熔体包裹体分析技术进展

熔体包裹体是岩浆岩中矿物生长或结晶过程中捕获的少量硅酸盐熔体,成为地球深部过程的重要见证者。因此,有效识别其记录的岩浆演化信息显得十分重要。文章在前人对熔体包裹体研究的基础上,系统梳理其研究方法,总结了5步研究过程：① 利用偏光显微镜,开展详细的岩相学观察以识别具有代表性的熔体包裹体类型;② 为加热实验和成分分析制备样品;③ 利用高温热台,对熔体包裹体进行加热实验使其内部均一化,并测得捕获温度;④ 通过电子探针、二次离子探针、LA-ICP-MS、显微激光拉曼等技术对熔体包裹体中的主、微量元素、同位素以及挥发分组成进行分析测试;⑤ 熔体包裹体数据分析,与全岩成分和相关实验得出的流体成分进行对比。虽然熔体包裹体的研究经历了近百年的发展,但有效还原其代表的初始岩浆信息,仍然是当前研究的难点和热点。尤其是地球系统科学发展引发宜居地球深部过程的探讨,使得开展熔体包裹体分析新方法的探讨成为重中之重。     

测点相对位置对离子探针锆石U-Pb定年的影响

离子探针得益于高空间分辨率的特点,在复杂变质锆石的微区原位年代学研究中,其常被作为首选技术手段。对具有复杂环带结构的锆石进行原位分析,通常可以得到岩石多期次地质演化信息,因此在一颗有核(幔)边结构的锆石上进行多点分析是常见现象。为了定量地评估多点分析时测点的相对位置对离子探针测量结果的影响,本研究采用目前报道最为均一的锆石标样M257为测试对象,分为四种情况,即同一测点重复测试年龄、同一测点先氧同位素分析后年龄测试、在首个测点的上/下/左/右方且预剥蚀区域有部分重叠的范围内测试、距首个测点有显著距离测试等,进行了系统性U-Pb定年对比实验。结果显示,相对一个颗粒上的首个测点,第二个测点的测试深度和预剥蚀区域的变化会给测试结果带来-5%到+11%的系统偏差,尤以与首个测点的预剥蚀区域有重叠且位于一次离子入射方向后侧的分析点会产生最为显著的系统偏差。因此,在采用离子探针进行副矿物U-Pb测试的时候,当需要原位重复分析或在临近区域多点分析时,需要特别注意多个测点的相对位置和分析顺序。本实验结果指示,以往通过离子探针方法对变质锆石进行过核边多点分析,通过变质锆石边部所获得的年龄结果值得重新审视,有将变质时代持续时间扩大化的隐忧。     

自返式微型地热探针水下运动及贯入特性分析

自返式微型地热探针水下运动特性以及其贯入深度关系到其能否正常入泥工作,针对自返式微型地热探针的结构,对其进行简化,建立物理模型。并针对海洋流场及海洋底质,抽取关键参数,建立探针投放过程中的流场模型和底质模型。将所建立模型导入数据分析软件,先分析探针在投放过程中竖直方向和水平方向的相关运动特性,然后拟合为探针下行过程中下行深度和横向漂移的轨迹图,可见其水平方向最大位移约为106 m。在理论上论证了探针在下行过程中的姿态稳定性。通过计算论证了自返式微型探针在依靠自身重力的情况下,自动贯入海底沉积物进行热流测量工作方式的可行性。并在最后通过海上试验,对分析结果进行了实践验证。     

含金矿物中金及微量元素的质子探针分析

利用质子探针对黄铁矿、毒砂、人工合成矿物中的Ａｕ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ａｓ、Ｐｂ微量元素进行了分析,实验表明,质子探针微区分析技术可测定痕量金及其它微量元素;不同矿物中金的检出限不同,黄铁矿中Ａｕ的检出限３μｇ／ｇ,毒砂中Ａｕ的检出限为３０μｇ／ｇ。     

大别山碧溪岭榴辉岩激光探针40Ar-39Ar年龄

采用激光探针⁴⁰Ar-³⁹Ar法对大别山碧溪岭榴辉岩样品中的石榴石和绿辉石单颗粒矿物进行原位测定,获得了两条等时线年龄。结果表明该区榴辉岩经历了两期构造热事件:榴辉岩超高压变质作用发生在加里东期,燕山期年龄为快速抬升折返的热事件年代记录。     

可用于相关亚历山大藻(Alexandrium affine)检测的一个寡核苷酸探针

针对分离自南海的相关亚历山大藻,在进行核糖体大亚基DNA（LSU rDNA）全序列测序及比对的基础上,设计了针对其核糖体大亚基RNA（LSU rRNA）D10区的一个新的荧光素（FITC）标记寡核苷酸探针,并建立了相应的荧光原位杂交检测方法。在GenBank数据库中,BLAST检索的结果显示所设计的探针具有较高的特异性。杂交实验的结果也表明,这条探针对相关亚历山大藻的标记具有特异性,且标记效率可以达到100％,标记信号清晰明亮。本研究结果为相关亚历山大藻的监测及其种群动态研究提供了方法学依据,也为其它微藻特异性探针的设计提供了新的思路。     

扬子地台西缘康定群的再认识：来自地球化学和年代学证据

康定群(康定杂岩)在扬子地台前寒武纪地质研究中具有非常重要的意义,但对其具体的形成时代存在不同认识。本文选择位于德昌茨达—大六槽之间康定群咱里组中斜长角闪岩、斜长片麻岩和花岗质片麻岩进行了较为系统的岩石学和地球化学研究。斜长角闪岩的主、微量元素主要具有N-MORB特征,一个斜长角闪岩样品的地球化学特征介于E-MORB和OIB之间,而斜长片麻岩地球化学具有岛弧岩浆特征。斜长角闪岩的εNd(t)为 3.65~ 12.65,具有亏损地幔岩浆特征,综合分析认为其形成于弧后盆地环境,与盐边群类似。斜长角闪岩和斜长片麻岩的离子探针(SHRIMPⅡ)定年结果表明,康定群玄武岩的形成时代约为830Ma,为新元古代,同时经历了约700Ma的变质作用。本文研究不支持扬子地台西缘存在新太古代—古元古代的古老结晶基底,同时研究表明扬子地台西缘新元古代为岛弧环境。     

滇西北普朗斑岩铜矿锆石离子探针U-Pb年龄: 成矿时限及地质意义

应用高精度离子探针锆石U-Pb测年方法,获得普朗斑岩铜矿床中3件矿化石英二长斑岩的锆石年龄分别为228±3Ma、226.3±2.8Ma、226±3Ma。锆石形态和铀钍参数均属典型的岩浆锆石特征,年龄值在误差范围内近似一致,表明形成矿化斑岩的中酸性岩浆从岩浆房快速上升侵位。结合前人已发表的矿化斑岩的黑云母Ar-Ar坪年龄及辉钼矿Re-Os同位素年龄等数据,推测普朗斑岩铜矿的岩浆—热液系统从岩浆侵入至矿化阶段的持续时间可能长达10Ma以上,主成矿期约为216~214Ma。从岩浆房分异出的富含成矿物质和挥发份的岩浆流体在相对较晚阶段对普朗复式岩体发生了强烈的蚀变作用并可能进一步萃取了岩体中的成矿物质。     

哀牢山造山带金矿成矿时序及其动力学背景探讨

哀牢山金矿带是我国最重要的喜马拉雅期造山型金矿带,形成于三江特提斯复合造山过程中。论文基于对哀牢山造山带金矿成矿作用的同位素定年结果,探讨了成矿年代学与构造-热事件的关系,厘定了其相关的地球动力学背景。已获得的最老成矿年龄集中于海西期,但过剩氩的存在导致视年龄值偏离真实成矿年龄,而最小视年龄(345.2±16Ma)与区域蛇绿岩的形成同时;含镍金黄铁矿硅质岩的含金量可能与热水沉积有关,其地球动力学环境对应于海底扩张和初始洋盆的形成。印支期是区域主碰撞造山高峰期,也是大规模岩浆活动与Cu-Ni-Pt-Pd硫化物矿床、VMS型Cu-Pb-Zn矿床及斑岩型Cu-Au矿床成矿集中期,其中老王寨金矿含金黄铁矿的Re-Os等时线年龄为229±38Ma。燕山期成矿年龄数据分散于180Ma、135Ma、110Ma和90Ma左右等多个时段,其中最晚时段年龄谱的最小视年龄值(91±1Ma)可能代表了一次较为重要的构造动力体制转换,该期(约90~70Ma)的区域成岩成矿(斑岩及斑岩型Cu-Mo-W-Au矿床)规模较大,表明增生造山→碰撞造山构造体制转换在研究区存在重要的成岩成矿响应。喜马拉雅期可能经历了早(63.09~61.55Ma)、主(36.10~33.76Ma)和晚(30.80~26.40Ma)三期金矿成矿-热事件,分别受控于印度-亚洲大陆碰撞早期的强烈汇聚挤压、早-晚期转换构造动力学体制,并可能受青藏高原物质东向逃逸和软流圈脉动隆起的联合制约,金矿大规模成矿作用与构造动力体制转换过程中的壳幔物质强烈交换与构造变形密切相关。     

延边海沟金矿床石英流体包裹体激光探针40Ar/39Ar测年与成矿背景

海沟金矿为一大型贫硫化物石英脉型金矿床,长期以来其形成时代一直存在争议,致使矿床成因研究受到较大影响,成矿预测等方面研究进展缓慢。采用石英流体包裹体的⁴⁰Ar/³⁹Ar激光探针定年法对该金矿床进行了精细的年代学测定,获得主成矿阶段石英流体包裹体的⁴⁰Ar/³⁹Ar正、反等时线年龄分别为（170±20） Ma和（172±16） Ma,MSWD分别为0.31和0.35,⁴⁰Ar/³⁶Ar比值分别为298±4和299±4;进一步剔除接近大气的成分点和过剩氩高的成分点,计算获得等时线年龄为（170±38） Ma（⁴⁰Ar/³⁶Ar Int.=299±10）和（165±52） Ma（⁴⁰Ar/³⁶Ar Int.=303±23）。结合已有同位素年代学研究成果,进一步明确了海沟金矿床主成矿期发生在早侏罗世晚期,成矿作用与中生代库拉板块向亚洲板块俯冲、特别是由此引发的华北板块东缘与兴蒙造山带东段的强烈拼贴并诱发的岩石圈加厚、减薄作用密切相关。