硅酸盐和金属氧化物矿物氧同位素组成的CO_2激光氟化分析

我室采用MIR 10型CO2 激光器 ,在一种富BrF5的氛围中使激光对硅酸盐和氧化物矿物样品加热形成O2 ,经多次纯化后用 5 的分子筛吸收 ,再直接送至气体质谱仪进行氧同位素比值测定。这个实验流程与传统方法相比的改进不仅在使用激光加热技术及样品的放置上 ,而且在直接采用O2 而不是CO2 进行质谱测定。采用O2 进行直接分析的优点不仅避免了向CO2 转化过程中的潜在同位素分馏 ,而且能够得到样品的δ1 7O值 ,因此为宇宙样品分析提供了可能。CO2 激光氟化技术的优点是所需样品量小 (可低达 1～ 2mg) ,因此能够分析微小岩石区域或单矿物晶体内的氧同位素分布。同时 ,激光可以达到非常高的温度 (>40 0 0K) ,因此能够对某些难熔矿物 (如锆石、蓝晶石、橄榄石等 )进行氧同位素分析。     

白云鄂博矿床中自然金的发现

内蒙古白云鄂博矿床是著名的稀土＿铌＿铁超大型矿床 ,具有多期热液活动、矿物成分复杂的特点。前人对它进行了广泛和深入的研究。但是 ,关于金等贵金属元素及其矿物在该矿床中的地球化学行为和特征的报道很少。近期笔者通过重砂分离 ,在白云鄂博的稀土矿石中发现了自然金。自然金是在白云石型磁铁＿铌＿稀土矿石 (0 0ＢＹＣ2 8)的人工重砂中见到的 ,该矿石为萤石、独居石、氟碳铈矿和磁铁矿矿化的白云岩。第一次重砂分离是在国土资源部天津地质矿产研究所进行的 ,样品的重量约为 2 0ｋｇ ,用于此矿石样品破碎的所有设备都经过彻底的风淋清…     

大别山超高压榴辉岩和花岗片麻岩中锆石Lu-Hf同位素研究

对大别山超高压榴辉岩和花岗片麻岩进行了锆石Lu-Hf同位素分析,结果为原岩来源提供了制约,表明扬子陆块在Rodinia超大陆裂解时的裂谷岩浆活动中发生了显著的陆壳生长.对这些锆石的不同区域进行的U-Pb和Lu-Hf同位素分析和比较表明,不同成因的锆石在^206Pb/^238U年龄、初始Hf同位素组成、Th/U及Lu/Hf比值等方面具有明显的差异.与年龄较老的岩浆核部和幔部相比,年轻的变质增生边具有低的Th/U和Lu/Hf比值但高的εHf（t）值.不同成因锆石的Th/U和Lu/Hf比值存在着正相关性,表明变质作用对锆石的U-Th-Pb和Lu-Hf同位素体系有着相似的影响.高级变质作用有时能够引起岩浆锆石增生边^176Hf/^177Hf比值的显著升高,导致变质新生颗粒或增生边类似于新生地壳的高εHf（t）值假象.对榴辉岩和片麻岩锆石核部的分析发现,镁铁质和长英质原岩在大约750 Ma左右形成一个双峰式火山岩套,另外包含少量的年龄约为2.15 Ga的陆壳.初始Hf同位素组成可分成两组：第一组具有正的εHf（t）值,为5.9±0.9～12.9±0.7;第二组εHf（t）值在零左右,为-4.3±0.5～2.3±0.3.正的εHf（t）值与较年轻的模式年龄相对应,负的εHf（t）值与古元古代模式年龄相对应.前者表明,在扬子陆块北缘裂谷岩浆作用将亏损地幔物质加入到大陆地壳中,同时在新元古代中期的裂谷构造带中存在同时期的壳-幔相互作用.因此,在扬子陆块北缘新元古代中期裂谷岩浆活动中,既有新生地壳生长和即时再造,也有古老地壳再造.     

岩浆去气作用碳硫同位素效应

根据开放体系条件下的瑞利分馏原理,并考虑岩浆中可能溶解的合碳和含硫组分,从理论上定量模式了岩浆去气作用对火成岩碳、硫同位素组成的影响。结果表明,岩浆CO₂去气作用能够导致岩石中碳酸盐显着亏损¹³C,其δ¹³C值能够从原始-5‰变化到-20‰(PDB);岩浆CH₄去气作用则导致岩石中碳酸盐相对富集¹³C,其δ¹³C值能够从原始-5‰变化到+4‰。岩浆SO₂去气作用可以导致岩石中硫化物显着亏损³⁴S,其δ³⁴S值能够从0‰变化到-8‰(CDT);岩浆H₂S去气作用则导致岩石中的硫化物相对富集4S,其δ³⁴S值能够从0‰变化到+6‰。因此,除源岩原始同位素不均一性和地壳物质混染能引起火成岩的碳、硫同位素组成发生较大变化外,岩浆去气作用也是重要原因之一。     

高灵敏度元素分析仪-连续流同位素质谱法对硅酸盐岩中碳及碳同位素组成的精确测定

硅酸盐岩中含有微量的碳,对其精确地分析可以示踪流体的来源和形成过程。元素分析仪-同位素质谱方法(EA-IRMS)是一种使用样品量小、快速的分析方法,本文将EA-IRMS技术应用于硅酸盐岩中微量碳同位素组成的测定,基于一系列条件实验,确认了硅酸盐岩中微量碳分析的EA-IRMS连续流方法的关键条件参数。标准物质选择和归一化处理使用以下方法:(1)选择较宽碳同位素组成范围且合理的碳同位素分布的标准物质,以高纯石英粉末与之混合来模拟天然样品中的基质。(2)利用与样品类似含量的3个标准物质的测量值和标准真值建立校准曲线,对天然样品的测量值进行标准化,从而实现了对硅酸盐岩中低至600!g/g微量碳含量和同位素组成的精确测定。用国家标准物质GBW04416作为未知样品检验了不同含量下拟合的线性方程,在碳含量不低于600!g/g时,标准偏差分别约为0.02‰、0.04‰、0.05‰、-0.07‰、0.11‰;在MERCK+USGS24混合物中,测量的δ13C值在标准误差范围内与理论值是一致的。因此,对于碳含量不低于600!g/g的30 mg硅酸盐岩样品,本方法能够获得高精准度的碳同位素分析结果。根据不同碳含量的标准混合物的峰面积(峰强度)和相对应的含量所建立的线性曲线获得样品的碳含量,碳含量的分析误差在10%以内。     

火星生命研究的进展与前景

关于火星是否存在或曾经存在生命的争论由来已久。有人以ALH84001火星陨石新鲜破裂面上的大量碳酸盐小球体和多环芳香烃（PAHs）为主要依据，推论火星至少在13～36亿 aBP前很可能有生命形态存在。然而，很多人认为ALH84001陨石的各种特性可以是非生物成因的。由于地球上的生物在超过115℃的温度下很难存活（火星可与之类比），争论的焦点逐渐集中在碳酸盐球体的形成温度上。也有研究者关注该陨石上有机物质的来源问题。对ALH84001陨石的综合学科研究提出了互相矛盾的证据。综述了自1996年以来在国外各种主要期刊上发表的关于 ALH84001陨石与火星生命的研究成果（也包括了一些对其他火星陨石的研究），认为目前尚不能断言火星生命存在与否。对火星继续深入探索以获取进一步的证据是十分必要的。以美国国家航空和宇航局（NASA）Odys sey宇宙飞船起始的火星探测计划将引发新一轮火星生命研究的热潮。     

胶南榴辉岩矿物氧同位素平衡及其Sm-Nd年代学制约

对苏鲁地体中的胶南榴辉岩进行了矿物氧同位素分析，并与同一手标本矿物的Sm-Nd内部等时线定年和Nd-Sr同位素分布进行了对比。研究表明，石榴子石与绿辉石之间的氧同位素平衡与否能够对矿物Sm-Nd同位素体系的平衡状况和内部等时线定年结果的有效性给予直接制约。合理的石榴子石＋绿辉石Sm-Nd内部等时线年龄产于两矿物之间达到并在峰变质条件下保持氧同位素平衡的样品中，而两矿物之间处于氧同位素不平衡的样品不能给出正确的Sm-Nd内部等时线年龄。同一矿物在手标本尺度出现显著的O-Nd-Sr同位素不均一性，据此对这些元素在石榴子石和绿辉石中的扩散速率顺序进行了估计，不仅得到了与实验扩散系数相吻合的结果，而且由此估计出在峰变质条件下达到矿物内部同位素均一化所需要的时间应大于10Ma。     

中国东部橄榄岩包体和榴辉岩中CO_2流体包裹体的碳同位素组成

应用阶段加热技术 ,对中国东部新生代玄武岩中的橄榄岩包体和大别造山带超高压榴辉岩进行了包裹体 CO2 的碳同位素组成测定。结果表明 ,橄榄岩的δ1 3C值变化较大 ,从 - 2 2 .8‰到 0 .7‰ ,明显不同于前人报道的低δ1 3C值 (- 2 8‰～- 2 0‰ )特征 ,指示中国东部地幔流体中 CO2 的碳同位素组成是不均一的 ,反映了地壳有机碳与原生地幔碳的混合特征。大别造山带榴辉岩的 δ1 3C变化从 - 18.5‰到 4 .6‰ ,同样明显不同于前人报道的低 δ1 3C值 (- 30‰～ - 2 0‰ )特征。榴辉岩的低δ1 3C值指示了板块俯冲前其玄武岩原岩受到地表含有机碳流体蚀变后的碳同位素特点 ,而较高的δ1 3C值反映了板块折返过程中榴辉岩受淋滤大理岩的富 CO2 流体叠加的退变质效应。橄榄岩包体和超高压榴辉岩的轻碳同位素共同特点反映了板块俯冲引起的壳—幔物质相互作用和碳同位素地球化学再循环 ,指示中国东部岩石圈地幔含有丰富的地壳有机碳组分     

扬子板块俯冲加积杂岩的初步研究

根据大别—苏鲁造山带浅变质岩系的地质产状,本文将其与高压—超高压岩石一起作为大陆板块俯冲的加积杂岩来考虑,发现它们在岩石类型、变质时代和原岩性质等方面具有一定的可比性,因此可看作为扬子板块大陆俯冲的加积杂岩。由此根据板块俯冲的加积楔模型,对浅变质岩系的形成和演化过程进行了地球动力学解释,结果对扬子板块俯冲及其与华北板块碰撞的俯冲带和缝合带位置提供了制约。     

第二届全国化学地球动力学高级研讨会在合肥召开

由中国科学院主办、中国科学技术大学承办的“第二届全国化学地球动力学高级研讨会”于2000年2月15日至17日在安徽省合肥市举行。来自中国科学院地质与地球物理研究所、中国地质科学院地质研究所、中国地质科学院矿产资源研究所、中国科学院贵阳地球化学研究所、中国科学院广州地球化学研究所、中国科学院长沙大地构造研究所、南京大学、北京大学、西北大学、合肥工业大学、国土资源部安徽省地质矿产局和中国科学技术大学等单位的科研骨干约80余人欢聚一堂,就近年来化学地球动力学的最新进展和发展方向进行了深入研讨,并相互交流了在各自研究领域取得的最新科研成果。