中国大陆地壳铅同位素演化的动力学模型

根据中国大陆中、新生代花岗岩长石铅同位素数据库 ,沿用“铅构造模型”的基本思想并作部分改进 ,建立了中国大陆地壳铅同位素的动力学演化模型。与全球平均的铅同位素演化曲线相比 ,中国大陆地壳的原始物质相对较贫铀富钍 ,并且中国大陆的上地壳和下地壳在演化过程中分异得更加彻底。将本模型应用于大别地区中生代花岗岩长石铅同位素数据 ,结果发现它们具有壳幔铅混合的特征 ,并且以上下地壳物质混合产生的类地幔铅为主 ,花岗岩源岩中含有较高的富

大别—苏鲁造山带榴辉岩的碳同位素地球化学研究

应用EA-MS连线技术,对大别山东部和苏鲁地体南部超高压变质榴辉岩及其中的磷灰石进行了碳的含量和同位素分析。结果得到,榴辉岩全岩的δ13C值变化较大(-30.7‰至+2.5‰),而所含磷灰石中结构碳酸根的δ13C值变化较小并显著亏损13C(-28.1‰至-20.8‰)。部分榴辉岩具有高的全岩δ13C值,指示其形成后受到过含CO2,流体的退化蚀变。低的磷灰石δ13C值指示,榴辉岩中含有地表有机碳,因此证明这些榴辉岩的原岩曾出露过地表,在超高压变质阶段存在以亏损13C为特征的含CO2,流体。

白云鄂博碳酸岩墙碳氧同位素地球化学

对内蒙古白云鄂博 REE- Fe- Nb矿床周围碳酸岩墙中共存的方解石和白云石进行了 C和 O同位素分析。结果表明，方解石和白云石的δ 13C值变化范围一致，均为－ 3.5‰～－ 7.3‰，落在正常地幔δ 13C值范围 (－ 5‰± 2‰ )内；而它们的δ 18O值可分为两组，第Ⅰ 组为 9.5‰～ 18.0‰，第Ⅱ 组为 20.6‰～ 22.6‰，均远大于正常地幔δ 18O值范围 (5.7‰± 1.0‰ )。第Ⅰ 组低δ 18O值样品中共存白云石与方解石之间的 C和 O同位素分馏均为负值，因此处于热力学不平衡状态，指示它们自形成后受到过后期热液蚀变，与先前的岩石学观察一致。相反，第Ⅱ 组高δ 18O值样品中白云石与方解石之间的 C和 O同位素分馏均为正值，处于热力学平衡状态，指示它们自形成后未受到后期热液蚀变，因此可能沉淀于晚期低温高δ 18O值流体。第Ⅰ 组碳酸岩墙中白云石的 C和 O同位素组成不呈线性分布，指示碳酸岩浆并非由幔源碳酸盐与沉积碳酸盐混合形成。应用水-岩交换模型计算得到，第Ⅰ 组碳酸岩在侵位后经历了碳酸岩浆期后热液的不均一蚀变，蚀变温度约在 220～ 800℃之间，蚀变流体的 CO2/H2O比值较小 (1/500)，但水 /岩比值变化较大 (10～ 400)。由于低温下方解石与热液之间的碳氧同位素交换速率大于白云石，导致这部分碳酸?

硅酸盐岩中微量碳酸盐的碳氧同位素分析及其地球化学应用

硅酸盐岩中总是或多或少地含有一些微量碳酸盐,但是至今尚未对其碳氧同位素地球化学开展研究。本文建立了对硅酸盐岩中微量碳酸盐的碳氧同位素分析方法,并以大别山双河地区两种片麻岩为例,讨论了其地球化学应用。通过对比实验证明,微量法通常可将碳含量检出限降低至5μg/g,特殊情况下可至1μg/g。对大别山双河两种片麻岩中微量碳酸盐的碳氧同位素测量发现,黑云母副片麻岩与花岗质正片麻岩具有明显不同的特征。副片麻岩的碳含量较高,δ13C值为-4.5‰～0‰,指示其原岩为正常海相沉积环境,并与邻近大理岩原岩的灰岩沉积环境不同。正片麻岩的碳含量较低,δ13C值为-23.4‰～-2.1‰,反映出地表有机碳对岩浆岩原岩的混染。两种片麻岩中碳酸盐与硅酸盐全岩之间的氧同位素分馏既有处于平衡状态,也有处于不平衡状态。不平衡分馏指示其受到过后期退变质流体的影响。不过,变质岩中微量碳酸盐的碳含量和碳同位素比值分析能够对原岩类型提供有效的判别。

碾子山晶洞碱性花岗岩矿物-水氧同位素交换反应动力学

对黑龙江碾子山碱性花岗岩的全岩及其主要单矿物进行了氧同位素分析。结果表明，全岩和单矿物不仅δ 18O值变化范围较大 (全岩－ 2.4‰～ 2.0‰， 石英 0.0‰～ 5.8‰， 碱性长石－ 3.8‰～ 0.1‰， 磁铁矿－ 8.5‰～ － 1.0‰ )，而且强烈亏损 18O。共生矿物之间表现出明显不平衡的氧同位素分馏特征，指示在花岗岩侵位之后与水之间发生了同位素交换。根据锆石和现代大气降水的氧同位素组成，对岩石与外来流体的δ 18O值进行了估计。多维矿物相-水氧同位素交换反应动力学模型定量模拟表明， 碾子山岩体流体流动速率约为 1× 10－ 15～ 3× 10－ 14 mol/s， 水-岩反应时限约为 0.3～ 3 Ma， 水 /岩比 (氧摩尔比 )介于 0.11～ 1.02之间。水-岩反应温度较高 (约 400℃ )和反应时间较长是导致石英δ 18O降低的主要原因。

文石-水体系氧同位素分馏系数的低温实验研究

采用缓慢分解法和“两步法”的附晶生长法 ,在低温 (0℃～ 70℃ )下实验合成纯文石型碳酸钙矿物 ,以XRD和SEM技术对合成矿物的相组成和形貌进行了鉴定。将XRD与SEM及氧同位素分析技术相结合 ,研究了文石的生成速率与氧同位素分馏之间关系。对 0℃、2 5℃和 50℃条件下采用缓慢分解法合成的文石进行SEM观察发现 ,随着温度升高 ,矿物生成速率加快 ,氧同位素分馏逐渐趋于不平衡 ,导致 50℃条件下获得的文石 水体系氧同位素分馏是一种不平衡分馏 ,而0℃和 2 5℃条件下获得的低值代表平衡分馏。将 0℃和 2 5℃以下采用缓慢分解法获得的文石 水体系分馏低值与采用“两步法”的附晶生长法在 50℃和 70℃条件下获得的文石 水体系平衡分馏数据相结合 ,得到 0℃～ 70℃范围内文石 水体系氧同位素平衡分馏方程为 :10 3lnα =2 0 4 1× 10 3T -4 1 4 2。这个实验结果不仅与增量方法理论计算结果一致 ,而且与前人低温实验获得的文石或文石与方解石混合相碳酸钙 水体系 ,以及生物成因文石 水体系的氧同位素分馏结果相近。这是首次根据实验确定的无机成因文石 水体系热力学平衡氧同位素分馏系数 ,因此对于无机成因文石在古沉积环境和古气候研究中的应用具有重要参考价值。

大别-苏鲁造山带榴辉岩及其中磷灰石的碳同位素地球化学

应用EA MS连线技术 ,对大别山东部和苏鲁地体南部超高压变质榴辉岩及其中的磷灰石进行了碳的含量和同位素分析。结果得到 ,榴辉岩全岩的δ1 3 C值变化较大 (- 30 .7‰～ +2 .5‰ ) ,而所含磷灰石中结构碳酸根的δ1 3 C值变化较小并显著亏损1 3 C(- 2 8.1‰～ - 2 0 .8‰ )。部分榴辉岩具有高的全岩δ1 3 C值 ,指示其形成后受到过含CO2 流体的退化蚀变。低的磷灰石δ1 3 C值指示 ,榴辉岩中含有地表有机碳 ,因此证明这些榴辉岩的原岩曾出露过地表 ,在超高压变质阶段存在以亏损1 3 C为特征的含CO2 流体。

碳酸钙同质多象转变过程中氧同位素分馏的实验研究

本文通过“一步法”和“两步法”的“附晶生长法”分别合成了碳酸钙矿物,对其进行了同质多象转变过程中的氧同位素分馏行为的研究。同时通过真空条件下的同质多象转变实验,对文石和方解石的酸分馏系数的差异进行了实验验证。结果发现:①在50℃和70℃下,如果文石与水之间的氧同位素分馏未达到平衡,由母体文石经过同质多象转变生成的次生方解石完全继承了母体矿物的氧同位素组成。如果文石与水之间的氧同位素分馏达到平衡,由文石经过同质多象转变生成的次生方解石部分继承母体文石的氧同位素组成,并且次生方解石相对于母体文石富集^(18)O。②在0℃和25℃下,“一步法”的“附晶生长法”的实验结果表明,由六方方解石经过同质多象转变生成的次生方解石也完全继承母体矿物的氧同位素组成,并且在该温度下,矿物与水之间的氧同位素分馏与温度无关。

中国东南地壳增长与Nd同位素模式年龄

中国东南变质基底岩石及各时代花岗岩的Nd同位素模式年龄的统计研究结果表明,该地区太古代—古元古代陆壳以横向增生方式形成,显生宙表现为局部的垂向增生.太古代时形成若干规模有限的陆核,地壳增长的主要时期为1.8～2.2Ga,1.5～1.8Ga期间的地壳增长主要发生在赣东北、皖南和浙东、闽东地区.晋宁期和古生代花岗岩主要由同一地区变质基底岩石重熔形成的,没有明显的幔源物质加入.但从赣东北到粤西存在一条北东向的低Nd模式年龄花岗岩带,其成因可能与加里东期裂陷槽有关.中生代花岗岩的Nd模式年龄比同一地区基底岩石和前中生代花岗岩的低,反映普遍的壳幔相互作用和陆壳的增长.在此背景上,闽浙沿海有一低Nd模式年龄花岗岩区,内陆存在数条北东向分布的低Nd模式年龄花岗岩带,表明有幔源物质的加入和地壳的增生.幔源物质的加入可能与这些地区中生代地壳拉张减薄作用有关。

铼-锇同位素分析中试样化学预处理方法进展

评述了用于Re -Os同位素体系分析的化学前处理技术的发展。简要介绍了卡洛斯管熔样法、Os的CCl4提取、溴提取和微蒸馏方法。卡洛斯管封闭熔样方法 ,有效地防止了Os的挥发损失和保证了Os同位素平衡 ,是一种很有发展前景的熔样方法。蒸馏法仍是分离和纯化Os的有效方法 ,溶剂 (CCl4)提取和溴提取法在许多实验室里应用 ,而微蒸馏则是Os的二次纯化的主要方法。Re的化学分离和纯化仍是离子交换和萃取法。引用主要文献 2 9篇。

桂东南富钾岩浆杂岩的Nd同位素组成:华南中生代地幔物质上涌事件

广西东南部罗容杂岩体由辉长岩 -闪长岩 -二长岩 -正长岩组成 ,马山由碱性辉长岩 -正长岩 -花岗闪长岩 -花岗岩组成。它们富 K、富大离子亲石元素 (L IL ) ,无 Nb、Ta负异常等特征表明它们是形成于板内环境的钾玄质侵入岩。罗容杂岩体的各种岩石和马山的基性岩的εNd(T)高 ,为 +1.5到 +3.3,它们是交代地幔部分熔融产生的岩浆在地壳深部分异的产物。马山的花岗岩的εNd(T)稍低 ,为 - 0 .6 ,此岩石单元是由幔源岩浆加热地壳使之熔融的壳源岩浆形成的 ,并伴有与幔源岩浆的混合或交换。此二杂岩体形成于拉张构造环境。地幔物质上涌导致了中生代华南地壳张裂以及华南大规模花岗岩和相关矿床的形成。

大别造山带北部石竹河片麻岩的锆石U-Pb年龄及其地质意义

大别造山带北部石竹河二长片麻岩的锆石 U- Pb年龄测定结果表明 ,其原岩形成时代为 70 7± 42 Ma,在 2 2 9±18Ma曾受到高温变质作用。这一结果表明印支期变质作用不仅反映在大别造山带南部的变质岩中 ,而且造山带北部的部分变质岩也保存了这一重要记录。大别造山带北部存在印支期变质年龄的片麻岩、榴辉岩或残留相表明 ,该地块与造山带南部一样是印支期板块俯冲碰撞中俯冲板块的一部分。

胶南榴辉岩矿物氧同位素平衡及其Sm-Nd年代学制约

对苏鲁地体中的胶南榴辉岩进行了矿物氧同位素分析，并与同一手标本矿物的 Sm- Nd内部等时线定年和 Nd- Sr同位素分布进行了对比。研究表明，石榴子石与绿辉石之间的氧同位素平衡与否能够对矿物 Sm- Nd同位素体系的平衡状况和内部等时线定年结果的有效性给予直接制约。合理的石榴子石＋绿辉石 Sm- Nd内部等时线年龄产于两矿物之间达到并在峰变质条件下保持氧同位素平衡的样品中，而两矿物之间处于氧同位素不平衡的样品不能给出正确的 Sm- Nd内部等时线年龄。同一矿物在手标本尺度出现显著的 O- Nd- Sr同位素不均一性，据此对这些元素在石榴子石和绿辉石中的扩散速率顺序进行了估计，不仅得到了与实验扩散系数相吻合的结果，而且由此估计出在峰变质条件下达到矿物内部同位素均一化所需要的时间应大于 10 Ma。

矿物氧同位素模式温度计算

根据对现有氧扩散模型的解析分析 ,通过模拟矿物之间的氧同位素交换轨迹进行模式温度计算 ,改进了常规矿物对氧同位素地质温度计方法。将模式温度计算与矿物氧扩散封闭次序规则相结合 ,建立了一个系统独立的氧同位素温度计算方法 ,因此所得到的同位素温度能够更好地反映矿物在高温岩石冷却过程中的氧同位素交换行为。模式温度计算有如下优点 :( 1)考虑到了矿物之间氧扩散引起的同位素交换 ;( 2 )遵循质量守恒原理 ,更严格地适用于有限封闭体系 ;( 3)能够恢复岩石的高温历史 ;( 4)基本不依赖于具体的扩散模型 ;( 5 )地质含义更加明确 ,适用范围更广。通过对假想的封闭花岗岩体系、San Jose英云闪长岩和 Sybille采场橄长岩的实例分析可以看出 ,模式温度计算有良好的自洽性和应用前景。对大别山双河两种片麻岩所进行的模式温度计算得到副片麻岩中石榴石和榍石的模式温度为 6 95～ 930℃ ,正片麻岩中石榴石和磁铁矿的模式温度为 5 6 0～ 75 0℃。在高温下的降温阶段 ,副片麻岩与正片麻岩可能有着不同的冷却历史 。

大别山榴辉岩中磷灰石的结构碳酸根

在大别山东南部的高压和超高压榴辉岩中发现磷灰石含有结构碳酸根。磷灰石主要以包裹体的形式存在于筛状变晶结构的石榴石中 ,其形成时间早于石榴石和榴辉岩的矿物组合。X射线衍射和傅立叶变换红外光谱研究表明 ,磷灰石中结构碳酸根替代 [PO4 ]3- ,表现为在 14 5 5～ 14 2 2cm- 1的吸收带 ,以及在 15 0℃以下温度难以消除的在 1630cm- 1的吸附水 ,但常规X射线衍射和傅立叶变换红外光谱难以给出其含量。用EA MS连线技术测量给出结构碳酸根的含量在 0 95～ 5 2 4CO2 wt%。榴辉岩磷灰石中结构碳酸根的鉴定和碳含量的定量测定证明 ,在超高压变质过程中存在含CO2 的峰变质流体。

硅酸盐岩石中微量碳酸盐的碳氧同位素分析及其应用

硅酸盐岩石中总是或多或少地含有一些微量碳酸盐 ,但是至今尚未对其碳氧同位素地球化学开展研究。本文建立了对硅酸盐岩中微量碳酸盐的碳氧同位素分析方法 ,并以大别山双河地区两种片麻岩为例 ,讨论了其地球化学应用。对比实验证明 ,微量法可以将碳含量检出限降低至 2 2 0 μg。大别山双河两种片麻岩中微量碳酸盐的碳氧同位素测量发现 ,黑云母副片麻岩与花岗质正片麻岩具有明显不同的特征。副片麻岩的碳含量较高 ,δ1 3 C值为 - 4.5‰～ 0‰ ,指示其原岩为正常海相沉积环境 ,并与邻近大理岩的原岩沉积环境不同。正片麻岩的碳含量较低 ,δ1 3 C值为 - 2 3.4‰～ - 2 .1‰ ,反映出地表有机碳对岩浆岩原岩的混染。两种片麻岩中碳酸盐与硅酸盐全岩之间的氧同位素分馏既有处于平衡状态 ,也有处于不平衡状态。

大别山榴辉岩中石英脉的氧同位素研究

对大别造山带榴辉岩中石英脉矿物及其围岩全岩进行了氧同位素分析．结合脉与围岩之间的构造和岩石学关系，从时间顺序上可将这些石英脉划分为如下三种类型：（１）榴辉岩相同变质脉，不仅脉石英与围岩榴辉岩的氧同位素组成接近，而且脉中矿物对氧同位素温度与榴辉岩相峰变质温度接近，因此成脉流体来源于榴辉岩；（２）脉形成于退变质作用早期，但成脉流体来源与高压／超高压变质矿物组合有关；（３）脉形成于退变质作用期间，成脉流体与榴辉岩无关．同变质石英脉形成于板块折返过程中榴辉岩相重结晶之前的压力降低阶段，裂隙式局部流体对流迁移是成脉的主要机制．尽管脉中的氧同位素均一化尺度比榴辉岩中的氧同位素均一化尺度大得多，但总的流体流量是非常有限的．

东大别黄镇和石马地区榴辉岩及其中磷灰石的碳同位素研究

应用ＥＡ－ＭＳ在线技术，对大别山东南部太湖附近黄镇和石马两地榴辉岩及其中的磷灰石进行了碳同位素分析。结果得到，榴辉岩全岩δ＾１３Ｃ值变化较大（＋１．５‰～３０．７‰），而所含磷灰石中结构碳酸根的δ＾１３Ｃ值变化较小并显著亏损＾１３Ｃ（－２１．０‰－２８．１‰），部分榴辉岩具有高的全岩δ＾１３Ｃ值，指示春形成后受到过析退化蚀变，低的磷灰石δ＾１３Ｃ值指示，榴辉岩中含有地表有机磷。

董岭ⅢCD铁陨石的Re-Os同位素组成

用负热电离质谱(N-TIMS)技术测定了董岭ⅢCD铁陨石的Re, Os含量和Os同位素组成, 并与其他铁陨石和球粒陨石进行了对比, 其Re-Os含量落在ⅢA和ⅣA铁陨石构成的趋势线上, 但Pt-Os关系与ⅡA铁陨石的相似, 可能表明董岭铁陨石具有较高的分异程度.