武定迤纳厂Fe-Cu-REE矿床Sm-Nd同位素年代学及其地质意义

通过典型矿床-武定迤纳厂Fe-Cu-REE矿床中矿石及萤石稀土元素特征和Sm-Nd同位素体系的研究, 对昆阳群稀土富集及矿化时代进行了限定. 研究表明, 成矿期呈浸染状紫红色萤石中稀土总量 高, 强烈富集轻稀土, 正Eu异常; 成矿期后脉状浅绿色萤石中稀土总量低, 相对富集重稀土. 成矿期萤石Sm-Nd同位素等时线年龄为1539±40 Ma, ε_Nd(t)=-4.6; 矿石Sm-Nd同位素等时线年龄为1617±100 Ma, ε_Nd(t)值为-3.2. 表明矿床形成于中元古代早期, 成矿物质来源于富集地幔, 矿床成因为火山喷流-同生沉积. 在对比研究的基础上, 提出中元古代稀土大规模爆发成矿可能与当时大陆边缘裂谷环境产出的富碱非造山型岩浆有密切的关系.     

四川雪宝顶白钨矿稀土地球化学与Sm-Nd同位素定年

产于四川雪宝顶的白钨矿晶体大、晶形好, 是研究非金矿中的白钨矿中稀土配分型式及Sm-Nd同位素体系的理想研究对象. 该区白钨矿为橙红色单晶体, 与绿柱石、锡石和白云母共生, 粒径为1~10 cm. 研究结果显示, 雪宝顶矿床中白钨矿稀土总量较高(275~534 μg·g^-1), 其稀土配分型式为无MREE富集的平坦型, 与Ghaderi等人划分的白钨矿Ⅱ型稀土配分型式总体类似, 但具负铕异常, 并且有与A型花岗岩较为相似的四分组效应. 结合已报道过的包裹体测温资料, 雪宝顶白钨矿成矿流体主要为低钠流体, 其稀土配分型式推测取决于热液中稀土的分配系数, 而非晶体化学因素控制, 其成矿热液很可能源自其矿区附近的研究程度较低的碱性花岗岩. 在白钨矿的¹⁴⁷Sm/¹⁴⁴Nd-¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd图解中, 对应的等时线年龄为(182.0 ± 9.2) Ma, MSWD = 0.52, 是白钨矿的形成年龄, 代表了雪宝顶W-Sn-Be矿的主成矿年龄, 属于燕山早期. 本次白钨矿Sm-Nd同位素等时线年龄研究结果进一步明确了雪宝顶W-Sn-Be矿成矿年龄, 为研究川西稀有金属矿床成矿年龄及松潘-甘孜造山带的成矿时空特征提供了可靠和有用的数据.     

河北阳原幔源包体的Sr-Nd同位素特征指示华北克拉通中部存在EMI型古老富集地幔

位于太行山重力梯度带西侧的河北阳原第三纪碱性玄武岩中产有大量幔源包体, 包括二辉橄榄岩、方辉橄榄岩和辉石岩. 在橄榄石含量-橄榄石成分图解上, 阳原橄榄岩偏离大洋趋势线, 多数落在太古宙和元古宙地幔范围; 部分富集LREE的样品具有EMI型的Sr-Nd同位素特征(ε_Nd = -6.9 ~ -10.6, ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr = 0.7044~0.7047), 而另一些富集LREE的样品的ε_Nd值(+5.7)与亏损LREE的样品相类似. 这说明阳原上地幔经历了多期地幔交代作用. 由于EM1型同位素组成常见于典型古老克拉通下岩石圈地幔, 因此阳原包体为华北西部存在古老岩石圈地幔提供了新的证据.     

南岭东段后太古宙地层的Sm-Nd同位素特征与地壳演化

南岭东段闽西南地区发育中元古代至早中生代地层. 系统的Sm-Nd同位素研究表明, 它们的Nd模式年龄和ε_Nd(t)值主要与古元古界麻源群十分相似, 反映它们主要是古元古代地壳组分再循环作用产物; 但在新元古代(0.8~0.7 Ga)和晚古生代(约0.25 Ga)时期, 由于新元古代和晚古生代末强烈岩浆活动所伴随的新生地壳组分的加入, 使它们的Nd模式年龄降低和ε_Nd(t)值升高, 在t_DM-t_Str.和ε_Nd(t)-t_Str.图上, 分别形成明显的“谷”和“峰”. 由此表明, 这些特殊时期构造-岩浆活动在改变华南沉积岩物源方面的重要性和普遍性.     

西藏罗布莎蛇绿岩中辉长辉绿岩Sm-Nd定年及Pb,Nd同位素特征

用Sm-Nd法测定了西藏罗布莎超基性岩体中辉长辉绿岩脉的年龄, 斜长石、辉石及两个全岩的内部等时线年龄值为(177±31) Ma, 初始εNd(t) = +8, 显示该岩墙形成于中侏罗世; Nd, Pb同位素特征表明该岩脉源于印度洋型地幔域. 推测中侏罗世该区蛇绿岩形成于大洋环境.     

四川石棉蛇绿岩套的Sm-Nd年龄及Nd-Sr同位素特征

对石棉蛇绿岩套Sm-Nd和Rb-Sr同位素组成的测定结果为:由方辉橄榄岩和辉长岩确定的全岩Sm-Nd等时线年龄为938±30Ma（2σ）,εNd值为7.6±0.8（2σ）,表明该蛇绿岩套形成于新元古代早期.蛇绿岩的ISr值变化明显（0.70209～0.70708）,是由雨水热液蚀变作用引起.高的εNd值反映原始岩浆来源于强烈亏损的地慢源区,推测在新元古代早期该区可能处于弧后盆地环境.     

激光阶段加热40Ar/39Ar法在年轻火山岩上的应用

年轻火山岩的定年一直是年代学研究中的一个难题. 由于样品中极低的放射性成因⁴⁰Ar^*的含量, 因此以往这类样品的定年多采用K-Ar法. 但K-Ar法本身的局限使其难以判断过剩Ar对测年结果的影响, 对于年轻样品来说, 这一影响是致命的. 本文应用CO₂激光阶段加热⁴⁰Ar/³⁹Ar法对腾冲晚更新世玄武岩基质(DF-2)的年龄进行了测定. 在14个加热阶段中, 有13个阶段的结果组成了一条较好的反等时线(MSWD=1.4), 确定了该玄武岩基质的年龄为32.2±7.1 ka(2σ ). 反等时线结果也表明该样品的初始Ar同位素组成为297.1±2.0(2σ ), 在误差范围内和大气Ar的同位素组成相同. 这一结果表明CO₂激光阶段加热⁴⁰Ar/³⁹Ar法是测定低钾含量的年轻火山岩基质的有效手段.     

鲁东晚白垩世玄武岩中的幔源捕虏体: 对中国东部岩石圈减薄时间制约的新证据

⁴⁰Ar-³⁹Ar定年结果表明, 胶莱盆地大西庄碱性玄武岩的形成年龄为73.5±0.3 Ma. 玄武岩的ε _Nd (t)值为+7.5~+7.6, 表明原始岩浆来源于亏损的软流圈地幔, 形成深度在65~95 km之间. 该玄武岩中含有尖晶石二辉橄榄岩捕虏体, 橄榄石的Fo值为88~89, 平衡温压估算为T = 1010~1140℃, P = 2.0 GPa, 稳定深度在65 km左右. 山东晚中生代(110~125 Ma)幔源岩石的地球化学特征反映了华北地块南缘富集性质的岩石圈地幔的普遍存在, 而大西庄玄武岩的地球化学性质和幔源捕虏体的平衡温压显示, 该地区73 Ma时期的岩石圈厚度和中国东部新生代的一致, 捕虏体矿物的化学成分显示岩石圈地幔具有新生的性质, 说明中国中东部岩石圈的减薄发生在约120 ~ 73 Ma之间.     

汉诺坝玄武岩中麻粒岩捕虏体锆石Hf同位素、U-Pb定年和微量元素研究: 华北下地壳早期演化的记录

对汉诺坝玄武岩携带的条带状麻粒岩锆石进行了背散射、Hf同位素、U-Pb年龄和微量元素原位分析. 结果表明: 条带状麻粒岩为早期下地壳样品, 其成因很难用单一的过程来解释, 而是包含着地壳再熔融岩浆作用、幔源物质参与、变质分异作用和早期的下地壳拆沉作用等复杂过程信息. 岩石中除有3097~2824和2489~2447 Ma的古老年龄信息外, 80%的锆石给出1842±40 Ma的年龄值. 老年龄锆石有高的ε_Hf值(达+18.3)和高的Hf模式年龄(2.5~2.6 Ga), 说明形成该岩石的初始物质主要来源于晚太古代的亏损地幔. 早元古代锆石的eHf值多变化于零附近; 个别有较高的ε_Hf值(+9.2~+10.2), 表明早元古代时华北东、西部地块碰撞拼合并导致克拉通最终形成过程中有地幔物质参与.     

汉诺坝橄榄岩捕虏体原位Re-Os同位素年龄与多发地幔事件

利用LAM-MC-ICPMS原位分析技术获得了汉诺坝玄武岩中橄榄岩捕虏体的硫化物Re-Os同位素年龄结果. 硫化物有矿物包裹体和填充裂隙两种产出形式. 其中包裹体硫化物的¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os 比值为0.1124~0.1362, ¹⁸⁷Re/¹⁸⁸Os比值为0.0026~1.8027; 填隙状硫化物¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os比值为0.1174~0.1354, ¹⁸⁷Re/¹⁸⁸Os比值为0.0365~1.4469. 包裹体硫化物中最大Re亏损年龄(T_RD)为2.1 Ga. Re-Os同位素比值小于原始地幔现代值的包裹体硫化物获得的等时线年龄为(2.3±1.2) Ga. 填隙状硫化物与受到后期扰动的包裹体硫化物共同构成的等时线年龄为晚元古年龄值((645±225) Ma), 记录着岩石圈地幔形成后的改造事件. 此外, 填隙状硫化物所记录的1.3 Ga (T_Ma≈T_RD)的中元古代地质年龄也可能记录着一次深部地质过程. 硫化物原位Re-Os同位素获得的不同年龄值反映了汉诺坝岩石圈存在多发地幔事件.     

东天山晚古生代火山岩区磁铁矿绿泥石建造金矿床Sm-Nd和Rb-Sr同位素年龄

东天山康古尔金矿床磁铁矿绿泥石建造地质地球化学以及Sm-Nd法和Rb-Sr法同位素年代研究表明,该建造的Sm Nd法等时线年龄为(2904±7)Ma,Rb-Sr法等时线年龄为( 2823±5 )Ma,成矿作用发生在海西晚期.矿床的形成与塔里木板块同准噶尔板块碰撞引起的大规模逆冲、剪切、形成巨型黄山秋格明塔什韧性剪切带有关.     

东天山晚古生代火山岩区磁铁矿绿泥石建造金矿床Sm-Nd和Rb-Sr同位素年龄

东天山康古尔金矿床磁铁矿绿泥石建造地质地球化学以及Sm Nd法和Rb Sr法同位素年代研究表明 ,该建造的Sm Nd法等时线年龄为 ( 2 90 4± 7)Ma ,Rb Sr法等时线年龄为 ( 2 82 3± 5 )Ma ,成矿作用发生在海西晚期 .矿床的形成与塔里木板块同准噶尔板块碰撞引起的大规模逆冲、剪切、形成巨型黄山 秋格明塔什韧性剪切带有关 .     

食物控制的陆生蜗牛碳同位素组成

陆生蜗牛壳体化石碳酸盐(文石, CaCO₃)稳定碳同位素组成已被用于解释过去古植被C₃/C₄光合作用类型的变化, 但是蜗牛壳体碳同位素组成是否取决于其食物碳同位素组成一直是争议的问题. 对黄土高原等地现生蜗牛软体躯干有机碳和壳体文石无机碳同位素组成测量表明, 壳体文石无机碳同位素δ¹³C_a分布范围为-13.1‰ ~ -4.3‰; 对应的软体躯干有机碳同位素δ¹³Corg分布范围为-26.8‰ ~ -18.0‰, 两者之间存在显著的相关关系(δ¹³C_a = 1.021 δ¹³C_org + 14.38; R = 0.965; N = 31), 壳体文石¹³C相对于躯干平均富集(14.2 ± 0.8)‰. 由于蜗牛软体和食物碳同位素组成一致, 这样结果表明黄土高原陆生蜗牛壳体碳同位素组成可以反映其食物的同位素特征和潜在生态背景. 进而认为: (1)蜗牛碳酸盐壳体中的碳主要来自于蜗牛代谢(呼吸)作用产生的CO₂; (2) 蜗牛休眠、壳体封闭时期壳内CO₂与体液HCO₃^-之间碳同位素处于平衡分馏状态; 蜗牛活动时期CO₂的释放, 壳体文石形成, 碳同位素动力分馏作用发生, 导致壳体文石¹³C富集程度显著高于同位素平衡分馏值.     

地质样品Nd同位素激光原位等离子体质谱(LA-MC-ICPMS)测定

利用配有193 nm激光的Neptune多接收等离子体质谱仪(MC-ICPMS), 采用最新发表的Sm同位素丰度和本研究中测定的Sm和Nd之间的质量歧视关系, 对磷灰石、榍石、独居石和钙钛矿等天然矿物进行了一系列微区原位Nd同位素测定. 结果表明, 大量Ce的存在不会影响Nd同位素的精确与准确测定, 在Sm/Nd < 1 (¹⁴⁷Sm/¹⁴⁴Nd < 0.6)范围内, 建立的方法可以准确获得足够Nd含量地质样品的Nd同位素组成. 结合其微量元素和U-Pb年龄, 激光Nd同位素资料可为精细地质作用过程的探讨提供重要信息.     

U-Pb同位素定年标准锆石的Hf同位素

利用配有193 nm激光的Neptune多接收电感耦合等离子体质谱仪(LA-MC-ICPMS), 采用新发表的Yb的同位素丰度和本研究中测定出的Yb和Hf之间的质量歧视关系, 在原位和扫描模式下, 对标准锆石91500进行了一系列的Hf同位素测定实验. 结果显示, 不同束斑直径和模式下获得的Hf同位素比值在误差范围内相同, 并与文献报道值一致. 因此, 无论是原位还是扫描模式, 均可在LA-MC-ICPMS仪器上获得可信的锆石Hf同位素组成; 同时也表明我们所采用的干扰元素的校正方法对于取得令人满意的Hf同位素测量准确度是合适的. 运用上述方法对目前微区U-Pb定年工作中常用的4种标准锆石进行系统测定发现, 91500, CZ3, CN92-1和TEMORA的¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf比值分别为0.282316±4(n = 34); 0.281704±6 (n = 16), 0.282200±6 (n = 20)和0.282684±14 (n = 24), 对应的¹⁷⁶Lu/¹⁷⁷Hf平均值分别在0.00031, 0.000036, 0.00083和0.00127左右. 研究发现, 相对CN92-1和TEMORA而言, CZ3和91500具有非常狭窄和稳定的Lu/Hf比值及Hf同位素变化范围, 是Hf同位素LA-MC-ICPMS测定的理想标准锆石.     

甘肃武都万象洞滴水与现代石笋同位素的环境意义

初步研究了青藏高原与黄土高原过渡带的甘肃武都万象洞中滴水的氢氧同位素和洞穴现代石笋碳酸钙的氧同位素组成, 发现万象洞内滴水的δ¹⁸O_dw和δ D_dw位于全球降水同位素网数据建立的地方性大气降水线范围之内, 说明滴水δ¹⁸O_dw与降水δ¹⁸O有密切关系. 利用δ¹⁸O_dw和洞内中部到距洞口较远处的现代管状钟乳石下部的δ¹⁸O_mc数据和碳酸盐古温度等式计算的温度范围在8.9~12.4℃之间, 平均值为10.7℃, 其中计算出距洞口较远处8个位置的温度在10.1~12.4℃的范围之内, 平均值为11.5℃, 这个值与洞穴内的观测值(10.99℃)一致, 略低于当地年平均气温(14.4℃), 说明现代石笋形成在同位素平衡条件下, 它们的同位素组成可以近似地反映其洞外大气年均温度.     

甘肃西峰黄土-古土壤剖面的碳酸盐与有机碳的碳同位素差值(Δδ13C)的变化及其古环境意义

选取位于黄土高原中部的甘肃西峰剖面作为研究对象, 分析了该剖面末次间冰期以来土壤有机碳和全岩碳酸盐的碳同位素组成变化. 该剖面的土壤有机碳同位素组成(δ¹³C_SOM)变化范围为&#8722;23.8‰~&#8722;20.2‰, 间冰期偏高, 冰期偏低. 全岩碳酸盐的碳同位素组成(δ¹³C_TC)变化范围为&#8722;8.5‰~&#8722;3.6‰, 但总体显示出与δ¹³C_SOM值相反的变化趋势, 即δ¹³C_TC值在冰期偏高, 而在间冰期偏低. 土壤无机碳酸盐碳同位素与有机碳同位素的差值(Δδ¹³C)的变化范围为14.1‰~19.4‰, Δδ¹³C值的大小反映了源区原生碳酸盐物质在全岩碳酸盐中所占相对比例的多少. 据此, 计算了西峰剖面源区碳酸盐的贡献: 在黄土沉积阶段, Δδ¹³C值较大, 源区碳酸盐与次生碳酸盐的相对比例最高可达6:4; 而在古土壤(弱古土壤)阶段, Δδ¹³C值较小, 原生碳酸盐物质的相对比例低. 同时, 由于风尘颗粒包含了原生碳酸盐物质, 研究认为黄土沉积中的Δδ¹³C值变化指示了粉尘对黄土高原的贡献程度.     

华北克拉通桑干地区高压麻粒岩变质作用的Sm-Nd年代学

对华北克拉通内典型高压麻粒岩和高压角闪岩进行了Sm-Nd同位素年代学研究, 获得高压基性麻粒岩的石榴石＋全岩Sm-Nd内部等时线年龄(1 842±38) Ma, 高压角闪岩的石榴石＋全岩Sm-Nd等时线年龄(1 856±26) Ma, 高压基性麻粒岩的全岩Sm-Nd等时线年龄也落在同一范围内. 在充分考虑高温高压变质阶段局部范围内Nd同位素均一化的影响以及石榴石减压分解后的较大残留体对高压变质阶段Sm-Nd同位素特征的保存能力的基础上, 确定上述同位素年龄代表高压变质作用时代, 进而提出华北克拉通古老陆块的大规模碰撞拼合作用发生在早元古代末期.     

长江中下游鄂东南地区大寺组火山岩SHRIMP定年及其意义

鄂东南地区金牛盆地是长江中下游地区最西部的一个重要火山岩盆地. 金牛盆地火山岩分布于马家山组、灵乡组和大寺组, 岩性主要分别为流纹岩、玄武岩和玄武质安山岩及(粗面)玄武岩、玄武质粗面安山岩、(粗面)安山岩、(粗面)英安岩和流纹岩, 其中大寺组火山岩是分布范围最广和规模最大的.选择大寺组火山岩为研究对象, 应用SHRIMP锆石微区U-Pb测年技术对大寺组英安岩进行了精确测年, 结果表明:火山岩存在大量的岩浆成因锆石, 以高U和Th含量为特征, 13个点SHRIMP谐和年龄为(128 ± 1) Ma (MSWD = 3.0). 根据锆石形态和高的Th/U值, 该年龄代表了火山岩的结晶年龄. 马架山组、灵乡组与大寺组具有相似的富集大离子亲石元素和轻稀土特征, 其同位素(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr) _i和(¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd) _i分别为0.7063~0.7070, 0.7065, 0.7066~0.7072和0.5121~0.5123, 0.5121, 0.5121~0.5122. 结合区域资料分析表明: 鄂东南盆地火山岩主体形成于早白垩世, 与长江中下游地区其他火山岩盆地形成时代类似, 白垩纪长江中下游地区处于伸展构造背景.     

南岭东段基底麻粒岩相变质岩的形成时代和原岩性质:锆石的U-Pb-Hf同位素研究

华夏腹地南岭东段的桃溪群麻粒岩相变质岩的岩石化学和锆石的U-Pb-Hf同位素研究显示, 其原岩是一种低成熟度的碎屑沉积岩. 碎屑物质主要来源于新元古代中期(~736 Ma)的花岗质(或流纹质)岩石, 混有少量新太古代-古元古代物质. 这期新元古代岩浆活动的时代与扬子地块第二期岩浆活动的时代一致. Hf同位素特征指示新元古代花岗质岩石是古元古代幔源地壳物质再循环(部分熔融)的产物. 该变质岩原岩沉积于晚新元古代, 在早古生代被挤压俯冲带到下地壳深部, 在480 Ma左右发生了部分熔融和结晶作用, 大约在443 Ma发生了麻粒岩相变质作用. 这一时期形成的锆石显示了大的Hf同位素变化, ε_Hf(t)值从&#8722;13.2增加到2.36, 且具有随年龄变小ε_Hf(t)值增加的趋势, 表明在部分熔融和变质过程中有明显的地幔物质加入. 计算显示该麻粒岩演化到晚中生代具有与邻区一些过铝花岗质岩石相似的同位素组成, 暗示这种麻粒岩相变质岩很可能是南岭东段一些中生代过铝花岗岩的源岩.