济南辉长岩岩浆演化过程:来自熔体包裹体的证据

本研究首次报道了早白垩世济南辉长岩中橄榄石斑晶捕获的熔体包裹体的研究结果。济南辉长岩中橄榄石的Fo（60.374.6）,Mn（25003500μg/g）,Ni（701349μg/g）,Fe/Mn比值（61.283.5）,与源区母岩为纯的橄榄岩形成的熔体结晶出的橄榄石性质不同,可能与源区存在辉石岩的贡献有关。橄榄石中熔体包裹体主量元素具有较大的变化范围。熔体包裹体成分的标准矿物计算（CIPW）表明,MgO〉10%的熔体包裹体为含有霞石和橄榄石标准矿物分子的硅不饱和熔体,Mg O〈10%时为含石英标准矿物分子的硅饱和熔体。橄榄石中包裹有辉石和斜长石,说明岩浆演化过程应该处于开放环境。熔体包裹体的（208Pb/206Pb）i和（207Pb/206Pb）i与MgO具有良好的负相关关系,与SiO2具有良好的正相关关系,以及熔体包裹体具有较高的SiO2特征表明岩浆演化过程中可能有下地壳长英质组分的加入。熔体包裹体的Pb同位素落在EMI附近并向EMII延伸,其源区可能有EMI和EMII的贡献,熔体包裹体的主量元素成分说明其源区母岩可能有橄榄岩和辉石岩的贡献。

鲁西地区新生代周村玄武岩的成因研究

山东地区新生代玄武岩主要分布在郯庐断裂带及其以东地区,在鲁西地区分布较少。本文报道了鲁西地区周村玄武岩的全岩主、微量元素组成、橄榄石斑晶及其熔体包裹体Pb同位素组成。结果表明,周村玄武岩为弱碱性玄武岩,其主量元素具有较高SiO_2和Al_2O_3,较低碱(Na_2O+K_2O)、CaO/Al_2O_3、Fe_2O_3~T(Fe_2O_3~T=Fe O/0.8998+Fe_2O_3)的特征;微量元素在原始地幔标准化蛛网图上与EMI洋岛玄武岩(OIB)相似,表现为明显的Ba、K和Sr正异常,Th和Pb负异常,无Nb、Ta和Ti异常;熔体包裹体^(207)Pb/^(206)Pb和^(208)Pb/^(206)Pb分别为0.894~0.921和2.166~2.213,略高于EMI-OIB。这些特征和鲁西地区无棣大山玄武岩有明显区别,但与山东其它地区的弱碱性-拉斑玄武岩相似。周村玄武岩的橄榄石斑晶Ni、Fe/Mn和Ca分别为1403~2611μg/g,70~93和824~2003μg/g。与橄榄岩熔体结晶的橄榄石成分相比,给定橄榄石Fo值,周村玄武岩橄榄石斑晶具有高Ni和Fe/Mn比值,低Ca的特征。结合全岩低CaO和高FeO/MnO比值,橄榄石成分指示周村玄武岩的源区岩性为辉石岩,其形成需要高比例的来自再循环地壳的英安质熔体交代地幔橄榄岩。高比例的英安质熔体和周村玄武岩的微量元素特征,进一步说明该再循环地壳为含辉长岩洋壳。本文的研究结果暗示山东地区弱碱性-拉斑玄武岩的源区辉石岩,主要与再循环洋壳有关。

微钻取样-TIMS/MC-ICPMS和LA-MC-ICPMS分析矿物岩石^(87)Sr/^(86)Sr比值的技术比较

微区Sr同位素体系相对于传统全岩Sr同位素研究,可以揭示样品自身存在的不均一性,更好地反映样品经历的地质过程,已被广泛应用于各种地质研究领域,如研究壳幔相互作用、岩浆起源和演化,岩浆体系开放性研究,沉积盆地物源示踪及气候环境研究。准确测定Rb-Sr同位素比值是应用该同位素体系的前提。微钻取样-热电离质谱/多接收电感耦合等离子体质谱(TIMS/MC-ICPMS)和激光剥蚀多接收电感耦合等离子体质谱(LA-MC-ICPMS)作为分析地质样品微区Sr同位素组成的有效手段,已经得到了较为广泛的应用。两种技术在样品制备、干扰校正和质谱测试等方面各具优势和不足。微钻取样-TIMS/MC-ICPMS的最大优势是可获得高精度的Sr同位素数据(外精度优于100×10-6,2SD);但由于需要进行化学处理,流程繁琐耗时(约10天),实验周期较长,同时需要严格控制化学流程空白,且取样直径(200~2000μm)和取样深度(100~2000μm)较大,空间分辨率较低,但是该方法可以对高Rb样品(如钾长石)进行有效分析。LA-MC-ICPMS的最大优势是样品制备简单,数小时即可完成,且分析效率高,根据样品Sr含量的大小激光束斑直径多在60~300μm之间变化,其空间分辨率较前一种方法高,可在短时间内对大量样品进行分析。但由于不能进行化学分离,分析过程中存在多种干扰(如Rb、Ca、Kr和REEs等),影响了测试的精度(约200×10-6,2SD)和准确度(约150×10-6)。该方法目前只能对高Sr低Rb的样品(如斜长石、磷灰石等)进行有效分析,而对于干扰元素含量较高的样品目前无法应用。本文认为,对于微钻取样法,应将改进化学流程作为重点研究方向,提高化学处理效率,同时改善微钻取样法的取样技术,减小取样直径和深度以提高空间分辨率;对于激光剥蚀法,重点突破Kr、Rb和二价REEs等干扰校正问题,提高干扰元素含量较高的样品的分析精度和准确度,同时需要提高仪器灵敏度以满足低Sr含量样品的分析要求。

LA - MC - ICPMS 分析古老熔体包裹体 Pb 同位素组成中的误差评价

目前应用LA-MC-ICPMS分析熔体包裹体Pb同位素,由于没有同时测试U和Th的信号,导致熔体包裹体Pb同位素的研究仅局限于中生代以来的样品。本文应用LA-MC-ICPMS分析了玻璃样品以及存在显著U-Th衰变影响的古老熔体包裹体的Pb同位素组成,评价了U/Pb和Th/Pb分析误差对初始Pb同位素比值校正的影响。实验中以国际玻璃标样NKT-1G为外部标样,采用"标样-样品-标样法"进行仪器漂移和质量歧视校正,结果表明,国际玻璃标样BHVO-2G、TB-1G的208Pb/206Pb和207Pb/206Pb分析精度优于0.30%(2RSD),与推荐值的偏差小于0.30%,然而232Th/206Pb和238U/206Pb分析结果显示了较大分散性(外精度约5.0%)。根据误差传递计算,样品的年龄对初始铅的误差有很大影响。对于古生代以来的样品(年龄小于540 Ma),即使测试的232Th/206Pb和238U/206Pb与真值偏差达到10%,经过U-Th衰变校正后的Pb同位素比值与真值的偏差依然小于0.80%。因此本方法可以将熔体包裹体等地质样品的Pb同位素研究由新生代样品(年龄小于65 Ma)扩展到古生代样品。