桂东南大容山-十万大山S型花岗岩带的成因:地球化学及Sr-Nd-Hf同位素制约

本文报道桂东南大容山-十万大山花岗岩带浦北岩体(东北带)、旧州岩体(中部带)和台马岩体(西南带)全岩的主、微量元素、Sr-Nd同位素和锆石的LAM-MC-ICPMS原位Hf同位素分析结果。岩石学及元素地球化学结果显示:上述三个岩体为典型S型花岗岩;高I_(Sr)(>0.721)和低ε_(Nd)(t)(-13.0～-9.9)意味着它们可能来自古老地壳的重熔。岩浆结晶(～230Ma)锆石的ε_(Hf)(t)值主要集中在-11～-9,相应的T_(DM2)模式年龄为1.9～1.8Ga;少数结晶锆石的ε_(Hf)(t)值逐渐升高到-4.5,T_(DM2)降低为～1.5Ga。捕获锆石(1681～384Ma)的的ε_(Hf)(t)值分布在-17.1～+3.4,T_(DM2)主要集中在2.4Ga、1.9Ga和1.5Ga。大部分岩浆结晶锆石ε_(Hf)(t)值与根据"全岩ε_(Nd)(t)值和‘地壳Hf-Nd相关’预测值"基本一致,表明平均地壳存留年龄为1.9Ga的地壳是最重要的物源区。部分岩浆锆石与捕获锆石具有相同的T_(DM2)～1.5Ga,表明平均地壳存留年龄为1.5Ga的物源区参与了该花岗岩带的形成;由于缺少T_(DM2)>2.0Ga的岩浆锆石,少量平均地壳存留年龄为2.4Ga的再循环地壳物质参与了该花岗岩带的形成。因为缺少显著幔源特征的高ε_(Hf)(t)值锆石,本文认为地幔物质基本没有参与该S型花岗岩带的形成。

U-Pb定年锆石标准^(176)Hf/^(177)Hf比值的多接收器电感耦合等离子体质谱测定

利用MicromassIsoprobe型多接收器电感耦合等离子体质谱(MCICPMS)测定UPb定年国际锆石标准91500、Temora和本实验室锆石工作标准样We1的176Hf/177Hf比值。对添加Zr的室内Hf标准溶液HfGIG的模拟实验表明:Zr/Hf≤120时,Zr对Isoprobe型MCICPMS的Hf同位素比值测定值没有明显的影响,所以锆石Hf分离纯化流程采用改进的高温高压氢氟酸溶解和其后的一个离子交换分离流程实现,整个流程Hf的回收率高于90%。176Hf/177Hf比值测定采用JMC475Hf标准溶液(176Hf/177Hf=0.282160)进行外部校正并监控仪器漂移。标准样91500、Temora和We1平均的176Hf/177Hf比值测定结果分别为(0.282310±0.000034)、(0.282706±0.000020)和(0.281534±0.000009)。上述每个结果包括至少7组独立的锆石样品的溶解、分离和测定,表明标准样91500、Temora和We1是Hf同位素组成均一的。本实验结果对于激光熔蚀多接收器电感耦合等离子体质谱(LAMCICPMS)锆石原位176Hf/177Hf比值测定校正方法的检验具有重要意义。

海洋沉积物的铁和锌同位素测定

介绍海洋沉积物Fe和Zn同位素化学前处理及测定方法,报道南海西部夏季上升流区两个沉积物柱样的Fe和Zn同位素组成。样品采用HF+HNO3+HClO4常压消解,经脱盐后,转化为氯化物形式并经离子交换柱分离纯化后,用多接收器等离子体质谱法测定Fe和Zn同位素比值。该前处理方法可以快捷地实现海洋沉积物的消解、有机质的去除和海盐脱离;结合相关测试流程,可获得较高的δ56Fe(0.10‰,2SD)和δ66Zn分析精度(0.11‰,2SD)。两个沉积物柱样的δ56Fe值(相对于IRMM-014)和δ66Zn值(相对于JMC3-0749C)随深度变化不明显,两柱之间也无明显差异。总体上,南海西部上升流区1～2 ka以来的沉积物δ56Fe值(0.04‰～0.20‰)和δ66Zn值(0.12‰～0.30‰)与已报道的黄土和气溶胶、火成岩以及大部分海洋沉积物接近,明显高于静海相海洋沉积物的δ56Fe值。

华北克拉通中、新生代典型火山岩的岩石成因:Hf同位素新证据

本文首次报道了华北克拉通中、新生代典型火山岩(碱性玄武岩、拉斑玄武岩和高镁安山岩)的高精度Hf同位素数据。结果表明,这些中、新生代火山岩具有完全不同的Hf同位素组成,即具有很宽的ε_(Hf)(t)(-18．4～9．6)变化范围,并和Nd同位素有很好的正相关性。其中新生代昌乐-临朐地区和晚白垩世碱锅(～105Ma)地区的碱性玄武岩具有高Hf同位素(ε_(Hf)(t)=6．8～9．6)和高Nd同位素组成(ε_(Nd)(t)=0．4～4．9),表明其来源于亏损的软流圈,代表未分异无混染的原始岩浆组成;早白垩世方城(125Ma)碱性玄武岩和拉斑玄武岩具有极低的Hf同位素(ε_(Hf)(t)=-15．6～-18．4)和低Nd同位素组成(ε_(Nd)(t)=-12．8～-14．4),代表了富集的大陆岩石圈地幔的Hf同位素组成;乌拉哈达(142Ma)地区的高镁安山岩具有较低的Hf同位素(ε_(Hf)(t)=-2．1～-2．6)和低的Nd同位素组成,代表古老难熔的岩石圈地幔橄榄岩与俯冲的地壳物质相互作用的结果。玄武岩中较大的Hf同位素组成范围(ε_(Hf)(t)/ε_(Nd)(t)＞1)说明Hf同位素比Nd同位素具有更好的源区示踪结果。

岩石样品快速Hf分离与MC-ICPMS同位素分析:一个改进的单柱提取色谱方法

建立了一个改进的单柱Ln-Spec提取色谱分离Hf方法。用该方法可以有效地分离出岩石样品的基体元素、REE和干扰元素等,并使Hf的回收率>90%、本底<5×10-11g。用该方法对一些国际和国家岩石标样进行了Hf分离,采用单聚焦和双聚焦两种型号的MC-ICPMS测定了Hf同位素组成,国际标样的结果与文献值在误差范围内完全一致,国家标样的Hf同位素结果具有很好的外部重现性。

地质样品的一次阴离子色谱法Hf分离及其MC-ICP-MS分析

本文建立了适合MC-ICP-MS测试地质样品中Hf同位素的一次阴离子交换化学分离方法。使用常规的阴离子交换树脂就可以完成Hf与干扰元素和基体元素的分离,避免了当前广泛采用的多次离子交换柱的麻烦,也无需使用特效树脂,HF处理样品后,也不必使用HClO_4赶尽HF。Hf的回收率大于90%,过程空白约为50pg。岩石标样的重复分析表明,该方法简单、快速、经济、有效,尤其适合年轻地质样品Hf同位素组成分析。

同一岩石试样的Lu-Hf和Sm-Nd快速分离及国家岩石标准物质的Hf-Nd同位素比值精确测定

本文报道基于Li_2B_4O_7熔融样品、采用AG50W-X8和HDEHP组合或RE和HDEHP组合色谱交换柱,对同一岩石试样快速分离Sm-Nd-Lu-Hf的方法。用这两种方法对国际岩石标准BHVO-2、GSP-2和JB-1进行了Lu-Hf、Sm-Nd分离和^(143) Nd/^(144)Nd、^(176)Hf/^(177)Hf测定,并测定了BHVO-2、JB-1和JB-3的Lu/Hf和Sm/Nd比值,获得的结果在误差范围内与这些样品的参考值一致。同时,我们对国家岩石标准物质GBW07109、GBW07110和GBW07113进行了多次平行分析,首次获得了这些岩石标准的Nd-Hf同位素结果。

扬子块体西缘新元古代双峰式火山岩成因:Hf同位素和Fe/Mn新制约

报道了扬子西缘新元古代苏雄组火山岩的高精度主量元素和Hf同位素数据.苏雄组玄武岩具有较大变化范围的εHf(T)值(+4.3^+8.0)和Fe/Mn比值(41.9~97.6),其中分异程度低的样品具有较高的Fe/Mn比值和Hf-Nd同位素组成,很可能是地幔柱中石榴石单斜辉石岩高压部分熔融形成的,表明苏雄组玄武岩与新元古代(超级)地幔柱有直接的物源关系,而少数εHf(T)值和Fe/Mn比值低的样品受到了岩浆结晶分异/地壳混染作用的影响.苏雄组流纹岩具有非常一致的Hf-Nd同位素模式年龄1.3~1.4Ga,是大陆裂谷幔源岩浆底侵/侵入导致地壳浅部的前存年轻岛弧岩浆岩发生脱水熔融形成的.