东昆仑大格勒地区碱性杂岩体中辉石岩的年代学、地球化学、Sr-Nd同位素特征及其地质意义

近年团队在东昆仑大格勒地区发现了Nb、P矿化碱性杂岩体,并对杂岩体的岩石组合、岩石学特征及含矿性开展了研究,初步圈定了Nb、P矿化体,显示东昆仑具有寻找与碱性岩-碳酸岩型稀有稀土矿潜力。对碱性岩的形成时代、地球化学组成、矿物成分以及形成环境等方面的研究,不仅对重建东昆仑古构造环境具有重要的意义,还可推动东昆仑稀有金属成矿规律研究与找矿突破。本文在野外地质调查的基础上,选取杂岩体中重要的含矿辉石岩为研究对象,开展了单矿物电子探针原位分析、磷灰石和榍石U-Pb年代学、岩石地球化学及Sr-Nd同位素研究。结果显示,东昆仑大格勒地区辉石岩的形成时代为418 Ma。辉石岩主要矿物中存在似长石(霞石)、碱性暗色矿物(富铁黑云母),单斜辉石为透辉石,角闪石为钙质角闪石(铁韭闪石),黑云母为铁质黑云母和镁质黑云母。岩石地球化学特征显示辉石岩具有富K(K_(2)O>Na_(2)O)、CaO含量高、轻稀土元素强烈富集、富集Rb、Ba、Sr等大离子亲石元素,不亏损Nb、Ta元素,亏损Zr、U、Ti等高场强元素的特征。全岩的(87Sr/86Sr)i为0.704058~0.704278,ε_(Nd)(t)为-0.4~-0.2。矿物组成、元素和同位素地球化学特征均指示大格勒辉石岩为钾质碱性岩,具有与OIB相似的特征,岩浆源区为EMⅠ型地幔端元。岩石的形成过程为母岩浆在相对较深的地幔源区经历了1%~3%较低程度的部分熔融作用,在上侵过程中经历了较强的分离结晶作用和微弱的同化混染作用,其形成时代为该地区岩浆活动最强烈的时期,可能与碰撞后软流圈地幔的上涌和岩石圈的强烈伸展相关。

东昆仑大格勒地区富铌橄榄岩矿物学、地球化学及Sr-Nd同位素特征

东昆仑大格勒地区碳酸岩-碱性杂岩富铌稀土矿化的发现,对青海省优质稀有稀土矿产的勘查及综合研究具有重要启示。本文以大格勒杂岩体中蛇纹石化富铌橄榄岩为研究对象,开展了矿物学、岩石地球化学和Sr-Nd同位素研究。矿物学分析显示,富铌橄榄岩中铌矿物主要为铌易解石(Nb_(2)O_(5)=50.33%~52.50%)、铌钙矿(Nb_(2)O_(5)=48.20%~50.27%)、褐铈铌矿(Nb_(2)O_(5)=42.80%~43.45%)、Stefanweissite矿(Nb_(2)O_(5)=33.14%~34.78%),次为钛铁矿(Nb_(2)O_(5)=3.45%~4.89%)。样品具低SiO_(2)(20.16%~29.20%)和K_(2)O+Na_(2)O(0.02%~2.47%)含量,高Mg O(22.88%~27.69%)含量和Mg^(#)值(74~82),稀土元素总量较高(∑REE=772~1807μg/g),稀土元素配分模式强烈富集LREE、亏损HREE,Eu异常不明显(δEu=0.87~1.17)。原始地幔标准化微量元素蛛网图显示,样品富集Nb、Ta、Th、U、Sr、Pb,Nb含量高,为981~1753μg/g,平均1378μg/g,可能与晚阶段碳酸岩侵入流体交代作用有关。样品的(87Sr/86Sr)i值为0.70378~0.70396,ε_(Nd)(t)值为-0.49~0.31,岩浆源区可能为EMⅠ型地幔端元。综合区域构造背景,大格勒岩体中富铌橄榄岩的形成可能与该地区拉张环境下岩石圈的强烈伸展和软流圈地幔的上涌相关。

松嫩沙地元素和Sr-Nd同位素组成特征及其对区域粉尘物源的指示

松嫩沙地位于欧亚黄土带最东端,其物质组成的研究有利于重建松嫩平原冰期—间冰期粉尘传输路径。为此,系统采集了松嫩沙地123个河流沙和风成沙样品,对其进行分粒级的常量、微量和稀土元素以及Sr-Nd同位素组成等地球化学分析,并利用Frequentist模型进行风尘物源定量重建,探讨松嫩沙地不同区域、不同粒级组分对哈尔滨黄土的贡献及搬运路径。结果表明,松嫩沙地经历了初级的化学风化过程(<63μm、<30μm、<10μm组分CIA平均值分别为55.20、57.46、57.51),有较低的再循环历史(<63μm、<30μm、<10μm组分CIA/WIP比值的平均值为0.98、1.08、1.04)。根据不同粒度组分的元素地球化学与Sr-Nd同位素组成特征,将松嫩沙地划分为西北部和西南部两个地球化学分区。不同粒度组分地球化学组成的定量重建结果表明,这两个分区不同粒级组分(<63μm、<30μm、<10μm)对哈尔滨黄土的贡献度分别为:75.7%~88.5%、73.4%~84.9%、61.0%~89.7%(西南部)和11.5%~24.3%、15.1%~26.6%、10.3%~39%(西北部)。本研究揭示了末次冰期以来松嫩平原粉尘传输路径以西南方向为主,与冰期以西北风为主导的环流模式存在差异。

胶东大疃刘家铍矿床碱性岩岩石成因及对成矿的制约:锆石U-Pb年代学、地球化学及Sr-Nd-Hf同位素证据

胶东大疃刘家铍矿床位于华北板块东南缘,矿体受NW向断裂控制,圈定的7条矿体呈透镜状产出,赋存于中细粒正长岩中。矿石矿物主要为羟硅铍石,与绢云母、方解石、重晶石、褐铁矿等蚀变矿物密切共生。Be与Mo、Rb、Cs、REE等元素具有良好的正相关性,与CaO呈负相关关系,矿床成矿专属性明显。矿区内正长花岗岩为高硅、富碱、高钾、贫镁铁岩石,为准铝质-弱过铝质岩石;正长岩具有低硅、富碱、高钾特征,为准铝质岩石。两类岩石均具有轻重稀土分馏明显,轻稀土富集,无明显负Eu异常的稀土元素特征,稀土及微量元素配分模式相同,微量元素具有富集大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素的特征。正长花岗岩锆石LA-ICP-MS U-Pb定年表明其侵位于200.3±1.3Ma,全岩Sr-Nd同位素组成比较均一,ε_(Nd)(t)值为-15.8~-15.4,Hf同位素组成变化范围较大,ε_(Hf)(t)为-25.5~-7.75;正长岩锆石LA-ICP-MS U-Pb定年表明其侵位于200.9±1.4Ma,ε_(Hf)(t)值为-23.2~-15.7。地球化学研究指示正长岩为经历了华南陆壳交代的华北富集岩石圈地幔低程度部分熔融的产物,正长花岗岩来源于俯冲的华南陆壳,二者为华南板块与华北板块碰撞折返阶段岩浆作用的产物。

滇西北浪都夕卡岩矿床致矿岩体的岩石地球化学、年代学、Sr-Nd-Pb同位素组成及其地质意义

滇西北浪都侵入岩体位于义敦岛弧南段的中甸弧,在空间上属浪都夕卡岩型铜矿床的致矿岩体。本文以浪都致矿岩体中石英二长斑岩为对象,对其开展了锆石SIMS(二次离子质谱)U-Pb定年、岩石地球化学和Sr-Nd-Pb同位素研究。锆石U-Pb定年结果显示浪都石英二长斑岩的成岩年龄为219.2±1.8 Ma(2σ,MSWD=1.3,n=13),与中甸弧中晚三叠世侵入岩体成岩年龄基本一致。浪都石英二长斑岩具有中等SiO2含量(w(SiO_(2))为60.42%~66.44%),高Al_(2)O_(3)(w(Al2O3)为14.56%~16%)和高K2O(w(K_(2)O)为3.49%~4.49%)含量,以富集LREE和Rb、Ba、Sr等大离子亲石元素,相对亏损HREE和Ta、Nb、Ti等高场强元素为特征,在化学成分上属于高钾钙碱性系列。此外,浪都石英二长斑岩的87Sr/86Sr初始值为0.7054~0.7061,εNd(t)值为-3.5~-2.5,且所有样品在Pb同位素构造模式图上均落在造山带演化线附近。结合浪都石英二长斑岩的成岩时代、岩石化学和同位素特征,本文认为浪都致矿岩体形成于晚三叠世甘孜-理塘洋壳西向俯冲增生的构造背景,是交代地幔部分熔融形成的熔体在上升过程中受到下地壳物质混染,并经历分离结晶作用形成的产物。浪都石英二长斑岩的高Sr/Y比值和高V/Sc比值,指示岩浆具有高含量H2O和较高的氧逸度,是该区斑岩-夕卡岩铜矿床形成的关键。

华北克拉通南缘大庄铌-稀土矿床地质、地球化学和Sr、Nd、Pb同位素特征

碱性岩型铌-稀土矿床是重要的铌-稀土矿资源类型。河南省方城县大庄铌-稀土矿位于华北克拉通南缘,是近年来新发现的一例赋存于霞石正长岩中的,具有中型规模的碱性岩型矿床。大庄矿区内共圈定17个NW—SE向带状展布的,呈囊状、不规则状、透镜状产出的铌-稀土矿体。铌-稀土矿石主要赋存于角闪霞石正长岩和黑云母正长岩中。矿石矿物主要为烧绿石、氟碳铈镧矿、褐钇铌矿和富铌榍石等。矿石的结构主要有斑状结构、他形粒状结构、半自形粒状结构、包含结构、交代结构、共生结构、伟晶结构等。矿石构造分为块状、脉状和片麻状构造等。热液蚀变包括萤石化、绢云母化、绿帘石化和绿泥石化等。碱性岩样品具有低SiO2、富碱、高铝的特征,稀土元素总量较高,轻重稀土分异明显,具有明显的负Eu异常,富集Nb、Ta、Th、U、Zr、Hf等高场强元素,明显亏损Ba、Sr、P、Ti等元素。碱性岩全岩(87Sr/86Sr)i=0.68158~0.71090,εNd(t)=―1.11~―0.37,两阶段模式年龄(tDM2)为1601~1540 Ma,(206Pb/204Pb)i=16.018~17.502、(207Pb/204Pb)i=15.358~15.489、(208Pb/204Pb)i=36.684~40.340。地球化学特征显示方城地区碱性岩的岩石类型为A型岩套A1亚型,岩浆演化主要受分离结晶控制,其原始岩浆形成于富金云母的地幔源区。总体上看,华北克拉通南缘大庄铌-稀土矿成矿主体受岩浆结晶分异控制,Nb、REE在岩浆结晶晚期大量富集,后期热液活动对铌-稀土成矿有一定的制约作用。方城地区碱性岩形成于板内拉张的构造背景,推测是Rodinia超大陆裂解的响应。

北秦岭早古生代陆壳增生——来自太平镇地区弧岩浆岩的年代学、地球化学和Sr-Nd-Hf同位素证据

二郎坪单元是位于北秦岭构造带中部的一个年轻地体,发育了大量的花岗岩类,是研究北秦岭早古生代大陆地壳增生的理想场所。本文对北秦岭构造带太平镇北英云闪长岩-奥长花岗岩体和蛮子营黑云母二长花岗岩体开展了岩石学、年代学、地球化学及Sr-Nd-Hf同位素研究。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年表明,太平镇北奥长花岗岩和蛮子营黑云母二长花岗岩的形成时代分别为468.8±2.8Ma和462.2±1.9Ma。太平镇北岩体为高硅(71.79%-78.66%)、富钠贫钾(K_(2)O/Na_(2)O=0.27-0.77)的低钾拉斑-钙碱性系列岩石;蛮子营岩体为高硅(72.20%-74.90%)、富钾(K_(2)O/Na_(2)O=0.97-1.36)的高钾钙碱性岩石。两者轻重稀土分异均较明显,均具有富集Rb、Ba、Th、U、K等大离子亲石元素,而亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素的特征。太平镇北岩体和蛮子营岩体具有类似的锆石εHf(t)值(奥长花岗岩8.2-12.7;黑云母二长花岗岩8.9-13.2)、全岩(87Sr/86Sr)i(奥长花岗岩0.704038-0.705221;二长花岗岩0.703876-0.705371)和全岩εNd(t)值(奥长花岗岩1.49-2.03;黑云母二长花岗岩1.68-1.92)。研究表明,太平镇北岩体岩浆源区为玄武质弧下地壳,岩浆结晶分异作用形成英云闪长岩和奥长花岗岩;蛮子营岩体岩浆为早期形成的英云闪长岩部分熔融形成。太平镇北岩体和蛮子营岩体均形成于洋内弧的构造环境,从弧玄武岩到富钠英云闪长岩、奥长花岗岩再到富钾的二长花岗岩,代表了地幔物质经过多阶段岩浆演化形成富硅富钾长英质地壳的过程。综上,认为洋内弧的形成和岩浆演化是北秦岭大陆地壳增生的重要方式之一。

末次冰期以来南海西北部沉积物源和风化演变的Sr-Nd同位素与稀土元素证据

研究边缘海沉积物地球化学组成与来源是揭示大陆边缘沉积物源-汇过程的关键环节。本文基于南海西北部琼东南盆地KT2站位岩心沉积物的稀土元素(REE)和Sr-Nd同位素分析,研究了28 ka以来沉积物源的演变和化学风化作用。结果表明,研究区沉积物源主要为红河,且28 ka以来没有发生明显改变。KT2站位岩心陆源沉积物的稀土元素特征参数(La/Yb)UCC、(Gd/Yb)UCC以及(LREE/HREE)UCC,均受到了母岩组成和风化过程的共同影响。根据Sr-Nd同位素对物源的限制,本文对影响REE组成的因素进行了评估,并认为化学风化作用可能是造成沉积物REE组成偏离源区母岩组成的主要原因。REE指标指示了冰期沉积物比全新世具有更强的化学风化强度,可能暗示冰期海平面降低导致北部湾陆架暴露发生进一步风化而造成了冰期化学风化作用的增强。

阿尔金卡尔恰尔超大型萤石矿带成因:来自年代学、稀土元素和Sr-Nd同位素的约束

阿尔金卡尔恰尔一带近年来萤石找矿取得重大突破,新发现卡尔恰尔、小白河沟、库木塔什、拉依旦北、盖吉克等多处萤石矿,形成超大型萤石矿带。矿带内萤石矿与肉红色碱长花岗岩关系密切,矿化主要赋存于岩体内外接触带附近,赋矿围岩主要为阿尔金岩群中的黑云斜长片麻岩、碳酸盐岩等富钙质岩系,矿体明显受北东向断裂构造控制,矿石类型主要有脉状、角砾状、块状、条带状矿石,矿物组成主要是萤石、方解石,矿床成因类型属于热液充填型。LA-ICP-MS锆石U-Pb测试结果表明,卡尔恰尔超大型萤石矿区与成矿有关的碱长花岗岩成岩年龄为(455.8±2)Ma,结合区域成岩成矿年代学研究,认为该萤石矿带形成于加里东期中—晚奥陶世,为挤压造山转变成伸展构造背景下岩浆活动的产物。矿区片麻状钾长花岗岩锆石U-Pb年龄为(914.5±4.1)Ma,形成于新元古代早期,与Rodinia超大陆汇聚事件有关。稀土元素特征显示,卡尔恰尔、小白河沟、库木塔什3个矿床的萤石、方解石稀土元素配分模式均为右倾的LREE富集型,具有明显的负Eu异常,与成矿岩体、围岩地层十分相似,表明萤石、方解石的稀土可能继承了岩体、地层的稀土配分模式。各矿床萤石均为热液成因,表现出同源同期成矿流体的特征,成矿环境为还原条件下的中低温环境。各矿区萤石Sr-Nd同位素组成显示成矿物质来源于地壳,结合成矿特征初步认为Ca可能主要来源于岩浆热液对地层的淋滤萃取,而F可能主要来源于成矿岩体碱长花岗岩。

南秦岭土地岭早古生代粗面质火山岩成因:来自锆石U-Pb年龄、元素及Sr-Nd同位素证据

南秦岭土地岭地区火山岩因富含铌钽等稀有金属元素而受到广泛关注,但目前对该类火山岩成因的研究还较为薄弱。通过对土地岭典型粗面质火山岩进行锆石U-Pb年代学、主‒微量元素及Sr-Nd同位素地球化学研究,探讨岩石成因及成岩构造背景。土地岭富铌钽火山岩主要岩石类型有霓石粗面岩、含晶屑粗面质凝灰熔岩、晶屑粗面质熔结凝灰岩、粗面质晶屑凝灰岩及沉凝灰岩。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年表明,该火山岩成岩年龄为445±10 Ma,形成于早志留世。地球化学特征表明,火山岩样品具高硅(SiO_(2)=55.97%~66.71%)富碱(K_(2)O+Na_(2)O=8.64%~16.74%)的特征,为一套碱性火山岩;轻稀土元素显示相对富集特征((La/Yb)N=11.2~93.6)。火山岩(87Sr/^(86)Sr)i主体为0.7034~0.7057,ε_(Nd)(t)值为2.2~2.7,相应的Nd模式年龄tDM为0.77~0.89 Ga。土地岭火山岩Sr-Nd同位素组成具有洋岛玄武岩(OIB)特征,可能来自于HIMU,EMⅠ和EMⅡ的混合源区。结合其较高的Nb/U值(10.8~106.1)以及主量元素CaO、MgO、Fe_(2)O)(3)^(T)、TiO_(2)与SiO_(2)均显示负相关关系特征,土地岭赋矿火山岩应该为富集地幔来源岩浆结晶分异作用的产物,可能形成于早古生代华南板块北缘的被动大陆边缘环境。

东昆仑黑石山含硫化物暗色包体及宿主正长岩成因及地质意义:年代学、矿物学、地球化学和Sr-Nd-Hf同位素证据

黑石山铜铅锌矿床位于东昆仑造山带中段的五龙沟地区,矿区内的石英二长岩-正长岩发育有暗色微粒包体,本研究在包体中发现了硫化物。锆石U-Pb定年显示,正长岩形成于239.4±1.0Ma,具有富Si和K,贫Mg、Cr、Ni,明显的Eu负异常,富集大离子亲石元素、亏损高场强元素,较为富集的Sr-Nd-Hf同位素特征。暗色微粒包体由斜长石和角闪石组成,可见角闪石堆晶,贫硅、富钙、铝、碱和铁,Mg#值为38.37,具有明显的Eu负异常,轻重稀土分馏弱。结合宿主正长岩和暗色包体的矿物成分相似性和岩相学特征,本文认为暗色微粒包体与正长岩来自同一个岩浆房,属于同源岩浆包体,是岩浆房早期分离结晶相,被中酸性岩脉携带上升至正长岩熔体中,一起侵位至浅部地壳。综合岩石地球化学、同位素和矿物成分,本文认为正长岩是下地壳含水镁铁质岩石在压力较低条件下部分熔融的产物。暗色微粒包体中发育硫化物,且包体岩浆的硫含量远高于正长岩岩浆,指示岩浆房的早期分离结晶相带走了硫,使残余熔体贫硫。

东昆仑浪木日镁铁质-超镁铁质岩成因:锆石U-Pb年代学和Sr-Nd-Hf同位素特征

浪木日镁铁质-超镁铁质岩体位于东昆仑造山带东段,临近昆中断裂,主要由橄榄岩、橄榄辉石岩、辉石岩和辉长岩组成,且局部发育星点状和浸染状硫化物矿化。辉石岩和橄榄辉石岩获得的锆石U-Pb年龄分别为(421.2±1.2)Ma和(421.10±0.96)Ma,表明岩体侵位于晚志留世。岩石地球化学特征显,浪木日镁铁质-超镁铁质岩具有较高的Mg#(Mg#>80),富集LILE(Rb、Th、U等),亏损HFSE(Nb、Ta、Ti等),轻、重稀土元素分馏程度较强((La/Yb)N=6.28~50.91,(La/Sm)N=1.45~4.15,(Gd/Yb)N=1.43~9.71),具有弱的负Eu异常(δEu=0.226~0.824)。锆石Lu-Hf(εHf(t)=-2.9~-10)和全岩Sr-Nd(εNd(t)=-10.3~-8.9)同位素特征显示,其岩浆源区主要来自富集地幔,与俯冲洋壳脱水交代上覆地幔楔活动有关。综合研究表明,浪木日镁铁质-超镁铁质岩体是原特提斯洋洋壳俯冲晚期的产物,随着俯冲的深入,板片最终断离形成板片窗,导致软流圈上涌促使地幔楔发生部分熔融形成镁铁质-超镁铁质岩浆,岩浆上升过程中与地壳发生混染最终形成浪木日岩体。

准噶尔洋洋内弧岩浆作用:西准噶尔百口泉早石炭世火山岩地球化学及Sr-Nd-Hf同位素研究

西准噶尔中部晚古生代的构造-岩浆作用被广泛认为与准噶尔洋的洋内俯冲有关。然而,对于重建洋内俯冲历史的弧相关岩浆活动,缺乏可靠的岩石学和地球化学证据。本文对西准噶尔百口泉包古图组火山岩进行了锆石U-Pb年代学和Lu-Hf同位素、全岩地球化学和Sr-Nd同位素组成的综合研究,旨在为西准噶尔中部早石炭世构造演化提供约束。通过对代表性玄武安山岩样品LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学分析,获得年龄为342.2±1.0 Ma,表明其形成于早石炭世。岩石地球化学研究显示,百口泉火山岩具有钙碱性特征,SiO_(2)含量为48.38%~54.45%,具有高Al_(2)O_(3)含量(19.19%~19.78%),相对富集轻稀土元素,并显示富集LILE(如Rb、Ba、Sr),亏损HFSE(如Nb、Ta、Zr、Hf),与典型岛弧火山岩特征相似。根据Sm/Yb-Sm与Sm/Yb-La/Sm模拟计算模型,表明百口泉火山岩是由尖晶石+石榴石相二辉橄榄岩亏损地幔源发生部分熔融(熔融程度约为10%~20%),并由俯冲岩石圈释放的流体改造而成。同时样品具有低(^(87)Sr/^(86)Sr)i值(0.704593~0.704852),正ε_(Nd)(t)值(6.4~6.8)和ε_(Hf)(t)值(8.7~14.9),与西准噶尔中部早石炭世岛弧火山岩和达尔布特蛇绿岩类似,表明其源区为亏损的软流圈地幔。结合前人研究成果,认为百口泉火山岩形成与洋内俯冲的岩浆作用有关,是晚古生代西准噶尔洋盆西北向俯冲消减过程中的产物。

大别造山带白垩纪花岗岩对太古宙基底的再造:来自U-Pb年代学、Sr-Nd-Hf同位素的证据

本文对大别造山带大崎山花岗岩进行了系统的野外调查、岩石学、地球化学、锆石U-Pb-Hf和Sr-Nd同位素研究。锆石U-Pb定年结果显示大崎山花岗岩形成于早白垩世,年龄为124~120 Ma。样品具有较高的SiO_(2)(69.3%~75.2%)、Al_(2)O_(3)(13.4%~15.3%)和全碱(7.94%~8.71%)含量,较低的MgO(0.23%~0.84%)、TiO_(2)(0.16%~0.49%)与TFeO(1.05%~2.66%)含量,A/CNK=1.01~1.03,显示弱过铝质特征。岩石富集大离子亲石元素(如Rb、K、Pb)、轻稀土元素以及Th、U等,亏损高场强元素(如Nb、Ta、Ti)、重稀土元素以及Sr和Ba,具有明显Eu负异常(δEu=0.34~0.52),属于高钾钙碱性的I型花岗岩,这些地球化学特征表明大崎山花岗岩经历了以斜长石、钾长石和磷灰石为主的分离结晶作用。白垩纪锆石ε_(Hf)(t)值为32.9~15.2,对应t_(DM2)为3258~2140 Ma,全岩ε_(Nd)(t)为22.5~15.8,对应t_(DM2)=2754~2209 Ma,指示岩浆源区主要为古老地壳物质。样品中含有大量的~2.65 Ga继承锆石,锆石ε_(Hf)(t)为7.3~3.6,显示与贾庙地区2.65~2.63 Ga片麻状花岗岩有良好的亲缘性。大崎山花岗岩可能源自北大别变质带太古宙基底的再造,其源区还存在年轻地壳物质的参与,可能形成于古太平洋板块的俯冲板片在130 Ma后快速后撤的伸展背景。

树脂柱串联法分离地质样品中Sr-Nd-U

Sr、Nd、U等同位素体系被广泛应用于地球表生过程中年代测定及物源示踪等研究,高效地分离这些同位素体系,对于推广这些同位素方法的应用具有重要现实意义。若要同时分析地质样品中Sr、Nd、U三种元素的同位素,现有方法往往需要消解两份样品,一份用于Sr-Nd而另一份用于U的分离提纯。这种方法不但增加了样品用量,而且需要多次蒸干溶液转换介质,既延长了分离流程也增加了样品被污染的风险。为了提高样品利用率和分析效率,本文通过将树脂柱串联改进了分离流程,提出一种仅需消解一份样品,便可同时提取Sr、Nd、U三种元素的新方法。本方法中Sr的分离采用Sr特效树脂,包含Nd在内的稀土元素(REE)的分离采用AG50W-X8树脂,U的分离采用UTEVA特效树脂。实验中将三种树脂柱串联,采用3mol/L硝酸淋洗液淋洗,同步进行平衡树脂、上样、洗杂志,避免了蒸干操作。分离后的淋出液使用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测试元素含量。结果表明:U的回收率接近99.9%,Sr的回收率超过90%,Nd的回收率超过80%;同时三种树脂柱串联的分离流程,主要基体元素(K、Ca、Na、Ba、Fe、Rb等)的去除率均超过99%,降低了对Sr、Nd、U高精度同位素分析的干扰;REE中的Sm则可以通过后续使用Ln树脂等进一步去除。此外,本文还交换了Sr特效树脂和UTEVA树脂的位置,比对两种不同串联顺序对分离结果的影响,结果表明两种树脂柱串联顺序对目标元素的分离并无显著影响。使用该方法可以有效地实现Sr、Nd、U的分离,在减少操作步骤的同时节省约一半的样品用量,提高了同位素分析效率。

胶西北花山岩体岩石成因与地质意义:来自地球化学、年代学与Sr-Nd同位素的约束

胶东金矿成矿作用独具特色,是世界第三大金矿区。关于金的来源等问题一直是地学研究热点,与金成矿具有时空关系的同期岩浆岩的成因研究是金来源研究中的重要方向。本文选择焦家金矿带南端的伟德山期花山隐伏岩体为研究对象,首次系统开展了岩相学、地球化学及LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb年代学及Sr-Nd同位素研究。结果表明:花山岩体岩性主要为二长花岗岩,为高钾钙碱性系列过铝质花岗岩,具有轻稀土富集、重稀土元素亏损、铕负异常的特征,其化学特征与同期的周官岩体具有一定的差异,表现出同时期的多批次岩浆脉冲的特征;LA-MC-ICP-MS的U-Pb年龄为(118.07±0.52)Ma,可以代表岩体结晶年龄。岩体^(87)Sr/^(86)Sr值为0.712189,表明其有幔源物质的参与;而(^(87)Sr/^(86)Sr)i为0.709729,ε_(Nd)(t)的值为-20.63,亏损地幔模式年龄(t_(DM2))为3808Ma,显示其有新太古代胶东岩群基底的参与;花山岩体为壳幔混合成因,即早先幔源岩浆底侵,与下地壳胶东岩群熔融形成的岩浆发生混合,形成年轻的中酸性岩浆;岩浆继续上侵,受到玲珑期花岗岩的同化混染而形成。

热电离质谱计测定国家标准火成岩粉末Sr-Nd-Pb同位素组成

文章以美国地质调查局制备的标准岩石粉末(BCR-2玄武岩、BHVO-2玄武岩、AGV-2安山岩)作为参考物质,运用同位素稀释法和热电离质谱计同位素比值测量方法,分析中国三种火成岩标准粉末(GSR-1花岗岩、GSR-2安山岩、GSR-3玄武岩)Sr-Nd-Pb同位素组成,观察其同位素组成及均一性特征。分析结果表明:这三种火成岩岩石标准粉末都具有均一的Sr和Nd同位素组成;相比GSR-1花岗岩,GSR-2安山岩和GSR-3玄武岩的Pb同位素组成相对均一。GSR-1花岗岩的Pb同位素组成有较大的变化范围,不均一性特征可能受高U和高Th矿物的放射性成因Pb同位素组成叠加影响。根据测量结果,作者认为三种国家火成岩标准粉末适合作为Sr和Nd同位素组成分析的参考物质,GSR-2安山岩和GSR-3玄武岩也是理想的Pb同位素组成分析的参考物质。

鄂东南地区金井咀金矿早白垩世闪长岩Sr-Nd及锆石Hf同位素研究

【研究目的】金井咀金矿床早白垩世闪长岩的岩石成因及岩浆起源对于讨论成岩成矿关系、完善区域成矿规律等问题具有重要意义。【研究方法】本文对矿区赋矿闪长岩开展了全岩Sr-Nd和锆石Hf同位素分析。【研究结果】金井咀闪长岩具有相对较高的^(87)Sr/^(86)Sr初始比值(0.7059~0.7062),负的εNd(t)值(-7.93~-7.58)和锆石εHf(t)值(-12.2~-6.5),表明岩浆形成于富集地幔的部分熔融,后经历了演化分异,在岩浆演化过程中可能存在一定程度的陆壳混染。【结论】通过与区域上已经发现的矿床对比发现,金井咀矽卡岩型金矿床与鄂东南矿集区矽卡岩型金矿床具有相同的成岩成矿时代和类似的岩石成因及岩浆源区,但是金井咀矿床金矿体主要赋存在闪长岩体内部,这与其他矿床主要赋存在碳酸盐岩地层或岩体内外接触带明显不同。金井咀矿床的发现,对于完善区域成矿规律,指导金矿找矿勘查具有重要的意义。

湘中矿集区钨与锑-金成因联系探讨:来自曹家坝钨矿床和龙山锑金矿床Sr-Nd-H-O同位素的制约

湘中是全球最大的锑金矿集区,近年来又陆续探明了一批钨矿床,但这些钨矿和锑金矿之间的关系目前尚不明确。曹家坝钨矿床是目前该矿集区内规模最大的钨矿床(19.03Mt@0.37%WO3),矿体与矽卡岩密切共生,成矿作用划分为矽卡岩阶段、退化蚀变阶段和石英-白钨矿-硫化物阶段。不同阶段白钨矿δ18OV-SMOW变化范围为6.0‰-7.9‰,δDV-SMOW变化范围为-79.1‰--68.9‰,对应的δ18OH2O变化范围为3.3‰-5.2‰。白钨矿(87Sr/86Sr)t变化范围为0.72215-0.73049,εNd(t)变化范围为-12.8--10.6。龙山锑金矿床是矿集区内发育的大型脉状锑金矿床(4.2Mt@3.4%Sb和3.7g/t Au),矿体赋存在震旦系江口组板岩中,发育两个世代的白钨矿与辉锑矿共生。白钨矿δ18OV-SMOW变化范围为5.4‰-9.0‰,δDV-SMOW变化范围为-72.9‰--60.2‰,对应的δ18OH2O变化范围为3.1‰-6.7‰。Sr-Nd-H-O多元同位素特征显示,曹家坝钨矿床的成矿物质和成矿流体以岩浆来源为主,龙山锑金矿床有岩浆流体参与成矿,两者均有少量板溪群基底地层和大气降水的加入。综合本次及前人研究成果,曹家坝钨矿床和龙山锑金矿床具有成因联系,二者均是湘中矿集区晚三叠世岩浆热液W-Sb-Au成矿系统的重要组成部分。

地幔柱活动对克拉通岩石圈地幔的影响:西伯利亚克拉通地幔橄榄岩包体Sr-Nd-Hf同位素制约

利用单矿物溶液法分析了Obnazhennaya金伯利岩中橄榄岩包体单矿物的Sr-Nd-Hf同位素组成,并且与Udachnaya金伯利岩中橄榄岩包体单矿物的Sr-Nd-Hf同位素组成进行了对比。结果显示,Obnazhennaya金伯利岩中橄榄岩包体单斜辉石具有亏损的Sr同位素组成和富集的Nd、Hf同位素组成。橄榄岩包体石榴子石的Sr-Nd-Hf同位素组成表现出原始的特征,没有受到交代作用的影响。通过对比Udachnaya和Obnazhennaya金伯利岩中地幔包体的特征和单斜辉石的二元混合模拟发现,Udachnaya金伯利岩中的地幔包体的Sr-Nd-Hf同位素组成更偏向于金伯利岩的特征,而与之相反,Obnazhennaya金伯利岩中的地幔包体的Sr-Nd-Hf同位素组成则位于金伯利岩和地幔柱溢流玄武岩之间,且更加偏向于溢流玄武岩的同位素特征。因此,地幔柱活动对西伯利亚克拉通岩石圈产生了影响,改变了其岩石圈地幔的同位素组成。