Molar-tooth Carbonate Sequences and Sr Isotopes in the Neoproterozoic for Stratigraphic Correlation: Research in the Jilin-Liaoning-Xuzhou-Huaiyang Area of the Sino-Korean Plate and Its Correlation with the Yangtze Plate

Based on a study of Neoproterozoic carbonates in the Jilin-Liaoning-Xuzhou-Huaiyang area, especially its cyclic sequence stratigraphy and Sr isotopes, two maximum sea flooding events (at 820 Ma and 835 Ma) have been identified. The resulting isochronous stratigraphic correlation proves that these Precambrian strata were connected between the Qingbaikou and the Nanhuan systems with a time range from 750 Ma to 850 Ma. The disappearance of microsparite carbonate and coming of a glacial stage offer important evidence for worldwide stratigraphic correlation and open a window for further correlation of the stratigraphic successions across the Sino-Korean and Yangtze Plates. A new correlation scheme is therefore provided based on our work.

四川甘洛铅锌矿集区闪锌矿Rb-Sr等时线年龄及其地质意义

四川甘洛铅锌矿集区位于扬子地块西南缘的川滇黔铅锌成矿带北段,是四川主要的铅锌产地,具有重要经济价值。为研究该矿集区铅锌成矿时代、成矿大地构造背景和成矿机制,以支撑区域找矿勘查,在区内选择赤普和尔呷地吉两个典型铅锌矿床开展闪锌矿Rb-Sr同位素体系研究,获得Rb-Sr等时线年龄246±17 Ma(MSWD=2.3),表明区内铅锌矿化作用发生于早三叠世,与古特提斯洋闭合时限吻合;闪锌矿(87Sr/86Sr)i值变化于0.71061~0.71393,高于幔源87Sr/86Sr值0.70355及峨眉山玄武岩87Sr/86Sr值0.704979~0.706938,低于基底岩石87Sr/86Sr值0.7243~0.7288,暗示成矿物质主要来源于地壳。综合前人研究,认为在古特提斯洋闭合背景下,强烈造山运动诱发盆地卤水深循环并萃取基底地层中的成矿物质,在峨眉山玄武岩岩浆活动的热动力条件下,含矿流体沿马拉哈断裂进一步迁移沉淀形成了赤普和尔呷地吉铅锌矿床。马拉哈深大断裂及造山作用派生的层间或断层破碎带、碳酸盐岩地层是甘洛地区主要的控矿要素。

单种矿物单颗粒Rb-Sr同位素等时线定年的成矿年代学应用前景

矿床成矿年龄的厘定一直是矿床学研究中的重点和难点,也是深入研究矿床成因的基础。然而,由于缺少合适的定年矿物、不同矿物之间同位素平衡以及矿物多期生长等因素,长期以来通过同位素定年技术确定成矿年龄还存在诸多限制。不同学者或不同体系同位素定年结果常常存在明显差异,严重制约了矿床成因和成矿系统的深入研究,也难以为找矿勘查工作提供有效的理论依据。近年来,随着化学分离纯化技术和热电离质谱计性能的提高,可以准确测试低含量样品的同位素组成,进而为单颗粒矿物同位素定年提供了技术前提。文章简要回顾了Rb-Sr同位素等时线定年技术在矿床成因研究中的应用,重点介绍单种矿物单颗粒Rb-Sr同位素等时线定年技术的优点和难点。结果表明:相较于传统的Rb-Sr同位素等时线定年,单种矿物单颗粒等时线定年可以最大限度地满足“同时、同源、封闭、平衡”的同位素定年基本原则。在同种矿物不同颗粒中,母体与子体同位素87 Rb/86 Sr比值的差异可以达到最大范围,进而有助于获得高质量的等时线,得到高精度的成矿年龄。单种矿物单颗粒Rb-Sr同位素等时线定年技术能够有效地突破矿床定年的技术瓶颈,为诸多类型的热液矿床成矿年龄厘定和矿床研究提供重要基础。

内蒙古东珺银铅锌矿床成矿时代与地质背景:来自富碱花岗斑岩地球化学、锆石U-Pb及闪锌矿Rb-Sr年代学的制约

东珺银铅锌矿床位于大兴安岭中北部内蒙古额尔古纳市,是近几年发现的大型银铅锌多金属矿床。该矿床的成矿时代、成矿岩石以及构造背景一直不明确,本文对矿区内的出露的安山岩和隐伏的花岗斑岩开展了LA-ICPMS锆石U-Pb定年及岩石地球化学研究,并对银铅锌矿体中闪锌矿进行了Rb-Sr同位素定年。结果显示,安山岩喷出年龄为170.2±1.0 Ma、花岗斑岩结晶年龄为145.0±1.2 Ma以及矿体的成矿年龄为141.1±3.4 Ma。成矿年龄稍晚于花岗斑岩成岩年龄,表明成矿作用与晚侏罗世-早白垩世的岩浆活动具有密切的成因联系。花岗斑岩具有高硅(SiO_(2)=71.79%~72.88%)和富碱(Na_(2)O+K_(2)O=6.47%~8.23%)的特征,属于高钾钙碱性-钾玄岩系列。岩石的稀土元素总量较高(∑REE=195×10^(-6)~217×10^(-6)),具明显的Eu负异常(δEu=0.28~0.33),微量元素富集大离子亲石元素Rb、Th、U、K,明显亏损高场强元素Nb、Ta、Ti和过渡元素Sr、Ba,且具有高的10^(4)×Ga/Al(2.68~2.84)值,其全岩(^(87)Sr/^(86)Sr)i和ε_(Nd)(t)分别为0.704423~0.704768和+0.01~+1.94,锆石的ε_(Hf)(t)为+1.37~+8.29,表明该岩体具有A型花岗岩特征,其岩浆源区可能由地幔熔体和新生地壳熔体混合形成。结合区域地质和前人研究成果,认为东珺矿区花岗斑岩及相关的矿化作用形成于后碰撞伸展的构造环境,与晚侏罗世-早白垩世鄂霍茨克洋闭合后碰撞密切相关。

湖南芙蓉锡矿田Rb-Sr同位素年龄及其地质意义

本文通过对湖南芙蓉矿田的似斑状黑云母二长花岗岩、黑云母二长花岗岩和含矿云英岩进行了全岩Rb-Sr同位素分析，获得等时线年龄分别为155±6Ma、141±6Ma和146±3Ma。前者表明了芙蓉花岗岩主体侵位时间为燕山早期的早-中侏罗世，而后二者表明了芙蓉花岗岩主体侵位后的又一次岩浆活动和成矿作用可能发生在晚侏罗世，该矿田是在构造环境可能为地壳由挤压剪切向拉张伸展转化的时期形成的，而与芙蓉花岗岩主体侵入的岩浆活动无直接的成生关系。

阿尔金大平沟金矿床成矿时代Rb-Sr定年

首次测定的阿尔金北缘地区大平沟金矿石英包裹体Rb-Sr等时线年龄(487±21) Ma,初始87Sr/86Sr值0.710 06±0.000 18(2σ),表明成矿作用可能发生在加里东中期,属早奥陶世.矿床成矿年龄与本区加里东期大陆俯冲碰撞事件中岩浆活动、变质作用、构造运动相一致.矿床初始87Sr/86Sr值与矿区西部加里东期花岗岩相同,与矿区东部出露的晚古生代—中生代花岗岩有明显差别,加里东期花岗岩可能是本区金成矿的重要物(热)源,说明加里东期是阿尔金北缘地区重要的成矿阶段;因此,在今后的找矿工作中,应重视阿尔金北缘断裂带早古生代岩体和蛇绿混杂岩带.

朝阳凤凰山古土壤剖面Rb、Sr的分布及Rb/Sr比值对土壤风化成壤作用的指示意义

通过对辽宁省朝阳市凤凰山古土壤剖面中各地层土壤Rb、Sr含量的测定,分析Rb和Sr的分布特征并通过Rb/Sr比值判断土壤的风化成壤作用强弱。结果表明,在整个剖面中,Sr含量变化幅度明显大于Rb的变化幅度;Rb/Sr比值的变化与Sr含量变化呈显著的负相关系,且黄土层的Rb/Sr比值明显低于古土壤层;Rb/Sr比值可指示土壤风化成壤作用强弱,在朝阳凤凰山古土壤剖面中,S4层经受的风化成壤作用最强,而L1层经受的风化成壤作用最弱。

陕西洛川黄土剖面的Rb/Sr值及其气候地层学意义

本文系统地测试了陕西洛川黄土-古土壤剖面中的Rb，Sr含量和磁化率。通过对比该剖面2．50MaB．P．以来Rb／Sr曲线和磁化率曲线，发现两者的形状和变化的相位十分相似，然而两者的相对振幅却有明显的差别。Rb／Sr曲线记录了0．80MaB．P．左右一次重要的气候转型界面，揭示了黄士和古土壤内部次一级的气候波动旋回，反映了早更新世黄土高原较温暖潮湿的特点以及更新世以来气候由湿向干的变化趋势。研究表明，Rb／Sr值可以作为衡量东亚夏季风环流强度变化的较为敏感的替代性指标。

陕西岐山黄土剖面Rb、Sr组成与高分辩率气候变化

陕西岐山五里铺全新世黄土剖面层次结构清晰完整。通过对该剖面Rb、Sr含量和磁化率系统测定表明 ,黄土中Rb、Sr含量和Rb/Sr值明显不同于古土壤。它们作为气候替代指标比磁化率更灵敏 ,分辩率更高。Rb、Sr高含量及低Rb/Sr值指示冬季风占优势的干旱期 ,相对低的Rb、Sr含量及高的Rb/Sr值指示夏季风占优势的湿润时期。揭示在大约 6 0 0 0～ 5 0 0 0aBP曾出现一次以干旱为特征的明显气候恶化期 ,使全新世“大暖期”分裂形成两个主要的成壤期。黄土高原南部自全新世以来 ,经历了黄土沉积→土壤发育→黄土覆盖→土壤再度发育→黄土堆积及现代表土的发展演化阶段。

内蒙古黄旗海不同粒级湖泊沉积物Rb、Sr组成与环境变化

内蒙古黄旗海湖泊沉积物剖面层次结构清晰完整,通过对该剖面全样、77!m￣20"m和小于20#m三个不同粒级Rb、Sr含量和磁化率的系统测定,结果表明,湖泊沉积物中小于20$m粒级成分的Rb、Sr含量和Rb/Sr值变化阶段明显,Rb/Sr值与磁化率分布曲线十分吻合,因此,小于20%m粒级成分的Rb/Sr值与磁化率包含更加真实的古气候环境信息。Rb/Sr值反映了风化的强度,因而可以作为指示夏季风环流强度的代用指标。黄旗海湖泊沉积物的地球化学Rb、Sr元素含量和Rb/Sr值以及磁化率值波动特征具有深刻的环境演变背景,由此揭示的环境特征在一定程度上反映了全新世气候千百年尺度的波动变化,与全球气候波动有关。

湘南宝山矿床REE、Pb-S同位素地球化学及黄铁矿Rb-Sr同位素定年

湘南宝山矿区的花岗闪长岩体、地层(灰岩)、方解石及黄铁矿具有相似的稀土元素地球化学特征,即轻稀土富集和Eu负异常。其中,黄铁矿表现为最低的稀土总量、明显的Eu负异常和较明显的Ce负异常,这反映了流体的稀土元素地球化学特征。认为成矿流体既有来自花岗闪长岩体的岩浆水参与,又有大气降水的作用。本次工作的矿床硫化物单矿物Pb同位素组成变化范围较小,在铅同位素构造演化图上均位于地壳演化线附近,反映的主要是地壳的信息。矿床硫化物S同位素组成与岩体及围岩地层基本一致,属于同源。通过对六个黄铁矿样品的Rb-Sr同位素分析,获得宝山矿床的Rb-Sr等时线年龄为174±7Ma,MSWD=0.55,黄铁矿的(87Sr/86Sr)i为0.70912±0.00016,高于花岗闪长岩体的锶同位素初始比值。黄铁矿Rb-Sr等时线年龄与花岗闪长岩体的单颗粒锆石U-Pb年龄十分一致,表明矿床的形成与岩体有密切的联系,花岗闪长岩体提供了矿床形成所需要的能量和部分流体,而地层也提供了部分成矿物质。

江西金山金矿成矿时代探讨--来自石英流体包裹体Rb-Sr年龄的证据

本文测定了金山金矿含金石英脉型矿石的石英流体包裹体Rb-Sr年龄,试图弄清金山金矿的成矿时代。结果显示,含金石英脉型矿体的形成年龄为379±49Ma,所得Sr同位素初始比(87Sr/86Sr)i=0.7138±0.0011。根据笔者先前所测蚀变岩型矿体含金黄铁矿的黄铁矿Rb-Sr年龄及前人的定年工作,可以推测金山金矿的成矿作用是多期次的,并且在各期内部还有可能是多次脉动式成矿。但金山金矿主要的成矿时代是在晋宁期和海西期,其中晋宁期是蚀变岩型金矿体形成的主要时期,而海西期则是含金石英脉型金矿体形成的主要时期。石英流体包裹体所得的Sr同位素初始比,明显高于玄武岩的值(0.704),而比陆源硅酸盐的值(0.720)偏低,表明成矿物质为壳源物质,并有深源物质的混染。

东天山红石金矿床石英Rb-Sr同位素定年

红石金矿床产于东天山秋格明塔什—黄山韧性剪切带中,其成矿作用主要受韧性剪切带控制。前人通过金矿石绢云母Ar-Ar法将该矿床主成矿时代限定在254～259Ma之间,本文从讨论Rb-Sr法测年在韧性剪切带型金矿成矿时代研究中的可行性角度出发,对红石金矿主成矿期形成的金矿石进行石英流体包裹体Rb-Sr法测年。Rb-Sr法测年得到等时线年龄为257±4Ma,n(87Sr)/n(86Sr)=0.70997±0.00016。该年龄位于红石金矿床254～259Ma的主成矿时代范围内,说明石英流体包裹体Rb-Sr测年对于解决韧性剪切带型金矿床成矿时代具有很好的可行性。另外,红石金矿床与同一剪切带内的康古尔金矿在成矿时代、空间位置关系以及成矿物质来源等方面均具有一致性,认为红石金矿与康古尔金矿属相同成矿事件的产物。通过分析红石金矿床成矿时代、韧性剪切带作用时代、右行走滑以及后期的冷却降温作用时代的关系,推测红石金矿床及其剪切带内所在的康古尔等金矿床成矿作用主因是秋格明塔什—黄山韧性剪切带内晚期的右行走滑剪切变形及走滑作用后的快速抬升和缓慢冷却作用。从韧性剪切带型金矿成矿类型来看,属于早期韧性剪切变形,后期脆—韧性变形、成矿作用叠加这一类型。

微量岩石样品中Rb-Sr和Pb一步分离及高精度热电离质谱测试

采用30μL Sr特效树脂微柱,一步分离微量岩石样品中Rb-Sr和Pb,其回收率均优于90%,流程试剂用量仅0.75 mL,分离时间约3 h,Rb-Sr流程本底优于5 pg,Pb流程本底优于50 pg。本方法具有样品用量少、本底低、回收率高、分离效率高等优点。结合高灵敏度TIMS分析技术,可以实现微量岩石样品高精度Rb-Sr和Pb同位素分析,对于珍贵样品如月岩、陨石和化石样品等具有重要应用价值。

黄土的连续提取实验及Rb/Sr值意义

通过连续提取实验 ,将黄土和古土壤中元素的赋存状态分成六种形态 :水可溶态、可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机物结合态和残留态。结果表明 ,K和Rb等元素 ,主要赋存于残留态中 ,而Ca、Sr等元素主要赋存于碳酸盐结合态和残留态中。Sr在黄土和古土壤中的赋存状态明显与Ca的分布有关。在风化成壤作用中 ,碳酸盐的淋溶和含Ca硅酸盐矿物的分解 ,引起Sr的淋失 ,而Rb保持稳定。因此 ,Rb Sr值指示了黄土和古土壤遭受的淋溶程度 ,反映了黄土高原的降雨量 。

天堂寨泥炭地层的磁化率、Rb/Sr值及其反映的古气候意义

天堂寨泥炭地层记录了大别山北亚热带地区全新世中晚期以来气候变化。通过对地层剖面磁化率、Rb／Sr值测定和分析，结合^14C测年，结果表明：大别山北亚热带地区中晚期以来气候变化可划分5个阶段：（1）5700～5050cal．aB．P．，气候暖湿为主；（2）5050～4300cal．aB．P．，以暖干为主，期间气候波动剧烈，气温出现过短暂而急剧的下降；（3）4300～2500cal．aB．P．，气候总体上处于相对冷湿状态，波动不大；（4）2500～1400cal．aB．P．，气温有所回升；（5）1400cal．aB．P．至今，气候冷干；至现代，气候又有所回升。磁化率和Rb／Sr比值可作为泥炭恢复古气候古环境的代用指标，但与黄土剖面中所指示的环境意义正好相反，即低磁化率和Rb／Sr比值指示气候湿热，高磁化率和Rb／Sr比值指示气候干冷。

晚第四纪科尔沁黄土堆积的Rb-Sr地球化学特征及古气候变化

在科尔沁沙地南缘选取了两个典型的风成黄土-古土壤序列,对其记录的Rb-Sr地球化学特征进行了分析。结果表明,Rb-Sr含量变化与黄土高原黄土-古土壤序列相似,但Rb含量小于黄土高原,Sr含量则相反,可能是因为研究区距源区较近,粒径较粗,加之气候干冷,化学风化强度较弱造成的。总体而言,我国东北地区黄土Rb/Sr值作为反映东亚夏季风强弱变化的替代性指标是可行的。综合分析认为,晚第四纪科尔沁地区古气候存在多次明显的干湿变化,特别是在108～144、233±21和86±7ka前后,气候较为暖湿;在261±32ka前后,极为干冷,甚至出现沙漠化过程。晚第四纪科尔沁沙地的古气候变化,是东亚季风强弱变化的反映,也可能是全球气候变化在我国东北地区的体现。

湖泊沉积物不同赋存状态Rb、Sr地球化学记录研究

湖泊沉积物中不同赋存状态的Rb、Sr记录了不同的表生地球化学过程和环境信息。本文选取广东湖光岩玛珥湖和内蒙古岱海作为研究对象,对沉积物柱芯不同赋存状态Rb、Sr的剖面变化进行了对比研究,发现湖光岩玛珥湖和岱海沉积物中不同赋存状态Rb、Sr的剖面变化存在显著差异,笼统利用沉积物全样Rb/Sr比值来反映流域气候环境变化是不合适的,甚至可能得出错误的结论。湖光岩玛珥湖和岱海沉积物中Sr非残渣态/Rb总与TIC、TOC、TN、C/N等环境代用指标的综合对比研究表明,Sr非残渣态/Rb总可有效指示流域化学风化变化:当流域化学风化作用增强时,沉积物Sr非残渣态/Rb总增大;当流域化学风化减弱时,沉积物Sr非残渣态/Rb总降低。因此,对不同类型的湖泊,在利用湖泊沉积物Rb、Sr地球化学记录反演古气候/古环境变化时,需综合考虑湖盆流域地质地理背景和湖泊自身特点,选用合适的研究方法,才能得出可靠的结论。

长江三峡中坝遗址地层中Rb和Sr的分布特征及其古气候演变

长江三峡中坝遗址是我国目前仅有的、世界上也罕见的“通史式”遗址。它不仅蕴藏大量的文化内涵 ,而且包含极其丰富的自然环境演变信息 ,是研究三峡地区全新世环境演变的理想剖面。文章对遗址地层中的铷(Rb)、锶 (Sr)值进行了测试和分析 ,结果显示 :剖面地层中的Rb含量偏低 ,而Sr含量偏高 ,Rb/Sr比值变化较大。Rb/Sr比值已成为区域环境演变研究中较理想的替代指标 ,根据Rb/Sr比值的环境指示意义发现 ,长江三峡地区全新世中晚期以来气候环境总体上逐渐趋于恶劣 ;气候冷暖湿热变化剧烈 ;寒冷期长于温暖期 ,并没有明显地向湿热方向发展趋势。与长江下游等东部其他地区相比 ,长江三峡地区也存在明显不同之处 :隋唐暖期不明显 ,而中世纪暖期表现显著。

贵州铜仁卜口场铅锌矿床Rb-Sr与Sm-Nd同位素年龄及其地质意义

因铅锌矿床的定年一直比较困难,关于黔东铅锌矿带的时代和成因认识较为混乱。本文对位于该成矿带赋存于下寒武统清虚洞组藻灰岩中的贵州铜仁卜口场铅锌矿床开展了闪锌矿Rb-Sr与方解石Sm-Nd同位素定年。矿石光薄片显示方解石和不透明矿物沿网状裂隙充填交代。用于定年的方解石,部分与方铅矿沿着同一闪锌矿细脉充填,部分沿方铅矿细脉充填,表明方解石晚于闪锌矿形成,可能属于成矿期后期产物。获得闪锌矿矿物 Rb-Sr 等时线年龄466±13 Ma （MSWD=2.0）和闪锌矿矿物＋弱酸提取相＋硫化物相Rb-Sr等时线年龄483±9 Ma（MSWD=8.0）,二者在误差范围内一致,应代表了该铅锌矿床的主成矿期。获得方解石Sm-Nd等时线年龄422±48 Ma（MSWD=0.71）,可能代表了同一成矿作用的后期阶段。即卜口场铅锌矿床后期改造成矿作用可能存在早奥陶世（483~466 Ma）和早志留世（~422 Ma）两个阶段。闪锌矿和闪锌矿分相Rb-Sr等时线对应的初始87Sr/86Sr比值分别为0.70920和0.70908,方解石Sm-Nd等时线对应的初始143Nd/144Nd比值为0.511520（εNd（t）为–11.2）,指示其流体来源具有Sr、Nd富集特征,为成矿流体主要是地层封存水与区域热液流体提供了佐证。