Os水吸收液ICP-MS测量信号强度衰减原因研究

蒸馏法能从样品中有效分离出OsO_4,吸收液直接用于ICP-MS测定,是辉钼矿Re-Os定年的关键技术环节。但实验发现,长时间放置的吸收液中Os信号强度显著降低。根据OsO_4化学性质推测原因在于一是挥发使吸收液Os含量减少,二是还原使+8价Os变成低价态,气态比例降低,若雾化效率不变,进入质谱仪的Os减少,两者都会导致信号降低,但具体影响情况不明,需深入研究。本文利用辉钼矿标准物质制备不同放置时间、酸度和温度的吸收液,对比上述条件对ICP-MS信号强度的影响。实验时将残余吸收液与稀释剂、氧化剂封入Carius管加热蒸馏,测定Os含量。结果表明:吸收液放置时间越长,酸度越低,温度越高,信号降幅越大,幅度达到3.2%~68.6%。室温下放置相同时间,低酸度吸收液的Os保存率高于高酸度吸收液,但Os信号强度低于后者,证明了挥发和还原共同导致信号衰减,且还原是主导原因。本文提出,冷冻(-18℃)可抑制OsO_4挥发,提高酸度(约3.5 mol/L)可减弱OsO_4还原,两者结合抑制信号衰减,提高了蒸馏法的灵活性和适用性。     

蚌埠隆起老山片麻状二长花岗岩的成岩与变质特征及其地质意义

蚌埠隆起是华北地块上中生代地质研究的一个十分难得的地质单元,它映现了中国东部最重要的两次构造运动(印支运动和燕山运动)所引起的岩浆作用和变质作用,其中,老山片麻状二长花岗岩就是一个代表性产物。该花岗岩的岩相学、地球化学以及锆石学的系统研究显示,它具有两个不同的岩石学特征:①它的斜长石斑晶的牌号(An_(14～18))、相对低硅高钙的主量元素、富Ba、Sr和贫Rb及无Eu负异常的微量元素等特征,以及它所含的岩浆锆石({211}锥面发育、较强的CL亮度及韵律环带构造、包含残核、正常的Hf含量)的U-Pb年龄(223.1 Ma)和ε_(Hf)(t)值(平均值为-14.2),表明它应该是印支运动的同造山花岗岩;②它的片麻状构造(斑晶矿物压扁拉长、各种交代—熔蚀结构)和变质结晶锆石({101}锥面发育、较弱的CL亮度、较高的Hf含量)的U-Pb年龄(156.2 Ma)和ε_(Hf)(t)值(平均值为-17.8),说明它在燕山运动中遭受了同造山变质作用。因此,老山片麻状二长花岗岩的存在,一方面使得大别造山带作为印支期陆陆碰撞造山带的岩石学记录完整,同时也制约了华南与华北两大板块之间碰撞挤压作用峰期的准确时间;另一方面,对燕山运动的起始时间(约170 Ma左右)和挤压高峰出现的时间(155±3 Ma)作出了合理的推断。这两方面的研究结果对于深入了解中国东部中生代的构造演化、岩石类型、成矿作用的现象及其机制具有深远的意义。     

巴音戈壁盆地南部塔木素铀矿床水岩作用特征及其与铀成矿关系研究

在较封闭的环境中,塔木素铀矿床高矿化度(平均矿化度为35.4 g/L)NaCl型地下水中的Na+替换了斜长石中的Ca2+,使斜长石由更长石(An≈13)转变为钠长石(An≈1),被替换出的Ca_2+(以CaO计,约占斜长石总质量的4.5%)与地下水中的HCO_3~-、CO_3~(2-)及Mg~(2+)等结合形成了白云石等碳酸盐胶结物。在此过程中发生了脱碳作用,促使地下水中以[UO_2(CO_3)_3]~(4-)、[UO_2(CO_3)_3]~(2-)等碳酸铀酰络合离子及Mg CO_3·Na_2UO_2(CO_3)_2复盐发生分离而形成了铀的沉淀,并受扩散作用影响,水中的铀趋向于向水岩作用相对强烈地段迁移,从而促使铀在特定的层位集中、富集。同时,斜长石因水岩作用(溶解、溶蚀等),在解理面及表面形成了次生的缝隙及孔洞等,为铀沉淀提供了空间。成岩后,含SO_4~(2-)等的酸性地表水沿层间下渗,溶解了砂岩中碳酸盐胶结物而形成了溶洞,为后期再次迁移的铀提供了沉淀空间,并形成了铀的进一步叠加、富集。     

阿留申俯冲带几何学特征及运动学成因模式

阿留申俯冲带位于环太平洋俯冲带最北端,是东太平洋型俯冲和西太平洋俯冲的过渡区域。该俯冲带火山岛弧距离海沟的距离从东向西逐渐增大,而形成地球上独特的岛弧火山链与海沟V字型斜交的现象。这一现象的运动学成因目前并没有统一的认识。本文通过对阿留申俯冲带几何形态数据、运动学数据进行整理分析,尝试运用构造赤道理论探讨该现象形成的运动学背景。阿留申俯冲带的几何学数据表明:从俯冲带东段(175°E)至俯冲带西段(155°W),火山岛弧距俯冲海沟的距离从80 km增加至250 km。与此同时,俯冲板片的倾角由60°减小至30°。板块的运动学分析表明:相对北美板块,太平洋板块的东段的运动矢量为48 mm/a,向北运动;逐渐转变为西段的78mm/a,向西北方向运动。相对于软流圈,太平洋板块的运动方向没有改变,始终向西北方向运动,速率向西逐渐增加。因此,在俯冲带的东段太平洋板块的绝对运动方向和相对运动方向存在30°左右的夹角,而这个夹角在西段几乎不存在。太平洋板块的绝对运动方向和相对运动方向之间的夹角不同,会导致软流圈对俯冲板片的反作用力差异,从而形成不同的俯冲角度和俯冲带宽度。太平洋板块相对北美板块和相对地幔的速度方向夹角的变化被认为是引起阿留申火山弧与海沟"V"字型斜交的运动学成因。     

新疆西昆仑北缘叶城棋盘-西河休一带构造岩浆活动与成矿关系

新疆叶城地区处于西昆仑弧盆系和塔里木地台的衔接地带,横跨铁克里克与西昆仑两大成矿带,近年来发现一批与岩浆活动有关的热液型矿床（点）,显示出较好的成矿前景。在总结已有矿床（点）基本特征和相关岩浆活动的基础上,结合高精度成岩成矿年龄数据,叶城地区岩浆活动可分为古元古代、早古生代和晚古生代三期岩浆活动,其中早古生代岩浆活动主要发育于西昆仑地块上,从寒武纪到志留纪,形成一个较完整的岩浆演化旋回,与特提斯洋裂解、扩展和消亡的循环密切相关。并将与构造岩浆活动有关的矿点（床）划分为早古生代与老结晶基底、岩浆作用有关的Pb、Zn-Fe-玉石矿成矿系列,早寒武世与基性火山作用有关的Au-Cu成矿系列,晚泥盆世与构造岩浆活动有关的Pb、Zn-Cu成矿系列。早古生代（尤其是奥陶纪）是研究区大规模的成矿期,形成与中酸性岩浆活动有关的沉积-热液改造型铅锌矿、矽卡岩型铁矿、接触变质型玉石矿等。     

黔东南凯里-榕江-从江前寒武系甚低级变质作用研究

根据碎屑岩甚低级变质作用原理,运用伊利石结晶度、绿泥石结晶度、伊利石-白云母多型、伊利石(白云母)b_0值、绿泥石温度计等碎屑岩低温变质研究的方法,分析研究了黔东南前寒武系67个2μm的粘土样品,得到黔东南凯里-榕江-从江一带下江群伊利石结晶度为0.221~0.607°Δ2θCu Kα、绿泥石结晶度为0.239~1.393°Δ2θCu Kα,变质带伊利石-白云母多型均为2M_1型,伊利石(白云母)b_0值为0.9001~0.9048nm,平均0.9021nm。根据伊利石(白云母)b_0值的累积频率曲线得出研究区下江群遭受的变质作用为典型的中压变质类型。由Cathelineau(1988)绿泥石温度计估算出下江群浅变质带峰期变质温度为362~382℃。以上结果表明凯里-榕江-从江一带下江群经历了成岩-高近变质-浅变质作用,基于Warr和Rice标样的成岩/变质界限,剖面可划分为一个成岩带、两个近变质带、一个转变带和一个浅变质带。结合华南地区新元古代构造运动,推断新元古界下江群经历的成岩-变质作用与晋宁运动引起的扬子地块与华夏地块碰撞拼贴有关。     

黑龙江依兰地区蓝片岩相变质作用及其演化

依兰地区蓝片岩作为黑龙江杂岩的重要组成部分,其变质作用演化问题一直存在较大争议。本文通过对依兰地区蓝片岩的岩相学及矿物微区化学成分的研究,并运用PERPLE_X软件,在Na_2O-CaO-K_2O-MnO-FeO-MgO-Al_2O_3-SiO_2-H_2O-TiO_2-O(Fe_2O_3)(NCKMnFMASHTO)体系下对石榴石冻蓝闪石片岩(g-brs-wnc-act-phn-chl-ep-ab-stlp)、绿泥绿帘蓝闪石片岩(gl-brs-wnc-act-chl-ep-stlp)和白云母蓝闪石片岩(gl-wnc-phn-ab-ep-chl-sph)进行了相平衡模拟,并分别获得了500~525℃/1.14~1.2GPa、480℃/1.4GPa、450~500℃/0.95~1.2GPa峰期变质作用的温压条件,其峰期变质级别都达到了绿帘-蓝片岩相。结合前人发表的地球化学和年代学数据,建立了蓝片岩相岩石的顺时针变质演化P-T轨迹。研究区蓝片岩的形成标志着新生洋壳的俯冲作用,同时代表古亚洲洋构造域的结束和环太平洋构造域的开始。相平衡模拟中,P-T轨迹记录了峰期前温压条件递增的过程,温度峰期与压力峰期同时到达,说明蓝片岩相变质作用是在俯冲过程中实现的,而不是折返过程中达到的。减压阶段的轨迹近于平行追溯进变质轨迹,揭示与进变质过程相似的地热体制下(11～14℃/km),相对缓慢的抬升过程     

俯冲带碳酸盐化对深部碳循环的启示:以中国西南天山碳酸盐化云母片岩为例

俯冲带可将地球表层碳输送至深部地幔,同时也记录着俯冲板片来源碳质流体的迁移沉淀机制,对地球深部碳循环具有重大影响。近年来,俯冲带脱碳机制的研究表明流体溶解脱碳作用是冷的大洋俯冲板片释放COH流体的重要方式,而上覆板块(尤其地幔楔)则被认为是缓冲这些COH流体的重要场所,甚至是俯冲带CO_2的唯一"归宿"。事实上,俯冲带岩石本身的固碳能力却受到了忽视,而对俯冲带岩石捕获和固存CO_2(carbon capture and storage,CCS)能力的评估对全球碳通量的估算尤为重要。本文以中国西南天山高压-超高压变质带中碳酸盐化云母片岩为例,探讨俯冲带岩石的碳酸盐化对深部碳循环的影响。西南天山长阿吾子一带的碳酸盐化云母片岩记录了俯冲板片起源的碳质流体对俯冲带云母片岩的交代作用,地球化学特征表明蛇纹岩释放的富水流体溶解俯冲洋壳中的碳酸盐可能是产生COH流体的重要机制。基于碳质流体对多硅白云母(Si(a.p.f.u.)=3.58～3.73)的交代及相对高压的碳酸盐矿物(主要为白云石和菱镁矿)与金红石的共生,结合区域上碳酸盐化云母片岩与高压碳酸盐化蛇纹岩(HP-ophidolomite)的伴生,我们认为云母片岩的碳酸盐化作用可能发生在俯冲板片峰期稍后的高压折返阶段。俯冲带云母片岩的固碳作用表明除了上覆板块,俯冲带岩石本身对于碳质流体也具有很好的吸收能力。初步估算表明俯冲带云母片岩的碳酸盐化每年可固存至少2.46～6.68Mt/yr,约占俯冲板片每年进碳量的4%～17%。     

关于巴罗式变质带的最新研究及其对研究秦岭杂岩的意义

本文对苏格兰高地Grampian造山运动中产生的经典巴罗变质带进行了讨论,重点介绍了近年来关于其变质作用的特征及发生机制认识方面的重大变化。强调巴罗变质作用仅发生在整个造山运动过程中的部分时段,纪录了短暂的加热过程,时空上与区域内大规模的双峰式岩浆活动有关。经典的巴罗变质系列并非形成于地壳增厚及其热弛豫,而是代表了中地壳内大规模的接触变质作用。参考经典地区的变质特征,对发育巴罗式变质作用的秦岭杂岩进行了初步对比分析,指出其中与夕线石有关的变质P-T-t轨迹可能是等压冷却过程,而不是等温降压的顺时针演化模式。秦岭杂岩的变质作用时间仍需要进一步准确厘定。结合其它相关地质特征的分析和对比,得出如下推论:巴罗式变质带发育地区的变质作用、混合岩与花岗岩均属于同一动力系统作用的结果,花岗质岩体不是变质作用的原因;基性岩浆可能提供了巴罗式变质作用发生所需要的热能,但不是必要条件;巴罗式变质作用可以发生在正常地壳厚度情况下,不是碰撞构造的标志;伴随热异常的变形过程中产生了变质带的梯度分布(巴罗式变质带)和一些花岗岩,形成类似于底辟的冲起构造。     

新特提斯洋俯冲起始的地质记录:土耳其南部蛇绿岩和变质底板

在现行板块构造理论的框架下,板块的初始俯冲是岩浆活动和构造运动发生转变的重要过程,亦是理解板块运动的关键节点。在俯冲起始过程中,主要存在四个方面的地质记录,分别为一系列地球化学成分多样的岩浆活动、SSZ型蛇绿岩、变质底板和玻安岩及其对应的铬铁矿床。特提斯造山带作为公认的研究板块构造理论尤其是初始俯冲的关键场所,一直备受地学界的重视。而土耳其南部构造带作为特提斯造山带的重要组成部分,亦是确定亚欧板块和阿拉伯板块之间缝合线存在的重要标志。该南部构造带是研究新特提斯洋俯冲起始的理想场所,上述关于俯冲初始的四个地质记录均保存良好,且有如下方面的重要特点:1)不同地区的镁铁质岩石甚至同一地区的镁铁质岩石具有不同的地球化学特征,从似洋中脊玄武岩,到过渡型岩石类型和玻安质岩石均有发育; 2)大部分蛇绿岩具有完整的序列,各单元及变质底板岩石中普遍发育侵入的基性岩脉,产状多变,是多期岩浆事件的产物; 3)蛇绿岩下部通常发育一套角闪岩相变质底板,且其年龄与蛇绿岩的形成年龄基本一致; 4)蛇绿岩中普遍发育铬铁矿床,以高Cr型为主,部分蛇绿岩中还赋存高Al-高Cr的过渡型铬铁矿,均被认为是幔源岩浆与地幔橄榄岩反应的产物。因而,这些地质体完整记录了新特提斯洋形成-俯冲-消减的演化过程。