普通铅对LA-ICP-MS磷灰石U-Pb定年结果的影响及校正方法

磷灰石是火成岩、变质岩和沉积岩中广泛分布的含铀矿物,开展磷灰石U-Pb年代学研究对揭示岩浆演化过程、示踪溯源等方面具有重要意义。激光剥蚀电感耦合等离子体质谱法(LA-ICP-MS)是开展磷灰石U-Pb年龄微区分析的重要手段之一。当前,基体匹配磷灰石U-Pb定年矿物标样缺乏和标样中不可避免的普通铅是制约LA-ICP-MS高精度磷灰石U-Pb年龄分析的主要瓶颈。本文对比研究了标样中普通铅对LA-ICP-MS磷灰石U-Pb定年结果的影响,采用含普通铅的磷灰石MAD作外标直接开展U-Pb年龄校正,获得的被测样品年龄会产生显著的系统偏差(最大约6%);采用207Pb法或Tera-Wasserburg图解法先校正标样中普通铅,再利用校正后的数据进行元素分馏和仪器漂移校正则可获得准确的磷灰石U-Pb年龄,与推荐值偏差在2%以内。另一方面,为消除标样中普通铅对分析结果的影响,本文还采用水蒸气辅助激光剥蚀方法,实现以NIST612玻璃作为外标准确分析磷灰石U-Pb年龄,解决了磷灰石U-Pb定年微区分析高质量标样缺乏的难题。本研究通过对标样中普通铅进行预校正或采用非基体匹配分析,建立了高精度LA-ICP-MS磷灰石U-Pb定年新方法,将促进磷灰石U-Pb年代学在地球科学研究中的应用。

南阿尔金木纳布拉克地区巴什库尔干岩群变质岩的锆石U-Pb定年和Lu-Hf同位素特征及其地质意义

南阿尔金木纳布拉克地区原划为长城纪巴什库尔干岩群中陆续识别出多类型高压变质岩,以及新元古代和古生代的原岩年龄信息。本文在前人研究的基础上,对木纳布拉克地区巴什库尔干岩群的中-低压浅变质岩进行详细的野外调查,并对三个不同岩组的6个样品进行了岩相学、锆石U-Pb定年和Hf同位素组成研究,以期对区内长城纪地层的构造归属划分提供更多的年代学证据。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年测得红柳泉组钾长片麻岩和角闪片岩的原岩形成年龄分别为1459~1577Ma和<1493Ma、贝壳滩组钙质白云母片岩的原岩年龄为<956Ma,均为中-新元古代;此外钙质白云母片岩还获得499Ma的变质年龄,总体反映了以上3个样品具有阿尔金杂岩的锆石年龄信息。这3个样品的核部残留碎屑锆石的ε_(Hf)(t)值与阿尔金杂岩中各类变质岩的ε_(Hf)(t)值范围一致,且具有相似的二阶段模式年龄,代表了其原岩具有相似的物源。因此,综合年代学和Hf同位素组成分析可以推断,以上3个样品所属的地层不应再归为长城纪巴什库尔干岩群,而归到阿尔金杂岩更为合适。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年获得扎斯勘赛河组长英质片麻岩、红柳泉组长英质糜棱岩和贝壳滩组斜长角闪岩的原岩年龄介于454~460Ma以及多期变质年龄分别为429~432Ma、400~402Ma和~376Ma。这3个样品的原岩年龄和变质年龄与中阿尔金南缘志留纪中-高压变质岩带内变质岩石原岩和变质年龄具有一致性,且构造位置上均位于木纳布拉克地区西南缘,与阿尔金杂岩以断裂相隔,由此初步推断其与中阿尔金南缘志留纪中-高压变质岩带有关。综上,本文认为南阿尔金木纳布拉克地区原划为长城纪巴什库尔干岩群中南部的贝壳滩组和红柳泉组样品为南阿尔金高压-超高压变质带的西延部分,北部的扎斯勘赛河组和红柳泉组样品为中阿尔金南缘志留纪中压-高压变质作用的产物。

红尖兵山钨多金属矿床锆石、黑钨矿、日光榴石UPb年代学及地球化学:对北山造山带三叠纪关键金属成矿作用的启示

北山成矿带是我国西北地区重要的战略性金属矿产资源地之一,区内的岩浆岩年代学工作已得到广泛开展,但对成矿带内成岩与成矿关系等缺乏系统研究。红尖兵山作为北山成矿带最具代表性的钨多金属矿床受到了较多关注,但其成矿时代、矿床成因等一直存在较大争议,已成为理解区域成矿构造事件的重要制约因素。本文对红尖兵山矿床详细的野外地质调查工作显示,该矿床成矿岩体为双驼峰式二长花岗岩,矿化类型可以划分为云英岩型矿石和黄玉-石英脉型矿石。对红尖兵山成矿岩体中的锆石、云英岩型矿石中的黑钨矿和黄玉-石英脉型矿石中的日光榴石进行了LA-ICP-MS U-Pb年代学,研究结果显示其形成时代分别为221.7±1.3 Ma、221.6±2.1 Ma、220.5±7.9 Ma,指示红尖兵山的成岩成矿时代在误差范围内一致,是晚三叠世岩浆-热液活动的产物。黑钨矿、日光榴石和白云母的LA-ICP-MS成分分析结果显示,黑钨矿中富集Sc、Mo等元素,而日光榴石和白云母则分别富集Be、Zn、Sc和Li、Sc关键金属等元素。通过主成分分析(PCA)和元素相关性分析,揭示了黑钨矿、日光榴石和白云母中关键金属元素的赋存状态。综合分析显示,红尖兵山矿床形成于陆内造山后伸展构造背景下,在强烈的岩石圈伸展减薄和幔源岩浆底侵诱发下,地壳发生部分熔融产生的酸性岩浆经分异演化形成的岩浆热液与围岩相互作用后形成富含挥发组分、偏还原、低pH和低Eh的成矿流体,它们沿构造薄弱部位充填交代形成石英脉-云英岩型钨多金属矿床。本研究成果对于理解北山造山带三叠纪陆内伸展构造背景下构造-岩浆-成矿事件具有重要意义,并为该区域同类矿床的勘查和关键金属找矿提供了指导。

生物质基聚丁二酸丁二醇酯(PBS)应用研究进展

由于石油资源的日益枯竭,通过生物资源发酵得到琥珀酸来生产聚丁二酸丁二醇酯(PBS),以替代现在石油基产品为原料的PBS,是PBS产业发展的新方向,丁二酸发酵的商业化促进了生物质基PBS的发展和应用,通过对PBS进行各种改性以及加工成型,制得各类制品,使PBS产品能够应用于不同领域,生物质基PBS作为一种绿色塑料具有广阔的发展前景。

电厂粉煤灰、炉渣和污泥复合陶粒对低浓度Pb^(2+)的吸附特性

针对重金属污染具有来源广、危害大等特点,通过以电厂废物(粉煤灰、炉渣)和脱水污泥为原料制备一种高效且价廉的陶粒吸附剂,采用吸附影响因素实验、解吸再生实验、吸附动力学模型和等温吸附模型的拟合以及陶粒表征分析,探究陶粒对Pb^(2+)的吸附特性,同时为实现废物资源化利用提供新思路.结果表明:陶粒去除Pb^(2+)的较佳吸附条件为粒径4 mm、pH 4.5~5.0、吸附时间360 min、吸附温度25℃.陶粒再生所用较佳解吸剂为0.5 mol/L的HCl溶液,较佳解吸时间和次数分别为120 min和5次,解吸5次后陶粒对Pb^(2+)的去除率为92.67%.此吸附过程更好地遵循了准二级动力学模型和Freundlich等温吸附模型.陶粒上的O-H、Si-O和金属氧化键在吸附Pb^(2+)的过程中起主要作用.陶粒吸附Pb^(2+)后,出现了新的物相Pb_(2)Cl_(3)OH和PbO,陶粒与Pb^(2+)之间发生化学吸附,为自发进行的放热反应.陶粒处理实际废水中Pb^(2+)的去除率可达93.70%,Pb^(2+)浓度由3.74 mg/L降至0.24 mg/L.研究显示,电厂粉煤灰、炉渣和污泥复合陶粒对Pb^(2+)具有一定的去除效果,可为以固体废物为原料制备的吸附剂在重金属废水处理应用中提供数据支撑.

东昆仑大格勒农场南辉长岩锆石U-Pb年代学、地球化学特征及地质意义

东昆仑志留纪岩浆活动强烈,记录了东昆仑造山带原特提斯洋演化晚期大洋俯冲阶段与碰撞阶段转换地质过程。本次研究对东昆仑大格勒农场南志留纪基性侵入岩开展了详细的岩相学、岩石地球化学、锆石U-Pb年代学和Hf同位素研究,以确定其形成时代、岩石成因和构造环境。研究结果表明大格勒农场南辉长岩的结晶年龄为430.2±2.4 Ma,形成时代为中志留世。辉长岩SiO_(2)(51.40%~53.66%)含量较低,MgO(18.56%~22.16%)和FeO^(T)(7.54%~10.64%)含量高,Mg^(#)为79~82。微量元素富集Rb、Th、Ba、Cs等大离子亲石元素(LILE),亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素(HFSE),具有高Ni(276~973μg/g)、Cr(2152~3574μg/g)和Sc(35.5~53.1μg/g)含量,低Nb/Ta值(3.23~8.68)和εHf(t)值(-7.3~-3.6)。大格勒农场南辉长岩的地球化学组成具有岛弧基性岩特征,其成因可能是流体和俯冲沉积物加入的富尖晶石橄榄岩部分熔融的结果。综合区域资料表明,大格勒农场南辉长岩形成于东昆仑原特提斯洋俯冲晚期阶段,进一步限定原特提斯洋晚期俯冲与碰撞转换时限为中志留世,随后转入碰撞造山阶段。

湘西沃溪金锑钨矿床燕山期幕式成矿作用:来自原位白钨矿U-Pb定年与黄铁矿元素-同位素的约束

沃溪矿床位于江南造山带中段,是一座同时具有金、锑、钨大规模成矿的大型金矿,近年的研究揭示其主要形成于燕山期,但该矿的成矿物质源区及矿床成因尚存争议。基于此,本文利用SEM、EPMA、LA-MC-IF-ICP-MS等原位分析技术,对该矿床多世代黄铁矿的结构、成分及同位素组成和成矿期白钨矿的U-Pb年代学进行了研究。在沃溪矿床中,识别出3个世代5种类型黄铁矿(Py),即成矿前Py1,成矿第二阶段Py2和第三阶段的Py3a、Py3b和Py3c。黄铁矿微区成分及围岩蚀变特征指示,成矿期Au、As和Cu耦合,Au主要以固溶体(Au+)的形式存在于Py3b的晶格中;As-取代S-进入黄铁矿是促进晶格金富集的主要因素;而强烈的水-岩反应是导致成矿期热液黄铁矿Co/Ni<1的原因。黄铁矿的原位微量元素和S-Pb同位素组成(δ34 S V-CDT值:Py2为-4.33‰~-1.61‰,Py3a为-6.36‰~3.59‰,Py3b为-4.36‰~3.59‰,Py3c为-2.21‰~-0.65‰;206 Pb/204 Pb、207 Pb/204 Pb、208 Pb/204 Pb值:Py2分别为18.029、15.618和38.653,Py3a分别为18.047~18.341、15.594~15.698、38.781~39.394)及其在环带结构中的变化,指示第二及第三成矿阶段流体性质存在显著差异。成矿第三阶段白钨矿的LA-ICP-MS U-Pb定年结果为132.7±7.9Ma(1σ,n=31,MSWD=0.43)。结合前人研究成果,我们认为沃溪金锑钨矿床主要形成于燕山期148~140Ma的黑钨矿(少量白钨矿、黄铁矿和金)和~130Ma的金-锑-白钨矿两阶段幕式成矿作用。早阶段成矿为下伏基底岩石重熔岩浆演化出的相对高温的还原性流体;晚阶段金-锑-白钨矿成矿以脉冲性幔源流体为主,金主要具地幔来源,而锑和钨可能来源于壳源与幔源流体混合演化出的富矿热液,成矿的脉动性可能与深部断层阀机制有关。金的主要沉淀机制为水岩反应和硫化作用,流体混合是辉锑矿与白钨矿的沉淀机制。富集交代的岩石圈地幔活化和古太平洋板块俯冲后撤、拆沉导致的岩石圈大规模伸展是江南造山带中段(湖南)燕山晚期金多金属大规模成矿的关键因素及构造背景,区域上具有进一步寻找陆内弧后伸展背景金多金属矿床的潜力。

海南岛抱板杂岩记录的多期构造热事件:锆石和独居石U-Pb年代学的制约

抱板杂岩(抱板群)是海南岛目前已发现的最古老前寒武纪结晶基底,记录了多期构造热事件,是研究海南岛大地构造属性的重要窗口。本文通过对海南岛冲卒岭地区抱板杂岩变质沉积岩、变质基性岩和伟晶岩脉的锆石和独居石LA-ICP-MS U-Pb年代学研究,来确定抱板杂岩所经历的多期构造热事件及其所代表的构造意义。研究结果显示,抱板杂岩主要由中元古代变质沉积岩、花岗质片麻岩和变质基性岩组成,经历了中元古代晚期-新元古代早期(1.3~0.9Ga)、早古生代(470~440Ma)、三叠纪(~230Ma)等多期构造热事件的改造。中元古代晚期-新元古代早期构造热事件与罗迪尼亚超大陆的汇聚有关;早古生代构造热事件与东冈瓦纳古陆北缘的增生造山作用有关;三叠纪构造热事件是印支陆块与华南陆块碰撞拼合的远程响应。综合上述研究成果和区域对比分析,认为海南岛与印支陆块具有相似的前寒武纪结晶基底和多期构造热事件的记录,表明二者具有明显的亲缘关系。

激光剥蚀-扇形磁场电感耦合等离子体质谱法同时测定锆石U-Pb年龄和微量元素含量

激光剥蚀-扇形磁场电感耦合等离子体质谱(LA-SF-ICP-MS)具有高灵敏度特征,被广泛应用于锆石等含U矿物原位微区U-Pb定年研究,但磁偏转式质量分析器的使用导致该质谱仪扫描速度相对较慢,可能影响U-Pb同位素与其他关键微量元素的同时采集。本文通过优化仪器信号稳定性和实验方法,对目前常用的7种锆石U-Pb标准样品进行U-Pb定年和Ti、REEs、Hf等关键元素同时定量分析,探讨了多元素同时分析方法的可行性及对于U-Pb定年结果的影响。实验结果表明,相对于LA-SF-ICP-MS仅检测U-Pb同位素方法,同时开展多元素含量检测可能会使U-Pb同位素信号强度稳定性下降,导致单点U-Pb年龄结果误差及离散程度增大。与仅测定U-Pb同位素年龄的测定结果相比较,根据不同锆石样品中U-Pb同位素含量高低,多元素同时检测获得分析点的206Pb/238U年龄和207Pb/235U年龄变化范围不同程度地增大,其中207Pb/235U年龄受影响明显,单点207Pb/235U年龄误差从~1.5%增大至~2.0%,单点年龄的相对标准偏差(RSD)从0.5%~1.3%增大至1.2%~3.3%。尽管如此,多元素同时检测方法对于各样品最终测定年龄没有明显的影响,相对于TIMS年龄,各样品的谐和年龄和206Pb/238U加权平均年龄偏差分别小于1.0%和0.7%,完全满足U-Pb同位素地质年代学测试要求。同时测定锆石样品中的关键微量元素含与其推荐值相对误差小于10%。因此,采用LA-SF-ICP-MS可以同时准确地测定锆石U-Pb年龄和微量元素含量,该方法亦可用于其他副矿物U-Pb年龄与关键微量元素同时测定。

甘肃北山铭杨镁铁-超镁铁岩体锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其地质意义

铭杨岩体位于甘肃北山南带古堡泉-红柳园断裂北侧,侵位于敦煌岩群,为甘肃北山地区新近发现的一处铜镍矿化镁铁-超镁铁岩体,主要由辉橄岩、二辉橄榄岩、橄榄辉长岩、辉长岩等组成。全岩成分以低碱、低钛为特征,轻稀土略富集,具有明显的正Eu异常;富集大离子亲石元素(LILE)Rb、Ba、Sr和K,相对亏损高场强元素(HFSE)Th、U、Nb、Ta、Zr和Hf。岩浆演化过程中发生了橄榄石、斜长石和辉石的分离结晶作用,经历了一定程度的地壳混染,地、物、化、遥综合信息显示具有较好的铜镍成矿潜力。通过LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,首次获得铭杨岩体中橄榄辉长岩和辉长岩结晶年龄分别为(452.9±2.4)Ma和(457.7±2.1)Ma,岩体可能为早古生代陆缘裂谷环境下的产物。北山地区早古生代含铜镍岩体的发现对区域构造演化认识具有重要意义。

污泥燃烧过程中Pb迁移特性研究及机理

污泥在燃烧过程中Pb污染排放问题一直受到人们广泛关注。通过试验研究和模拟计算相结合的方法,借助电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)、比表面及孔隙度分析仪(BET)和X射线衍射(XRD)等试验测试方法分析了污泥燃烧过程中Pb的迁移转化特性,探讨了添加CaO、水分和酸性气体等因素对Pb挥发和固相富集的影响,结合密度泛函理论揭示了PbCl_(2)分子在不同表面吸附的活性强弱。试验结果表明,污泥在900℃燃烧后,Pb残留率增加到61.37%,主要是受熔融作用的影响。在燃烧温度为700~900℃时,添加4%CaO后不利于Pb在固相产物中的富集,而在1000℃高温下,添加4%CaO后Pb在固相产物中的残留率提高了7.82%。当污泥含水率为20%时,Pb残留率与燃烧干污泥相比减少了28.43%;酸性气体的存在有利于Pb的固定,但其促进作用随体积分数的变化不一致。CO_(2)对Pb的固定有明显的促进作用,体积分数越大越有利于Pb的富集,当模拟烟气中通入30%CO_(2)后,Pb的残留率提高了23.37%;而SO_(2)对Pb的固定有微弱的促进作用,且随着SO_(2)体积分数的增大,Pb的残留率先增大后减小,在通有0.15%SO_(2)的燃烧工况中,Pb残留率增大程度最佳,仅为4.82%。负载4%CaO的污泥分别在20%H_(2)O/20O_(2)/80N_(2)、20CO_(2)/20O_(2)/60N_(2)和0.15CO_(2)/20O_(2)/79.85N_(2)的工况下燃烧后Pb的残留率分别增大了−3.61%、8.77%和7.65%。模拟计算表明,PbCl_(2)分子在洁净CaO(001)表面吸附后,Pb原子和O_(surf)原子发生轨道杂化作用,而在预吸附有CO_(2)、SO_(2)和H_(2)O的CaO(001)表面上,PbCl_(2)分子的Pb原子会和O_(H)、O_(C)和O_(S)原子发生轨道杂化,这使得在预吸附有CO_(2)、SO_(2)和H_(2)O的CaO(001)表面上PbCl_(2)分子的吸附能较洁净表面相比分别增大了90.069、−13.458和−55.836 kJ/mol。综上所述,控制燃烧温度和添加适量的CaO可以有效提高Pb的残留率,水分存在会抑制Pb的固定,而CO_(2)和SO_(2)气氛有利于Pb在固相产物中的富集。

柴达木盆地古近系下干柴沟组上段碎屑锆石U-Pb测年及盆山耦合探讨

柴达木盆地被祁连山、阿尔金山及昆仑山所环绕,盆地古近系下干柴沟组(E32)地层独特的岩性和沉积格局指示了复杂盆山体系和源区多样成因。本文选取了盆地内部不同构造带5口钻井下干柴沟组的中粗砂岩样品,利用碎屑锆石U-Pb定年等分析方法对柴达木盆地进行了构造、物源系统分析。研究结果表明,位于祁连山前的XX-1井样品下干柴沟组锆石年龄介于2692~156Ma之间,主要峰值年龄为448Ma和249Ma,L6-1井样品锆石年龄介于2693~220Ma之间,主要峰值年龄为499Ma和415Ma;位于盆地西部沉降中心内部的YIT-1井样品下干柴沟组锆石年龄介于2796~266Ma之间,主要峰值年龄为423Ma和255Ma;阿尔金山前的N-105井样品下干柴沟组锆石年龄介于2481~242Ma之间,主要峰值年龄为422Ma和259Ma,N-109井样品锆石年龄介于2638~228Ma之间,主要峰值年龄为444Ma和246Ma。通过与主要源区年龄对比可知,盆地不同构造带下干柴沟组的物源差异较大,靠近祁连山前的XX-1井、L6-1井的物源主要来自于祁连山内部;位于阿尔金山前相邻的N-105、N-109井物源主体来自于阿尔金山内部,但N-109井存在祁连山物源贡献;柴西坳陷内部YIT-1井物源受祁连山及东昆仑共同控制。物源分析结果表明祁连山在古近纪已大规模隆升,并且作为青藏高原北部边界为柴达木盆地持续提供物源;阿尔金山及昆仑山在下干柴沟组沉积时期已经形成雏形,但并未大规模隆升,造成了山前带复杂的物源体系。

生物可降解PBS共混物的制备与性能

采用直接酯化和熔融缩聚法合成了聚(丁二酸丁二醇酯-co-丁二酸-1,5-戊二醇酯)(PBST),将其与PBS树脂熔融共混制备了生物可降解PBS/PBST共混物,系统地研究了PBST对PBS共混物力学性能、结晶性能及微观形态的影响。采用FTIR及1H-NMR测试得到PBST的化学结构。随着PBST含量的增加,PBS共混物的冲击强度呈先增大后减小的趋势,当其含量为5%时,共混物的冲击强度为71J/m,提升了51.1%。PBST具有成核作用,与纯PBS相比,PBS共混物的结晶温度提高了13.6%,结晶度下降了12.5%。扫描电子显微镜(SEM)结果表明,样品冲击缺口断面存在应力发白现象,证明材料的韧性得到改善。

柴达木盆地北缘西段下石炭统物源和构造背景:来自碎屑岩U-Pb年代学与地球化学的约束

为查明柴达木盆地北缘西段早石炭世沉积物来源和构造背景,本次研究采集小赛什腾山怀头他拉组沉积岩进行碎屑岩锆石U-Pb年代学和全岩微量元素地球化学分析。研究表明:测试样品微量元素蛛网图呈平坦型,富Th、U、Hf,贫Co、Sc、Ni、V元素;砂岩轻重稀土元素分馏明显,属轻稀土富集型,具有中等负Eu异常;Cr/Zr、Sm/Nd、Th/Sc及Th/U等微量元素比值和判别图版显示研究区怀头他拉组为上地壳长英质物源区。沉积岩微量元素、稀土元素含量及特征比值显示,研究区样品与大陆弧环境砂岩具有极为相似的地球化学特征,相关构造环境投图同样表明怀头他拉组沉积环境以大陆弧为主,兼有主动大陆边缘特征。怀头他拉组碎屑锆石U-Pb年龄可划分出3个年龄区间,480~402 Ma,1493~900 Ma和1908~1803 Ma。年龄谱呈早古生代单峰值特征,峰值年龄为414 Ma,反映物源区与柴北缘加里东期构造带内早古生代晚期的岩浆作用关系密切。结合前人区域上古地理、古水流证据,综合分析认为小赛什腾山下石炭统怀头他拉组物源主要来自于柴北缘高压—超高压变质带。

甘肃北山南部早古生代古亚洲洋俯冲作用:来自明舒井埃达克质侵入体锆石U-Pb年龄及地球化学的证据

甘肃北山南部具有重要的构造位置与复杂的构造演化历史,制约着北山造山带大地构造归属研究。北山明舒井埃达克质侵入体位于南部辉铜山以西地区,岩性主要为二长花岗岩、正长花岗岩、花岗闪长岩、石英闪长岩等。对明舒井侵入体中的二长花岗岩、正长花岗岩和花岗闪长岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,定年结果分别为423.4±3.4 Ma、425.4±2.3 Ma和437.8±3.5 Ma。岩石SiO2含量多数大于56%(55.53%~64.42%),Al2O3大于15%(15.1%~17.79%),MgO多数小于3%,全部小于6%(2.07%~3.5%),Y和Yb含量均较低,同时轻稀土元素富集,Eu异常不明显,Sr含量较高,具有与埃达克岩相似的特征。综合区域地质背景,认为北山南部志留纪埃达克质侵入岩形成于活动大陆边缘火山弧环境,可能是志留纪古亚洲洋向北消减俯冲背景下岩浆作用的产物,同时发生了大规模的地壳增生。明舒井埃达克质侵入岩体的识别为北山造山带早古生代构造演化提供了重要依据。

伟晶岩中不同副矿物U-Pb同位素定年和示踪的问题与应用

定年和示踪一直是伟晶岩成岩成矿过程和稀有金属富集机制研究的关键问题。副矿物不仅是伟晶岩中稀有稀土元素的重要载体,还蕴含丰富的微量元素并常常具有较高的U-Th含量,是研究伟晶岩年代学、成岩成矿过程和物质源区的“理想探针”。伟晶岩中常用的适合于U-Pb同位素定年的副矿物有锆石、铌钽铁矿、独居石、锡石、榍石、褐帘石、磷钇矿和磷灰石等。由于封闭温度、矿物学特性和不同性质流体中元素行为的差异,伟晶岩中不同副矿物的U-Pb系统常表现出复杂的年龄谱系,可能记录了伟晶岩中潜在的后期地质过程,如:自交代、后期变质与流体改造等。因此,基于前期光学显微镜、扫描电镜、冷阴极发光、激光拉曼光谱分析等矿物微观结构研究,对不同期次或世代的副矿物进行原位微区U-Pb定年及主微量元素和同位素地球化学分析,对于全面认知多期地质事件和伟晶岩成岩成矿过程演化历史,进而更准确地构建其构造-岩浆-热液-成矿作用时空框架具有重要的科学意义。

赣南铁山垅钨矿田花岗斑岩地球化学特征、锆石U-Pb年龄及Hf同位素特征

赣南铁山垅钨矿田位于南岭钨锡多金属成矿带东段,已探获黑钨矿资源量超10万吨。铁山垅复式岩体包括主体似斑状黑云母花岗岩和补体细粒二云母花岗岩两部分,花岗斑岩呈脉状分布。矿田内花岗岩具有相似的地球化学特征,都属过铝质高钾钙碱性花岗岩类,表现出高硅、富铝、富碱、高钾、富成矿元素(W、Sn、Cu、Mo)和亏损Ba、Sr、Ti、P、REE、Eu,稀土配分曲线呈典型的“海鸥式”分布和M型四分组效应等特征。利用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年方法获得花岗斑岩^(206)Pb/^(238)U年龄为146.7±0.5 Ma(MSDW=0.5),成岩时代属晚侏罗世。锆石的n(^(176)Lu)/n(^(177)Hf)=0.000973~0.001989,f_(Lu/Hf)=-0.97~-0.94,ε_(Hf)(t)=-17.9~-10.3,二阶段模式年龄(TDM2)为1.86~2.33 Ga,显示原岩为古元古代地壳。综合分析认为,铁山垅矿田岩浆活动可划分为170~155 Ma、155~150 Ma、150~145 Ma三个阶段,钨锡矿成矿主要集中在第二阶段,且第三阶段花岗斑岩与铜多金属矿成矿关系密切,推测铜岭矿区深部具有较大的找矿前景。

甜玉米自交系重金属Pb、Cd积累差异及分子检测

【目的】筛选获得在重金属Pb、Cd单一污染及复合污染下Pb、Cd低积累的优良甜玉米自交系,以及可用于甜玉米重金属Pb、Cd积累早代鉴定的分子技术。【方法】以10个甜玉米自交系为供试材料,通过盆栽试验研究重金属Pb、Cd单一污染及Pb、Cd复合污染下,玉米根系、茎叶和籽粒中Pb、Cd含量的积累差异;同时对供试材料ZmHMA2 InDel位点进行Pb、Cd积累差异分子检测,综合分子标记检测与重金属Pb、Cd在不同材料间的积累结果,筛选甜玉米重金属低积累自交系。【结果】无论是单一污染还是复合污染,重金属Pb、Cd的积累规律均表现为根系>茎叶>籽粒;在复合污染下,玉米不同组织对重金属Pb、Cd的积累无明显竞争与协同效应,表明玉米Pb、Cd的积累机制存在一定差异。通过鉴定,获得籽粒Pb低积累玉米自交系2份,籽粒Cd低积累玉米自交系3份,仅有一份材料闽甜系X901表现出籽粒Pb、Cd均低积累。利用InDel位点(InDel2307)对供试材料进行分子检测,结果发现供试材料中有4份存在该位点,含有该位点的材料中根系、茎叶和籽粒Cd含量平均值较其他材料平均值分别低1.801、0.64、0.131 mg·kg^(-1)。【结论】InDel2307位点能将不同玉米自交系按Cd累积量进行区分,对甜玉米Cd含量的区分具有特异性标记。综合分子标记检测与Pb、Cd含量积累结果,筛选出自交系闽甜系X901为Pb、Cd低积累材料。

湘南香花岭矿田铁砂坪锡多金属矿床U-Pb年代学及成矿规律

当前中国以全球26%的锡资源支撑全球45%的锡消费量,锡矿储采比持续降低,锡资源增储迫在眉睫。湘南香花岭地区是南岭乃至全国重要的锡资源基地。为揭示香花岭东部铁砂坪锡多金属矿床的深边部资源潜力,本文在野外地质调查基础上,开展了铁砂坪矿床成岩成矿年代学研究,系统总结了成矿规律。研究表明铁砂坪矿床发育5类矿体:矽卡岩锡矿体、产于碳酸盐岩中脉状锡铅锌矿体、产于碳酸盐岩中脉状钨矿体、产于碎屑岩中脉状锡矿体及产于碎屑岩中石英脉型黑钨矿矿体。年代学测试结果表明北部的隐伏花岗岩独居石U-Pb年龄为148.7 Ma,大冲矿段锡石U-Pb年龄为146.0 Ma,而南部茶山矿段获得的锡石U-Pb年龄为157.4 Ma,推测铁砂坪南北两个矿段锡成矿时代存在11 Ma时间差。矿体受花岗岩环带控矿规律和北东向断裂联合控制。识别了4个北东向等距的矿段:白砂岩—鸿运矿段、大冲—顺兴矿段、反背塘矿段、茶山矿段。本文总结的成矿规律不仅对铁砂坪矿床深边部勘查具有重要指导,还对南岭地区锡多金属矿的勘查也具有借鉴作用。

江西九岭南缘古阳寨地区铍矿化伟晶岩独居石U-Pb定年及其地质意义

以江西九岭南缘古阳寨地区铍矿化伟晶岩为研究对象,选取规模较大的藏龙洞铍矿化伟晶岩脉,通过野外地质调查和LA-ICP-MS测定独居石U-Pb年龄测定,初步了解了九岭南缘古阳寨地区花岗伟晶岩地质特征。结果表明,九岭南缘古阳寨地区铍矿化伟晶岩成岩成矿年龄为(138.57±0.78) Ma,归属于早白垩世。铍矿化伟晶岩侵入于九岭南缘古阳寨中细粒含斑二云母二长花岗岩体内部,形成时代略晚于燕山期古阳寨岩体,显示两者在空间和时间上具有密切的成因联系,推测古阳寨地区铍矿化伟晶岩为古阳寨岩体二云母二长花岗岩结晶分异而成。建议针对古阳寨二云母二长花岗岩体内部和外接触带0~5 km范围内,加强调查力度,以期实现该区域内伟晶岩型铍矿找矿突破。