华北克拉通栖霞地区~2.9Ga变质基性火山岩锆石SHRIMP U-Pb定年、Hf-O同位素特征及构造意义

胶东地区是华北克拉通重要的早前寒武纪研究区之一。中太古代唐家庄岩群在形成时代、岩石成因及构造环境等方面一直少有研究。作者在栖霞地区对出露的唐家庄岩群变质表壳岩进行系统地质调查研究基础上,开展了变质基性火山岩全岩地球化学、锆石SHRIMP U-Pb和Hf-O同位素等分析研究。结果显示,变质基性火山岩岩浆锆石年龄为2907.9±6.3Ma,代表了中太古代唐家庄岩群的形成时间,并遭受新太古代早、晚期变质作用。这是~2.9Ga唐家庄岩群变质基性火山岩在胶东地区首次报道。岩石地球化学特征表现为相对富集大离子亲石元素K、Rb、Sr等,Th、Nb、Zr、Hf等高场强元素相对亏损,具有中等分异的REE配分模式。岩石中岩浆锆石具有相似的Hf、O同位素组成,εHf(t)值介于-0.68~+4.21,δ18 O值介于1.38‰~6.73‰。结合前人的工作,我们得出的主要结论如下:(1)胶东地区经历~2.9Ga岩浆事件,局部地段仍保留下了同时期的变质表壳岩;(2)唐家庄岩群是中太古代初始的洋盆环境中所形成的一套火山-沉积建造;(3)华北克拉通中太古代晚期是亏损地幔新生地壳加积的主要时期,局部地壳再循环了较老的陆源物质;(4)华北克拉通新太古代晚期经历了伸展构造背景,岩浆底侵作用使岩石发生强烈变质作用。

激光剥蚀-扇形磁场电感耦合等离子体质谱法同时测定锆石U-Pb年龄和微量元素含量

激光剥蚀-扇形磁场电感耦合等离子体质谱(LA-SF-ICP-MS)具有高灵敏度特征,被广泛应用于锆石等含U矿物原位微区U-Pb定年研究,但磁偏转式质量分析器的使用导致该质谱仪扫描速度相对较慢,可能影响U-Pb同位素与其他关键微量元素的同时采集。本文通过优化仪器信号稳定性和实验方法,对目前常用的7种锆石U-Pb标准样品进行U-Pb定年和Ti、REEs、Hf等关键元素同时定量分析,探讨了多元素同时分析方法的可行性及对于U-Pb定年结果的影响。实验结果表明,相对于LA-SF-ICP-MS仅检测U-Pb同位素方法,同时开展多元素含量检测可能会使U-Pb同位素信号强度稳定性下降,导致单点U-Pb年龄结果误差及离散程度增大。与仅测定U-Pb同位素年龄的测定结果相比较,根据不同锆石样品中U-Pb同位素含量高低,多元素同时检测获得分析点的206Pb/238U年龄和207Pb/235U年龄变化范围不同程度地增大,其中207Pb/235U年龄受影响明显,单点207Pb/235U年龄误差从~1.5%增大至~2.0%,单点年龄的相对标准偏差(RSD)从0.5%~1.3%增大至1.2%~3.3%。尽管如此,多元素同时检测方法对于各样品最终测定年龄没有明显的影响,相对于TIMS年龄,各样品的谐和年龄和206Pb/238U加权平均年龄偏差分别小于1.0%和0.7%,完全满足U-Pb同位素地质年代学测试要求。同时测定锆石样品中的关键微量元素含与其推荐值相对误差小于10%。因此,采用LA-SF-ICP-MS可以同时准确地测定锆石U-Pb年龄和微量元素含量,该方法亦可用于其他副矿物U-Pb年龄与关键微量元素同时测定。

伟晶岩中不同副矿物U-Pb同位素定年和示踪的问题与应用

定年和示踪一直是伟晶岩成岩成矿过程和稀有金属富集机制研究的关键问题。副矿物不仅是伟晶岩中稀有稀土元素的重要载体,还蕴含丰富的微量元素并常常具有较高的U-Th含量,是研究伟晶岩年代学、成岩成矿过程和物质源区的“理想探针”。伟晶岩中常用的适合于U-Pb同位素定年的副矿物有锆石、铌钽铁矿、独居石、锡石、榍石、褐帘石、磷钇矿和磷灰石等。由于封闭温度、矿物学特性和不同性质流体中元素行为的差异,伟晶岩中不同副矿物的U-Pb系统常表现出复杂的年龄谱系,可能记录了伟晶岩中潜在的后期地质过程,如:自交代、后期变质与流体改造等。因此,基于前期光学显微镜、扫描电镜、冷阴极发光、激光拉曼光谱分析等矿物微观结构研究,对不同期次或世代的副矿物进行原位微区U-Pb定年及主微量元素和同位素地球化学分析,对于全面认知多期地质事件和伟晶岩成岩成矿过程演化历史,进而更准确地构建其构造-岩浆-热液-成矿作用时空框架具有重要的科学意义。

湘西沃溪金锑钨矿床燕山期幕式成矿作用:来自原位白钨矿U-Pb定年与黄铁矿元素-同位素的约束

沃溪矿床位于江南造山带中段,是一座同时具有金、锑、钨大规模成矿的大型金矿,近年的研究揭示其主要形成于燕山期,但该矿的成矿物质源区及矿床成因尚存争议。基于此,本文利用SEM、EPMA、LA-MC-IF-ICP-MS等原位分析技术,对该矿床多世代黄铁矿的结构、成分及同位素组成和成矿期白钨矿的U-Pb年代学进行了研究。在沃溪矿床中,识别出3个世代5种类型黄铁矿(Py),即成矿前Py1,成矿第二阶段Py2和第三阶段的Py3a、Py3b和Py3c。黄铁矿微区成分及围岩蚀变特征指示,成矿期Au、As和Cu耦合,Au主要以固溶体(Au+)的形式存在于Py3b的晶格中;As-取代S-进入黄铁矿是促进晶格金富集的主要因素;而强烈的水-岩反应是导致成矿期热液黄铁矿Co/Ni<1的原因。黄铁矿的原位微量元素和S-Pb同位素组成(δ34 S V-CDT值:Py2为-4.33‰~-1.61‰,Py3a为-6.36‰~3.59‰,Py3b为-4.36‰~3.59‰,Py3c为-2.21‰~-0.65‰;206 Pb/204 Pb、207 Pb/204 Pb、208 Pb/204 Pb值:Py2分别为18.029、15.618和38.653,Py3a分别为18.047~18.341、15.594~15.698、38.781~39.394)及其在环带结构中的变化,指示第二及第三成矿阶段流体性质存在显著差异。成矿第三阶段白钨矿的LA-ICP-MS U-Pb定年结果为132.7±7.9Ma(1σ,n=31,MSWD=0.43)。结合前人研究成果,我们认为沃溪金锑钨矿床主要形成于燕山期148~140Ma的黑钨矿(少量白钨矿、黄铁矿和金)和~130Ma的金-锑-白钨矿两阶段幕式成矿作用。早阶段成矿为下伏基底岩石重熔岩浆演化出的相对高温的还原性流体;晚阶段金-锑-白钨矿成矿以脉冲性幔源流体为主,金主要具地幔来源,而锑和钨可能来源于壳源与幔源流体混合演化出的富矿热液,成矿的脉动性可能与深部断层阀机制有关。金的主要沉淀机制为水岩反应和硫化作用,流体混合是辉锑矿与白钨矿的沉淀机制。富集交代的岩石圈地幔活化和古太平洋板块俯冲后撤、拆沉导致的岩石圈大规模伸展是江南造山带中段(湖南)燕山晚期金多金属大规模成矿的关键因素及构造背景,区域上具有进一步寻找陆内弧后伸展背景金多金属矿床的潜力。

LA-ICP-MS石榴子石U-Pb定年方法在异剥钙榴岩和矽卡岩年代学研究中的应用

本文利用Coherent GeoLas HD型193 nm ArF准分子激光剥蚀系统和Agilent 7900型四极杆电感耦合等离子体质谱仪,建立了LA-ICP-MS石榴子石U-Pb定年方法。利用该方法,对采自冀北地区晚古生代镁铁质-超镁铁质混杂岩体中的异剥钙榴岩和闽西南马坑式铁矿含矿石榴子石矽卡岩这两种岩石中的石榴子石开展U-Pb定年研究。在冀北地区晚古生代镁铁质-超镁铁质混杂岩体中的异剥钙榴岩中,获得石榴子石下交点年龄为(387.6±5.4) Ma (D496-1, MSWD=1.1, N=30)和(409.3±7.8) Ma (D493-1, MSWD=2.0, N=60),在马坑铁矿石榴子石矽卡岩中,获得石榴子石下交点年龄为(128.6±2.1) Ma (ZK7921-b24, MSWD=2.0, N=60)和(128.7±3.2)Ma(ZK7922-b1,用锆石91500校正,MSWD=1.8,N=42);在潘田铁矿的石榴子石矽卡岩中,获得石榴子石的下交点年龄为(128.7±1.7)Ma (PT-b1, MSWD=1.7, N=30)和(132.1±1.3) Ma(PT-b1样品,用锆石91500校正,MSWD=1.6,N=30)(除了指明使用锆石标样91500校正石榴子石未知样品外,其他皆用石榴子石标样Willsboro校正石榴子石未知样品的U/Pb分馏)。以上结果与Sm-Nd等时线年龄及前人报道的锆石U-Pb年龄在误差范围内一致。对马坑式铁矿石榴子石矽卡岩U-Pb定年结果表明,利用石榴子石标样Willsboro和锆石标样91500作为外标样校正同一样品中石榴子石U/Pb同位素分馏,获得的下交点年龄一致,206Pb/238U年龄的加权平均值也一致,说明石榴子石与锆石之间的基体效应较小,在缺乏石榴子石标样时,可用锆石标样91500代替。在上述研究基础上分析了石榴子石U-Pb定年方法在矽卡岩型矿床成矿时代研究及异剥钙榴岩年代学研究中的应用潜力,认为石榴子石U-Pb定年方法在矽卡岩型矿床及异剥钙榴岩年代学研究中具有巨大的应用推广前景,具有重要的理论指导和实际应用意义。

江西九岭南缘古阳寨地区铍矿化伟晶岩独居石U-Pb定年及其地质意义

以江西九岭南缘古阳寨地区铍矿化伟晶岩为研究对象,选取规模较大的藏龙洞铍矿化伟晶岩脉,通过野外地质调查和LA-ICP-MS测定独居石U-Pb年龄测定,初步了解了九岭南缘古阳寨地区花岗伟晶岩地质特征。结果表明,九岭南缘古阳寨地区铍矿化伟晶岩成岩成矿年龄为(138.57±0.78) Ma,归属于早白垩世。铍矿化伟晶岩侵入于九岭南缘古阳寨中细粒含斑二云母二长花岗岩体内部,形成时代略晚于燕山期古阳寨岩体,显示两者在空间和时间上具有密切的成因联系,推测古阳寨地区铍矿化伟晶岩为古阳寨岩体二云母二长花岗岩结晶分异而成。建议针对古阳寨二云母二长花岗岩体内部和外接触带0~5 km范围内,加强调查力度,以期实现该区域内伟晶岩型铍矿找矿突破。

内蒙古根河三道桥铅锌银矿床C-H-O-S同位素和U-Pb定年研究及其意义

内蒙古根河三道桥大型铅锌银矿床位于大兴安岭得尔布干成矿带中北段,矿体主要呈脉状赋存于火山岩地层中。氢氧同位素研究表明,成矿期石英和绢云母的δD值变化范围为-149.1‰~-156.7‰,δ^(18)OH_(2)O值变化范围为-13.6‰~3.4‰;成矿后期石英δD值变化范围为-131.9‰~-147.7‰,δ^(18)OH_(2)O值变化范围为-16.5‰~-18.2‰。碳同位素分析结果表明,与矿化有关的方解石δ^(13)C值变化范围为-1.8‰~-3.1‰,δ^(18)O值变化范围为5.3‰~8.6‰。原位S同位素分析结果表明,硫化物的δ^(34)S值变化范围为2.3‰~5.6‰,与其西南侧下护林矽卡岩型铅锌银矿床中的硫化物的δ^(34)S值(1.2‰~5.9‰)基本一致。上述同位素组成特征指示成矿物质主要来源于岩浆热液,在上升到地壳浅部时有一定量的大气降水混入。锆石U-Pb年代学研究表明,矿化的闪长玢岩脉年龄为(136.0±0.7)Ma(MSWD=0.44);未矿化、穿切硫化物微细脉的闪长玢岩脉的锆石U-Pb年龄为(120.8±0.6)Ma(MSWD=0.49)。结合前人相关研究进展,认为三道桥铅锌银矿床形成于136.0~120.8 Ma期间(早白垩世),为伸展构造背景下与浅成侵入岩有关的中温热液型铅锌银矿床。

扬子陆块北缘大洪山地区莲沱组底部凝灰岩锆石U-Pb定年及其地层学意义

扬子陆块北缘莲沱组是华南新元古代的重要地层单元之一,但其沉积时限、区域对比关系、沉积环境与沉积期古地理存在诸多争论。对大洪山地区莲沱组底部的凝灰岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,获得凝灰岩样品的形成年龄为798.4±4.5 Ma(MSWD=0.40,n=13)。结合前人研究成果,将莲沱组的沉积时限限定为800~714 Ma,区域上可与板溪群及其相当地层中上部、休宁组、澄江组、开建桥组、武当群和随县群进行对比,为“晋宁造山运动”不整合面之上、南华冰期之下的一套裂谷充填产物,代表了裂谷盆地全面打开,沉积范围快速扩大的充填序列,其主体为冲积扇、河流及滨浅海沉积。莲沱沉积时期,扬子陆块北缘形成了一个向北逐渐变深的裂谷盆地,此时大洪山地区的莲沱组为围绕鄂北古隆起分布的冲积扇沉积,向北则变为以随县群为代表的滨浅海—半深海沉积。

稀有金属矿物微区同位素定年与示踪

作为战略性关键金属矿产资源,钨、锡、铌、钽、锂、铍、铷、铯、锆、铪、稀土等稀有金属,在国民经济与国家安全方面有着重要的研究意义。稀有金属矿石矿物微区同位素定年与示踪,是开展稀有金属矿床成矿作用研究的最直接手段,具有整体分析无可比拟的优点。近年来,钨锡铌钽锆铪稀土等稀有金属矿物微区U-Pb定年与Sr-Nd-Hf同位素示踪发展迅速,而锂铍铷铯等稀有金属矿物微区Rb-Sr/Lu-Hf定年正蓬勃发展。本文综述了黑钨矿、白钨矿、锡石、铌钽矿(铌钽氧化物类矿物的简称)、独居石、磷钇矿、氟碳铈矿等稀有金属矿物微区U-Pb定年与Sr-Nd-Hf同位素示踪技术主要进展,展望了锂云母、铁锂云母、铯沸石、钾长石(天河石)等微区Rb-Sr定年与磷钇矿、磷灰石、褐帘石、独居石、黑钨矿、白钨矿等微区Sm-Nd和Lu-Hf定年的广阔前景,获得如下认识:(1)低铀矿物U-Pb定年,除了采用高灵敏度磁式等离子质谱外,元素成像技术能很好地揭示微量元素之间相关性,进而快速锁定高U/Pb区域,提高低铀矿物U-Pb定年成功率;(2)铌钽矿-锡石激光微区Hf同位素能够直接示踪花岗岩-伟晶岩稀有金属成岩成矿物质源区,但这方面工作仍需进一步加强;(3)碰撞/反应池等离子质谱的出现,使高Rb/Sr、Sm/Nd或高Lu/Hf比矿物的同位素定年成为现实,是未来稀有金属激光微区同位素年代学发展的新方向;(4)实验方法研发与标准物质研制相辅相成、相互促进,仍是当前迫切需要解决的关键技术难题。随着战略性关键金属日渐成为国内外成矿作用研究的热点,钨锡铌钽锂铍铷铯锆铪稀土等稀有金属矿物微区同位素定年与示踪方法研究,必将为我国新一轮稀有金属矿床学研究做出应有的学术贡献。

江苏沉积变质型磷矿带含磷岩系LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其地质意义

江苏沉积变质型磷矿带位于大别—苏鲁造山带东段,锦屏岩组是带内唯一赋矿地层,因其遭受过多期强烈的变形变质作用改造,层序杂乱,勘查难度大,研究程度低,目前其形成时代尚无定论。本文应用LAICP-MS锆石U-Pb定年方法,对锦屏岩组各类岩性进行测试,获得绿色片岩类岩石原岩年龄为(956±7)Ma~(691±14)Ma,浅色片岩类岩石原岩年龄不早于(833±39)Ma,片麻岩类岩石原岩年龄不早于(772±31)Ma。结合成矿带内含磷岩系中古生物化石资料,将锦屏岩组原岩形成时代界定为新元古代,将磷矿原始沉积时间限定在震旦纪,为江苏磷矿勘查与研究提供了新的基础资料。

基于原位方解石U-Pb定年与包裹体分析技术恢复储集层成岩-成藏过程——以准噶尔盆地南缘高泉地区白垩系清水河组为例

准噶尔盆地南缘深层成岩-成藏复杂性制约了其下组合油气勘探的进程。以准噶尔盆地南缘四棵树凹陷高泉构造油气藏为例,在白垩系清水河组储集层岩相及成岩作用分析的基础上,通过原位方解石U-Pb定年和流体包裹体分析技术,标定盆地热演化史,刻画高泉构造下组合油气成藏过程。研究表明,储集层中发育两期方解石胶结和3期油气充注,方解石形成年龄分别为(122.1±6.4),(14.2±0.3)~(14.4±1.0)Ma,油气充注事件为距今14.2~30.0 Ma低熟油充注,距今14.2 Ma以来成熟原油充注和距今2 Ma以来高熟天然气充注,油气藏以成熟油和高熟天然气充注贡献为主。距今2 Ma以来受喜马拉雅晚期南北向挤压冲断构造活动的影响,高泉构造圈闭发生了调整,主要成藏期有效圈闭规模明显减小,导致构造中低部位油气显示相对较弱,说明关键成藏期的圈闭有效性控制该区下组合的油气富集与分布。储集层方解石U-Pb定年技术和流体包裹体分析技术耦合,为精细刻画中国中西部复杂构造带的复杂成岩-成藏过程提供了有效方法。

通化地区中生代大川花岗岩岩体成因与REE赋存状态——来自岩石地球化学、锆石U-Pb定年和Hf同位素制约

吉林南部地区位于华北克拉通北缘东段,是一个经历了太古宙、元古宙、古生代、中生代以及新生代漫长地质历史演化的地质构造区,广泛发育晚中生代富集稀土元素的碱长花岗岩。本文选取该区富集稀土元素的大川花岗岩体,开展岩相学、锆石U-Pb年代学与Hf同位素、岩石地球化学研究,结果表明:该岩体主要由细粒、中粒和粗粒黑云母碱长花岗岩所组成,其次是花岗伟晶岩;主量元素具有高硅(w(SiO_(2))=72.56%~84.09%)、低铝(w(Al_(2)O_(3))=8.15%~14.76%)、准铝—强过铝质(A/CNK=0.98~1.60)的特征,属于高钾钙碱性系列;样品稀土质量分数较高(w(ΣREE)=88.53×10^(-6)~839.95×10^(-6)),(La/Yb)_(N)=2.30~41.24,富集轻稀土元素,亏损重稀土元素,稀土配分模式为右倾型,Eu负异常比较明显,δEu值为0.05~0.60,分异指数(ID=86.72~97.69)较高,固结指数(IS=0.16~1.13)较低,显示在岩浆演化过程中经历了斜长石、黑云母、磷灰石等矿物不同程度的分离结晶作用,结合岩相学特征,初步认为大川碱长花岗岩为高分异花岗岩;粗粒黑云母碱长花岗岩单颗粒锆石U-Pb同位素年龄为(120.8±1.6)Ma;锆石ε_(Hf)(t)值全部为负值(-10.7~-5.2),对应的Hf同位素二阶段模式年龄为2 587~2 090 Ma;基于同位素与岩石地球化学数据,初始岩浆起源于新太古代—古元古代陆壳物质的部分熔融,岩体为同源岩浆房经岩浆结晶分异作用后岩浆上侵就位的产物。岩矿鉴定及全岩微量显示,随着岩浆的演化,石英含量逐渐升高,黑云母含量逐渐降低,稀土总量也逐渐降低,稀土主要富集在粗粒黑云母碱长花岗岩相中。

西秦岭郎木寺组火山岩锆石U-Pb年龄及其构造意义

西秦岭郎木寺地区发育了大量的火山岩,是探讨秦岭造山带印支期岩浆作用的重要窗口。目前,关于郎木寺组火山岩的形成时代尚未有很好的约束。据此,笔者对郎木寺组角闪安山岩开展了详细的LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究。CL图像显示,郎木寺组角闪安山岩的锆石结构表现出典型的岩浆成因特征。锆石U-Pb定年结果显示,角闪安山岩具略有差异的两组年龄,加权平均年龄分别为(221.8±1.2)Ma和(210.6±2.1)Ma。因此,郎木寺组角闪安山岩的形成时代为晚三叠世。结合前人已有成果,笔者认为郎木寺组火山岩代表了秦岭印支期造山作用重要的岩浆事件产物,形成于同碰撞挤压的构造环境。

江西上饶蔡家坪铅锌矿床地质特征和成矿岩体SHRIMP锆石U-Pb定年

蔡家坪铅锌矿床是近年来在北武夷成矿带内铜钹山中生代陆相火山盆地中新发现的铅锌矿床。在野外地质调查的基础上,通过钻孔揭露和岩矿鉴定等方法对蔡家坪铅锌矿床的地质特征进行分析,并对成矿流纹斑岩进行同位素定年。蔡家坪铅锌矿矿化类型可分为次火山岩型和层间破碎带型,矿床成因均与流纹斑岩关系密切;流纹斑岩SHRIMP锆石U-Pb定年显示其^(206)Pb/^(238)U与^(207)Pb/^(235)U的谐和曲线年龄为133±3 Ma,而^(206)Pb/^(238)U加权平均年龄为133.3±2.7 Ma,表明成岩时代为早白垩世,属于燕山中晚期。综合区域地质分析认为,该矿床的成岩成矿时代、成矿条件等与冷水坑铅锌银矿相似,找矿潜力较大。

白云鄂博赋矿地层H8白云岩的U-Pb和Pb-Pb定年

采用U Pb和Pb Pb方法研究了内蒙古白云鄂博赋矿H8白云岩的年代。U Pb体系不能给出等时线 ,因为体系中铀显著过剩 ,显示了铀的近代加入。Pb Pb等时线 ,得到中元古约 15 0 0± 40 0Ma的Pb Pb年龄 ,并经过了约 82 0± 370Ma的后期扰动。白云鄂博赋矿H8白云岩的成岩年代在中元古代 ,在晚元古代或古生代发生了后期扰动。

青海锡铁山铅锌矿床赋矿火山岩LA-ICPMS锆石U-Pb定年及地质意义

锡铁山铅锌矿床是我国西北地区大型铅锌矿床之一,但是,有关其成矿时间问题一直缺乏较好约束。本文通过对靠近矿体底部的火山岩LA-ICPMS锆石U-Pb定年,获得了三组锆石U-Pb谐和年龄,分别变化于500~470 Ma,465~450 Ma和440~420 Ma,形成的三个权重平均年龄分别为(479.4±5.2)Ma,(455.5±6.1)Ma和(431.8±3.7)Ma。结合区域滩间山群成岩构造环境及矿床成矿构造背景,文章认为前两组权重平均年龄代表了早古生代滩间山群两期强烈火山作用的峰期年龄,其年龄跨度(500~455 Ma)代表了滩间山群岛弧火山作用的时间跨度。第三组权重平均年龄代表了滩间山群火山岩成岩之后区域造山事件的主期变质年龄。锡铁山海底喷流沉积成矿合理时间应在455 Ma左右。

赣西北狮子岭花岗岩型锂矿床成因:来自岩石地球化学和锆石U-Pb年代学的约束

赣西北矿集区是中国重要的花岗岩型锂矿资源基地,以发育多期次多阶段岩浆作用和大规模锂等稀有金属矿床著称。区内花岗质岩浆与稀有金属成矿关系密切,为进一步研究该地区花岗质岩浆演化特征及其与稀有金属成矿的联系,确定相关花岗岩成岩时代及成因类型,查明稀有金属成矿机制,笔者选择九岭地区狮子岭花岗岩作为研究对象,对其开展了岩相学、锆石U-Pb年代学及岩石地球化学分析。结果显示,狮子岭花岗岩属高钾钙碱性系列,具有高Si,富P,贫Ca、Mg、Fe,富集U、Hf等高场强元素,亏损Ba、Sr等大离子亲石元素,稀土元素总量较低(ΣREE=2.12×10^(-6)~146.24×10^(-6)),轻稀土元素相对富集(LREE/HREE=3.5~16.53),弱Eu负异常(δEu=0.23~0.59)的特征。整体上具有S型花岗岩的地球化学特征。锆石U-Pb定年显示,黑云母二长花岗岩成岩年龄为(141.02±0.59)Ma,锂(白)云母碱长花岗岩成岩年龄为(113.96±0.72)Ma。锂(白)云母碱长花岗岩成岩过程中形成磷锂铝石及锂云母等含锂矿物,其成岩年龄可视为锂等稀有金属成矿年龄。该区稀有金属矿化受燕山晚期岩浆结晶分异作用及后期热液交代作用共同影响,岩浆结晶分异作用是Li、Nb、Ta成矿的决定性因素,后期热液交代作用为Li等成矿元素的二次富集提供条件。

甘肃青山堡中牌细粒花岗岩成因与构造环境:锆石U-Pb年龄和全岩元素组成制约

龙首山铀成矿带位于北祁连造山带与阿拉善地块的结合部位,中志留世—早泥盆世受控于祁连造山带的构造演化而处于后碰撞伸展环境,然而关于龙首山铀成矿带在后碰撞伸展环境的结束时限尚缺乏精确的年代学约束。为此本文以该成矿带青山堡中牌细粒花岗岩为研究对象,开展了岩相学、锆石U-Pb年代学和全岩主微量元素组成分析,据此探讨了岩石类型及成因、源区特征及构造环境。结果显示,中牌细粒花岗岩成岩年龄为(413.7±3.0)Ma,为早泥盆世岩浆活动的产物,形成于碰撞后伸展环境。岩石具有高Si、富碱及低CaO、MgO和P_(2)O_(5)的特征,A/CNK=1.01~1.04;富集轻稀土元素,重稀土元素相对亏损,具有明显的负Eu异常;相对富集Th、U、Nd、K,亏损Ba、Sr、P、Ti等元素。岩石的地球化学特征指示,中牌细粒花岗岩应属于弱过铝质高分异I型花岗岩。中牌细粒花岗岩形成于碰撞后的伸展环境,岩浆来源于下地壳,岩浆源区主要残留相为角闪石,在岩浆演化过程中经历了显著的结晶分异作用。结合前人研究成果,提出龙首山地区早古生代形成的岩浆活动按照时间可划分为晚奥陶世—早志留世(452~438 Ma)和中志留世—早泥盆世(430~412 Ma)两个阶段,其分别对应于构造演化的俯冲阶段和后碰撞阶段。

扬子地块北缘镇巴穿心店地区南华系碎屑锆石U-Pb年龄及其物源示踪

扬子地块北缘镇巴穿心店地区发育有完整的南华系—震旦系沉积地层,记录了研究区及邻区南华纪沉积特征,对于研究扬子地块北缘新元古代晚期构造演化历史和Rodinia超大陆演化过程具有重要的地质意义。研究区南华系由下至上可划分为4套岩石地层单位,分别为长安组、古城组、大塘坡组和南沱组。南华系砂岩地球化学特征表明,研究区南华系化学风化作用较弱,经历了较低程度的沉积物再旋回作用。砂岩的CIA、CIW、PIA、Rb/Sr等古气候指标显示,研究区南华系具有由寒冷干燥—有波动的寒冷干燥—趋于稳定的温暖湿润—寒冷干燥的古气候演化趋势。在Dickinson三角图解中清晰地反映了南华系各组砂岩具有再旋回造山带和切割岩浆弧物源的特征,同时砂岩岩石地球化学特征也指示南华系的物源区主体应由中酸性岩浆岩组成。南华系长安组、古城组和南沱组3件碎屑锆石U-Pb年龄样品的年龄分布特征类似,主要年龄区间为新元古代晚期(约780~约641 Ma),并显示出约750~约740 Ma的显著峰值。结合区域地质资料,研究区南华系沉积时代应为约720~约635 Ma,物源应主要来自位于现今研究区西侧的扬子地块北缘汉南—米仓山微地块的新元古代岩浆岩,其沉积事件对应于新元古代中晚期扬子地块北缘伸展-裂解阶段,为Rodinia超大陆裂解过程的沉积响应。

LA-MC-ICP-MS方解石U-Pb定年技术

方解石在成岩过程、生物作用、热液过程等多种地质环境中广泛形成,激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)方解石U-Pb定年技术在解决关键地质问题中具有广阔的应用前景。方解石中U含量相对低(<5.0×10^(-6)),普通Pb占比高(238 U/206 Pb<1),这对仪器灵敏度提出了高要求。相比于Q-ICP-MS和SF-ICP-MS,MC-ICP-MS具有同位素同时测定优势,分析精度更高。前人优化了仪器参数,对提高灵敏度进行了一些尝试,为了最大化的提高灵敏度,本研究基于Neptune Plus型号MC-ICP-MS,系统优化锥组合和辅助氮气,使得U和Pb元素灵敏度最优。研究表明采用Jet+X锥结合氮气增敏(N 2=4.0mL·min^(-1))条件下仪器灵敏度最高,相比于常规条件(S+H锥未结合氮气增敏),U和Pb的信号强度分别提高4倍和3倍。同时我们发现氮气增敏情况与锥组合有很大的关系,当采用X型号截取锥时,氮气的引入可以使得U的信号强度提高,而采用H型号截取锥时,氮气的引入并没有改变信号强度。基于优化后的仪器参数,本文建立了高空间分辨率(~85μm)LA-MC-ICP-MS方解石U-Pb定年方法。采用三个方解石U-Pb定年标准物质对方法进行了验证,所得结果与ID-TIMS定值结果在误差范围内一致,证明我们的方法对低U(~0.03×10^(-6))样品的分析是有效的。初步测定了两个实验室内部标准物质:TLM和LSJ07。一次测量TLM的结果为219.8±2.3Ma(2s,n=30),两次测量LSJ07的结果为26.4±0.2Ma(2s,n=30)和26.7±0.2Ma(2s,n=30)。这两个标准物质的普通铅占比相对较低,是潜在的方解石U-Pb定年标准物质。我们发现激光束斑大小的改变明显影响到结果的准确度,这可能与不同束斑下的分馏效应差异性有关,特别是当束斑小于60μm时。因此我们建议在进行方解石U-Pb定年时,标样和未知样品要严格匹配激光参数,最后初步讨论了方解石U-Pb体系的封闭情况。