扬子克拉通神农架群锆石和斜锆石U-Pb年代学及其构造意义

出露于扬子北缘神农架地区的神农架群是扬子地区保留比较完整的中元古代地层,其上部被青白口系马槽园群不整合覆盖。本文报导了神农架群砂屑白云岩、凝灰岩及侵入神农架群中的基性岩墙锆石及斜锆石U-Pb年龄。测年表明,神农架群下部大岩坪组碎屑锆石在1.4Ga、1.8Ga、2.0Ga、2.7Ga出现统计峰值;神农架群野马河组凝灰岩锆石U-Pb年龄为～1220Ma;侵入于石槽河组的基性岩墙斜锆石及锆石U-Pb年龄分别为1115Ma和1083Ma。根据新的测年结果,结合区域地质分析,我们得出以下几点主要结论:(1)可以将神农架群的沉积时代严格限定在1.4～1.1Ga之间,并推测神农架群碎屑物主体来自扬子克拉通古老基底,另有部分碎屑物质可能来自华夏地块或劳伦的前寒武纪基底;(2)神农架群和马槽园群之间的角度不整合面大致确定在1.1～1.0Ga之间,这一不整合面可能代表了扬子与华夏之间最早发生拼合的构造事件,是Rodinia超大陆汇聚事件的构造响应;(3)侵入于石槽河组的基性岩墙侵入时代为1115～1083Ma,这一期基性岩侵入事件在劳伦、非洲、澳大利亚以及南极洲都有记录。神农架地区的这一时期基性岩侵入事件是Rodinia超大陆汇聚过程中的产物还是和该时期全球性的超级地幔柱有关尚需要进一步研究;(4)神农架群沉积时代的确定,为建立我国1.4～1.1Ga期间的标准地层剖面提供了可能的候选剖面。(5)神农架群大岩坪组～1.45Ga碎屑锆石年龄峰为华夏地块在Columbia超大陆中位于劳伦和南极之间的观点提供了新依据。

秦岭造山带商南—西峡地区富水杂岩的变辉长岩中斜锆石与锆石U-Pb同位素年龄的差异

秦岭造山带富水杂岩体的一些变辉长岩含有粒度较大且U、Pb含量较高的斜锆石和锆石,是U-Pb同位素测年的极好矿物。对该杂岩体的中粗粒角闪黑云辉长岩中的斜锆石和锆石分别进行了SHRIMP法和TIMS法U-Pb同位素年龄测定,获得斜锆石和锆石的U-Pb同位素年龄分别为501.4Ma±1.2Ma和480.0Ma±3.4Ma,两者相差约20Ma。对该岩石中部分斜锆石向锆石转化的现象及锆石的成因进行了初步研究,认为斜锆石的U-Pb同位素年龄应解释为秦岭富水杂岩中基性岩石的形成时代,而锆石的成因及其U-Pb同位素系统在变质作用过程中的变化比较复杂,对其U-Pb同位素年龄地质意义的合理解释需做进一步的研究。

基性岩斜锆石U-Pb同位素定年3种方法之比较

根据新的研究成果,结合近年来文献报道的资料,对利用3种方法,即同位素稀释-热电离质谱(ID-TIMS)法、高灵敏度高分辨率离子探针质谱(SHRIMP)法、激光烧蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICPMS)法做基性岩斜锆石U-Pb同位素定年的优点和局限性进行比较,并讨论了针对具体样品选择定年方法的基本原则。新的研究成果表明,基性岩斜锆石U-Pb同位素年龄测定的3种方法各有不同的特点及局限性。在实际工作中,根据从具体样品中分选得到的斜锆石的数量、粒度大小、年龄范围、U-Pb含量、测年精度要求等因素,灵活地选择测年方法,对于获得比较理想的测年结果是非常重要的。

泰山地区古元古代末期基性岩墙形成时代厘定——斜锆石U-Pb精确定年

华北克拉通经过吕梁运动在～1.85Ga完成克拉通化,之后从1.80Ga至1.32Ga发育大量标志哥伦比亚超级大陆裂解的地质记录。本文利用高精度热电离质谱法(ID-TIMS)和离子探针质谱法(SIMS),对发育于泰山红门景区的辉长辉绿岩墙进行了斜锆石U-Pb同位素年龄测定,获得了在误差范围内一致的辉长辉绿岩侵位年龄1621.1±8.8Ma(ID-TIMS)和1632.4±4.2Ma(SIMS)。该研究成果修正了前人对泰山红门景区辉长辉绿岩侵位年龄的模糊认识,证明了红门景区辉长辉绿岩是与华北克拉通南缘龙王碱性花岗岩、华北克拉通北缘大红峪期碱性火山岩和岩床同期的岩浆事件的产物,是哥伦比亚超级大陆初始裂解作用在华北克拉通的岩浆作用响应。

福建明溪锆石巨晶中的斜锆石、锆石矿物包裹体及其成因启示

福建明溪是我国和火山岩有关的锆石巨晶的典型产地。通过对该地的锆石巨晶晶体形态及其包裹体的研究发现,福建明溪锆石巨晶四方柱明显较双锥发育,表面有熔蚀结构,内部结构均匀;锆石巨晶中发现的斜锆石包裹体和其它产地斜锆石相比具有贫大离子半径元素U,Th,Y,Zr Hf高的特点。巨晶中的锆石包裹体的拉曼光谱有两种不同类型,其中一类锆石包裹体的拉曼谱和变质及热处理锆石相似,说明锆石巨晶形成时曾经历过变质作用过程。锆石巨晶及其包裹体特征暗示锆石巨晶不是玄武岩结晶产物,和伴生的刚玉巨晶相比其来源可能更深,是壳一幔物质相互作用产物。

华北太行岩墙群斜锆石生长世代和U-Pb年龄及其对岩浆演化的启示

斜锆石U-Pb定年是基性岩墙时代确定的有效方法。前人对太行岩墙群高分异组岩墙（Ti O2通常〉1%,Mg O一般〈6%）进行了较多的定年,但缺少对低分异组岩墙（Ti O2约为1%,Mg O〉6%）的高精度测年。两者年龄是否一致是讨论两组岩墙是否来源于同一岩浆的基本前提。本研究对华北太行岩墙群丰镇地区低、高分异组代表性岩墙进行了斜锆石离子探针207Pb/206Pb定年。结果表明,低分异组车道沟岩墙207Pb/206Pb平均年龄为1768±4Ma（n=9,MSWD=2.1）;而高分异组酸刺湾岩墙斜锆石207Pb/206Pb年龄可以分为两组,加权平均值分别为1780±3Ma（n=8,MSWD=0.65）和1760±3Ma（n=5,MSWD=1.7）。斜锆石成分分析表明,酸刺湾岩墙两组年龄对应的矿物成分存在差异,如晚期斜锆石比早期更富Ti,Zr/Hf比值变化范围相对较小。据此认为,酸刺湾岩墙两组斜锆石可能结晶于岩浆不同阶段：早期（～1780Ma）的斜锆石可能结晶于成分更加原始的岩浆,很可能形成于岩浆房中;晚期（～1760Ma）的斜锆石可能结晶于成分更加演化的岩浆,可能是岩浆通道（岩墙）或岩浆房中。Zr/Hf值与单点年龄的负相关趋势可能记录了单斜辉石的结晶过程。已有的太行岩墙群U-Pb年代学结果集中于1785～1760Ma。我们的研究认为,太行岩墙群岩浆房存在了约20Myr,即岩浆房形成于～1785Ma,岩墙就位于1785～1760Ma。

四川攀枝花铁矿碳酸岩的发现和确认——地质特征、斜锆石U-Pb年龄、C—O同位素组成证据

碳酸岩是一类稀少但具有重要地质意义的一种岩石类型,且碳酸岩也往往构成大火成岩省岩石序列中的重要组成部分。我国西南地区晚二叠世峨眉山大火成岩省举世闻名,但此前尚未有同期的火成碳酸岩报道。本项目组在四川攀枝花地区开展的地质填图过程中,识别出大规模的碳酸岩,其沿北东—南西向延伸约20千米,可能是我国最大的岩浆型碳酸岩。大量的暗色纯橄榄岩、二辉橄榄岩及煌斑岩地幔捕虏体是认定岩浆型碳酸岩最直接、最重要的野外证据。碳酸岩主体为侵入岩,其次为少量的喷出岩、火山角砾岩及潜火山岩,空间上与侵入碳酸岩紧邻。碳酸岩侵入岩主要由方解石、白云石、橄榄石、斜方辉石及其蚀变而成的蛇纹石组成,并可根据矿物粒度、含量、结构、构造及颜色,划分出不同的碳酸岩类型。碳酸岩喷出岩由方解石、白云石、暗色矿物及气孔构成;潜火山岩由火山角砾、火山岩玻璃及方解石胶结物构成,方解石胶结物的形成可能与岩浆晚期的少量气液活动有关。拉纳箐矿区粗粒白云石碳酸岩中斜锆石以及与碳酸岩共生的石英二长岩中锆石的加权平均年龄分别为263.5±3.2 Ma(MSWD=0.41,n=20)和260.2±1.7 Ma(WSWD=0.30,n=20)。大规模碳酸岩的识别完善了峨眉山大火成岩省岩浆岩序列。碳酸岩的δ13CPDB(-9.6‰^+1.3‰)及δ18OSMOW(+12.9‰^+21.3‰)值与其它典型碳酸岩的同位素值接近。攀枝花铁矿区碳酸岩与冕宁—德昌新生代稀土矿化碳酸岩的岩性组合、矿物组合及蚀变类型差异显著,反映了二者具有不同的成因。前者与喜马拉雅造山运动有关,后者形成于与峨眉地幔柱有关陆内裂谷环境,可能为深部地幔低部分熔融的产物,是真正意义上"干的"岩浆成因的碳酸岩。

秦岭富水杂岩的变辉长岩中斜锆石与锆石U-Pb同位素年龄的差异及其地质意义

秦岭富水杂岩体的一些变辉长岩含有粒度较大，U、Pb含量较高的斜锆石和锆石，是U—Pb同位素测年的极好矿物。本文对秦岭富水杂岩的中粗粒角闪黑云辉长岩中的斜锆石和锆石分别进行了SHRIMP法和TIMS法U—Pb同位素年龄测定，获得斜锆石和锆石的UPb同位素年龄分别为501．4±1．2Ma和480．0±3．4Ma，二者相差约20Ma；对该岩石中的斜锆石和锆石的关系及锆石的成因进行了初步研究，认为斜锆石的UPb同位素年龄应可解释为秦岭富水杂岩中基性岩石的形成时代，而锆石的成因比较复杂，对其U—Pb同位素年龄地质意义的合理解释需作进一步的研究。

采用天然斜锆石微波烧结制备部分稳定氧化锆陶瓷

以选矿所得的天然斜锆石为原料,通过添加一定量的CaO稳定剂,经微波烧结直接制成Ca增韧部分稳定氧化锆陶瓷。微波设备采用的是自行研制的多模腔微波烧结装置,该装置频率为2.45GHz,最大功率为3kW。实验发现,物料在多模腔中经微波加热至约1300℃保温80min得到部分稳定氧化锆陶瓷,其密度可达到理论密度的92.97%,抗弯强度达138.271MPa。

斜锆石(ZrO_2)高温高压相变的Raman光谱研究

以Ar作压力介质,在0～23 GPa压力范围内,利用金刚石压腔装置（DAC）和激光加温技术,采用显微拉曼光谱进行原位测试,对处于准静水压力条件下的斜锆石开展高温高压相变研究。研究结果表明：室温下斜锆石ZrO2于3.4 GPa时开始发生相变,到10.4 GPa时其明显转变成一个空间群为Pbca的斜方相。此新相随着压力升高,直到15.3 GPa,仍稳定存在。通过研究,首次获得了Pbca相的拉曼谱图。随后在15.3 GPa压力下进行了激光加温后淬火,结果发现,加热前的Pbca相又转变成了空间群为Pnam的PbCl2结构类型的高压相,该相直到实验最高压力23 GPa仍稳定存在。

刚玉斜锆石共晶体为主晶相的Al_2O_3-ZrO_2系高温陶瓷的研制

通过控制ZrO2、Al2O3的相对含量,加入适当的分散剂,调节pH值,调节沉淀剂的加入量和加入顺序等,制备出Al(OH)3与Zr(OH)4胶体沉淀,然后通过煅烧获得ZrO2、Al2O3微米甚至纳米级细粉,采用压制成型工艺,高温烧成,制备出板状刚玉斜锆石共晶体细结晶陶瓷。

烧结温度对刚玉斜锆石复相陶瓷粉体的性能影响

以ZrOCl2.8H2O和AlCl3.6H2O为主要原料,采用溶胶-凝胶法制备化学成分均匀的刚玉斜锆石复合粉体,研究了不同焙烧温度对复合粉体体积密度、烧成收缩以及抗弯强度的影响,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)测试手段分析了不同烧结温度下所得试样的矿物组成和微观结构。结果表明,随着烧结温度的提高,试样收缩率变大,烧结体密度不断增大,晶粒尺寸均匀,当烧成温度为1400℃时,复合粉体获得了最佳力学性能,抗弯强度达620MPa,当烧成温度为1600℃时,其体积密度最大为5.1g/cm3,并形成了结晶完好的刚玉斜锆石复相陶瓷粉体。

东准噶尔卡拉麦里辉长岩斜锆石U-Pb年代学及其构造意义

卡拉麦里蛇绿岩带是东准噶尔重要的组成部分,该蛇绿岩带沿卡拉麦里山呈NWW向展布,延伸约400km,主要由橄榄岩、辉长岩、斜长花岗岩和少量的硅质岩组成。选取蛇绿岩带西段呈团块状出露的辉长岩斜锆石进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb测年得出,辉长岩谐和年龄为(434.4±2.7)Ma(MSWD=0.87),加权平均年龄为(436.4±2.5)Ma(MSWD=0.59),属早志留世。截至目前,该年龄是卡拉麦里蛇绿混杂岩中测得的最早年龄,标志着卡拉麦里洋盆在早志留世就已经开始拉张形成,即在扎河坝—阿尔曼太蛇绿岩所代表的洋盆闭合前,卡拉麦里洋盆就已经存在。

斜锆石LA-ICP-MS U-Pb定年方法及应用

对基性、超基性岩形成年龄进行精确测定一直以来都是同位素地质年代学领域比较棘手的科学难题。由于采用岩石中锆石的年龄来指示基性、超基性岩的形成年龄往往存在诸多争议,越来越多的研究人员将目光投向了斜锆石,所采用的测试手段以往多为热电离质谱(TIMS)或具有原位、微区优势的二次离子质谱(SIMS)U-Pb测年方法,进入21世纪以来,有研究人员开始尝试采用发展迅速且潜力巨大的激光剥蚀等离子体质谱(LAICP-MS)技术进行斜锆石U-Pb年龄测定。然而,斜锆石LA-ICP-MS U-Pb定年方法仍处于探索阶段,相关方法论方面的研究也是鲜有报道。本文对前人的斜锆石U-Pb定年研究进行了综合评述,并报道探索开发出的一套新的LA-ICP-MS斜锆石U-Pb定年方法。本文着眼于斜锆石LA-ICP-MS U-Pb定年方法,探索适用于斜锆石的激光条件和质谱参数,以斜锆石标准样品Phalaborwa为研究对象,建立了适用于斜锆石的LA-ICP-MS U-Pb定年测试方法,并将其应用于金川岩体中的斜锆石U-Pb年龄测定中,得到了较为准确的年龄结果。本文依据"截距法"的理念编制了"BUSTER"数据处理程序,并基于斜锆石Phalaborwa和金川岩体斜锆石两次测试结果将其与目前常用的基于"ROM法"或者"MOR法"的数据处理软件"Glitter"和"ICPMSDataCal"中的"无内标单外标"模块进行了系统比较。结果表明,就这两次测试的准确度而言,"BUSTER"要优于"Glitter"和"ICPMSDataCal",但测试精度则不及后者,这与相关数值拟合优度及采用的误差传递策略不同有关。另外,本文利用SHRIMP方法对金川岩体中的斜锆石样品进行了测定,测试结果与采用本次研究所开发的斜锆石LA-ICP-MS U-Pb定年方法得到的测试结果在误差范围内一致。

四川龙门山北段唐王寨-仰天窝向斜麻柳村辉绿岩斜锆石U-Pb同位素定年及其地质意义

为确定龙门山北段唐王寨-仰天窝向斜内发育的NE向辉绿岩脉的侵位时代、构造背景,探讨其是否与峨眉山地幔柱活动相关,对向斜内麻柳村处的辉绿岩样品进行了斜锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素测年、主量和微量元素分析。结果表明,辉绿岩斜锆石U-Pb同位素年龄为261.1±1.8Ma;属于高钛型拉斑玄武岩,高铝(13.39%~14.02%)、高铁(13.88%~14.67%)、低镁(4.43%~4.56%),富集大离子亲石元素和轻稀土元素,Nb/La=0.84~0.85、Th/Ta=2.40~2.45、Ta/Hf>0.25,具有与洋岛玄武岩相似的地球化学特征,Nb-Ta略微负异常,暗示其可能源于富集型地幔并受到少量陆壳物质混染,形成于大陆板内环境。与峨眉山玄武岩质火成岩对比发现,两者具有高度一致的形成时代及相似的地球化学特征。据此认为,该区辉绿岩为峨眉山地幔柱活动的产物,峨眉山玄武质岩浆的活动已经波及至龙门山北段及川西北地区,可能影响了该区的生物环境及油气成藏。

南盘江盆地八渡辉绿岩斜锆石和锆石U-Pb年龄及其地质意义

南盘江盆地是华南板块西南缘最大的沉积盆地之一。它的构造属性、形成时间及机制长期存在争议,影响着对华南印支造山过程的准确理解。南盘江盆地内除三叠系填充物外,断续出露着古生代碳酸盐岩。这些古生代碳酸盐岩实为三叠纪盆地下伏地层在盆地伸展张开过程中形成的断隆,在这些断隆周边发育有似层状或脉状辉绿岩,记录了南盘江盆地发育初期或早期的地质演化信息。本文用CamecaIMS1280二次离子质谱仪对南盘江盆地东南部八渡辉绿岩中的斜锆石和锆石进行了U-Pb同位素测试,分别获得206Pb/238U年龄加权平均值(269.3±4.2)Ma(95%置信度,N=15,MSWD=0.27)和(265.0±2.9)Ma(95%置信度,N=8,MSWD=0.02),表明八渡辉绿岩侵位于中二叠世沃德期(Wordian;265.1～268.8Ma),指示了南盘江盆地在此时处于伸展构造体制。这与南盘江盆地内广泛发育晚二叠世—早三叠世(258～248 Ma)基性岩浆活动,以及南盘江盆地晚二叠世—早三叠世时期沉积环境由碳酸盐岩台地相沉积快速转变为以浊积扇相为主的深水沉积等地质事实,共同表明南盘江盆地在中二叠世—早三叠世处于伸展构造体制。

四川会理菜子园方辉橄榄岩斜锆石的U-Pb年龄及其地质意义

超基性岩的定年一直是地学界的一大难题，前人大多采用Sm-Nd测年技术（如汤中立等1992；Chen J F et al.，1991），近年来，随着测试技术的进步，对早期Sm-Nd测试结果争议也较大（李献华等，2004；杨刚等2005）。

从斜锆石制备高纯二氧化锆

介绍了如何从斜锆石精矿制备高纯二氧化锆。

滇东南富宁那坪辉绿岩斜锆石U-Pb年代学、地球化学、Hf同位素特征及其地质意义

滇东南富宁地区位于华南板块和印支板块两个构造单元的拼合带,广泛出露以辉绿岩为主的基性岩体,关于其构造属性、形成时代及演化机制等还存在较大争议。本文通过对富宁那坪地区出露的钛辉辉长辉绿岩开展了斜锆石LA-ICP-MS原位U-Pb定年、Hf同位素及主微量元素研究,结果显示其结晶年龄为255.6±5.0 Ma(MSWD=3.0),侵位于晚二叠世-早三叠世,与峨眉山大火成岩省的主喷发时限基本一致,表明其应是峨眉山玄武质岩浆同质异相的产物。斜锆石εHf(t)值为-11.9~-4.8,暗示其岩浆来源于较富集的地幔源区,并受到地壳物质混染的影响。钛辉辉长辉绿岩具有高的MgO、Fe_(2)O_(3)T和TiO_(2)含量,以及较高的稀土元素总量(ΣREE=110×10^(-6)~184×10^(-6)),具有轻稀土元素富集、重稀土元素亏损的右倾型稀土元素配分模式,显示Eu弱正异常(δEu=0.96~1.37),微量元素富集大离子亲石元素,轻微亏损Ta、Nb、Zr和Hf等高场强元素,呈现洋岛玄武岩(OIB)的特征,且与峨眉山高钛玄武岩特征具有高度一致性,指示其形成于地幔柱作用下的板内环境。本研究证实了滇东南地区确实存在峨眉山地幔柱岩浆活动。

安徽省宿州栏杆辉绿岩型金刚石矿床斜锆石Pb-Pb年龄及其地质意义

安徽宿州栏杆辉绿岩型金刚石矿床是近期境内新发现原生矿,本文对含矿载体辉绿岩采样进行了斜锆石SIMS Pb-Pb同位素分析,获得^(207)Pb/^(206)Pb年龄为898～920 Ma,^(207)Pb/^(206)Pb加权平均年龄为913±4 Ma,表明栏杆含矿辉绿岩形成于新元古代青白口纪(Qb)早中期,即凤阳运动晚期,是华北地台基底固结形成、基性超基性岩浆侵位同一事件的产物。