金红石微量元素电子探针分析

金红石电子探针微量元素分析一般以人工合成的氧化物来作为监测标样,尚较缺乏对金红石标样进行系统地测试分析。本文运用CAMECA SXFive电子探针对金红石标样R10进行微量元素分析,根据金红石中主要微量元素在地质学中的应用,本次共分析了Al、Si、Ti、Fe、Cr、Zr、V、Nb、Ta等9个元素,Ti、Si元素作为本次分析的监测元素。本文通过调整加速电压和电流、背景和峰值测试时长以及干扰谱峰处理等来提高微量元素分析精度和准确度。分析结果显示,其中,Zr(780±29×10^(-6))(1SD,n=25)、Nb(2799±66×10^(-6))、V(1276±33×10^(-6))、Fe(4309±34×10^(-6))、Cr(718±31×10^(-6))的分析结果与二次离子质谱(SIMS)和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)的推荐值在误差范围内一致。大部分元素数据波动范围在10%以内,V、Fe元素的数据波动范围仅在5%以内。V、Nb和Fe测试精度比前人电子探针分析结果有较大提高。金红石Zr测试误差传递给金红石Zr温度计给出的温度误差一般<22℃。本文还对金红石Zr温度计应用、提高Ta元素分析精度和准确度、金红石Fe^(3+)分析等问题进行了探讨。

西藏青草山斑岩铜金矿含矿斑岩锆石U-Pb年代学、微量元素地球化学及地质意义

西藏青草山斑岩铜金矿是班公湖-怒江缝合带北侧、羌塘地块南缘新发现的具有超大型远景的斑岩型铜金矿床。本文首次对青草山含矿花岗岩闪长斑岩的锆石进行了LA-ICPMS U-Pb年代学和微量元素地球化学研究,通过对含矿斑岩中锆石的13个点的U-Pb定年,得出锆石206Pb/238U加权平均年龄为114.60±1.20Ma(MSWD=1.07),此年龄与同样分布于该带上的多不杂斑岩铜矿含矿斑岩成岩年龄、波龙斑岩铜矿成矿年龄基本一致。应用锆石Ti温度计,计算出含矿斑岩中绝大部分锆石的结晶温度小于700℃,如此低的结晶温度指示含矿斑岩岩浆来源于水近饱和条件下发生的部分熔融。通过对锆石微量元素的详细研究,得出青草山含矿斑岩形成于活动大陆边缘的陆缘弧环境,这与前人研究得出的多不杂斑岩铜矿的形成构造背景一致。相近的成岩成矿年龄和一致的形成构造背景揭示以多不杂、青草山、波龙斑岩铜(金)矿床为主要组成的班公湖-怒江斑岩铜矿带的客观存在。依据青草山斑岩铜金矿和多不杂斑岩铜矿的含矿斑岩和同期火山岩的地球化学特征,并结合已有弧环境斑岩铜矿的经典成矿模型,本文提出班公湖-怒江斑岩铜矿带形成的动力学机制,即在早白垩世,班公湖-怒江洋壳向北俯冲,大洋板片向下俯冲到一定深度时,发生大规模脱水作用,释放的流体交代上覆地幔楔,诱发其部分熔融,产生的富含成矿物质的岩浆向上运移,在浅部地壳发育成与成矿相关的岩浆房,部分岩浆上升直接喷出地表,形成下白垩统美日切错组火山岩,部分浅成-超浅成侵位成斑岩体及斑岩型矿床,随着岩浆的多点多期次侵位,最终形成班公湖-怒江斑岩铜矿带。

可可托海3号伟晶岩脉石英中微量元素组成特征与岩浆-热液演化

本文利用LA-ICP-MS测量技术对可可托海3号脉不同结构带的石英中微量元素组成进行研究。结果表明,不同结构带石英以含有较高的Li、Al、P和Ca含量,低的Be、B、Na、K、Fe、Mn、Ti和Ge含量为特征,其中Al、Li和P含量变化于49×10-6438×10-6、12×10-692×10-6和11×10-697×10-6的较大范围,各个结构带石英中Al、Li和P含量存在较大的重叠。Ge/Ti、Ge/Be和Al/Ti比值变化于1159、5824和432230之间,并在不同结构带石英中存在较大的重叠。Al3++Li+→Si4++是主要置换方式,石英生长速度的变化很可能对石英晶体中Al、Li和P的含量变化起到了决定性作用。利用TiO2的溶解度计算的3号脉中岩浆成因石英形成温度在588698℃之间,而Titani Q温度计给出岩浆成因石英形成温度在327500℃之间。前者给出了与花岗岩低共熔相近的温度,后者给出了显著低的伟晶岩中石英结晶温度,从而制约其在伟晶岩体系中实际应用。

基性麻粒岩造岩矿物微量元素再分配特征及其对变质历史的指示作用：以胶北地体高压麻粒岩为例

高级变质岩的变质历史是反演地壳构造-热事件的重要依据,然而高温扩散和重结晶作用能够改造造岩矿物中的主量元素分布,这对峰期变质温压条件的反演产生很不利的影响。相对于主量元素,微量元素,尤其是离子半径较大的REE,由于其在晶格中的扩散速率远小于主量元素,在高级叠加变质过程有可能记录前期变质作用。本文以胶北地体的高压基性麻粒岩为研究对象,通过详细的岩相学和矿物化学分析,初步解析了变质重结晶过程中的矿物微量元素再分配特征及其对变质作用的指示意义。岩相学上的证据表明这些样品经历了麻粒岩相变质和后期重结晶作用。单矿物的原位化学成分分析,峰期矿物石榴石、单斜辉石的主量元素Mg、Fe、Ca等二价阳离子分布均一,但部分稀土元素及微量元素则表现出钟形剖面环带分布,暗示主量元素遭受到成份扩散及重结晶所致的元素再分配,微量元素可记录峰期历史。结合主、微量元素温压计,我们分别估算了胶东基性高压麻粒岩的峰期（〉828℃、〉1.27GPa）和中压麻粒岩相退变质温压条件（810~840℃、0.6~1.0GPa）,并推测其后期经历过角闪岩相退变质叠加。结合前人的年代学工作,我们认为该基性麻粒岩经历了近等温快速减压的变质历史。

三亚湾海水中Sr/Ca、Mg/Ca变化及对珊瑚微量元素温度计的响应

对海南岛南岸三亚湾海水2008~2009年周间隔取样,用全谱直读等离子体原子发射光谱（ICP-AES）分析方法对其Sr、Mg、Ca的含量m（Sr）、m（Mg）、m（Ca）进行了测定。结果显示,m（Sr）/m（Ca）=8.558×10-3~9.227×10-3、m（Mg）/m（Ca）=4.924~5.403,与全球各大洋和主要珊瑚礁区有明显的高异常偏差,而且在春末夏初和秋末冬初两个过渡期,三亚湾海水m（Sr）/m（Ca）波动幅度比m（Mg）/m（Ca）相对较大,且体现了一定的差异性。在此基础上,结合海水的m（Sr）/m（Ca）、m（Mg）/m（Ca）在时间和地域空间上的变化对珊瑚温度计标定的影响,对不同站点建立的珊瑚m（Sr）/m（Ca）温度计进行了重新校正,并与分配系数法对比分析,我们认为利用珊瑚的m（Sr）/m（Ca）、m（Mg）/m（Ca）重建古海水表面温度（SST）记录时必须综合考虑包括海水微量元素比值变化在内的各种影响因素对温度计标定的干扰,为进一步了解气候环境演变具有重要意义。

西藏巴嘎拉东铅锌矿床黑云母花岗岩锆石U-Pb年龄、微量元素组成及地质意义

巴嘎拉东铅锌矿床位于冈底斯弧背断隆带东段,研究程度较低,尚未开展成岩成矿年代学研究。本文选取该矿床黑云母花岗岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学和微量元素组成测试,并利用锆石Ti温度计方法获得锆石结晶温度。结果表明,黑云母花岗岩锆石均为典型岩浆成因锆石,14个测点得到的锆石^206Pb/^238U加权平均年龄为129.1±2.3 Ma（MSWD=1.5）,岩体侵位于早白垩世中期,与前人获得的该期岩浆侵位年龄一致。锆石ΣLREEs=13.21-530.28μg/g,平均值61.90μg/g,ΣHREEs=849.16-3981.54μg/g,平均值1826.91μg/g,具有轻稀土亏损、重稀土富集的左倾配分模式;δCe=1.20-701.77,δEu=0.01-0.12,表现出明显的铈正异常和铕负异常特征。锆石Ti含量分布在0.60-7.40之间,结晶温度范围为593.9-795.3℃,平均温度724.3℃,一定程度反映了成岩温度。可以推断,巴嘎拉东黑云母花岗岩可能形成于班公湖—怒江洋闭合后的碰撞造山挤压阶段,黑云母花岗岩形成时代的厘定代表了成矿时代的上限,为区域上同时代铅锌矿找矿勘查提供了重要依据。

热带海洋珊瑚Sr/Ca、Mg/Ca温度计的研究及其意义

珊瑚以其独特的生物学及生态学特性成为研究热带海洋环境的重要信息载体。阐明了珊瑚微量元素Sr/Ca、Mg/Ca温度计的建立基础、测定方法、研究成果、环境意义、争论问题及进一步研究的设想。多种海表温度计的对比研究,为现代和古海洋环境的重建、探索气候的变率与特征事件(冷暖、旱涝、ENSO等)的关联以及为预测未来气候变化的趋势提供科学的判据。

华北克拉通兴城早白垩世玄武玢岩锆石、金红石地球化学特征及其地质意义

华北克拉通在中生代时期发生大规模的岩石圈减薄,伴生的早白垩世火山岩为研究克拉通破坏提供了窗口,但其中镁铁质火山岩成因和岩浆源区性质的争议,制约了对克拉通破坏机制和中生代岩石圈减薄结束时间的认识。本文用激光剥蚀电感耦合等离子质谱(LA-ICP-MS)方法对兴城玄武玢岩中的锆石、金红石进行了系统的微量元素分析,以揭示岩浆源区性质及其演化,并进一步探讨了华北克拉通中生代岩石圈减薄的机制和结束时间。锆石tTi温度计计算结果表明,兴城玄武玢岩锆石结晶温度为695~779℃,平均温度为730℃,说明玄武玢岩可能起源于俯冲带地幔楔交代橄榄岩。微量元素分析结果显示,锆石富集HREE,LREE与HREE分异明显,Nb、Ti亏损,Th、U和Hf相对富集,Ce、Eu呈不同程度的正、负异常;金红石Nb、Ti、Hf等高场强元素呈不同程度富集,Sr明显亏损,无明显的Ce、Eu异常。微量元素特征也显示玄武玢岩岩浆起源于岩石圈地幔交代橄榄岩,后期经历了氧化作用和分离结晶作用。结合区域内相关地质资料,认为兴城玄武玢岩岩浆为古老岛弧型岩浆。华北克拉通中生代岩石圈减薄的结束时间可约束到早白垩世晚期(约105 Ma),高角度俯冲的古太平洋板块回撤为华北克拉通岩石圈减薄的一级动力学机制,热化学侵蚀或拆沉为二级机制。

西藏龙根铅锌矿床二长花岗斑岩锆石U-Pb年代学和微量元素地球化学特征

西藏龙根铅锌矿床位于中拉萨地体西部,是继查个勒铅锌多金属矿床之后,念青唐古拉铅锌银铜铁成矿带西段又一重要找矿突破。对龙根二长花岗斑岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学和微量元素地球化学研究,获得锆石^(206)Pb/^(208)U加权平均年龄为(62.9±0.8)Ma(MSWD=2.4,n=17),与念青唐古拉铅锌银铜铁成矿带东段亚贵拉铅锌钼矿床、中段纳如松多铅锌矿床和勒青拉铜钼铅锌矿床、以及西段的查个勒铅锌多金属矿床成岩年代相一致,均为印-亚板块同碰撞初期的产物。锆石Ti温度计估算出二长花岗斑岩中绝大部分锆石的结晶温度小于或等于680℃,推测岩浆来源于水近饱和条件下古老地壳的部分熔融。锆石微量元素特征表明龙根二长花岗斑岩形成于陆缘弧环境,具陆缘弧岩浆的特征。

云南牟定县戌街地区黄草坝岩体锆石微量元素地球化学特征及其地质意义

黄草坝岩体位于扬子陆块西南缘,是康定杂岩的重要组成部分,对其开展元素地球化学研究可以为扬子陆块西缘的构造岩浆演化提供新的依据。本文通过LA-ICP-MS方法对该岩体3期花岗岩中的锆石微量元素进行了系统研究,结果表明:黄草坝岩体的3期花岗岩中的锆石富集重稀土元素,亏损轻稀土元素,具有明显的Eu负异常(δEu介于0.01~0.17)及显著的Ce正异常(δCe介于1.09~199.27),整体呈左倾配分型,Th/U比值大于0.2,与岩浆锆石的特征一致。锆石的结晶温度大部分<750℃,推测岩体岩浆可能来源于水近饱和条件下古老地壳的部分熔融。相对氧逸度计算结果表明,黄草坝岩体与铌钽(中期二长花岗岩)、钨成矿作用有关的花岗岩(晚期黑云母花岗岩)相比岩浆氧逸度相对较高。锆石的微量元素地球化学特征显示,早中期花岗岩可能形成于裂谷环境,与地幔柱活动相关,而晚期花岗岩可能形成于大陆弧边缘的弧后伸展环境。

晋东北伯强—耿庄矿区成矿岩体的锆石微量元素特征

锆石是中酸性岩浆岩中常见的副矿物,其广泛地被应用于年代学、同位素示踪和岩浆物理化学条件的研究。论文对山西五台山北麓伯强—耿庄矿区内成矿同期的石英斑岩、斑状花岗岩和二长岩中的锆石微量元素进行测定,应用锆石Ti温度计和Ce4+/Ce3+比值计算其氧逸度。结果显示,研究区内锆石样品呈现重稀土元素强烈富集,轻稀土元素亏损,未见明显Eu异常,但可见Ce异常明显,整体呈左倾配分模式,多数锆石在600℃~900℃之间结晶,主要集中在800℃左右,大多数锆石在HM和FMQ缓冲线之间,离散度较大,均值较小,不利于大型Cu、Au矿床的形成。

麻粒岩相金红石微量元素体系

麻粒岩是研究地壳演化最重要的变质岩类,金红石作为麻粒岩中常见的副矿物之一,深入探究其微量元素体系特点,可为大陆地壳演化研究提供新的视角.根据麻粒岩金红石的基础数据(显微结构、微量元素、离子替换方式)以及地壳常见造岩矿物的微量元素特点,初步探讨了麻粒岩变质过程中微量元素行为和扩散效应.麻粒岩金红石Zr含量可记录不同阶段的变质温度,但次生锆石和钛铁矿可对其Zr含量有较大影响,作为孤立体系(不与锆石和石英平衡)的金红石不能用于温度计算;金红石Nb、Ta、Cr和V不仅受全岩成分控制,还与变质过程中黑云母、钛铁矿、蓝晶石等矿物的形成和分解紧密相关;金红石与富Fe矿物之间有强烈的Fe扩散效应.深入理解麻粒岩变质过程中金红石微量元素行为,可为限定大陆地壳变质演化和动力学过程提供重要的矿物学信息.