人工合成包裹体的实验研究及其在激光拉曼探针测定方面的应用

利用愈合人工水晶裂隙合成人工流体包裹体的技术,在0.5～1kb,350～800℃的范围内,对纯H_2O体系、NaCl-H_2O体系、KCl-H_2O体系进行了人工合成包裹体实验研究。并对这些合成的包裹体进行了详细的测温学研究,证实了合成包裹体是母液成分的真实代表,完全可以用来做为自然界包裹体研究的标样。同时利用合成包裹体采集了均一、和冷冻状态下的拉曼谱,讨论了合成包裹体在激光拉曼探针测定方面的某些可能的应用。研究表明,合成包裹体是了解包裹体的形成机理和进行地质流体性质研究的一种十分有效的手段,在地质流体和实验地球化学研究领域有着广阔的应用前景。

壳-幔演化和板块俯冲作用过程中的硼同位素示踪

硼同位素是近年来发展起来的一门新兴的稳定同位素地球化学方法。硼有两个稳定同位素 :10 B和11B。硼同位素组成自然界变化十分大 ,δ11B值为 - 37‰～ +58‰。对地幔岩石的硼同位素研究表明 ,原始地幔的δ11B值为 - 10‰± 2‰ ,B的质量分数估算为 (0 2 5± 0 1)×10 -6。相对而言 ,地壳岩石的B含量和δ11B值均较高。由于壳、幔岩石具有不同的B含量和δ11B值 ,硼同位素已被广泛应用于研究壳幔演化和板块俯冲作用过程 ,用于示踪俯冲板块中大洋沉积物和蚀变洋壳在地幔中的循环。

中国大陆科学钻探主孔榴辉岩中石榴石和绿辉石原位激光探针分析及其成岩成矿指示意义

本文以中国大陆科学钻探主孔0～2000m岩芯中的榴辉岩为对象,运用EMPA和LA-ICP-MS技术,系统测定了榴辉岩中石榴石和绿辉石的主量与微量元素组成,并据此讨论了它们的成岩成矿意义。研究结果表明,CCSD主孔榴辉岩中石榴石富重稀土和Sc、Y、Co,而绿辉石则富中稀土和Pb、Sr、V,石榴石和绿辉石的高场强元素(特别是Nb、Ta)含量均很低。石榴石存在不同程度的Ce负异常,指示榴辉砉的形成过程中卷入有地表氧化条件下形成的风化沉积物。石榴石具有低的Zr/Y比值,绿辉石普遍具有高的Sr含量,这些特征说明榴辉岩(特别是高钛榴辉岩)的原岩可能为遭受过壳源物质混染与交代的富集地幔部分熔融的产物。高钛与低钛榴辉岩中石榴石和绿辉石在主量及微量元素组成上存在一定差别,总体而言,高钛榴辉岩中石榴石具高的MgO含量和较高的MgO/TFeO比值,以及较高的稀土和Sc含量,而绿辉石则相对富TFeO、MnO,并具有较高的Sr、Zr、Hf含量。高钛榴辉岩中石榴石和绿辉石常出现不同程度的Eu正异常,Cr含量均显著低于低钛榴辉岩。综合分析表明,高钛榴辉岩的原岩最可能为富斜长石的辉长质侵入岩,原岩组成的差异应是导致二类榴辉岩中石榴石和绿辉石矿物化学组成存在差异的主要原因。

纳米比亚欢乐谷地区白岗岩型铀矿成矿物质来源分析

本文对纳米比亚欢乐谷地区与铀成矿关系密切的白岗岩进行了系统的主量元素、微量元素及Sr-Nd同位素研究。结果表明,矿化白岗岩具有较高的SiO_2(68.81%~76.02%,平均值73.11%),富钾,A/CNK为0.96~1.07,平均值1.01,为亚碱性系列的准铝质-弱过铝质岩石。岩石富集轻稀土[LREE/HREE=2.53~7.71;(La/Yb)_N=2.14~10.40],Eu亏损中等,高Rb/Sr比值(2.03~5.50,平均值4.36),岩石同时富集Rb、Th、U、K及Pb等大离子亲石元素,亏损Ba、Nb、Ta及Sr等元素。岩石的初始^(87)Sr/^(86)Sr比值为0.73035~0.79345,ε_(Nd)(t)值为-13.5^-17.4,晶质铀矿的ε_(Nd)(t)值为-14.8^-16.5,两阶段Nd模式年龄为2.43~2.56Ga。元素和Sr-Nd同位素地球化学特征表明矿化白岗岩是在碰撞后的伸展构造环境中形成的,主成矿期的成矿物质来源于富铀的前达马拉基底;热液叠加改造期的铀可能来源于原生铀矿物本身。

鲁西南归来庄金矿成矿流体特征和演化

归来庄金矿是近年来在鲁西南新发现的隐爆角砾岩型金矿床 ,成因上与附近铜石偏碱性杂岩体有关。本文通过对侵入杂岩和金矿床中流体包裹体研究 ,结合前人地质勘探和科研成果 ,认为形成归来庄金矿的成矿流体是岩浆水与大量来自围岩的大气降水混合而成 ,早期为富含卤素和 CO2 的低 -中等盐度热液 ,演化至晚期为低挥发分、不同盐度的低温热水溶液。金矿沉淀时的流体压力不高于 40～ 60 MPa,温度为 1 80～ 2 50℃。温度下降和伴随隐爆作用发生的减压和流体不混溶是促使金沉淀的主要因素。

东天山博格达造山带石炭纪火山岩及其形成地质环境

东天山博格达造山带早、中石炭世海相火山岩具有双峰式特征 ,主要岩性为富钠的玄武岩和流纹岩 ,其次是英安岩 ,安山质岩石极少出现。玄武岩的特征是 :少数岩石含有实际矿物石英 ,个别岩石含橄榄石斑晶 ;辉石主要是透辉石和次透辉石 ,其成分富含铝 (Al2 O3=4.17～ 5 .99)和钛 (Ti O2 =2 .80～ 4.78) ;基质中的长石主要是钠 -更长石 ,斑晶中有相当数量的中长石和拉长石 ;全岩化学成分 CIPW计算结果绝大部分含 Di、Ol和 Hy,少数含 Qz和 Ne,在全碱 - Si O2 图中主要投影于亚碱性区 ,并接近碱性区 ;10 0 Mg/ (Mg+ΣFe) <6 5 ;ΣREE=38.73～ 134 .48,(L a/ L u) N=2 .75～ 4.0 3,δEu=0 .93～ 1.15 ;强不相容元素适度富集 ,Nb和 Ti适度亏损 ,Ni、Cr含量低 ,εNd和 εSr均为正值。这些特征表明 ,本区的玄武岩总体上属于橄榄拉斑玄武岩 ,并具有向碱性玄武岩和石英拉斑玄武岩两个方向演化的趋势。它们是来自亏损地幔的橄榄拉斑质玄武质或苦橄质岩浆经过分异并混染少量地壳物质的产物。

博格达陆内碰撞造山带挤压-拉张构造转折期的侵入活动

博格达造山带位于准噶尔与吐鲁番 -哈密前寒武纪地块之间 ,是一个早 -中石炭世的陆内裂谷带 ,该裂谷带于中 -晚石炭世闭合。岩相学、岩石化学、稀土元素、微量元素和同位素研究表明 ,该造山带侵入岩以辉绿岩岩床、岩株和岩墙为主 ,仅有少数中 -酸性岩岩株。这些侵入岩的橄榄拉斑玄武质原始岩浆可能来自轻度亏损的地幔源区 ,并在地壳深部形成过分层岩浆房。辉绿岩和中 -酸性岩分别是分层岩浆房的上部和下部层位岩浆先后上侵和演化产物。野外地质关系及上大河沿中 -酸性侵入体的 2 98.4± 0 .76 Ma Rb- Sr等时线年龄 ,不但表明博格达地区晚于海西期的侵入活动并不重要 ,还表明该造山带侵入岩的定位紧随博格达裂谷的陆内碰撞 ,并代表了地球动力学环境由挤压变为拉张这个重大转折时期。

云南大坪金矿白钨矿微量元素、稀土元素和Sr-Nd同位素组成特征及其意义

利用ICP-MS和同位素质谱分析了大坪金矿含金石英脉中白钨矿的微量元素、稀土元素和Sm-Nd、Rb-Sr同位素组成,结果显示大坪白钨矿中富Sr、Ba,而亏损Mo、Bi、Sn、Nb、Ta等,指示原始成矿流体与岩浆的结晶分异作用无关,并非前人普遍认为的岩浆水和大气降水的混合流体;样品的REE球粒陨石标准化配分曲线为高度一致的右倾和MREE富集型,Eu出现正异常,表明白钨矿与流体之间REE元素发生了强烈分异,白钨矿中REE的配分行为主要表现为REE^(3+)与Na^+成化合价补偿形式替代Ca^(2+)选择性进入白钨矿晶格中,成矿流体是相对封闭的高温、富Na^+的还原性热液体系;Sr-Nd同位素组成显示本区原始成矿流体主要来自下地壳,但不排除有幔源物质加入。原始成矿流体的形成与区域性剪切带的活动有关,韧性剪切作用导致下地壳富CO_2流体上升,并与闪长岩发生强烈的水岩反应,而剪切带中脆性断裂的形成是成矿流体迁移、集中、沸腾和矿质沉淀的触发因素。

浙江瑶坑碱性花岗岩体的年代学、地球化学及其成因与构造指示意义

瑶坑岩体位于闽浙交界沿海地区,是闽浙沿海晚中生代A型花岗岩带中的一个典型碱性花岗岩体.锆石LA-ICPMS U-Pb同位素定年表明,该岩体的形成年龄为91.3±2.5 Ma（MSWD=3.7,2σ）,属晚白垩世岩浆活动的产物.岩石发育特征的微文象结构和晶洞构造,含有典型的碱性铁镁矿物钠铁闪石.地球化学上,该岩体富硅、碱,贫钙、镁,富K、Rb、Cs、Th、U,贫Sr、Ba、P、Ti、Sc.其Nb、Ta、Zr、Hf和Ga等元素的含量也较高,（Ga/Al）×10^4值变化于3.64～4.41,并具显著的铕负异常（δEu=0.15～0.20）.与闽浙沿海A型花岗岩带中的其它岩体相比,瑶坑岩体具有偏高的εNd（t）值（=-0.7～-1.4）和偏低的二阶段Nd模式年龄（t2DM=0.95Ga～1.01Ga）,指示幔源组分对该岩体的形成具有更重要的贡献.在A型花岗岩亚类的判别上,瑶坑岩体以较低的Y/Nb比值和较高的Nb/Ta比值相似于Eby（1992）区分的A.型花岗岩,而明显有别于岩带主体属A2型的特点.岩石产出构造背景及地球化学特征的综合分析表明,多组深断裂交汇,进而引发多量幔源组分参与成岩过程,是导致瑶坑岩体元素-同位素组成与区内其它同类岩体有较明显差别的主要原因.

桂东北牛庙闪长岩和同安石英二长岩:岩石学、锆石SHRIMP U-Pb年代学和地球化学

桂东北牛庙和同安岩体分别由闪长岩和石英二长岩组成。锆石的SHRIMP U-Pb年龄分别为163±4Ma和160± 4Ma。岩石以富铝、富碱、高钾、富含Rb、Ba、Th、U、Pb、Sr等大离子半径亲石元素(LILE)及富含REE、Nb、Ta、Zr、Hf等高场强元素(HFSE)为主要特征,属富钾系列或钾玄岩系列。其不相容元素的分布特征为亲OIB型,主要来源于富集的岩石圈地幔的熔融。两岩体的常量元素、微量元素和Sr-Nd同位素组成特征,反映了它们的原始岩浆经历过相当充分的分离结晶和相当程度的地壳混染,即通过AFC方式而形成。岩体中广泛分布的微细粒状暗色包体是共存的更偏基性的岩浆与寄主岩浆不完全混合的残留,其成分的多样性和相互过渡关系,反映了不同包体母岩浆在形成和演化途径等方面的差异性。岩体形成于燕山早期华南后造山阶段大陆地壳拉张减薄的构造环境,软流圈地幔沿超岩石圈深断裂的上涌和底侵,是造成富集的岩石圈地幔和中下地壳熔融并形成本区闪长质和花岗质岩浆的主要机制。

桂北中-新元古代镁铁质-超镁铁质岩的岩石地球化学

桂北中、新元古代镁铁质-超镁铁质岩主要属钙碱质岩系,镁铁质岩的Nb/La_(pm)=0.13～0.51,Th/La_(pm)=0.85～3.3,Ti/Ti=0.29～0.61,在原始地幔标准化曲线上出现明显的Nb、Ti负异常,中元古代镁铁质岩ε_(Nd)(t)值低(=-1.99～-5.13),新元古代镁铁质岩ε_(Nd)(t)值相对较高(=-0.74～2.4),它们都具有岛弧火山岩系的地球化学特征,是会聚板块边缘岩浆作用的产物,不具有地幔柱来源的岩浆的特性,不能作为Rodinia超大陆裂解的标志。

赣南燕山早期双峰式火山岩的厘定和意义

研究表明分布在赣南寻邬县的白面石—菖蒲火山—沉积盆地和龙南县的东坑—临江火山—沉积盆地火山岩系下部的玄武岩与流纹岩具有紧密的时、空关系,是一套中侏罗世形成的双峰式火山岩组合。玄武岩和流纹岩的不相容元素地球化学特征与板内玄武岩一致,表明中国东南大陆存在燕山早期的裂谷作用或碰撞后伸展作用。

南岭西段花山-姑婆山侵入岩带锆石U-Pb年龄格架及其地质意义

花山-姑婆山侵入岩带位于南岭西段,由牛庙、同安、花山、金子岭、乌羊山和姑婆山等岩体所组成,10个锆石样品的 SHRIMP U-Pb 法、LA-ICP-MS 法和熔融法定年结果显示,该带中主要的闪长质和花岗质岩体侵位于160～163Ma 这一狭窄的时间范围内,表明中—晚侏罗世之交是本区岩浆活动的高峰时期,它们在时间上、空间上、物质来源上、构造背景上和成因机制上有着十分密切的联系。姑婆山里松花岗岩与其中暗色包体结晶年龄的一致性,从一个重要的方面否定了暗色包体是浅部围岩捕虏体或深部熔融残留体的可能性,并为它们的岩浆混合成因提供了一个重要依据。具有充分分异演化特征的新路晚阶段细粒花岗岩小岩体中锆石的 U-Pb 年龄值为151Ma,比主体花岗岩大约晚10Ma,它可能反映了本区主体花岗岩岩浆房分离结晶和演化的时间跨度。桂岭和大宁岩体侵位于加里东晚期。

华南寒武纪海洋中沉积矿床及其古环境

寒武纪早期是华南的一个重要的沉积矿床形成阶段。在华南扬子板块下寒武统黑色岩系中产有大量的金属及非金属矿床,其中倍受关注的矿床有Ni Mo PGE多金属硫化物矿床、磷矿床与重晶石矿床。Ni Mo PGE多金属硫化物矿床的形成可能与海底热液喷流作用有关,成矿元素除海水源外,有部分来自深部热液;磷矿床形成于特定的浅海环境,成矿物质的聚集可能与有机质和含铁胶体有关;重晶石矿床的形成也与海底热液和有机质有关。这些矿床保存了大量的古海洋信息,对其进行深入研究可以揭示华南寒武纪大爆发时期的古海洋环境变化特征。

湖南中-新元古代火山-侵入岩地球化学及成因意义

江南造山带西段湖南中、新元古代火山-侵入岩具有截然不同的地球化学特征。中元古代火山-侵入岩多属亚碱性玄武岩类,MgO、Ni、Cr含量及Al_2O_3/TiO_2比值高,稀土元素分馏形式多样,更多地具有岛弧火山岩的特征。新元古代中基性火山-侵入岩MgO、Ni、Cr含量较低;其中的基性岩大多属碱性玄武岩类,并较富TiO_2,Al_2O_3/TiO_2比值较低,HFSE明显富集,微量元素标准化曲线与OIB类似,具有裂谷玄武岩的特征。 中元古代南桥玄武岩ε_(Nd)(t)为6.86～8.98,具明显的N-MORB特征,是俯冲带附近的古洋壳残片,为九岭古岛弧提供了新的证据。中元古代的益阳玄武岩ε_(Nd)(t)为1.56～1.76,Nb、Ti、Zr亏损,Th相对富集,具俯冲带火山岩的地球化学特征,同时这些玄武岩具高MgO、高Al_2O_3/TiO_2比值和Ni、Cr含量,具科马提质玄武岩的特性,可能是局部地幔柱-弧相互作用的产物。新元古代早期益阳安山质集块岩Th、La、Sm和Nd富集,Nb、Ti、Zr和Hf亏损,ε_(Nd)(t)值为-0.53～-1.05,是格林威尔造山运动的产物。新元古代黔阳、古丈、高桥火山-侵入岩原始地幔标准化曲线近似于OIB,具裂谷玄武岩的特征,黔阳、古丈基性岩ε_(Nd)(t)值在1.09～1.69,来源于软流圈地幔。湖南这些中-新元古代火山-侵入岩的地球化学特征记录了

新元古代Rodinia超大陆裂解事件在扬子北东缘的最初响应:东海片麻状碱性花岗岩的锆石U-Pb年代学及Nd同位素制约

东海片麻状碱性花岗岩是扬子克拉通北东缘最具代表性的含碱性铁镁矿物的过碱性 A 型花岗岩。高精度的LA-ICP-MS 锆石 U-Pb 定年结果表明,这些岩石形成于新元古代中期770Ma 左右,并在约250Ma 时经历超高压变质作用,之后又于210Ma 左右遭受了大规模的角闪岩相退变质作用的改造。Nd 同位素示踪表明东海片麻状碱性花岗岩具有相对偏高的ε_(Nd)(t)值(+1.4～-5.91),指示其应是成熟度较低的下地壳部分熔融的产物,但不排除部分岩体在成岩过程中可能有少量幔源物质卷入。综合 Rodinia 超大陆古地理复原资料,推测扬子板块北东缘自新元古早期以来一直为接受大洋板块俯冲的活动大陆边缘。形成于新元古代中期的东海片麻状碱性花岗岩属 A_2型花岗岩,为弧后拉张背景下岩浆活动的产物,该类岩石的产出代表了 Rodinia 超大陆裂解事件在该地区的最初响应。

大别造山带北缘后碰撞富钾火山岩:地球化学与岩石成因

大别造山带北缘晚中生代富钾火山岩分布在磨子潭 -晓天断裂以北的上叠式火山盆地中 ,主要为一套以钾玄岩 -粗安岩 -安粗岩 -粗面岩为主体的中偏碱性岩石组合 ,晚期出现少量碱性火山岩。化学成分上具有富碱、富钾、贫钛、氧化系数较高等特点。岩石的 Rb、Ba、Th、Pb等大离子亲石元素含量高 ,富轻稀土 ,L a/ Nb、Ba/ Nb及 L REE/ HREE比值高 ,并具有显著的Nb、Ti负异常和 Pb正异常 ,而铕异常则不明显。富钾火山岩的 ISr值较高 (=0 .70 872～ 0 .70 895 ) ,εNd(t)值显著偏低(= - 14 .6 2～ - 18.5 1)。根据对岩石产出动力地质背景及地球化学特征的综合分析 ,结合同位素组成的混合模拟 ,表明本区富钾火山岩最可能起源于受俯冲陆壳析出流体交代作用所形成的富集地幔 (EM )

新疆博格达南缘后碰撞期陆内裂谷和水下滑塌构造

本文较为系统地研究了哈密市七角井-车轱辘泉和乌鲁木齐市白杨沟地区晚古生代后碰撞期陆内裂谷和滑塌构造的几何学、岩石学和地球化学特征。研究表明,在博格达山南缘的七角井-车轱辘泉一带,玄武岩和流纹岩彼此互层产出,构成厚度较大的后碰撞期双峰式火山岩系,呈近东西方向平行造山带展布,堆积在早二叠世红色磨拉石之上;在白杨沟一带,后碰撞水下滑塌堆积岩与火山岩共存,构成一个厚1300m的滑塌构造剖面,由水下滑塌堆积岩夹双峰式火山岩带、枕状熔岩-气孔状玄武岩带和硅质、泥砂质岩带所组成。其底部以北东走向的拆离断层和晚石炭世灰岩、砂岩岩层接触。在岩石地球化学特征上,火山岩的SiO2含量在53%-67%之间出现间断,呈现双峰式火山岩的特点。其中,流纹岩SiO2平均71.65%,CaO2.15%,Na2O与K2O含量相近(3.2%-3.7%),含碱量>含钙量,ANKC值>1.1;轻稀土富集、稀土总量高,铕亏损,具明显Eu负异常。与之共生的玄武岩则以富硅贫碱为特征,SiO2平均51.05%,TiO2含量变化较大,轻稀土轻度富集,铕异常不明显,属拉斑系列玄武岩类。其特征和东非阿法尔裂谷的双峰式火山岩相近,反映陆内裂谷环境。对滑塌堆积岩带中的辉绿玢岩作锆石U-Pb测年,获289±5Ma年龄值,相当于二叠纪初期。从晚二迭叠世开始,全区处于相对稳定的剥蚀-堆积环境中,形成了厚度较大的磨拉石,并逐渐演化为三叠纪的准平原化环境。

青海茶卡盐湖石盐中流体包裹体记录的古气候信息

内陆干旱区形成的盐湖是研究过去气候变化的有效载体之一,而石盐中包裹体是揭示古气候的一种有效手段。青海茶卡盐湖是晚更新世晚期,逐渐演变形成的以石盐为主,固液相并存的综合性盐矿床。对茶卡盐湖钻孔样品中石盐的流体包裹体均一温度研究,揭示出从5ka 以来,盐湖水温总体上逐渐升高,从20℃～30℃升高到接近400℃,反映出古气候的温度是逐渐升高的,与全球变暖的总体趋势是一致的。研究表明,对石盐中原生单液相流体包裹体,采用冷冻-加热的方法测定均一温度,是获得盐湖古水温资料,进而恢复古气候变化的一种十分可信新手段,它在盐湖的研究方面具有广阔的应用前景。