宁芜盆地钟姑矿田典型铁矿成矿岩体Hf-O同位素特征及地质意义

钟姑矿田位于宁芜盆地南部,受矿田内格状构造控制产出一系列早白垩世(129~132Ma)闪长岩及二长岩类侵入体,与铁矿床的形成密切相关,而区域内成矿岩体的研究尤其是岩浆岩的起源和演化有待进一步探讨。本次工作以矿田内的姑山辉石闪长玢岩、龙山辉石闪长岩、白象山闪长岩、钟九闪长岩和太平山二长岩等与铁成矿有关的岩体为研究对象,开展LA-ICP-MS原位锆石Hf同位素和SHRIMP原位O同位素研究。结果显示,钟姑矿田各成矿岩体具有较一致的锆石Hf-O同位素组成,~(176)Hf/~(177)Hf值为0.282425~0.282695,εHf(t)值为-12.3~-3.9,tDM2范围在1.26~1.86Ga;锆石δ18O集中于3.34‰~8.05‰,捕获锆石的176Hf/177Hf比值为0.282324~0.282487,εHf(t)=-15.8~-10.1,锆石tDM2年龄在1.72~20.8Ga之间,锆石δ~(18)O相对集中于5.90‰~6.51‰。钟姑矿田岩浆岩起源于富集的岩石圈地幔,同位素特征指示其携带板块俯冲和蚀变洋壳信息,钟姑矿田的成岩成矿作用应与伸展背景下古太平洋板块俯冲有关。与长江中下游其他矿集区岩浆岩对比研究表明,包括宁芜在内的长江中下游地区岩浆岩具有相同的地幔源区,以铁矿床为主的宁芜和庐枞盆地岩浆岩源区成分以交代岩石圈地幔为主,而以铜陵、繁昌为代表的铜多金属成矿区的岩浆岩受长江中下游新元古代基底的更多影响。     

康定杂岩成因和构造意义——来自Hf同位素的证据

康定杂岩位于扬子地块西缘,通过对四川康定—冕宁—攀枝花—云南元谋地区出露的康定杂岩中基性、中性、酸性岩岩石学、锆石Lu-Hf同位素等多方面系统研究,确定这套岩石形成于岛弧环境。分析表明:康定杂岩中镁铁质侵入体锆石εHf(t)变化范围-4.2~+11.0,Hf模式年龄742~2386 Ma;长英质侵入体锆石εHf(t)变化范围-4.9~+9.4,Hf模式年龄为967~2707 Ma;暗示康定杂岩体复杂的构造成因。锆石Hf同位素分析表明其岩浆锆石具有与扬子地块西缘同时代镁铁质/长英质侵入体相似的Hf同位素组成,暗示其相似的岩浆起源。研究表明,康定杂岩为大洋俯冲背景下的产物,镁铁质侵入体来源于较为亏损地幔源区,长英质侵入体为新生陆壳与古老地壳物质相互作用形成的产物。锆石Hf同位素数据表明,康定侵入体杂岩中锆石Hf-全岩Nd解耦,为"锆石效应"与少量地壳物质加入共同作用结果。结合岩石学、地层学、构造及地球化学证据综合表明,新元古代时期,扬子地块可能位于Gondwana超大陆的边缘,而不是澳大利亚与北美Laurentia古陆之间的连接部分。     

鄂西北构家河金矿床成矿流体特征

构家河金矿床位于南秦岭武当山西缘,产于绢云绿泥石英片岩和变石英砂岩之中,受韧性滑脱剪切构造带控制。矿化类型主要有破碎带蚀变岩型和石英脉型,其中前者形成了破碎带蚀变岩型主矿体,呈似层状或透镜状分布于近南北向断裂中,次矿体分布在北西和北东向次级断裂中,为石英脉型矿体。成矿作用包括3个阶段:石英-硫化物阶段、石英-硫化物-金银矿化阶段和石英-碳酸盐阶段。对主矿体石英-硫化物-金银矿化阶段和石英-碳酸盐阶段的流体包裹体进行了显微观察和测温,同时对不同阶段的石英和方解石、白云石等进行了D、O、C同位素测试。结果显示,包裹体以原生气液两相包裹体为主,且主要为富液相包裹体;石英-硫化物-金银矿化阶段包裹体均一温度集中于180~270℃,峰值为220℃,盐度和密度分别为1.40%~14.46%和0.60~0.97g/cm~3;石英-碳酸盐阶段均一温度峰值为170℃,盐度和密度分别为1.34%~7.31%和0.86~0.96g/cm~3;石英-硫化物-金银矿化阶段和石英-碳酸盐阶段石英的δD_(v-SMOW)值分别为-93.3%~70.9‰和-91.6%‰~-67.2‰,δ~(18)O_(v-SMOW)值为12.9‰~14.5‰和11.9‰~13.8‰;方解石和白云石的δ~(13)C_(V.PDB)值为-12.4‰~-12.0‰,δ~(18)O_(v-PDB)值为-18.4‰~-18.1‰。成矿流体特征显示该矿床初始成矿流体为中温、低盐度的变质热液,再结合区域成矿地质与成矿构造背景,认为构家河金矿为造山型金矿床。     

Geology and Lead–Sulphur Isotope Compositions of the Tongyu Volcanic-Hosted Massive Sulphide Copper Deposit in the Western Part of the North Qinling Orogen, China

The Tongyu copper deposit, located in the western part of the North Qinling Orogen, China, is one of several volcanic-hosted massive sulphide(VHMS) deposits with industrial value and is also a typical example of mineralization related to the subduction and metallogenesis during the Caledonian orogeny. We conducted systematic lead-sulphur isotope geochemical analyses of the Tongyu deposit to understand the possible ore-forming material sources and tectonic settings. Twenty-six sulphide samples yielded clustered δ~(34)S_(CDT) values of 1.13‰-3.36‰, average 2.22‰, and show a tower-type distribution,implying that the sulphur of the Tongyu copper deposit mainly originated from a mantle source. The Pb isotope compositions of sulphides(~(206)Pb/~(204)Pb = 17.59225-18.56354, average 18.32020; ~(207)Pb/~(204)Pb =15.51770-15.69381, average 15.66217; ~(208)Pb/~(204)Pb= 37.99969-39.06953, average 38.52722) are close to the values of the volcanic host rocks(~(206)Pb/~(204)Pb= 18.10678-18.26293, average 18.21158; ~(207)Pb/~(204)Pb =15.63196-15.68188, average 15.65345; ~(208)Pb/~(204)Pb= 38.43676-38.56360, average 38.49171), thus consistent with the Pb in ores and volcanic host rocks having been derived from a common source that was island-arc Pb related to oceanic crust subduction. The northward subduction of the Palaeo-Qinling oceanic crust triggered dehydration of the slab, which generated a large amount of high-oxygen-fugacity aqueous hydrothermal fluid. The fluid rose into the mantle wedge, activated and extracted metallogenic material and promoted partial melting of the mantle wedge. The magma and ore-forming fluid welled up and precipitated, finally forming the Tongyu VHMS copper deposit.     

内蒙古东乌旗巴彦都兰铜矿床地质和地球化学特征及其意义

内蒙古巴彦都兰铜矿床位于二连—东乌旗成矿带,该矿区出露下泥盆统泥鳅河组粉砂岩和海西中期黑云母花岗岩体,铜矿体呈脉状产出于泥鳅河组粉砂岩中,严格受断裂控制。主要金属矿物为黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿等,脉石矿物主要为石英和碳酸盐岩等。矿区黑云母花岗岩La-ICP-MS锆石~(206)Pb/~(238) U加权平均年龄为303.5 Ma±1.1 Ma,铜矿床属于晚古生代构造-岩浆作用的产物。岩石地球化学特征反映黑云母花岗岩属准铝质-弱过铝质高钾钙碱性系列,A/CNK值介于0.99~1.04之间,高碱(w(K_2O+Na_2O)=7.36%~8.73%),富钾(w(K_2O)/w(Na_2O)=1.08~1.66),其形成具有岛弧或后碰撞环境I型花岗岩特征;微量元素特征显示岩体可能形成于后碰撞伸展阶段早期的构造环境中。黄铜矿硫同位素组成介于0.1×10~(-3)~2.1×10~(-3)之间,反映成矿所需的硫可能来自于岩浆,巴彦都兰铜矿区花岗岩很可能是成矿硫的提供者。     

黔西罐子窑铅锌矿床Pb同位素研究及地质意义

罐子窑铅锌矿床位于川、滇、黔铅锌成矿区东缘,矿体赋存于上泥盆统-下石炭统的白云质灰岩和白云岩中,呈似层状或陡倾斜脉状产出。在分析该矿床成矿地质条件的基础上,系统研究了矿石和围岩的Pb同位素组成特征,探讨了成矿时代与成矿物质来源。研究结果表明,该矿床矿石Pb同位素组成稳定,属于正常普通铅,利用H-H法计算获得了矿脉铅的主模式年龄150~169 Ma。研究表明该矿石Pb模式年龄应该代表矿床成矿年龄,反映Pb主成矿期在燕山期,燕山期NE向断裂(带)控制着本区铅锌矿体(点)的分布。同位素示踪结果显示本区矿石Pb同位素具有多来源特征,不同时代的碳酸盐岩围岩和基底岩石均为罐子窑铅锌矿床提供了成矿物质。综合研究认为,川、滇、黔铅锌成矿区内铅锌成矿具有多阶段、多旋回性,构造与同位素年代学均揭示,该成矿区存在较大规模的燕山期铅锌成矿作用,在今后的找矿研究工作中应当充分重视。     

北京连续降水水汽输送差异的同位素示踪

为了探讨连续降水过程中水汽输送的变化,应用NCEP/NCAR资料、HYSPLIT后向轨迹模拟及降水稳定同位素资料对北京22场连续降水的水汽输送差异进行了研究。结果表明:连续降水的水汽输送可分为西向水汽输送、远洋水汽输送、近海水汽输送、远源大陆水汽输送和局地大陆水汽输送5种类型,并以近海水汽输送和西向水汽输送为主（降水量占比60.8%）。不同水汽输送类型下降水δ18O的差异主要受水汽源区同位素富集程度及水汽输送途中降水过程的影响,降水氘盈余的变化反映出二次蒸发的影响及水汽源区大气相对湿度的差异。14场连续降水的水汽输送类型发生了变化,且降水δ18O值的变化能够较好地指示水汽输送类型的变化。该结果说明降水同位素特征能够为识别水汽输送类型提供有效信息。     

基于镭同位素分布的黄海和东海垂直混合速率计算

在黄海和东海采样测定了水体中的镭同位素分布,用平流扩散模型描述镭同位素分布,最小二乘方法计算了垂直涡动扩散系数和上升流或下降流流速.结果给出北黄海中部、南黄海中部、浙江沿岸和台湾北部海域存在上升流,流速分别为0.46×10^-3cm·s^-1、0.17×10^-3~1.39×10^-3cm·s^-1、2.02×10^-3~3.04×10^-3 cm·s^-1和1.06×10^-3~2.51×10^-3 cm·s^-1.北黄海中部和东海东北部存在下降流.流速分别为-2.30×10^-3 cm·s^-1和-0.61×10^-3~-2.10×10^-3 cm·s^-1.计算同时给出的垂直涡动扩散系数为5.84~48.2 cm²·s^-1,平均值为22.3 cm²·s^-1.北黄海和浙江沿岸上升流流速与文献的结果一致;北黄海中部存在下降流与文献的结论一致.本研究结果与文献结果一致是对所建立的方法的肯定,也是对文献研究结果的支持.     

大荔人遗址黄土-古土壤剖面岩石磁学性质研究

自从大荔人化石被发现以来,其遗址剖面便成为研究热点.先前的研究主要集中在地层的对比划分与头盖骨年龄的推断方面,然而对于载磁矿物的鉴定及其古气候含义方面的研究却相对较少.鉴于此,本文运用热磁分析、饱和等温剩磁和剩磁矫顽力谱分析、磁滞回线分析、频率磁化率分析、热退磁分析等方法,对大荔人遗址剖面进行了系统的岩石磁学性质研究,鉴定出其主要载磁矿物为磁铁矿,赤铁矿,磁赤铁矿,磁畴状态主要是似单畴.磁铁矿,赤铁矿是样品中特征剩磁的携带者;主要起源于成土作用的超顺磁颗粒和新生成的亚铁磁性矿物,是古土壤样品磁化率增强的主要贡献者;古土壤中软磁性矿物的含量高于黄土.样品中磁赤铁矿的含量并不高.黄土-古土壤样品的频率磁化率曲线,古里雅冰芯氧同位素、细微粒浓度曲线,岐山五里铺剖面有机质含量曲线在古气候记录方面具有一致性,都展示出至少从MIS5以来,气候从冰期到间冰期的变化是渐变的,反之则表现了突变特征.上述岩石磁学研究丰富了大荔剖面的磁学领域研究内容,为相关课题的深入研究提供了依据.     

凡纳滨对虾不同生长阶段食物组成结构的研究

利用稳定同位素碳比率δ13C作为天然示踪物,对高位养殖池生态系统中人工饲料和天然饵料提供的能源物质对养殖凡纳滨对虾生长的贡献比率进行研究。结果表明:虾体的δ13C值受食物δ13C值的影响,由于其摄食饵料的δ13C值逐渐减小,虾体的δ13C值也逐渐降低,逐渐接近于最后人工饲料的δ13C值,试验虾体的δ13C值由养殖开始时的-19.52‰±0.09‰变为实验结束时的-21.74‰±0.17‰;对虾的食性在10d左右时发生转变,34d左右时人工饲料和浮游动物对虾体的能量贡献基本相同,养殖结束时对虾生长能量的97.29%±0.98%来源于人工饲料。