汉诺坝辉石岩包体中单斜辉石的微区微量元素组成特征及其地球动力学意义

本文对来自汉诺坝玄武岩中的三类辉石岩包体的单斜辉石(Cpx)利用LA-ICP-MS进行了原位微区微量元素分析研究。金云母单斜辉石岩中的单斜辉石具有低Cr、Co和Ni,高CaO、Zr、Hf、Ta和LREE特征,并且具有较低的Mg#,反映金云母单斜辉石岩可能是经受了后期交代作用的地幔岩浆堆晶产物。尖晶石二辉橄榄岩中的石榴辉石岩脉体中的Cpx具有高 Na,O低CaO特征,其Ti、Zr、Hf、Y含量明显高于其它石榴辉石岩Cpx中的含量,反映了石榴辉石岩脉体可能是富Na硅酸盐熔体与地幔尖晶石二辉橄榄岩反应的成因。部分石榴辉石岩包体的Cpx具有特征的La富集或微量元素(如Zr、Hf、Ta、Li、P、 REE等)环状对称分布特征,暗示华北克拉通北缘可能存在多期次地幔交代富集作用。通过对同一Cpx颗粒中的流体包裹体密集区和干净区域的对比研究,发现Cpx中的流体包裹体不仅富集LILE和LREE,而且HFSE中的Nb、Ta、Zr和P也具有明显的富集特征,LREE和HFSE未发生明显分异,这可能暗示地幔交代流体中含有少量的络阴离子(如F-和Cl-等)。

CCSD主孔100～1100m榴辉岩中单矿物的原位微区微量元素地球化学研究

本文通过对CCSD主孔100～1100m范围内榴辉岩中单矿物的LA-ICP-MS分析,探讨了榴辉岩中单矿物之间的微量元素分配,发现超高压变质作用中石榴石和绿辉石之间Ti和Co的分配显著受Mg控制(如DCoGrt/Omp=3．43DMgGrt/Omp- 0．34),而REE、Sr和Y的分配则受Ca分配所控制。绿辉石中REE、Pb和Th的含量则明显受超高压副矿物磷灰石的出现与否所控制。结合岩石学特征,对角闪石和绿辉石中微量元素的研究表明角闪石主要是绿辉石退变质的产物。但退变质矿物的微量元素组成不仅受原矿物控制,而且受退变质矿物组合类型影响。绿帘石的出现会显著降低共生角闪石中LREE和Sr的含量,而多硅白云母的分解则会增加角闪石中的Rb、Ba含量。另外,退变质过程中的流体活动也会影响退变质矿物中的LREE、Sr和Pb等。结合REE在榴辉岩各主要矿物间分配系数随温度、压力的变化,我们推测部分石榴石边部MREE的富集特征可能反映榴辉岩在折返过程中经历了短时增温作用,这可能是引起苏鲁地区榴辉岩相向麻粒岩相转变叠加现象以及超高压岩石经历部分熔融作用的重要原因。此外,榴辉岩中金红石Nb和Ta组成的高度不均一性为金红石形成于超高压变质阶段富Ti磁铁矿相变作用的成因机制提供了佐证。

CCSD主孔榴辉岩中磷灰石微区微量元素和Sr同位素组成研究

本文利用LA-ICP-MS和LA-MC-ICP-MS对CCSD-MH中一件强退变多硅白云母榴辉岩中一粗粒(～2mm×6.5mm)磷灰石进行了详细的微区微量元素和Sr同位素组成研究。线扫描剖面分析和单点分析结果共同表明该磷灰石颗粒的微量元素和Sr同位素组成不均一。总体上Na、Sr、LREE、MREE、U、Th和Pb等元素具有从中心到两侧含量逐渐降低的特征。磷灰石主体部分HREE含量均一,但和石榴石紧密相邻的边部(～400μm)HREE显著富集。Na、Sr、LREE和MREE等元素在个别区域明显具有先升高、然后再降低的变化规律。磷灰石最边部(<200μm)相对于核部区域显著高^(87)Sr/^(86)Sr比值。结合磷灰石中微量元素分配和扩散行为的实验研究以及磷灰石晶体化学特征,磷灰石微量元素组成变化应主要记录了磷灰石复杂的生长过程。Sr、LREE和MREE从核部到边部逐渐降低的总体特征指示磷灰石从中心向两侧的生长过程,而局部出现的次级先升高—再降低的变化规律则反映了磷灰石经历的多次溶解和再生长作用。HREE含量均一的磷灰石主体形成于石榴石稳定存在的超高压变质作用阶段。和石榴石紧密相邻的磷灰石边部显著富集HREE的特征则是折返过程中短时增温作用导致石榴石释放HREE和/或退变质阶段石榴石分解释放HREE共同作用的结果。磷灰石最边部显著高^(87)Sr/^(86)Sr的特征则记录了角闪岩相退变质阶段多硅白云母的分解作用。

深部碳循环的环境气候效应

地球表层温度主要由接收的太阳辐射能量及大气温室气体的保温能力共同控制。CO_(2)等温室气体通过对大气温度的调节影响着全球环境气候变化,工业革命以来全球CO_(2)排放量的增加被认为是全球变暖的重要原因,地质历史时期大气CO_(2)浓度的波动与温室和冰室气候的交替出现相对应。地球超过90%的碳赋存于深部,因此地球深部过程的些许波动便会影响到地表碳含量,进而深刻影响着地球的环境气候变化。以往的研究注重地表碳循环对环境气候的影响,对深部碳的贡献考虑不足。最近十余年全球开展了详细的深部碳循环研究,基于已经取得的重要成果,本文从大火成岩省、裂谷和俯冲带的视角对深部碳循环驱动的环境气候效应进行了系统回顾。认为未来的研究需要对地球深部碳循环通量和碳同位素组成进行更精确的定量,这是我们认识深部碳循环对地表环境气候影响的基础;除了碳元素本身我们还需要关注其他挥发性元素和有害金属元素的综合效应;俯冲带作为全球壳-幔相互作用和物质交换循环最重要的场所,应该是进行深部碳循环观察和环境气候效应研究的重点。

冈底斯南缘变形花岗岩锆石U-Pb年龄和Hf同位素组成:新特提斯洋早侏罗世俯冲作用的证据

本文对产于冈底斯南缘一个变形花岗岩进行了主量元素、微量元素、原位锆石 LA-ICP-MS U-Pb 定年和锆石 Hf 同位素组成研究。结果表明,变形花岗岩为高硅(SiO_2=73.38%～76.06%)钙碱性岩系,K_2O/Na_2O=0.69～1.17,铝指数(A/CNK)=1.03～1.07,为弱过铝质岩石。变形花岗岩微量元素组成显示贫大离子亲石元素(e.g.Rb=47×10^(-6)～71×10^(-6))和高场强元素(e.g.Nb=1.3l×10^(-6)～3.09×10^(-6),Ta=0.23×10^(-6)～0.54×10^(-6)),具有岛弧型花岗岩的地球化学属性。变形花岗岩锆石 U-Pb 年龄为178±1Ma,该年龄代表岩浆结晶年龄。锆石 Hf 同位素组成显示ε_(Hf)(178Ma)值变化于+14.1～+17.7,表明变形花岗岩岩浆来自初生地壳物质的部分熔融。变形花岗岩的岩石成因与新特提斯洋向欧亚板块南缘的俯冲消减作用存在联系,其岩浆结晶年龄反映了新特提斯洋发生俯冲消减的开始时代不晚于早侏罗纪,说明了新特提斯洋经历了较长时间的演化。

冈底斯印支期造山事件:花岗岩类锆石U-Pb年代学和岩石成因证据

对冈底斯中部地区二云母花岗岩和花岗闪长岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年、主量元素、微量元素和锆石Hf同位素组成的测定.结果表明,二云母花岗岩的岩浆结晶年龄为(205±1)Ma,岩石属于强过铝质花岗岩,A/CNK=1.16~1.20,K2O/Na2O=1.67~1.95.岩石富Rb、Th和U等元素,Eu/Eu*=0.29~0.41,(La/Yb)N=22.62~35.08.锆石εHf(t)=-12.4^-1.8.二云母花岗岩的岩浆产生于地壳中泥质岩类在无外来流体加入的情况下云母类矿物脱水反应所诱发的部分熔融作用,其岩石形成机制类似于喜马拉雅新生代淡色花岗岩.花岗闪长岩的岩浆结晶年龄为(202±1)Ma,岩石属于准铝质(A/CNK=0.96~0.98),K2O/Na2O=1.42~1.77,Eu/Eu*=0.54~0.65,(La/Yb)N=6.76~13.35.锆石εHf(t)=-8.2^-5.5.根据花岗闪长岩的地球化学特征和锆石Hf同位素组成,花岗闪长岩的岩浆来自于地壳中基性岩类的部分熔融.冈底斯印支晚期强过铝质花岗岩的确定,表明了冈底斯在印支晚期以前曾发生地壳的缩短与加厚作用,从而进一步明确了冈底斯印支早期的造山事件及冈底斯经历了多期造山作用的演化.

粤北下庄335矿床成矿时代的厘定——来自LA-ICP-MS沥青铀矿U-Pb年龄的制约

文章采用LA-ICP-MS测试技术对下庄矿田335矿床的沥青铀矿开展了U-Pb微区定年工作。335矿床沥青铀矿的成分特征及微观形貌特征显示,本区沥青铀矿在初始形成之后受到过后期的一些地质事件的影响。本次获得沥青铀矿的最大年龄为(93.5±1.2)Ma。结合华南岩石圈伸展发生的时间、辉绿岩脉对铀矿的控制作用及矿区内辉绿岩脉的侵位时间,对本区铀矿的形成特点进行了探讨。结果表明,该年龄符合华南铀矿在时间上的一些客观成矿规律,可基本上代表335矿床的成矿年龄。

北山造山带南缘北山杂岩的锆石U-Pb定年和Hf同位素研究

北山造山带是中亚造山带的重要组成部分，大量高级变质岩在北山造山带多个构造单元（地块）中广泛分布，被认为是造山带的前寒武纪基底，以往统称为“北山杂岩”。但是，对这些基底岩石的形成时代、来源与归属，以及是否经历了与造山作用过程相关的变质作用等问题的认识仍不清楚。本文对位于造山带南缘，即石板山地块的石板墩斜长角闪岩、白墩子片麻岩及其中长英质脉体进行了锆石U—Pb定年及Hf同位素研究。分析结果表明石板墩斜长角闪岩、白墩子片麻岩都具有-880Ma的原岩结晶年龄和～295Ma的变质作用年龄；白墩子长英质脉体的形成年龄与片麻岩的变质年龄一致，为～295Ma。此外，白墩子片麻岩及长英质脉体的锆石还记录了更晚一期270～280Ma的变质作用。石板墩斜长角闪岩、白墩子片麻岩中原岩结晶锆石的初始176Hf／177Hf值为0．282063—0．282291，εHf（t）为一6．3—2．2，tDM2分布于1．62～2．14Ga之间，表明其原岩的岩浆可能起源于古元古代地壳的部分熔融并有新生物质的贡献。这反映了北山造山带南缘可能并不存在太古代的地壳基底，即北山造山带南缘的石板山地块并不是前人所认为的属于敦煌地块的一部分。石板墩斜长角闪岩、白墩子片麻岩中的变质成因锆石初始176Hf／177Hf值明显高于原岩岩浆锆石，反映了它们不是由原岩锆石改造形成，而是熔体中的新生锆石，代表了一次-295Ma的深熔事件。这也得到了白墩子片麻岩中发育同时期长英质脉体的支持。我们认为这一-295Ma的深熔作用事件可能形成于后碰撞的伸展构造环境。

北山造山带南部早古生代构造演化:来自花岗岩的约束

北山造山带是中亚造山带的重要组成部分,处于天山造山带和索仑缝合带之间的关键构造位置,对认识中亚造山带的构造演化和古亚洲洋的最终闭合具有重要意义。本文选择北山造山带南部早古生代桥湾糜棱岩化花岗岩和金塔钾长花岗岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学、LA-MC-ICP-MS锆石Hf同位素和地球化学研究。结果表明,桥湾糜棱岩化花岗岩和金塔钾长花岗岩均形成于～430Ma,岩浆结晶锆石的二阶段Hf模式年龄分别为2.14～2.37Ga和1.32～1.72Ga。样品中含有少量继承锆石,继承锆石的Hf同位素特征与北山南部新元古代花岗质片麻岩类似。在地球化学组成上,两者均具有高的SiO2含量（73.18%～75.00%）,弱过铝质,富集Rb、U、K等元素,亏损Ba、Nb、Ta、和Sr、P、Ti等元素的特点,类似于北山南部其它早古生代钾长花岗岩。它们的岩浆均起源于北山南部古老地壳基底的部分熔融,金塔钾长花岗岩可能还有幔源岩浆或新生下地壳的贡献。这同时也暗示了北山南部石板山地块与敦煌地块具有显著不同的地壳基底组成。结合敦煌地块早古生代高压麻粒岩的研究结果,我们认为北山南部早古生代岩浆活动可能与敦煌地块向北山南部石板山地块的碰撞、俯冲作用有关,反映了中亚造山带南缘的北山造山带在早古生代经历了造山带中微陆块与周缘克拉通碰撞拼贴的造山事件。

星星峡石英闪长质片麻岩的锆石年代学:对天山造山带构造演化及基底归属的意义

天山造山带是中亚造山带(CAOB)的主要组成部分,对于其前寒武纪古老基底的起源、古生代构造单元划分和造山作用过程的认识还存在很大分歧。本文对分布在星星峡镇西的石英闪长质片麻岩开展了系统地岩相学观察和锆石U-Pb年龄、Hf同位素及全岩地球化学分析。根据矿物组成推测它们的原岩为石英闪长岩,两个样品中的锆石具有基本一致的内部结构特征,均发育黑色、均一的边部和具震荡环带的核部,部分保留有更早的继承锆石核。分析结果表明,它们的原岩形成于～425Ma,变质作用年龄为约320～360Ma,继承锆石的年龄为1381～1743Ma。原岩结晶锆石具有正的且变化较大的εHf(t)值(0.9～17.8),继承锆石的tDM2模式年龄变化于1.54～2.44Ga。在全岩地球化学组成上,石英闪长质片麻岩具有明显富集Rb、Ba、Th、K等大离子亲石元素和Pb、U元素,亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素的特点。结合区域上已有的前寒武纪基底、高级变质岩、蛇绿混杂岩、岩浆岩的研究资料,获得以下认识:中天山地块的前寒武纪基底的起源与塔里木板块没有明显的相关性,可能是中元古代时期,由东欧板块边缘的弧增生造山作用形成;中天山地块东部在早古生代为大陆边缘弧的构造环境,可能形成于南天山洋向中天山板块的俯冲作用;南天山洋在天山造山带的东部和西部可能具有一致的闭合时间。

北山造山带南缘柳园地区新元古代花岗岩的地球化学特征及其地质意义

为深入认识中亚造山带南缘早前寒武纪的地质演化,对中亚造山带南缘柳园地区新元古代花岗质片麻岩的主、微量元素和锆石U-Pb年龄、微量元素、Hf同位素进行了分析。花岗质片麻岩具有高钾的特点(K2O=5.31%-7.02%),为高钾钙碱性系列。富集轻稀土元素(LREE)和大离子亲石元素(LILE),Nb、Ta、Ti和Sr显著亏损,Pb表现出正异常,具有后碰撞花岗岩的岩石地球化学特征。LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄和Hf同位素分析结果表明,柳园地区新元古代花岗岩形成于902Ma±5Ma(2σ),亏损地幔的两阶段模式年龄约为1.6Ga,结合约1.6Ga继承锆石的出现,认为这些花岗岩是古老地壳物质熔融的产物。另外,花岗岩具有较高的εHf(t)值(-2.0-1.0),表明母岩浆含有新生幔源物质的加入。因此,柳园地区新元古代花岗岩可能具有古老地壳物质熔融再与新生幔源物质混合的成因,认为北山柳园地区新元古代花岗岩的形成是Rodinia超大陆汇聚的响应。

CCSD主孔高Ti榴辉岩非耦合的高Ti、低Nb(Zr)特征:对玄武质岩浆房中磁铁矿分离结晶作用的指示

利用XRF和HR-ICP-MS对中国大陆科学钻探工程(CCSD)主孔<700m深度高Ti榴辉岩进行了准确分析研究。结果表明高Ti榴辉岩以TFeO和Eu异常之间的相关性及非耦合的高TiO2(2.4-5.7%)、低Nb(<5.5μg/g)和Zr(<98μg/g)为特征。而且,这些榴辉岩的TiO2、V和TFeO之间正相关。高场强元素(Ti、Nb、Zr等)在不同矿物和玄武岩/安山岩熔体之间的分配系数研究表明,高Ti和低Nb、Zr之间的非耦合变化必须有磁铁矿结晶作用的参与才能够出现。斜长石的密度(p=2.61-2.76g/cm3)低于正常玄武岩熔体(p=2.8-3.0g/cm3),因此玄武岩岩浆房中结晶出的斜长石在岩浆演化早期不会和熔体分离而形成堆晶岩。磁铁矿的密度(p=5.1-5.2g/cm3)远远高于玄武岩熔体。磁铁矿的结晶分离会显著降低玄武岩熔体的局部密度而诱发斜长石晶体分离下沉并形成富集斜长石的高Fe堆晶岩。这种机制很好地解释了高Ti榴辉岩所具有的TFeO和Eu异常之间的相关性及非耦合的高TiO2(2.4-5.7%)、低Nb(<5.5μg/g)和Zr(<98μg/g)特征。本文研究表明在CCSD中的高Ti榴辉岩原岩应是由同一玄武岩岩浆房中富磁铁矿结晶作用形成的堆晶岩。高Ti榴辉岩的Ti矿化本质上源于磁铁矿结晶作用,而与其经历的超高压变质作用无关。

内蒙古林西早中生代O型高镁埃达克质安山岩的发现及其意义

对内蒙古林西地区火山岩样品的地球化学研究表明,其具有大洋型(O型)高镁埃达克质安山岩的地球化学特征[w(SiO2)=57.89%～63.97%、w(Al2O3)=15.39%～16.17%、w(Na2O)/w(K2O)=1.5～2.2(除一个为0.9)、A/CNK=0.83～0.97、Mg#=49～64、w(Cr)=91～209μg/g、w(Ni)=52.2～111.4μg/g、w(Sr)=551～1018μg/g、w(Yb)=1.18～1.71μg/g、w(Y)=12.6～17.7μg/g、δ(Eu)=0.86～0.94]。利用LA-ICP-MS对其锆石进行了U-Pb定年,得到206Pb/238U加权平均年龄为(244±2)Ma(MSWD=0.36)。此时,区域内古亚洲洋已闭合,综合地球化学特征和区域地质环境说明,林西高镁埃达克质安山岩是由残余洋壳部分熔融并随后与地幔橄榄岩相互作用形成的。内蒙古林西早中生代高镁埃达克质安山岩的产出表明,洋壳来源的埃达克岩(O型埃达克岩)不仅可以随俯冲同时产生,而且也可以在非俯冲环境下由保存在古俯冲带地幔中的残余洋壳部分熔融产生。

激光剥蚀电感耦合等离子体质谱无内标定量分析钢铁样品

在探讨内标法和基体归一法校准的基本原理基础上,建立了193 nm ArF准分子激光剥蚀电感耦合等离子体质谱无内标定量分析钢铁标样的方法。结果表明,采用Fe作内标和基体归一法(无内标)两种校正方法获得的中低合金钢GBW01398、含氮铸铁GBW01138和不锈钢GBW01659分析结果相对误差在5%以内。与传统的内标法相比,采用基体归一校准法的最大优点是无需预先知道样品中某一内标元素的含量即可进行定量。这一特点使得该技术也可适用于难以找到均匀分布的内标元素的样品的空间分布测定。剥蚀坑电镜扫描图像显示的波浪形底以及剥蚀坑周围显著拓展的外缘表明样品在剥蚀过程中,由于"热效应"发生了较严重的部分熔融。计算的分馏因子表明钢铁标样中元素V、Cr、Fe、Co、Ni和Cu的分馏因子与所用的外标参考物质NIST 610相似,接近于1且标准偏差较小。其它大部分微量元素由于含量低和分布不均一造成计算得到的元素分馏因子标准偏差特别大。钢铁标样中Cr、Fe、Co、Ni测定值与认定值的相对偏差都在10%以内。本文还发现Mg和轻稀土以及Bi和Pb在钢铁标样GBW01138中的分布具有很好的相关性。

超高压榴辉岩金红石中高场强元素变化的控制因素及其地球动力学意义

利用LA-ICP-MS对CCSD-MH超高压榴辉岩中金红石进行了详细的原位微区微量元素组成分析.金红石中高场强元素Nb和Ta含量主要受全岩Nb、Ta和TiO2含量控制,Zr、Hf含量比较稳定基本不受全岩含量影响.粒间金红石中,同一颗粒金红石核部Zr含量系统高于边部,而边部则出现了明显的Pb和Sr富集特征.CCSD-MH榴辉岩中金红石与全岩的Nb/Ta比值呈现明显的不一致性.全岩Nb/Ta比值明显低于金红石且与全岩TiO2含量负相关,而金红石的Nb/Ta比值与全岩Nb、Ta含量和Nb/Ta比值没有明显的相关关系.金红石和全岩之间非完全耦合的Nb/Ta组成表明,金红石并非形成于原岩的结晶过程中而是在超高压变质作用过程中形成,尽管金红石是榴辉岩中Nb、Ta含量的主要载体矿物,但金红石的Nb/Ta比值并不一定能完全代表全岩的特征,而与全岩Nb、Ta和TiO2的含量有关.粒间金红石核部Zr含量所记录的温度与粒径之间具有明显的正相关性,反映金红石中的Zr在其形成后没有封闭.粒间金红石所表现出的明显的边部富集Pb和Sr的特征,反映了后期流体活动对金红石组成的影响.这些研究结果为金红石中Zr在高温下的扩散作用和后期流体活动的影响提供了重要证据,这可能是利用金红石Zr含量地质温度计计算的苏鲁-大别榴辉岩变质温度(598～827℃)偏低的主要原因.

榴辉岩退变质过程中的微量元素地球化学行为:对CCSD主孔退变质榴辉岩的研究

对中国大陆科学钻探工程主孔榴辉岩退变质过程中的微量元素地球化学行为进行了研究。对退变质程度连续变化样品的不同部分的对比研究表明,流体作用下的退变质过程中大离子亲石元素(Cs、Rb、Ba、Sr、K、Th、U)和轻稀土元素表现出较大的活动性,重稀土元素和高场强元素变化相对较小。退变质后大离子亲石元素的显著增加和高场强元素、重稀土元素的轻微变化(甚至相对降低),表明与退变质作用有关的流体中的络阴离子含量很少,并不富集高场强元素和重稀土元素。退变质后总体上表现出的Si、大离子亲石元素和轻稀土元素的明显变化,表明外来流体参与了榴辉岩的退变质过程,带入和带出了一些元素。结合榴辉岩中单矿物微量元素组成以及前人对DMineral/Fluid的研究成果,对流体-榴辉岩作用形成的退变质分带(富石英条带→角闪岩→退变质榴辉岩→新鲜榴辉岩)的微量元素组成变化进行了详细研究。结果表明在流体作用下的榴辉岩退变质过程中,大离子亲石元素、轻稀土元素和高场强元素含量的变化除了受退变质流体性质的影响外,更大程度上取决于退变质过程中的矿物相(尤其是副矿物)的变化。

中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室

1 发展进程 中国地质大学（武汉）地质过程与矿产资源国家重点实验室依托地质学和资源工程两个国家重点学科组建。2004年9月申请并通过科技部实验室建设立项。2005年1月通过国家重点实验室建设计划并正式进入建设期，同年5月接受了国家科技部组织的地学领域国家重点实验室评估，获得良好成绩。2008年1月通过实验室建设期验收。

冀东青龙地区中生代花岗岩的岩石成因和地质意义

冀东青龙地区中生代发育多期花岗质岩浆活动。本文系统报道了青龙地区三叠纪都山花岗岩和侏罗纪白家店花岗岩及其镁铁质微粒包体(MMEs)的锆石U-Pb年龄、地球化学和Sr-Nd-Hf同位素组成。锆石SIMS U-Pb定年结果显示,都山花岗岩的结晶年龄为215.7±2.3Ma,指示了晚三叠世岩浆活动;而白家店花岗岩及其包体的结晶年龄分别为170.5±2.0Ma和172.4±2.0Ma,指示了中侏罗世岩浆活动。都山花岗岩以低含量的MgO、Fe_2O_3~T、Cr和Ni,高(La/Yb)_N、Sr/Y比值及低Yb和Y含量,低的初始^(87)Sr/^(86)Sr比值(0.7042~0.7044)、极负的ε_(Nd)(t)值(-19.8^-14.4),很负的ε_(Hf)(t)值(-17.6^-13.0,除了2个较大值-5.6和-8.6)和接近晚太古代的Hf模式年龄,显示出主要来源于晚太古代下地壳重熔,可能有少量幔源物质加入。综合的岩石学、矿物学、地球化学和Sr-Nd-Hf同位素数据(白家店花岗岩:(^(87)Sr/^(86)Sr)_i=0.7051~0.7065,ε_(Nd)(t)=-13.4^-10.8,ε_(Hf)(t)=-11.8^-8.2;MMEs:(^(87)Sr/^(86)Sr)_i=0.7059~0.7062,ε_(Nd)(t)=-11.1^-7.0,ε_(Hf)(t)=-3.7^+3.4),表明了白家店花岗岩和MMEs为亏损地幔来源的镁铁质岩浆和下地壳来源的长英质岩浆通过混合形成。从晚三叠世都山花岗岩到中侏罗世白家店花岗岩,它们成因的明显差异,揭示了地幔角色的转换(从只提供热量几乎不提供物质到既提供能量又提供物质),暗示华北东部岩石圈在这一时期可能发生一次重要减薄。

ICP-MS分析用地质样品制备过程中Nb、Ta等元素的特殊化学行为

常规PTFE对瓶亚沸蒸馏HF时,Nb、Ta等部分高场强元素提纯效果较差,甚至适得其反,暗示Nb、Ta在HF蒸馏过程中存在"挥发"作用。然而,高温、高压酸溶法溶解岩石样品时,Nb、Ta等并没有表现出类似的"挥发"作用。对Nb、Ta等在高温、高压酸溶法溶样过程不同实验阶段的行为进行了详细研究。研究结果表明岩石样品中的Al、Fe、Mg、Ca等主元素基体会影响Nb、Ta等元素在溶液中的存在形式和稳定性。当基体元素与Ta含量比值达到1×104以上时,Nb、Ta在稀硝酸介质中可以稳定存在,Ta回收率达到100%。进一步的研究结果表明,在HF中加入Al、Fe等基体,可以明显降低HF蒸出液中Ta浓度,增强HF中Ta等元素的提纯效果。在用于ICP-MS分析的样品化学制备过程中Nb、Ta表现出了不同的化学行为,在以稀硝酸为介质的Nb、Ta溶液中Ta的水解聚合程度和可能性远远大于Nb。因此,除了在样品提取前使样品溶液中保留足够的HF介质外,要获得准确的Nb/Ta比值应充分延长Ta的积分时间或者采用时间分辨分析信号平均值。

宽甸橄榄岩包体微区地球化学特征及其岩石圈地幔演化

华北克拉通东部宽甸新生代碱性玄武岩中携带的地幔橄榄岩包体为我们认识该地区岩石圈地幔性质和演化过程提供了约束。根据橄榄石的Mg#可将宽甸橄榄岩包体分成两类：第1类为低Mg#二辉橄榄岩包体（橄榄石Mg#相对较低：89．8～90．3），其单斜辉石具有高rri02（0．38％～0．57％）、A1203（4．41％～6．87％）、Feor（2．46％～3．73％）、MnO（0．08％--0．11％）含量和低＆#（7．42～14．2）的特征，它们所经历的部分熔融程度较低，这些特征类似于中国东部晚白垩世和新生代玄武岩中低Mgt＊橄榄岩，代表了新生饱满的岩石圈地幔；第2类为高Mg#方辉橄榄岩包体（橄榄石Mg#相对较高：91．0～92．3），其单斜辉石具有低n02（0．03％～0．33％）、A1203（2．27％～5．49％）、FeOr（2．04％--2．40％）、MnO（0．07％～0．08％）含量和高Cr#（15．3～25．8）的特征，它们经历了较高程度的部分熔融作用，其难熔的地球化学特征完全不同于低Mg#二辉橄榄岩，却与克拉通内部太古宙和元古宙地幔包体类似，代表了古老难熔岩石圈地幔的残留。两类橄榄岩包体的平衡温度没有显著差异说明宽甸岩石圈地幔不存在明显的分层现象，而是新老岩石圈地幔混杂出现。宽甸橄榄岩包体的微量元素特征表明了它们受到过多期复杂的地幔交代作用，交代介质类型不仅有硅酸盐熔／流体还有碳酸盐熔体，其来源既有太平洋板块俯冲释放的熔／流体，又有因受太平洋板块俯冲扰动而上涌的软流圈熔体，因此太平洋板块俯冲可能对华北克拉通的破坏起到了重要作用。