电子探针化学测年技术及其在地学中的应用

电子探针主要应用于固体无机材料的微区化学成分定量测定和表面形貌研究。近十年来电子探针化学测年技术发展迅速，并取得了丰富的研究成果。本文在简单介绍该技术发展历程后，进一步详细介绍该技术的基本原理、样品制备与分析、年龄计算方法等内容，最后讨论了该技术的优缺点，同时指出电子探针测年技术在地学中的具有广泛的应用前景。     

浙江东南印支晚期的构造伸展事件：来自诸暨大爽岩体的证据

出露于浙江省东南部的大爽岩体为黑云母二长花岗岩,LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究表明该岩体形成于227±2Ma,属印支晚期岩浆作用的产物。地球化学分析显示该岩石低Na2O、富K2O,A/CNK=1.26~1.49(大于1.1),为强过铝质、钾玄质系列花岗岩;岩石稀土总量较高,富Sr(Sr=874.6×10-6~1158×10-6),贫Yb(Yb=3.00×10-6~3.92×10-6),富轻稀土而亏损重稀土,具轻微的负铕异常(δEu=0.68~0.70);相对富集Rb、Th等大离子亲石元素,而亏损Nb、Ta等高场强元素;Sr-Nd同位素分析表明岩石具有较高的初始锶比值(I Sr=0.710718~0.711008)和较低εNd(t)值(εNd(t)=-10.9~-11.1),上述地球化学特征指示该岩体岩浆源区为古老的地壳物质。综合分析认为大爽岩体是古老地壳部分减压熔融的产物,受控于印支造山后的伸展应力作用。     

秦皇岛柳江地区辉绿岩脉特征及其成因

秦皇岛柳江地区辉绿岩脉主要分布于碳酸盐岩出露区的亮甲山、石门寨、潮水峪西北、砂锅店东北、揣庄北、石岭西北、鸡冠山等地,且多以脉状,岩墙、岩床等形式产出。对柳江地区辉绿岩常量元素的分析表明:w(SiO₂)变化较大,且平均值较低;w(FeO+Fe₂O₃)平均值比基性岩类略偏高;w(Al₂O₃)、w(CaO)、w(MgO)、w(K₂O+Na₂O)的平均值均在基性岩类平均值范围内;w(TiO₂)的平均值为1.53%。微量元素富集高场强元素Ta、Nb、Zr、Hf,La/Nb>1,表明岩浆上升过程中受到地壳不同程度的混染;稀土元素球粒陨石标准化分布型图各样品基本一致,呈右倾,稀土元素总量较高,轻稀土较重稀土富集,无明显的Eu异常,反映出岩浆演化过程中分离结晶作用并不明显,样品之间的稀土分馏程度相同。分析结果与研究区辉绿岩的岩相学特征相结合,表明柳江地区辉绿岩属于钾玄岩系列,来自于板内环境。结合研究区大地构造背景,认为研究区辉绿岩脉是钾玄质系列玄武质岩浆沿早期断裂或岩层层面灌入冷凝而形成。     

精确制备不同含水率岩石试样的化学热力学方法

在岩石力学试验研究中,常常需要精确制备不同含水率的岩石试验样品,而目前的方法尚难以保证所需的精度。为此,提出一种精确制备不同含水率岩石试样的方法,其基本原理是将欲制备的岩石试件烘干或饱水后放置于恒湿环境中,烘干样或饱和样会逐步吸湿或去湿而增加或减小重量,其含水率逐步增加或减小,直至稳定,最终得到稳定、均匀、含水率各异的试验样品,而其中的关键是如何获得一个稳定的恒湿环境。基于化学热力学中单组分的气-液平衡理论,提出了一种稳定恒湿环境的获取方法,其基本原理为：由于岩石中组分水的化学势与恒湿环境中的水气的组分水的化学势在起始阶段不相等,因此,二者中的水气压力也不同,必然有组分水的迁移;当岩石中的水气压力大于恒湿环境中的水气压力时,水便从岩石中迁移至恒湿环境中,使岩石失水,而当岩石中的水气压力小于恒湿环境中的水气压力时,水自恒湿环境中迁移至岩石中,使其含水率增加,直至二者中的水气压力平衡,即可得到某一特定含水率的岩石样品。这样制备的岩石样品满足化学热力学平衡的要求,其含水率内外一致,上下相同,是含水率均匀分布的合格样品。该方法还能制备其他方法无法实现的含水率相差甚微的岩石试件,也可直接应用于精确制备不同含水率的土样。     

Skarn Mineral and Stable Isotopic Characteristics of Tonglushan Cu-Fe Deposit in Hubei Province

湖北大冶铜绿山铜铁矿床是长江中下游西段鄂东南矿集区一个大型夕卡岩矿床.围岩为三叠系大理岩及白云质大理岩,决定了其发育丰富的钙镁质复合夕卡岩矿物组合,包括石榴子石、辉石、角闪石、绿帘石、金云母、绿泥石等.本文详细描述了夕卡岩不同阶段矿物的特征,并对矿物进行了电子探针分析(EPMA)及碳、氧、硫稳定同位素研究.结果表明石榴子石形成于三期,成分上属于钙铝—钙铁系列,且从早到晚具有从钙铝向钙铁榴石演化趋势,反映出成矿溶液由酸性向碱性演化.环带结构的石榴子石和绿帘石从核部到边部Fe含量增高,说明磁铁矿是在Fe浓度升高的碱性溶液中沉淀.辉石为透辉石.角闪石属于单斜角闪石中的钙质角闪石,包括透闪石,韭闪石和少量阳起石.矿物成分分析表明辉石和石榴子石的Mn/Fe值与矿化金属元素存在一定的联系.相对于钙质夕卡岩,镁质或含镁质夕卡岩是铜铁矿体交代的更有利岩石.矿床硫化物的δ34 SV-CDT均为正值且变化范围较窄,介于0.6‰～3.8‰.成矿阶段方解石δ13CV-PDB变化于-2.9‰～6.3‰,δ18OV-SMOW变化于9.6‰ ～ 12.6‰,成矿后方解石的同位素值明显增大,δ13CV-PDB为-0.9‰ ～ 1.3‰,δ18OV-SMOW为15.2‰ ～ 17.3‰,趋向于围岩的同位素值.研究结果说明成矿阶段的硫和碳来自于深源或地幔,而成矿后期碳与地层发生明显的同位素交换反应.     

贵州天鹅山下寒武统黑色岩系化学地层初步研究

华南下寒武统黑色岩系“多元素富集事件”受世人瞩目。贵州遵义天鹅山下寒武统牛蹄塘组剖面的元素地球化学测试表明,黑色岩系存在贵金属元素、稀土元素及其他微量元素的异常富集,绝大多数较上覆、下伏地层含量为高。元素地球化学特征显示,元素的来源并非地外,而是海底含矿热卤水沿深大断裂而来,“热”的来源为地内火山喷溢。黑色岩系形成时期的沉积环境为一种干燥气候的较深浅海的还原环境。据古地温判定,黑色岩系属低温成岩成矿作用。     

东昆仑野马泉铁铜矿区矿物特征研究

东昆仑是当前成矿研究的热点区域,前人对该地区做了大量的成矿学与构造学研究[1-2],但对区域内的矿物以及矿区围岩的化学元素、微量元素等的研究不够精细。为进一步认识矿区与区域矿物特征,分析矿区成矿作用,通过对矿区矿物的标本观察,偏光显微镜观察,等离子体质谱仪分析等,对东昆仑野马泉矿区围岩的蚀变、化学元素、微量元素和矿区的矿物特征、化学元素、微量元素进行研究。结合前人研究成果,认为,该地区成床主要成矿物质来源为早古生代在祁漫塔格地区形成的一套由变质橄榄岩、堆晶杂岩、中酸性火山岩、硅质岩、碳酸岩等构成的岩石组合;野马泉地区主矿区的成矿类型为层控型热液反应改造型矿床;成矿元素Zn、Co、Ni、Cr、Ti等含量均高出地壳的丰度值。     

应用FTIR-XRD-XRF分析测试技术研究新型仿制绿松石的矿物学特征

近年来绿松石及其仿制品的鉴定工作较多局限于应用傅里叶变换红外光谱对仿制品进行简单的筛选,前人报道的仿制绿松石的矿物组成主要为单一的矿物相(如异极矿、三水铝石、磷铝石、羟硅硼钙石、菱镁矿等)。本文应用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线粉晶衍射(XRD)与X射线荧光光谱(XRF)对当前珠宝市场上几种新型仿制绿松石进行了初步分类,并对不同类别的仿制绿松石的具体矿物组成、物相及晶型特征作了对比研究。结果表明,这些新型仿制绿松石可分为三大类:一类主要由硅酸盐(斜硅钙石)与碳酸盐(方解石)两种矿物组成;另一类为白云石与方解石两种碳酸盐矿物的混合相;第三类以硅酸盐类为主要矿物,并含有钡长石、辉石与石英。显然,新型仿制绿松石的矿物组成明显相异于传统仿制品,可见仿制绿松石的矿物组成日趋多样性、复杂化,该现状必然对新型仿制样品的物相鉴定提出了更高的要求。     

广西龙头山金矿床黄铁矿标型特征及其地质意义

广西龙头山金矿床是大瑶山成矿带内重要的金矿床,矿区发育大量不同类型的黄铁矿。根据黄铁矿的产出特征,将黄铁矿划分为5个世代,对应着5个成矿阶段:电气石-石英-硫化物阶段(Ⅰ)、石英-黄铁矿-黄铜矿阶段(Ⅱ)、石英-多金属硫化物阶段(Ⅲ)、石英-黄铁矿-闪锌矿阶段(Ⅳ)、石英-黄铁矿阶段(Ⅴ)。不同阶段黄铁矿晶形均以{100}为主,少见{210};金含量与{210}含量呈正相关。黄铁矿晶胞参数为5.411 86~5.415 52,变化幅度不大,与钴含量呈正相关,主成矿阶段受金含量影响而变大。形貌及砷含量变化特征表明,{210}和金含量随砷含量降低而升高,说明砷含量降低利于{210}的出现,且金与砷不存在正相关关系。形貌特征及微量元素特征均反映主成矿阶段温度应220℃,且多集中于300℃的范围;δFe—δS图解及矿床地质特征表明,成矿热液主要为岩浆热液。综合分析认为,龙头山金矿床为中-高温岩浆期后热液矿床。     

滇东北火德红铅锌矿床地球化学特征与成矿机制分析

文章通过研究滇东北火德红铅锌矿床岩石地球化学和S、Pb同位素地球化学特征,分析其成矿金属和成矿流体来源,进而对其成矿机制进行探讨。围岩主量与微量元素分析结果表明,火德红铅锌矿床为后生热液矿床,铅锌等成矿金属物质随热液进入赋矿围岩,结合围岩蚀变特征判断,其应属中_低温热液成因;闪锌矿与黄铁矿的δ34S主要分布在-17‰~-11.4‰,其S源极可能来自生物成因硫酸盐还原,与川滇黔地区铅锌矿的S同位素来源(总体来自海水硫酸盐热化学还原)有着明显的不同;矿石硫化物的Pb同位素比值变化范围较窄,均为正常Pb;Pb同位素主要来自于上地壳,有少量岩浆物质混入。上述特征表明火德红铅锌矿床为构造和岩性共同控制的后生热液型矿床,其成矿机制与典型MVT型铅锌矿相似。