徐州北部西村苦橄玢岩地球化学特征及其与金伯利岩的对比

在江苏北部寻找金刚石原生矿的过程中,于徐州北部西村发现18条苦橄玢岩脉（管）。研究发现,在岩石地球化学方面,该区苦橄玢岩与山东、辽宁等地区的金伯利岩具有相似性：二者均属偏碱性超基性岩,徐州西村苦橄玢岩以MgO含量低,Al2O3、CaO、K2O含量偏高,w(Fe3+)/w(Fe2+)比＞1为特征,与碳酸盐化金伯利岩的地球化学特征相似;二者的过渡族金属元素球粒陨石标准化配分曲线均为“M”型,且以显著的Ti、Nb正异常及陡倾斜为特征,稀土元素球粒陨石标准化配分曲线均显示轻稀土相对富集、重稀土相对亏损;辽宁、山东地区金伯利岩富集Nb,Nb与Cr、Ni、Co等呈正相关,而徐州西村苦橄玢岩中的Nb则与Cr、Ni、Co等呈负相关。这些地球化学特征说明,徐州西村苦橄玢岩与辽宁、山东地区的金伯利岩具有一定的成因联系,为该区金刚石找矿提供了有利线索。     

国内岩石类展教系统现状分析及关键技术研究

通过对国内地学类专业博物馆的广泛调研,基本查明了国内岩石类展览和教育系统(以下简称"展教系统")的现状,并对存在的主要问题进行了分析。主要体现在:(1)岩石类展教系统内容设计过于专业化,较为深奥和枯燥;(2)岩石展教形式"重展示、轻教育",以标本陈列为主,缺乏体验性、趣味性和互动性;(3)缺乏对岩石微观世界、深层次科学内容的挖掘和展示,岩石学在地球科学中的重要地位和意义体现不足。针对这些问题,课题组借鉴现代博物馆展教设计理念,结合先进的展教技术手段,对岩石类展教系统的一些关键技术进行了深入研究和探索,并成功研制出一套岩石类展教系统(示范)。该系统以中国著名的岩石地质景观为切入点,按照"宏观—手标本—微观"的内容设计主线,采用展教模型、多媒体实时动画生成、触摸屏、显微成像(偏光)、实时三维互动等技术手段,多层面、交互式地展示典型岩石的鉴定特征和相关岩石学知识。该系统的推广应用将对我国地学类博物馆的岩石科普工作起到重要的示范和指导作用,是一次重要的创新突破。     

热水沉积岩岩石学特征:以内蒙古二连盆地白音查干凹陷下白垩统腾格尔组为例*

内蒙古二连盆地白音查干凹陷下白垩统腾格尔组—都红木组发育1套热水沉积岩。通过岩心观察、显微镜下鉴定、扫描电镜、全岩X衍射和电子探针分析等手段,对研究区热水沉积岩的矿物组成、结构与构造特征、矿物组合关系进行系统研究,在此基础上进行岩石分类与命名。研究表明: 研究区热水沉积岩在岩心上表现为深灰色、灰色和灰褐色;其矿物组分复杂多样,以白云石和沸石(钠沸石和方沸石)为主要造岩矿物,黄铁矿、菱镁矿、菱铁矿、水镁铁石及重晶石为次要矿物,混有黏土矿物、石英、钾长石和斜长石等泥质陆源碎屑;热水沉积岩结构构造特征复杂多样,根据结构特征可以划分为热水内碎屑结构、泥晶结构和团块结构3种,依据构造特征可以划分为纹层状和条带状构造、网脉状构造、同生变形构造、角砾状构造、蝌蚪状构造、星散状构造、块状构造和韵律性构造8种构造类型;以主要的热水沉积矿物白云石、沸石及陆源的泥质物(黏土矿物、石英及长石)为三端元,以90%、75%、50%、25%、10%为界限,将研究区热水沉积岩划分为泥质白云岩、含沸石白云质泥岩及沸石岩,前两者是研究区的主要岩石类型。本区热水沉积岩岩石学特征的研究可为其他地区的热水沉积岩及其沉积模式研究奠定基础,可以进一步丰富现今的沉积学理论。     

西秦岭临潭地区十里墩组上段形成时代及物源:来自LA-ICP-MS碎屑锆石U-Pb年龄的证据

从前人的研究来看,十里墩组缺少限定其形成时代的标准化石,这导致其沉积时限尚有诸多争议,并且对于该套地层物源的相关研究甚少.以西秦岭临潭地区十里墩组上段碎屑岩为研究对象,进行LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究,探讨其形成时代及物源.结果表明:十里墩组上部层位的2个样品中最小锆石年龄组加权平均年龄为265.7±6.5 Ma,即十里墩组上段沉积时代应不老于265.7±6.5 Ma,综合古生物化石信息将其形成年代厘定为中晚二叠世.所获得碎屑锆石年龄可划分为4组:①显生宙年龄组,265~467 Ma;②新元古代年龄组,564~996 Ma,该组有小段峰值,峰值年龄为955 Ma;③中元古代年龄组,1 099~1 539 Ma;④古元古代-太古代年龄组,1 622~3 153 Ma,该组年龄又可细分为古元古代中晚期年龄段:1 622~2 194 Ma,峰值为1 902 Ma;古元古代早期-太古代年龄段:2 343~3 153 Ma,峰值为2 516 Ma.综合研究认为,十里墩组上段的物源具多元性,包括华北板块南缘、祁连造山带东段以及西秦岭北缘构造带,且华北板块南缘古老基底为其主要物源.据沉积相、岩相古地理以及区域构造演化分析认为,十里墩组上段沉积于扬子板块俯冲伴随勉略洋收敛所形成的弧后盆地北缘斜坡地带.      

藏南拿日雍措片麻岩穹窿淡色花岗岩稀有金属的富集

拿日雍措穹窿(错那洞穹窿)位于北喜马拉雅穹窿的东部,穹隆内花岗岩种类较多,有淡色花岗岩、含石榴子石淡色花岗岩、片理化淡色花岗岩、含石榴子石和含绿柱石伟晶岩.这些花岗岩为经历了斜长石、锆石、独居石、磷灰石、富Ti矿物等分离结晶作用而形成的高度演化花岗岩,相对于维氏世界花岗岩平均值,富集Bi、Cs、Li、Sn、Be、Pb、B、W、Ta等稀有金属成矿元素,略贫Nb元素.同时,围岩也相对富集稀有金属元素.全岩地球化学分析表明,引起拿日雍措穹隆淡色花岗岩富集稀有金属成矿元素的因素是分离结晶作用和热液交代作用.高度演化淡色花岗岩在喜马拉雅造山带广泛分布,铌铁矿、钽铁矿、锡石和绿柱石等稀有金属矿物已在多处露头被识别,暗示了喜马拉雅淡色花岗岩是未来稀有金属矿产勘探的重要靶区.     

内蒙古赤峰敖汉地区酸性火山岩的形成时代、地球化学特征及其意义

为对内蒙古敖汉地区酸性火山岩进行划分对比,对其进行了锆石U-Pb测年、地球化学分析.流纹岩和流纹质晶屑凝灰岩年龄分别为122.8±2.3 Ma、122.1±1.9 Ma,属于早白垩世义县组.晚侏罗世流纹岩SiO₂和全碱含量较高,Al₂O₃含量较低;稀土总量较低、具有负铕异常;富集Rb、Th、U、K,亏损Ba、Sr、P、Ti.早白垩世流纹岩SiO₂、全碱、Al₂O₃含量较高;稀土总量较高、稀土分馏明显、弱负铕异常;富集K、Rb、Ba、Th、U,亏损Nb、Ta、Sr、P、Ti.将敖汉地区晚侏罗世酸性火山岩进行了解体,首次将其大部分划为早白垩世义县组.晚侏罗世流纹岩可能为高分异流纹岩,形成于相对低的压力环境下,可能起源于中上地壳物质部分熔融.早白垩世流纹岩显示出埃达克质岩石的地球化学特征,可能形成于加厚的下地壳环境.      

大兴安岭北段扎兰屯地区斜长角闪岩年代学、地球化学和Hf同位素特征及其构造意义

扎兰屯地区位于贺根山-黑河构造带中段,发育叠加韧性变形的晚古生代岩浆岩,可较好地记录这一时期的构造演化历史,但其研究程度较低.在野外调查基础上,对扎兰屯头道沟花岗质糜棱岩中的斜长角闪岩构造透镜体进行年代学和地球化学研究,探讨其成岩、变质及构造意义.头道沟斜长角闪岩原岩为玄武安山岩,锆石LAICP-MS U-Pb年龄为373.0±2.6 Ma,相当于大民山组火山岩.该岩石属钠质岩石,富集大离子亲石元素和轻稀土元素,亏损高场强元素,锆石原位ε_Hf（t）为+5.39~+10.06,类似兴安岛弧的Hf同位素特征.上述特征暗示其原岩可能起源于蚀变洋壳流体交代亏损地幔演化而来的年轻下地壳,形成于板块消减带之上的前弧盆地.晚泥盆世在额尔古纳-兴安地块东南缘发育弧后、弧间和弧前盆地.斜长角闪岩变质年龄为~241.5±9.6 Ma,该变质可能与天山-兴蒙造山带演化晚期的伸展作用有关.      

辽东半岛丹东地区中生代花岗岩锆石U-Pb年龄、Hf同位素特征及其地质意义

为了确定辽东半岛丹东地区中生代花岗岩岩石类型、成岩时代及其形成构造背景.选取三股流岩体、五龙背岩体和丁岐山岩体开展岩相学、锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学、岩石地球化学和锆石Hf同位素地球化学研究.结果表明:三股流岩体由花岗闪长岩、似斑状黑云母二长花岗岩和中粗粒黑云母二长花岗岩组成,后两者成岩年龄分别为137.2±1.2 Ma和123.2±1.3 Ma;丁岐山岩体由中细粒碱长花岗岩、石英正长岩和石英二长岩组成,获得中细粒碱长花岗岩成岩年龄为121.1±1.5 Ma;五龙背岩体由中粗粒二长花岗岩组成,成岩年龄为146.8±0.8 Ma.元素和同位素地球化学特征表明,三股流岩体的花岗闪长岩为钾玄岩系列,似斑状黑云母二长花岗岩和中粗粒黑云母二长花岗岩以及五龙背岩体和丁岐山岩体均为高钾钙碱性,3个岩体不同岩石类型的A/CNK均小于1.1,为I型花岗岩;岩体均富集轻稀土元素和大离子亲石元素,亏损重稀土元素和高场强元素,具Eu负异常;ε_Hf（t）值为-22.40~-9.77,两阶段Hf模式年龄T_DM2为2 999~1 915 Ma,揭示三股流岩体、五龙背岩体和丁岐山岩体可能是古元古代古老地壳部分熔融形成.结合区域构造演化认为三股流岩体、五龙背岩体和丁岐山岩体均形成于活动大陆边缘,五龙背岩体形成于古太平洋板块向欧亚板块的俯冲挤压的构造背景,三股流岩体和丁岐山岩体形成于古太平洋板块向欧亚板块的俯冲后的伸展环境.      

高压-超高压变质岩石中不同成因的石榴石

石榴石是高压-超高压变质岩石中最重要的变质矿物之一,是研究俯冲带深部变质和熔融过程的理想研究对象.通过对俯冲带内不同条件下形成的石榴石进行详细研究,确定了岩浆成因、变质成因和转熔成因石榴石.岩浆石榴石是岩浆熔体在冷却过程中结晶形成,成分主要为锰铝榴石-铁铝榴石,通常含有石英、长石、磷灰石等晶体包裹体.变质石榴石是在亚固相条件下通过变质反应形成,包裹体为参与变质反应的矿物组合;进变质生长的石榴石通常显示核部到边部锰铝榴石降低的特征.转熔石榴石是在超固相条件下通过转熔反应形成,通常含有晶体包裹体,其中既有从转熔熔体结晶的矿物包裹体,也有转熔反应残留的矿物包裹体.对超高压变质岩石中转熔石榴石的识别,可以为深俯冲陆壳岩石的部分熔融提供重要的岩石学证据,是大陆俯冲带部分熔融研究的重要进展之一.      

大陆俯冲带大规模的变质流体活动:来自大别造山带超高压硬玉石英岩的记录

硬玉石英岩是一种稀少且与流体作用相关的变质岩,同时出露于高压或超高压洋壳和陆壳俯冲带中.通过对中国东部大别造山带中出露达50 km2的含柯石英的超高压硬玉石英岩进行研究,综合全岩主微量元素、矿物Mg-O同位素和锆石学研究.结果表明,硬玉石英岩的原岩为古元古代TTG岩石,经历过弱化学风化和强物理风化作用,然后在三叠纪时期受到围岩富黑云母片麻岩分解脱水而产生的大量重Mg同位素流体交代,从而形成硬玉石英岩.考虑到这种受流体交代成因的硬玉石英岩在大别山广泛出露,表明其在三叠纪大陆深俯冲过程中存在着大规模的变质流体活动,这项研究首次报道了大陆俯冲带有大规模的流体活动存在,同时也挑战了传统观点认为的大陆俯冲带缺乏岛弧岩浆作用主要原因是缺乏足够量的流体活动.