岩石铷-锶和钐-钕同位素标准物质的研制

通常样品的87Sr/86Sr和143Nd/144Nd同位素比值分析采用SRM987、JNdi-1作为标准物质,它们分别是纯的碳酸盐和氧化物,适用于监控质谱测试过程。中国现有的钐-钕地质和铷-锶年龄标准物质,分别为玄武岩和钾长石,它们与很多地质样品的基质存在差别。仅有这两种基质的标准物质不能有效地监控不同地质样品Rb-Sr、Sm-Nd同位素分析过程,因此研制不同岩性的Rb-Sr、Sm-Nd同位素标准物质具有重要现实意义。本文采集中国典型地区的橄榄岩、榴辉岩和花岗岩作为候选物,严格按照《一级标准物质技术规范》（JJF 1006—1994）和《标准物质定值的通用原则及统计学原理》（JJF 1343—2012）等相关标准物质国家计量技术规范和国家标准,研制了橄榄岩、榴辉岩和花岗岩铷-锶、钐-钕同位素标准物质（编号为GBW04139、GBW04140、GBW04141）,其中橄榄岩标准物质适用于高Mg、Fe,低Rb、Nd含量样品的分析,榴辉岩和花岗岩标准物质适用于含有难溶副矿物的岩石样品的分析。每个标准物质具有6个特性量值,Rb、Sr、Sm和Nd含量分布分别为0.16~64μg/g、12~560μg/g、0.1~3.2μg/g和0.3~15.3μg/g,87Sr/86Sr比值分布为0.70446~0.71309,143Nd/144Nd比值分布为0.51115~0.51267,同位素比值精度达到或优于同类标准物质。这些特性量值更接近实际样品,使用时将更加有效和方便。该系列标准物质可用于校准仪器和评价方法,并能有效监控实验室此类样品的铷-锶、钐-钕同位素分析过程。     

柱色谱分离-分子筛络合洗脱过程中正构烷烃单体碳同位素分馏研究

应用气相色谱-气体同位素质谱（GC-C-IRMS）分析正构烷烃单体碳同位素之前,需要对饱和烃样品中正构烷烃和异构烷烃进行预分离、富集,在预分离和富集过程中正构烷烃单体碳同位素是否发生分馏是高精度分析正构烷烃单体碳同位素比值（δ13C）的关键。本文以正构烷烃混合溶液为对象,利用柱色谱、5Å分子筛络合、环己烷-正戊烷混合溶剂两次洗脱,GC-C-IRMS分析正构烷烃单体碳同位素,研究前处理过程中正构烷烃单体碳同位素是否发生分馏。结果表明：使用柱色谱分离前后,多数正构烷烃单体碳同位素比值相差-0.2‰~0.2‰;当5Å分子筛不完全络合时,未络合的正构烷烃单体碳同位素比值偏重约0.7‰,可能发生了微弱的碳同位素分馏,但并未影响洗脱后的正构烷烃单体碳同位素比值;使用环己烷-正戊烷混合溶剂洗脱前后,碳同位素比值相差-0.2‰~0.5‰,以同样方式洗脱第二次,获得的正构烷烃单体碳同位素比值与模拟样品相差-0.3‰~0.2‰。分析不同回收率（>20%）正构烷烃的单体碳同位素比值,处理前后的差值基本在0.3‰以内,可见当正构烷烃回收率低至20%左右时,其单体碳同位素仍未发生明显分馏。柱色谱分离-5Å分子筛络合-混合溶剂洗脱方法适用于回收率大于20%的正构烷烃单体碳同位素分析。     

朝鲜半岛平南盆地地质演化综述

平南盆地位于朝鲜半岛中部,处于华北克拉通（中朝克拉通）东缘;其演化历史长达10亿年,其地质记录为揭示东亚现今构造格局的形成提供重要制约。盆地发育中元古界-中生界,从下至上包括黄海群（1.3~1.1Ga）、祥原超群（1.0~0.9Ga,自下而上包括直岘群、祠堂隅群、默川群和灭岳山群等）、燕滩群（狗岘系,0.72~0.54Ga）、黄州系/超群（0.52~0.46Ga,包括下部黄州群和上部法洞群）和平安超群（0.33~0.24Ga）等5个构造层序;各单元之间均为平行不整合;沉积跨度超过10亿年,沉积物厚度累计达到15000m。另外,平南盆地南部发育临津群（0.42~0.35Ga）,该地层与中元古界上部-奥陶系很可能呈构造接触关系。平南盆地沉积中心自中元古代晚期从南部逐渐向北部转移,新元古代及早古生代均位于中部,二叠纪盆地沉积中心位于北部。平南盆地沉积碎屑锆石年龄则显示物源发生多期变化：中元古代以盆地北侧基底~1.8Ga峰期岩浆-变质作用岩石为主;中元古代晚期以同沉积就位的岩浆岩为主;新元古代以1.6~1.5Ga和1.2~1.1Ga峰期的岩浆岩为主;寒武纪以~2.5Ga和~1.8Ga峰值的变质基底岩石为主。以上变化反映了古地理格局的显著变化。推测新元古代早期及之前,华北克拉通曾与某个发育1.6~1.5Ga和1.2~1.1Ga岩浆作用的克拉通或者岩浆弧相邻（近邻或远邻）;地层记录了迄今所知新元古代最早的碳同位素负漂移（默川负漂移,~0.92Ga）,地层可能还记录了最晚的负漂移（燕滩负漂移,可能对应全球Gaskiers负漂移,~0.55Ga）,它们可能是对新元古代全球长期多次岩浆-裂解-冰期事件的响应。

     

新疆奇台县黄羊山石墨矿床特征、物质来源及成因

黄羊山石墨矿床位于新疆东准噶尔造山带南部的卡拉麦里地区东南段,是近年来新发现的国内外首个产于花岗岩体中的超大型石墨矿床。成矿地质条件、矿床地质特征研究表明,该矿床与黄羊山碱性花岗岩体具有密切的时空及成因联系,矿石具独特的球状构造,球体中石墨与长英质矿物及磁黄铁矿、黄铜矿等金属硫化物密切共生。为确定黄羊山石墨矿床的成因和成矿物质来源,本文开展了球状矿石中的石墨拉曼光谱分析和C同位素测试,对与石墨密切共生的金属硫化物开展S-Pb同位素分析。结果表明,黄羊山矿床球状矿石不同部位石墨的拉曼谱峰相似,显示具有很高的结晶程度,估算结晶温度为750~800℃;7件石墨样品的δ¹³C值在-19.27‰~-19.90‰,分布非常集中,介于岩浆碳值和有机碳值之间,表明具有两者的混合来源。4件磁黄铁矿样品的δ³⁴S值集中在-2.3‰~-2.9‰之间,接近原始地幔值;在Pb同位素构造环境判别图解上,Pb同位素比值（²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb=18.114~19.040,²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb=15.448~15.543,²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb=38.253~38.915）显示较好的线性关系,延伸方向与地幔演化曲线的延伸方向基本一致;S-Pb同位素测试结果表明,与石墨共生金属硫化物具有幔源特征。综合黄羊山矿床成矿地质条件、成矿特征、石墨及共生硫化物的物质来源等研究结果,本文初步认为,黄羊山石墨矿床形成于碱性花岗岩的岩浆作用阶段,矿石中的金属硫化物来自岩浆混合作用中的幔源基性端元,碳质由于岩浆同化混染作用达到饱和,在硫化物的催化下沉积形成石墨。

     

兴蒙造山带晚古生代伸展减薄过程: 来自内蒙林西地区岩体的地球化学证据

内蒙古林西县双井地区出露一套含暗色包体的花岗质岩体,位于双井片岩和房框子单元花岗质片麻岩接触带,该岩体对厘定古亚洲洋演化阶段、西伯利亚板块和阿穆尔板块最终碰撞缝合时限具有重要意义。本文对该岩体进行了详细的岩相学、岩石地球化学以及锆石U-Pb年代学研究,讨论了该岩体成因、岩浆源区以及研究区造山带地壳演化等问题。岩体中暗色包体和周边花岗岩大部分锆石记录了~285Ma和~270Ma两期年龄,少量锆石记录了~320Ma的较老年龄,表明该区域在晚石炭世就存在岩浆活动,并在~285Ma、~270Ma更为显著,且岩浆活动具有幕式发生的特点,通过锆石的Ti温度计算得岩浆形成温度为~670℃。暗色包体相较周边花岗岩部分更富Al₂O₃（>13.96%）、CaO（>1.61%）、Na₂O（>4.61%）以及Fe₂O₃（>3.67%）、MgO（>0.62%）、TiO₂（>0.28%）、P₂O₅（>0.08%）等,但贫K₂O（< 2.10%）,但二者发育有一致的变形现象,具有相同的侵位时代（误差范围内一致）、相似的微量元素配分模式、相近的Sr-Nd-Hf同位素组成,指示二者可能为同源岩浆不同演化阶段的产物。此外,暗色包体样品中,Zr/Hf比值介于31.74~37.08之间（接近原始地幔的Zr/Hf比值36.25）,黑云母有壳源和壳幔混合源两种成因类型,I_Sr值介于0.7039~0.7055之间,ε_Nd（t）值介于-7.30~-5.87之间,锆石的ε_Hf（t）介于-3.58~6.72之间等地球化学特征,均指示暗色包体的母岩浆在形成过程中有幔源物质的加入,以上特征显示岩体为壳幔混合源岩浆经历不同演化阶段后的产物。岩体中锆石Eu/Eu^*与地壳厚度的拟合结果显示研究区在ca. 290~270Ma地壳经历了一次显著的减薄过程（ca. 50~35km）,为区域存在地幔物质上涌提供了动力学证据。结合前人资料,本次研究的含暗色包体的花岗质岩体属于大石寨期,其母岩浆的形成、侵位时代,以及壳幔混合源等地球化学特征精细地约束了该区大石寨期岩浆活动的发育时间及过程,为研究西拉木伦缝合带晚古生代构造演化提供了新证据,同时也清晰地指示出古亚洲洋在晚古生代末期并不处于大洋俯冲阶段,而是造山后的伸展裂解阶段。

     

秦岭南缘勉略带构造属性及晚古生代地质背景: 来自碎屑锆石U-Pb年代学的制约

勉略构造带作为秦岭造山带内重要的构造边界,关于其构造属性及晚古生代以来的地质背景,一直是学术界争论的焦点。碎屑锆石U-Pb年代学在限定地层单元的最大沉积年龄、研究区域构造岩浆事件及约束构造地质背景等方面行之有效。基于此,通过对勉略带内五郎坪北侧两河口变沉积地层和侵入其中的变形花岗岩脉体进行LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究。获得2件变形花岗岩脉的结晶年龄均为406±1Ma。碎屑锆石主年龄谱分别为422~456Ma和558~826Ma,峰值年龄为441Ma和771Ma、813Ma,次级年龄谱分别为942~1495Ma和1658~2981Ma,峰值年龄不明显。依据最小一组碎屑锆石的峰值年龄（441Ma）,和侵入其中的变形花岗岩脉（406±0.6Ma）,限定该变沉积地层形成时代为406~441Ma（S1-D1）。碎屑锆石年龄谱显示该套变沉积地层物质来源较为复杂,其中秦岭造山带及扬子板块北缘早古生代、新元古代岩浆岩为其提供了74%±的物源,古老变质基底为其提供了26%±的物源。通过与区域上已有资料对比,认为勉略构造带内晚古生代沉积地层形成环境与邻区大致相同,且本次所获得的变沉积岩碎屑锆石年龄谱也与邻区泥盆系相似。综合认为,勉略构造带与邻区在晚古生代应属同一构造环境,晚古生代"勉略海盆"应当包括整个南秦岭。     

湖南杏枫山钨矿床热液榍石的地球化学特征、U-Pb定年及其地质意义

杏枫山钨矿床是湘中地区近年新发现的、产出于浅变质岩系中的矽卡岩型钨矿。本文通过电子探针与LA-ICP-MS等技术手段,对杏枫山矿区矽卡岩中的热液榍石进行了主、微量元素组成以及U-Pb年代学研究。研究表明,榍石具有以下特征：(1)较低的∑REE、TiO₂含量,极低的Th/U,以及较高的Al₂O₃和F含量,这些均为典型热液榍石的地球化学特征;(2)富W而亏损Mo,表明其形成的热液流体具有富W贫Mo的特征;(3)稀土配分模式为左倾的、轻稀土显著亏损的重稀土富集型,正Ce、Eu异常表明其形成环境较为还原。此外,榍石原位U-Pb定年结果显示该矿形成于215.2±2.7Ma,与邻近白马山钛铁矿花岗岩形成的时间一致,基于地质及年代学证据,我们认为该矿的形成与白马山印支期的岩浆热液活动有关。结合前人的研究结果,我们发现湘中地区钨成矿与印支期还原性花岗质岩浆岩密切相关,为湘中印支晚期区域性成矿作用的产物。

     

江南造山带仙霞复式岩体的成因研究

仙霞复式岩体位于江南造山带东北部,是该区出露面积最大的复式岩体之一。本文在野外地质调查的基础上,对仙霞复式岩体不同期次岩浆岩开展了锆石U-Pb年代学和全岩地球化学分析,结果显示该复式岩体侵位分为早、中、晚三阶段,岩性分别为二长花岗岩(143.0±3.5Ma)、花岗闪长岩(140.0±2.0Ma)和钾长花岗岩(138.6±3.5Ma),是江南造山带燕山期早期(146～135Ma)岩浆作用的产物。仙霞复式岩体三阶段岩浆岩均为高碱、弱过铝质岩石,具有相似的稀土元素配分模式,微量元素均呈Rb、Ba、U、K、Pb等大离子亲石元素(LILE)富集, Nb、Ta、P、Ti等高场强元素(HFSE)亏损的特征,锆石εHf(t)同位素为负值(–15.54～–1.03)。综合分析显示,仙霞复式岩体的岩浆起源于下地壳物质为主的壳幔混合源区,在岩浆上升演化过程中经历了显著的结晶分异作用,形成于早白垩世(146～135 Ma)古太平洋板块向西俯冲的背景下。     

西昆仑甜水海地区新近纪侵入岩地球化学特征及锆石U-Pb年龄

在甜水海地区北部发现一处新近纪浅成侵入岩岩体,对其进行岩石学特征、地球化学和LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究。结果显示岩体侵位时间为(8.09±0.16) Ma,形成时代为晚中新世。地球化学分析显示,岩石具有轻稀土元素富集,铕负异常,Th、La、Hf明显富集的特征。通过类比研究,其岩浆源可能来自中上地壳,形成于印度板块与欧亚板块碰撞后青藏高原隆升的陆内构造演化过程,为地幔上拱、烘烤上地壳岩石使其局部熔融、上侵而成。     

东昆仑造山带西段乌尊科勒晚三叠世花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄、构造环境及地质意义

乌尊科勒侵入岩位于东昆仑造山带西段,岩石类型主要为花岗斑岩和斜长花岗斑岩。利用LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,获得花岗斑岩锆石²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄为(209.3±3.3) Ma(晚三叠世)。主量元素特征显示高硅,SiO₂=70.82%～72.57%、富碱,Na₂O+K₂O=5.90%～7.82%,相对富钾,K₂O/Na₂O=1.03～1.35;低钛,TiO₂=0.08%～0.19%、低镁,MgO=0.19%～0.38%;A/CNK值为1.12～1.58,碱度率AR值为1.97～2.73,副矿物中富含白云母,属含白云母强过铝质花岗岩。稀土元素总量较低,ΣREE=35.95×10^-6～78.74×10^-6,Eu异常不明显,δEu=0.71～1.25。大离子亲石元素Rb,U,K富集,高场强元素Nb,Ta,Ti,P亏损。Rb/Sr值介于0.77～2.8,Nb/Ta值为8...