-9.9‰~-5.1‰);δ18 O分别为-0.7‰~19.7‰和10.9‰~21.9‰,旧井方解石具有更宽的δ18 O取值范围。87 Sr/86 Sr也略有差异,旧井为0.708584~0.718749,新场为0.708838~0.732967,二者随深度增加而呈明显的降低趋势。研究表明,北山预选区地下流体来源及成因较复杂,浅部地下水受大气降水的影响较大,深部流体则主要源于地下咸水,为低温流体蚀变成因。花岗岩裂隙中的水-岩反应强度总体较弱,地下水环境相对稳定。相比较而言,新场岩体深部的地球化学环境更稳定,更有利于高放废物的长期处置。     

华南晚奥陶世次火山岩的发现:早古生代与俯冲有关的英安岩?

华南早古生代花岗岩广泛分布,但同时代的(次)火山岩却很罕见.本次研究采用LA-ICPMS锆石U-Pb定年方法,结合微区原位Hf同位素分析,对南岭广东韶关地区的河口、上洞英安岩进行了系统研究.结果表明英安岩形成于448.7±1.7 Ma,为晚奥陶世岩浆活动产物.岩石为斑状结构,常见石英碎斑或港湾状石英斑晶,基质为隐晶质,具有典型浅成岩石特征.地球化学资料表明,这些岩石属于高钾钙碱性英安岩.英安岩微量元素显示了轻稀土富集、高场强元素(Ta、Nb)亏损和极低的Cr、Ni含量等明显火山弧岩浆特征.同位素数据显示河口、上洞英安岩全岩I_Sr=0.709 0~0.714 0,ε_Nd(t)=-8.9~-9.3,锆石ε_Hf(t)变化范围为-8.06~-3.80,与华南加里东期主要花岗岩类同位素特征一致,具有壳源属性.二阶段Hf模式年龄范围为1.67~1.93 Ga,与Nd模式年龄结果1.91~1.94 Ga相近;表明河口、上洞英安岩来源于古元古代结晶基底地壳物质.河口、上洞奥陶纪英安岩的发现,进一步证明该区早古生代存在俯冲岩浆活动,为研究华南早古生代地质事件提供了新的证据.      

全安盆地水文地质特征及热水成因分析

在简要分析全安盆地水文地质特征、地下水赋存条件及划分地下水类型基础上,对盆地西部周地—暖水塘地区地下热水形成原因、赋存环境进行研究,认为多期次构造运动形成的断裂、裂隙沟通深部地下热水是盆地热水来源的主要原因;采取地下热水样品并开展氢氧稳定同位素、逸出气体、水化学成份测试,认为地下热水由大气降水补给,长期水动态观测结果也显示大气降水与地下热水关系较密切。     

澜沧江河流沉积物碎屑锆石U-Pb年龄、Hf同位素组成及其地质意义

为研究澜沧江沉积物的物质来源及相邻地块的地壳生长和演化规律,利用LA-MC-ICP-MS分析技术,对澜沧江河流沉积物碎屑锆石进行了U-Pb年龄和Hf同位素研究。结果表明：锆石U-Pb年龄主要有5个年龄段,分别是＜177 Ma、201~418 Ma、428~544 Ma、581~1189 Ma和1406~2533 Ma,主要峰值为260 Ma、788 Ma、1 827 Ma和2 474 Ma。其年龄分布特征与北羌塘地块的年龄分布非常一致,说明澜沧江沉积物主要来源于北羌塘地块;结合Hf同位素分析结果,能够反映源区北羌塘地块的形成与演化历史。新太古代-中元古代是北羌塘地块从亏损地幔物质增生的地壳持续生长阶段,它们构成现今北羌塘地块全部地壳物质的78%以上,此后直到0.64 Ga,北羌塘地块的地壳增生作用基本结束。     

华南埃迪卡拉系斜坡相带碳稳定同位素特征

为验证碳稳定同位素特征在不同沉积环境的变化,选择了斜坡相带张家界田坪埃迪卡拉系剖面进行碳同位素的研究,系统采集了110件碳酸盐岩样品,并在中国地质调查局同位素地球化学开放研究实验室通过MAT-251质谱仪完成了碳、氧稳定同位素测试。测试结果显示,张家界田坪埃迪卡拉系剖面所记录的碳稳定同位素曲线,除了陡山沱组底部的负异常外,和任何已知的这一时期的碳同位素曲线均有较大的差异。从陡山沱组二段中下部开始,δ13 C表现为长期稳定的正漂移。大致在4.0‰附近波动,变化幅度在2.0‰~6.0‰之间,这一趋势一直延续至灯影组二段的中部,随后δ13 C逐渐减小,并在灯影组三段中部降至负值。从田坪剖面所处的古地理位置等因素的综合考虑,该剖面陡山沱组碳同位素δ13C值既受控于氧化还原界面的迁移,同时,也叠加了碳酸盐岩风化作用的影响;而灯影组的碳同位素δ13C值则更多地受控于海平面的变化。     

铜陵矿集区冬瓜山矿床斑岩-矽卡岩型矿床成矿作用过程中的Cu同位素地球化学行为初步研究

本文报道了长江中下游铜陵矿集区内冬瓜山斑岩-矽卡岩型Cu-Au矿床中硫化物、石英闪长岩体和赋矿围岩的Cu同位素组成特征.其中,硫化物的δ65 Cu变化范围为-0.54‰～0.95‰,变化范围较大,达1.5‰,表明高温成矿体系下铜同位素发生分馏,铜同位素具有示踪高温成矿作用过程的潜力.不同空间位置的黄铜矿的铜同位素组成呈现出空间分带特征,表现为从岩体和斑岩型矿体→近岩体矽卡岩→矽卡岩型矿体,随着远离岩体,黄铜矿的铜同位素组成逐渐变重.导致斑岩-矽卡岩型矿床铜同位素出现空间分带的主要原因是矿化过程中铜同位素发生分馏.并且,对于冬瓜山矿床来讲,导致铜同位素组成空间分带的分馏不是发生在Cu在气-液两相之间分配的过程中,而是发生在硫化物从流体中沉淀出来的过程中.在硫化物的沉淀过程中,铜的重同位素优先在流体中富集,轻同位素在沉淀中富集,随着流体向外迁移,硫化物沉淀的进行,残余热液流体会逐渐富集铜的重同位素.硫化物的铜同位素组成可以用来反演和指示成矿流体的迁移方向.     

页岩气勘查开发对含水层潜在甲烷污染成因机理

我国页岩气资源潜力丰富,勘查开发刚起步,环境保护工作需要基本理论和技术方法支撑。文章围绕我国页岩气勘查开发规划,以保障国家能源安全为宗旨,针对页岩气勘查开发过程中环境影响热点课题——含水层潜在甲烷污染成因机理问题,对其研究意义和国外研究现状进行了系统的分析和综述。得出目前国外该领域的研究可归纳为:(1)含水层中多种不同成因来源甲烷识别研究;(2)含水层甲烷污染途径与迁移通道识别技术研究。然而以上研究存在缺乏系统性证据或模拟中地质条件概化处理过于理想化等不足,有望在以下几方面投入更多的研究:(1)建立含水层中多种不同成因来源甲烷判定指标体系;(2)不同成因来源甲烷的定量化分析方法;(3)复杂地质结构和地层条件下的多次脉冲式非达西流垂向迁移模拟。     

群孔抽水试验与同位素分析在煤矿水文地质勘查中的应用

田庄煤矿主采煤层为石炭系太原组16上及17煤层,威胁煤层开采的地下水水源主要为十下灰、十三、十四灰和奥灰含水层。其中十三、十四灰含水层水力联系密切,可按同一含水层看待。十下灰岩水为16上煤的直接充水水源,十三、十四灰灰岩水和奥灰灰岩水为16上及17煤层的底板间接充水水源,在构造地段有可能转化为直接充水水源。在研究煤矿群孔放水试验的基础上,全面分析了氢氧同位素资料,结果表明井田内十下灰和奥灰含水层有各自的补、径、排系统,正常情况下水力联系较弱;十三、十四灰含水层与十下灰和奥灰含水层均发生着水力联系,在采掘及导水断层的影响下,其含水层间地下水联系变得更加密切。两种研究的结论基本一致,增加了成果的科学性和可信性。     

西天山铁木里克铁矿床矿物学及稳定同位素特征

铁木里克铁矿是西天山阿吾拉勒成矿带上一个高品位的磁铁矿矿床,赋存于石炭纪大哈拉军山组火山岩中。矿区围岩蚀变较弱,主要以低温热液阶段的绿泥石化和绿帘石化为主。根据野外矿石组构以及镜下观察,该矿床可以划分为四个成矿阶段。目前该矿床的研究程度较低,矿床成因存在较大争议。磁铁矿和赤铁矿的电子探针结果显示,该矿床的形成与岩浆-热液系统密切相关;辉石和角闪石的电子探针结果显示,辉石未发生蚀变,只有角闪石轻微地发生了阳起石化。矿石中的黄铁矿硫同位素(0.1‰~2.9‰)显示具有深源地幔特征,磁铁矿的氧同位素(-2.7‰~0.5‰)暗示岩浆热液对成矿具有重要作用,以及成矿晚期低温热液过程对早先形成的磁铁矿起到了改造作用。结合区域铁矿带的成矿地质特征,本文认为铁木里克铁矿的形成主要与岩浆-热液系统密切相关,在大量磁铁矿形成之后,有少量成矿流体与海水混合,对矿床和围岩进行了低温热液蚀变,形成了充填在磁铁矿矿石气孔中的赤铁矿和黄铁矿。