内蒙古西乌珠穆沁旗地区中生代中酸性火山岩SHRIMP锆石U-Pb年龄和地球化学特征

西乌旗地区处于大兴安岭南部,广泛分布中生代火山岩。中生代火山岩中性岩组SHRIMP锆石U-Pb年龄为163Ma±2Ma,为岩浆上侵结晶的年龄;研究区南区下营子地区查干诺尔组流纹岩SHRIMP锆石U-Pb年龄为144.2Ma±1.4Ma,表明西乌旗地区晚中生代火山岩形成时代为晚侏罗世—早白垩世。在TAS图中,中性岩样品数据点落入粗面岩区,属碱性岩系列,REE分馏明显,LILE富集,Nb、Ta等元素亏损,Eu异常不明显,具有正高εNd(t)值,推断粗面岩是由地幔的碱性、过碱性岩浆经过分离结晶过程形成的;流纹岩属高钾钙碱性岩系列,REE分馏明显,部分LILE富集,Ba、Sr和HFSE强烈亏损,推测该岩石由相对较浅的中下地壳物质部分熔融形成并具有A2型花岗岩的特征。综合研究并结合前人的资料,认为从晚侏罗世(163Ma)开始,西乌旗所在大兴安岭地区已经处于伸展构造环境。

内蒙古大青山基底晚中生代以来的差异隆升-剥蚀过程及其构造意义——来自磷灰石裂变径迹低温热年代学的约束

地形地貌和沉积学研究表明,在内蒙古大青山地区发生过早白垩世晚期、晚白垩世和新生代三期隆升-剥蚀事件,但在大青山北部前寒武纪基底岩石中,磷灰石裂变径迹研究仅识别出晚白垩世早期和中新世以来等两期隆升-剥蚀事件。为了探讨大青山南部晚中生代以来的隆升-剥蚀过程,本文报道了6件古元古代花岗岩样品的AFT结果。这6件样品的最大高差约700m,AFT年龄介于119±8~79±5Ma之间,AFT年龄与高程之间无显著关联。平均封闭径迹长度在13.2±2.2~11.8±1.8μm之间,呈单峰负偏斜的分布特征。热史模拟结果显示,晚中生代以来,大青山南部基底岩石的隆升-剥蚀过程中存在3期重要事件:早白垩世晚期(约120~110Ma)、晚白垩世早期(约100~90Ma)和新生代以来(约34~15Ma以来)。结合区域构造、沉积和地形地貌资料,并对比南部和北部基底岩石样品的AFT结果,早白垩世晚期(约120~110Ma)事件时间上与韧性剪切带的隆升-剥蚀过程相当,很可能具有相同的构造成因;晚白垩世早期(约100~90Ma)事件很可能是阴山-燕山陆内造山带整体隆升-剥蚀的结果;新生代以来(约34~15Ma以来)的事件很可能反映了南侧山前正断层的活动,且南部基底新生代以来的隆升-剥蚀事件很可能稍早于北部基底,暗示北侧山前正断层启动时间稍晚于南侧山前正断层。通过对比分析北山、北大山、狼山、内蒙古高原中部、燕山及大兴安岭等地的资料,大青山早白垩世晚期快速隆升-剥蚀事件很可能主要与蒙古-鄂霍茨克洋闭合造山后的垮塌有关;晚白垩世早期快速隆升-剥蚀事件很可能受太平洋板块俯冲的影响所致;而新生代以来的快速隆升-剥蚀事件则是印度-欧亚板块碰撞的远程效应。

天然黑钨矿可见光催化活性的实验研究

天然半导体矿物具有优良的日光催化特性。本研究选取天然钨酸盐作为研究对象,对武鸣、栗木、崇义3个不同矿区的天然黑钨矿进行了矿物学及光催化实验探究。利用X射线衍射、拉曼光谱、红外光谱、电子探针微区分析对天然样品的结构与成分进行分析,鉴定其主要矿物相为黑钨矿(Fe,Mn)[WO4],从武鸣、栗木到崇义矿区,Fe/Mn摩尔分数比从7.1、0.9到0.3依次降低。利用紫外可见漫反射测得武鸣、栗木、崇义地区样品禁带宽度分别为1.5、1.6和1.7eV,说明其具有良好的可见光响应。在pH为7的条件下用质量浓度为1g/L的样品对5mg/L的有机染料亚甲基蓝(MB)进行光催化实验(含0.01mol/L H2O2 ),结果表明武鸣地区黑钨矿实验组降解MB的效果最佳,3h后其效率分别是栗木、崇义地区样品的1.1倍和1.6倍。电子顺磁共振谱检测结果显示,反应过程中均产生氧化性羟自由基(·OH),其中效果最好的武鸣黑钨矿产生的·OH信号更强;不同自由基捕获实验证明·OH在光催化反应过程中起主要作用。进一步选取武鸣黑钨矿开展光催化降解机制研究,实验结果显示:光照下黑钨矿与H2O2共存的实验组对MB的脱色降解率可达99%(3h),只有黑钨矿的对照组降解7%的MB,只有H2O2 的对照组降解31%的MB;黑暗条件下,同时添加黑钨矿与H2O2的对照组对MB的去除率为34%。不同H2O2 浓度条件下黑钨矿降解MB符合准一级动力学方程,说明降解过程与催化剂含量无关,H2O2 更多的是充当电子受体。分析认为,不同产地黑钨矿日光催化效率与矿物铁含量呈正相关,与禁带宽度呈负相关,推测其反应机理是光催化与芬顿反应协同产生的·OH将MB氧化降解。本研究为开发利用天然矿物治理环境污染提出了新方法。

内蒙古达茂旗花岗岩类LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其地质意义

对内蒙古达茂旗北部构造单元的巴特敖包岛弧带2个花岗闪长岩岩体样品和南部构造单元一个花岗岩岩体的2件样品进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年。北部构造单元采自2个花岗闪长岩岩体的样品锆石206Pb/238U年龄分别为468Ma±2Ma和452Ma±3Ma,代表了这2个岩体的侵位时间,表明古亚洲洋向华北克拉通之下俯冲不晚于468Ma±2Ma;南部构造单元采自同一花岗岩岩体的2件样品获得的锆石206Pb/238U年龄分别为268Ma±2Ma和264Ma±2Ma,和该单元西部岩体已有的锆石年龄相符。这为华北克拉通北缘岩浆作用研究提供了新的年代学证据。

塔里木盆地满西—阿瓦提地区二叠系火山岩空间展布与主控因素

火山岩的空间展布与厚度变化是火山岩油气藏及其下伏地层油气藏勘探开发的关键。通过岩性—测井—地震综合识别模板的建立,以钻井为基础,综合测井解释和地震解释成果,对塔里木盆地满西—阿瓦提地区二叠系各期次火山岩的空间展布及其主控因素进行了研究。研究发现该地区存在4个岩浆作用阶段,即喷发初期火山碎屑岩阶段、玄武岩喷发阶段、流纹岩喷发阶段和喷发后期凝灰岩阶段。基于大量测井数据优选的综合测井识别模板可以精细识别出玄武岩、基性熔结凝灰岩、流纹岩、酸性熔结凝灰岩、空落相凝灰岩、砂岩和泥岩。空间展布精细刻画结果显示,研究区玄武岩广泛分布,由西向东厚度逐渐减薄,流纹岩局限分布,平面上厚度差异巨大,空落相凝灰岩广泛发育,由南向北厚度逐渐减薄。火山岩岩性、火山喷发过程和古地貌特征3个主控因素决定了各期次火山岩不同的叠置方式与发育模式。满西—阿瓦提地区二叠系火山岩具备成藏条件,空间展布研究对优质储层预测及进一步勘探开发具有指导意义。