释光年代学样品前处理流程

释光测年是第四纪年代学中应用较广泛的重要测年方法。释光技术的发展经历了热释光(Thermoluminescence,简写TL)阶段到光释光(Optically Stimulated Luminescence,简写OSL)阶段,测年研究的载体矿物主要是长石和石英。因测试目的不同,前处理方法有一定的差异。本文主要在前人工作的基础上,针对沉积物、陶瓷、暴露岩石三种释光测年样品的长石或石英获取方法进行总结,以期对释光测年样品前处理起到参考作用。     

晋蒙地区西施沟复式岩体锆石U-Pb年龄、地球化学特征及岩石成因

本文对晋蒙地区的西施沟复式岩体进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年、岩石地球化学特征研究,探讨了其岩石成因及其对华北克拉通北缘中生代构造岩浆演化的启示。该岩体的岩石类型从中性岩至酸性岩连续变化且以中性岩为主,内部广泛发育微粒闪长质包体,具明显的岩浆混合成因;锆石U-Pb定年结果显示其形成年龄为160.19±0.50Ma,为中晚侏罗世岩浆活动的产物;岩石地球化学数据表明,属于准铝(弱过铝)质的高钾钙碱性系列I型花岗岩;稀土总量(ΣREE)中等,轻重稀土分馏明显,无明显负铕异常;均富集轻稀土及大离子亲石元素(Ba、Rb、K),亏损高场强元素(Nb、Ta、P),具明显的陆壳成分特征;其形成可能与中晚侏罗世古太平洋板块的俯冲有关,为华北板块陆内造山作用的产物。     

PDC破岩条件下的岩石研磨性评价

岩石的研磨性是钻井过程中钻头的磨损预测及优化的重要因素。为了预测钻遇地层岩石的研磨性,建立了钻井过程中PDC复合片的磨损计算模型,从而得到了岩石研磨性的预测方法。首先,通过复合片与地层之间的受力分析并结合岩石的破碎条件,建立了不同钻压条件下地层对复合片的作用力计算模型。根据石英含量的概率密度分布情况,获得了岩石中参与磨损的颗粒与复合片底部的真实作用力。然后,根据PDC复合片磨损的几何原理,建立了地层对钻头复合片的磨损计算模型。通过室内实验对模型进行修正,分析了岩石各种属性对复合片磨损的影响规律,揭示了各参数影响复合片磨损的主次顺序依次为：弹性模量>石英含量>内摩擦角>表面粗糙度>泊松比>内聚力。基于该磨损模型建立了岩石研磨性评价指标,对制定了岩石研磨性的分级标准具有一定的借鉴意义。     

兰坪金顶超大型铅锌矿床含矿岩石沉积特征

云南兰坪金顶超大型铅锌矿含矿岩石的成因一直存在正常沉积和非正常沉积两种对立的观点。为了查明其成因,从矿区开采露头和岩芯观察描述出发,以矿区填图为基础,通过对含矿岩石的岩石学特征、粒度和沉积构造等相标志分析,确定了金顶超大型铅锌矿含矿岩石属于湖底扇深水重力流沉积,并识别出非沟道体系的液化流和沟道体系的砂质碎屑流、浊流等类型,进一步划分出内扇、中扇和外扇三个亚相。该湖底扇平面展布为自矿区东部至西部粒度明显由粗变细,岩性由厚层—块状灰岩岩块构成的角砾岩相逐渐过渡到交错层理发育的中细粒砂岩相,其中砂质碎屑流沉积体具有良好的储集层物性特征,亦是重要的含矿岩石,具有广阔的勘探前景。     

酸性火山岩早成岩期岩矿特征及其地质意义 ——以新西兰北岛Taupo火山带Waiotapu地热区火山喷口堆积物为例

新西兰北岛Waiotapu地热区位于Taupo火山带中部,以发育众多的第四纪酸性火山岩而闻名。通过 X衍射、电子探针、扫描电镜、激光拉曼等方法对区内一处于活动间歇期的小型火山口堆积物岩矿特征及特殊结构进行研究。结果表明,火山口堆积物可分为3类:1)球粒流纹岩,矿物组成为:α方石英-PO鳞石英—正长石、奥长石、紫苏辉石—钛铁矿(钛磁铁矿);2)流纹质晶屑熔结凝灰岩,矿物组成为:奥长石晶屑、塑性玻屑;3)硫磺土,矿物组成为:单质硫、长英质细粒岩屑。结合前人实验矿物学结论后认为,球粒流纹岩中的球粒体为富火山玻璃的流纹岩喷出堆积后在热水作用下脱玻化形成的,是酸性火山岩早成岩期表生蚀变阶段的标志;而流纹质熔结凝灰岩则为岩浆喷溢出地表后,在塑性流动中冷凝结晶形成的,是酸性火山岩早成岩期冷凝固结阶段的标志。在此基础上,提出了Waiotapu地热区酸性火山岩的表生蚀变模式,为酸性火山岩冷凝固结—表生蚀变阶段的岩矿特征及蚀变作用研究提供现代对比实例。     

西藏弄如日金矿床花岗斑岩年代学与岩石成因

弄如日矿区发育中新世浅成花岗闪长斑岩和二长花岗斑岩两类岩体,本文对这两类花岗斑岩体进行了LA-ICPMS锆石U-Pb定年和系统的岩体地质、岩石学和元素地球化学研究。结果显示,花岗闪长斑岩和二长花岗斑岩近于同期侵入,前者为未分异或弱分异花岗岩,后者为高分异花岗岩。花岗闪长斑岩和二长花岗斑岩的侵位年龄测试结果表明,前者形成时代为20. 3±0. 8Ma,后者形成于20. 20±0. 41Ma～20. 51±0. 52Ma。花岗闪长斑岩具有低硅、低钾、低碱、高铝的特点,SiO_2介于63. 37%～66. 78%之间,Al2O3变化于15. 14%～16. 04%,Na_2O+K_2O=4. 46%～5. 33%,A/CNK=1. 13～1. 26,稀土总量高,重稀土和Y含量低,具有埃达克质岩石的地球化学特点,主体为Ⅰ型花岗岩。二长花岗斑岩具有高硅、高钾、高碱、低铝、稀土总量低的特点,SiO_2=70. 46%～77. 17%,Al_2O_3=12. 22%～15. 06%,Na_2O+K_2O=7. 14%～7. 98%,A/CNK=1. 03～1. 21,稀土总量低,为Ⅰ型花岗岩。两种岩石稀土元素分配典线呈右倾型,均富集大离子亲石元素(Rb、Ba等),亏损高场强元素(Nb、Ta、Zr);此外,花岗闪长斑岩轻重稀土分馏明显,而二长花岗斑岩中稀土和重稀土分馏不明显。花岗闪长斑岩形成于弄如日矿区加厚下地壳中变基性岩的部分熔融,变基性岩很可能是榴辉岩(可能含有角闪石),部分熔融后的残留物以石榴石为主,含金红石。二长花岗斑岩可能是由花岗闪长斑岩浆通过分离结晶衍生而来,分离结晶的矿物包括斜长石、黑云母、钾长石、钛铁矿、榍石、磷灰石等。综合研究表明,弄如日金矿成矿时代略晚于花岗闪长斑岩侵位,成矿与花岗闪长斑岩及其分异的二长花岗斑岩关系密切。花岗闪长斑岩及二长花岗斑岩的侵位时代及成因研究,对揭示弄如日金矿矿床成因有重要意义,也为区域寻找该类矿床指明了方向。     

藏南冈底斯岩基东段中新世中酸性高Sr/Y比岩浆岩的地球化学特征及成因探讨

藏南冈底斯带广泛发育中新世中酸性高Sr/Y比岩浆岩,对该类型岩石的成因研究可为藏南后碰撞岩浆活动提供良好的记录和约束。通过对冈底斯带东段中酸性岩浆岩进行锆石U-Pb年代学研究表明,该中酸性岩浆岩形成于16～18Ma,为中新世时期;全岩地球化学数据表明岩浆岩具有高SiO_2含量( 64%),高钾富钠,高Sr、低Y和高Sr/Y比,轻稀土富集、重稀土亏损且较平坦的特征,显示出埃达克质岩的地球化学亲缘性;与冈底斯带中段～14Ma埃达克质闪长玢岩脉相比,冈底斯带东段的中新世岩浆岩具有更高的K含量;锆石Hf同位素分析结果表明,中新世中酸性岩浆岩具有正的且变化较大的εHf(t)值(+1. 2～+14. 4);全岩(La/Yb)N值对中新世地壳厚度的估算结果为77～84km,处于壳幔边界处。综合上述数据分析表明,冈底斯带东段中新世中酸性高Sr/Y岩浆岩的成因为拉萨地块加厚下地壳(占主体的新生下地壳+少量古老地壳)的部分熔融,并在源区残留了石榴子石和角闪石,造成熔融的热量来源可能为拉萨地体岩石圈根部拆沉导致的热扰动。     

大陆岩石圈伸展与斑岩铜矿成矿作用

华南地区自古生代以来一直属于陆内构造演化环境。华南陆内伸展型斑岩铜矿主要形成于早侏罗世、晚侏罗世和早白垩世3个时期,其中晚侏罗世成矿期与华南中生代大规模钨锡成矿作用的形成基本属于一个时期。这些斑岩型矿床的时空分布与同时期的俯冲带在时间上和空间上具有明显不协调的关系,且与俯冲有关的、后俯冲伸展背景以及陆陆碰撞有关的斑岩铜矿的线性分布特点明显不同,尤其是早白垩世斑岩铜矿的分布明显呈面状分布,与华南中生代地壳明显减薄的区域基本一致。虽然这3个时期的斑岩型铜矿在地球化学上显示出弧岩浆岩的特点,但是地质事实证明在这3个时期,华南岩石圈发生了明显的伸展作用,尽管每个时期华南不同地区岩石圈伸展的程度可能不同。因此,我们把华南这种类型的斑岩铜矿归称之为"陆内伸展型"斑岩铜矿。陆内伸展型斑岩铜矿的成矿机制可能是岩石圈伸展背景下软流圈上涌导致陆下岩石圈地幔或者下地壳被改造有关。     

华北西部贺兰山中段黄旗口花岗岩成因及地质意义

华北克拉通孔兹岩带内发育类型复杂的各类岩石,是记录和反演华北西部早期块体拼合以及岩浆作用、变质演化的重要对象,而其中段发育的出露面积广阔、岩性复杂的黄旗口花岗岩体的研究还较为薄弱.在野外地质和岩相学研究基础上,主要报道了贺兰山中段黄旗口花岗岩的主、微量元素和Sr-Nd同位素组成,对岩体的源区特征、成因及地质意义进行了探讨.黄旗口复式花岗岩体主要由早期正长花岗岩、二长花岗岩和晚期英云闪长岩组成.两期岩体具有高K₂O（2.97%~6.71%）含量,A/CNK均大于1.1,但晚期侵入单元较早期岩石更贫硅、富铝.两期岩体都表现为轻稀土富集、Eu负异常的特点,且强烈富集K、Rb、Th等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素.岩石87Sr/86Sr初始比值变化范围较大,可能是后期改造的结果;ε_Nd（t）变化在+1.81~+4.90,对应的Nd同位素模式年龄T_DM1为2.10~2.37 Ga,T_DM2为2.10~2.35 Ga.这些特征表明黄旗口岩体为S型花岗岩,可能来自该区归属于孔兹岩的赵池沟组岩系的部分熔融,并可能有地幔岩浆的参与.结合区域变质、岩浆事件的综合研究成果,认为黄旗口不同期次的花岗岩具有造山带花岗岩的特征,分别形成于阴山地块和鄂尔多斯地块碰撞拼合以及造山后伸展的不同阶段.      

拉萨地块措勤-隆格尔地区铁矿床成岩时代、岩石成因及构造环境指示

为深入了解中北部拉萨地块构造背景,利用LA-ICP-MS技术对洛布勒铁矿床成矿花岗闪长岩锆石进行了U-Th-Pb同位素测定,分析了隆格尔、洛布勒铁矿床侵入岩岩石地球化学和Sr-Nd-Pb同位素组成.获得洛布勒花岗闪长岩锆石U-Pb年龄为111.3±1.6 Ma(MSWD=0.61,n=9).隆格尔和洛布勒铁矿床侵入岩高硅(66.63%~69.02%和64.33%~64.82%)、富碱(全碱为5.91%~6.40%和5.81%~6.05%)、低A/CNK(0.91~0.97和0.94~0.95)、SiO2与P2O5含量负相关;稀土元素总量较低(∑REE为123.11×10^-6~148.83×10^-6和96.17×10^-6~101.92×10^-6),球粒陨石标准化配分模式图右倾,弱Eu负异常(0.70~0.82和0.79~0.81),富集大离子亲石元素Rb、Th、U、K、Pb等,亏损Ba和高场强元素Nb、Ta、Sr、Ti等.隆格尔花岗岩全岩和斜长石(206Pb/204Pb)t为18.474和18.626,(207Pb/204Pb)t为15.657和15.722,(208Pb/204Pb)t为38.592和39.145,(87Sr/86Sr)i为0.704 757 6和0.707 047 3,(143Nd/144Nd)i为0.512 281和0.512 339,εNd(t)为-4.13和-2.99,tDM2为1.15 Ga和1.24 Ga;洛布勒花岗闪长岩(206Pb/204Pb)t比值为18.281,(207Pb/204Pb)t比值为15.616,(208Pb/204Pb)t比值为38.369,(87Sr/86Sr)i为0.706 551 4;(143Nd/144Nd)i为0.512 309,εNd(t)为-3.62,tDM2为1.20 Ga.结果表明,措勤-隆格尔铁矿床成矿侵入岩为中钾-高钾钙碱性岩I型花岗岩,为早白垩世晚期岛弧岩浆活动产物,岩浆源于地壳物质部分熔融,岩浆演化过程经历了壳幔岩浆混合和围岩混染.结合前人研究成果,通过对比白垩纪中北部拉萨地块和南部羌塘地块成矿事件的差异,提出中北部拉萨地块113±3 Ma岩浆活动和Fe(-Cu)成矿事件与向南俯冲的班公湖-怒江洋壳发生断离有关.