锆石阴极发光和U-Pb年龄特征研究

根据锆石阴极发光和微区U-Pb定年的年龄结果,表明皖南新元古代花岗闪长岩中包含三类不同成因的锆石,即:同岩浆锆石、简单结构继承锆石和继承锆石核。同岩浆锆石能够反映岩体的形成时代与侵位条件,继承锆石反映岩浆岩的物质源区和岩浆形成条件。通过各岩体锆石样品的不同成因锆石分析研究,得出皖南新元古代各花岗闪长岩体具有相似的形成过程,但来自于不同的岩浆房,岩浆形成深度和侵位条件不同,与其形成于弧陆碰撞带的构造环境是一致的。     

东秦岭沙河湾岩体成因——来自锆石U-Pb定年及其Hf同位素的证据

目的 确定东秦岭沙河湾花岗岩体形成时代、源区性质及其成因.方法 在锆石内部结构的CL图像研究基础上,用LA-ICFMS和MC-ICPMS测定锆石U-Pb年龄及Hf同位素组成,探讨寄主花岗岩、暗色闪长质包体及及围岩中闪长质脉体锆石U-Pb年代学及Hf同位素组成特征.结果 寄主花岗岩、暗色包体及其围岩中闪长质脉体分别存在210 Ma和197 Ma,197 Ma和188 Ma以及230M a和210 Ma两组年龄的锆石;对应的εHf(t)值在一个略微偏正或负的范围内变化,指示该岩体非单一源区岩浆物质所能形成,至少是两个源区岩浆混合作用的结果.结论 该岩体是以新元古带古老地壳物质熔融为主体的壳源岩浆与源自略富集地幔的幔源岩浆高度混合的产物.这一壳、幔岩浆混合作用首先以230Ma的幔源岩浆活动为标志,并可能在210 Ma前就由于幔源岩浆活动热源的持续积累而诱发了该区地壳物质的部分熔融,形成以壳源岩浆为主的岩浆房.此后.约在200 Ma深部幔源基性岩浆进入壳源酸性岩浆房发生岩浆混合,并一直持续到185 Ma左右,证明了秦岭中生代壳、幔岩浆混合作用持续了大约60 Ma.     

变质重结晶锆石微量元地球化学与U-Pb年代学:以辽宁红透山铜锌矿床赋矿片麻岩为例

利用CL和LA-ICP-MS技术,对红透山铜锌矿床赋矿黑云母斜长片麻岩中的锆石开展了内部结构特征分析、原位微量元素组成分析和锆石微区定年.CL图像特征显示锆石具有核幔边结构,分析认为核部为岩浆锆石,幔部为变质重结晶锆石;原位微量元素组成分析的结果显示核部和幔部锆石稀土元素组成存在异同点,相同之处表现在两者的稀土配分模式相似,表明微量元素组成方面变质重结晶锆石对岩浆锆石的继承性;差别之处体现在稀土总量和轻稀土上,幔部变质重结晶锆石的稀土总量和轻稀土量都明显低于核部岩浆锆石,显示变质重结晶过程中锆石中稀土元素的地球化学行为.在此基础之上,对锆石U-Pb年龄进行合理解释,认为核部岩浆锆石年龄2 552Ma代表研究区海底火山岩的喷发时限,变质重结晶锆石较小年龄2 520 Ma代表区域变质事件的时限.既而限定红透山铜锌矿的成矿时代在2 552 Ma,变质变形时代2 520 Ma.     

西藏吉瓦地区中冈底斯带岗在岩体晚白垩世的岩浆作用及构造意义

总结吉瓦地区岗在岩体的地质特征及成矿意义,为研究其岩石成因及地球动力学背景,对寄主花岗闪长岩和包体的微量元素、稀土元素及同位素等地球化学特征进行分析。研究结果表明:该花岗闪长岩具有高钾、高铝的特征,富集Rb,Th,K,La和Hf,亏损Ba,Nb,Sr,P和Ti,属于弱过铝质高钾钙碱性系列,具有I型花岗岩的特征。包体与寄主岩经历了岩浆混合作用,二者可能具有不同的岩浆来源,二者稀土和微量元素具有相似的分布样式。从地球化学特征、包体的形态及矿物组合特征均显示出明显的岩浆混合作用趋势。岩浆来自轻稀土元素(LREE)丰度相对较高的壳源物质并可能受到幔源岩浆的混合,寄主岩石与包体相比较,Eu负异常明显。岗在岩体的锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄为(74.8±1.6)Ma,形成于火山弧环境,受到雅鲁藏布特提斯的北向俯冲与班公湖—怒江洋盆南向俯冲消减碰撞双重制约有关。反映了中冈底斯带吉瓦地区从俯冲到碰撞造山并伴随着岩浆活动的中心总体在从南向北发生迁移的过程。岩体发育较多的石英脉,受控于断裂发育,石英脉中含有金矿化,且岩体周围发育砂金矿点,岩体可能为周围的砂金矿点提供了成矿物质,且本身有形成岩浆热液型金矿的潜力。     

锆石U-Pb同位素定年的原理、方法及应用

通过查阅大量中外文献,结合作者实验经过,对锆石的地球化学特征和内部结构,锆石U-Pb同位素定年的原理、定年方法的优缺点及地质应用等问题进行了讨论.结果表明,岩浆锆石与变质锆石在地化和内部结构方面具有不同的特征;定年的原理是利用U-Pb衰变方程得到206 pb/238U、207 pb/235U和207 pb/206Pb 3个独立年龄;定年方法各有优缺点,应用时应根据从样品中分选出的锆石数量、粒度、内部结构、定年精度等因素,灵活选择;锆石U-Pb年龄常用于沉积盆地物源分析、岩体的年代约束及成矿年代学与韧性剪切带定年中,应用时要结合地质背景,对定年结果进行合理解释.     

副矿物地球化学研究进展

副矿物广泛分布于各类火成岩、变质岩和沉积岩中,对寄主岩石的形成环境有很高的敏感度。以锆石、金红石和磷灰石为例,分别从结构特征、微量元素地球化学特征和同位素年代学等方面介绍副矿物地球化学的主要研究进展。锆石中U和Th的含量、Th/U值、Zr/Hf值等均与锆石成因类型有关,但共生矿物的存在和蜕晶化等因素可能会对这些微量元素产生影响,也可能导致不准确的同位素年龄结果。金红石以高Nb和Ta为特征,不同类型岩浆岩中Nb/Ta值差异较大,Cr-Nb二元判别图解也可以用来判断变质原岩类型。Mn2+、Eu2+、Sm3+、Dy3+、Er3+等微量元素会使磷灰石在受到阴极射线的激发下产生黄、绿或蓝色的光,因此磷灰石的发光特征可以反映其化学组成。不同类型岩石中的副矿物REEs的组成特征明显不同,说明受后期地质活动影响较弱的副矿物仍能精确指示其形成环境。由于锆石中的Ti和金红石中的Zr均是温度的函数,因此是重要的地质温度计,而榍石中的Zr对压力较敏感,常被用作地质压力计。锆石、金红石和磷灰石均为高铀矿物,均可进行U-Pb同位素定年,副矿物Sm-Nd、Lu-Hf也已逐渐成为常规定年法。热年代学得到快速发展以来,高-中-低温同位素体系与地质温度计和压力计的配套使用,不仅能够获取更准确的年龄值,还能提供更完整的地质体演化p-T-t曲线。副矿物地球化学将会更注重于尚未深入研究的其他副矿物在岩浆和高温变质过程中、在油气成藏演化的不同阶段中、在微生物活动影响下的内部结构和成分变化,新的同位素体系、纳米技术和精度更高的分析仪器等的发展会为副矿物研究带来更多突破。     

大兴安岭中段哈达陶勒盖组火山岩U-Pb定年及成因

为了研究大兴安岭中段哈达陶勒盖组火山岩的形成时代和岩石成因,进行了锆石U-Pb同位素年龄测试和地球化学研究.LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示,哈达陶勒盖组火山岩形成于234~244Ma的中三叠世.岩石地球化学研究表明,哈达陶勒盖组火山岩具有低硅富碱、富钙镁的特征;稀土丰度总量w(∑RE)= 122.32×10^-6~140.66×10^-6,轻、重稀土分馏较明显,m(La)/m (Yb)_N=11.99~18.68, 无明显Eu负异常(δ_○Eu=0.84~0.98),微量元素以富集Rb,K,Ba,Th,亏损Nb,P,Ti为特征.哈达陶勒盖组火山岩岩浆源区为富集的岩石圈地幔, 并遭受了地壳物质的混染.     

黑龙江金厂金矿花岗斑岩锆石地球化学、U-Pb年代学及地质意义

为确定与金厂金矿成矿有关的岩浆类型、活动时限和构造背景,采用LA-ICP-MS技术对研究区花岗斑岩开展了锆石U-Pb年龄及原位微区微量元素测定。结果表明:锆石环带发育,wTh/wU值>0.4,具有岩浆锆石特征;锆石年龄分布于220Ma和103～123Ma 2个区间,代表了2期岩浆事件;对2种锆石分别命名为捕获岩浆锆石和新生岩浆锆石;锆石的地球化学和年龄信息显示捕获岩浆锆石的原岩为早三叠世花岗岩;锆石微量元素信息暗示花岗斑岩是早三叠世花岗岩高度熔融结晶分异、侵位于浅部氧化环境而形成,这一过程导致新生岩浆锆石负Eu异常程度降低。新生锆石加权平均年龄为(113.5±3.8)Ma,与成矿年龄一致,据此认为早白垩世的岩浆事件是金厂金矿成矿事件的直接原因,成矿背景为太平洋板块俯冲后的岩石圈伸展。     

场发射环境扫描电子显微镜上阴极荧光谱仪特点及其在锆石研究中的应用

锆石等测年矿物的阴极荧光(CL)图像分析是矿物微区成分分析和U(Th)-Pb年龄测定及其地质意义讨论的必要性前期工作.文中介绍了一套由场发射环境扫描电子显微镜和高性能阴极荧光谱仪联合构成的CL分析系统,它在CL成像质量、图像分辨率及CL谱分析等方面具有明显优势.利用这一系统获得的锆石高清晰CL图像及CL谱图分析结果显示其在锆石等发光矿物的微区结构特征研究和成因类型鉴别中有广泛的应用前景.     

大兴安岭柴河白音高老组流纹岩锆石U-Pb定年及成因探讨

为了研究大兴安岭中段柴河地区白音高老组流纹岩的形成时代和岩石成因,进行了锆石U-Pb同位素年龄测试和地球化学研究.LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示,白音高老组流纹岩形成于年龄为129~137 Ma的早白垩世.岩石地球化学研究表明,白音高老组流纹岩具有高硅富碱、贫钙镁的特征;稀土丰度总量m(∑REE)=121.35×10-6~194.92×10-6,轻重稀土分馏明显,m(La)/m(Yb)N=12.2~21.7,Eu负异常(δ_(Eu)=0.39~0.61),微量元素以富集Rb,Ba,Th,K,亏损Nb,Sr,P,Ti为特征;白音高老组流纹岩原始岩浆来源于上地壳岩石的部分熔融.     

Genesis of zircon and its constraints on interpretation of U-Pb age

Zircon U-Pb dating is the most commonly used method for isotopic geochronology. However, it has been a difficult issue when relating zircon U-Pb ages to metamorphic conditions in complex metamorphic rocks. Much progress has been made in the past decade with respect to the genesis of zircon and its constraints on interpretation of U-Pb age. Three methods have been proposed to link zircon U-Pb age to metamorphic conditions: ( i ) internal structure; ( ii ) trace element feature; (iii) mineral inclusion composition. Magmatic zircon shows typical oscillatory zoning and/or sector zoning, whereas metamorphic zircon has internal structures such as no zoned, weakly zoned, cloudy zoned, sector zoned, planar zoned, and patched zoned ones. Zircons formed in different geological environments generally have characteristic internal structures. Magmatic zircons from different rock types have variable trace element abundances, with a general trend of increasing trace element abundances in zircons from ultramafic through mafic to granitic rocks. Zircons formed under different metamorphic conditions have different trace element characteristics that can be used to relate their formation to metamorphic conditions. It is an effective way to relate zircon growth to certain P-T conditions by studying the trace element partitioning between coexisting metamorphic zircon and garnet in high-grade metamorphic rocks containing both zircon and garnet. Primary mineral inclusions in zircon can also provide unambiguous constraints on its formation conditions. Therefore, interpretation of zircon U-Pb ages can be constrained by its internal structure, trace element composition, mineral inclusion and so on.     

U-Pb dating of zircons from quartz diorite and its enclaves at Tongguanshan in Anhui and its petrogenetic implication

The Tongling area, Anhui Province lies in the centralpart of the Cu-Fe-Au mineralization belt of the Mid-dle-Lower Yangtze River region, and hosts the highestincidence of this mineralization belt. Geotectonically, theTongling area is located at the middle of the Lower Yang-tze fold belt in the Yangtze block. Silurian to Triassicshallow marine carbonatite and a few semi-abyssal sili-ceous rocks, continental-ocean arenites are the dominantoutcropping strata. A series of NE trending fold s…     

Episodic crustal anatexis and the formation of Paiku composite leucogranitic pluton in the Malashan Gneiss Dome, Southern Tibet

The Paiku composite leucogranitic pluton in the Malashan gneiss dome within the Tethyan Himalaya consists of tourmaline leucogranite, two-mica granite and garnet-bearing leucogranite. Zircon U-Pb dating yields that (1) tourmaline leucogranite formed at 28.2±0.5 Ma and its source rock experienced simultaneous metamorphism and anatexis at 33.6±0.6 Ma; (2) two-mica granite formed at 19.8±0.5 Ma; (3) both types of leucogranite contain inherited zircon grains with an age peak at ～480 Ma. These leucogranites show distinct geochemistry in major and trace elements as well as in Sr-Nd-Hf isotope compositions. As compared to the two-mica granites, the tourmaline ones have higher initial Sr and zircon Hf isotope compositions, indicating that they were derived from different source rocks combined with different melting reactions. Combined with available literature data, it is suggested that anatexis at ～35 Ma along the Himalayan orogenic belt might have triggered the initial movement of the Southern Tibetan Detachment System (STDS), and led to the tectonic transition from compressive shortening to extension. Such a tectonic transition could be a dominant factor that initiates large scale decompressional melting of fertile high-grade metapelites along the Himalayan orogenic belt. Crustal anatexis at ～28 Ma and ～20 Ma represent large-scale melting reactions associated with the movement of the STDS.     

福建明溪锆石巨晶中的斜锆石、锆石矿物包裹体及其成因启示

福建明溪是我国和火山岩有关的锆石巨晶的典型产地.通过对该地的锆石巨晶晶体形态及其包裹体的研究发现,福建明溪锆石巨晶四方柱明显较双锥发育,表面有熔蚀结构,内部结构均匀;锆石巨晶中发现的斜锆石包裹体和其它产地斜锆石相比具有贫大离子半径元素U,Th,Y,Zr/Hf高的特点.巨晶中的锆石包裹体的拉曼光谱有两种不同类型,其中一类锆石包裹体的拉曼谱和变质及热处理锆石相似,说明锆石巨晶形成时曾经历过变质作用过程.锆石巨晶及其包裹体特征暗示锆石巨晶不是玄武岩结晶产物,和伴生的刚玉巨晶相比其来源可能更深,是壳一幔物质相互作用产物.     

Mixing events between the crust- and mantle-derived magmas in Eastern Kunlun: Evidence from zircon SHRIMP Ⅱ chronology

Granitoidswidelyoccurincontinentalcrustandareusuallygeneratedinresponsetocontinentalgrowthandassociatedcrust-mantleinteraction.Granitoidscanbepro-ducedthroughdifferentways,ofwhichmagmamixinghasdrawnspecialattentionbecauseofitsprofoundbear-ingsoncrust-mantleinteractionandcontinentalgeody-namics[1].Themostdistinctfeatureforgranitoidsformedbymagmamixingisprobablytheoccurrenceofmaficmicrogranularenclaves(MMEs).Sofar,originforMMEsisstillhotlydebated,andavailablehypothesesconsidertheMMEsas(1)ref…     

Hf isotope composition of zircons and implication for the petrogenesis of Yajiangqiao granite,Hunan Province,China

In the peralumineous granite of Yajiangqiao zircon population can be divided into two groups (i.e. Zircon Ⅰ and Zircon Ⅱ), which were formed in magmatic chamber and in emplacement place, respectively. The Hf isotope compositions of two stages of zircon show that the host magma was essentially derived from crustal material by melting. However, some higher 176Hf/177Hf ratios indicate that the granitic zircons should contain fine crystal of zircon formed in mantle-derived magma. In fact, the backscattered electron imaging and the electron microprobe analysis reveal that there is another type of zircon included within Zircon Ⅰ, which is quite different from Zircon Ⅰ and Zircon Ⅱ in morphology and chemistry. They are considered to be the product of the mantle-derived magma intruded into the granitic magma chamber at the beginning of anatexis. Thus,it is suggested that the formation of Yajiangqiao granite is related to the underplating of mantle magma.     

辽东矿洞沟地区四张磙子古元古代花岗岩识别及意义

为深入研究辽宁盖州四张磙子花岗岩的形成时代、地质特征及意义,通过锆石LA-ICP-MS U-Pb定年系统和X射线荧光光谱仪,对四张磙子花岗岩进行年龄测试和主微量元素分析.锆石定年结果表明,四张磙子花岗岩侵位年龄为(1 871.2±9.3)Ma,属于古元古代产物.主微量元素结果表明,四张磙子花岗岩与矿洞沟正长岩及闪长岩的Si O2与K2O及Na2O基本呈现正相关,与Ti O2,Al2O3,TFe2O3,Ca O,Mg O,M n O呈负相关,表明3种岩体可能具有亲缘关系.结合前人研究,认为四张磙子花岗岩与矿洞沟正长岩、闪长岩可能具有同一岩浆来源,四张磙子花岗岩为古元古代侵位的花岗岩体.     

内蒙古大苏计斑岩型钼矿赋矿岩体的锆石U-Pb年龄与地球化学特征研究

为研究内蒙古大苏计斑岩型钼矿床赋矿岩体的形成年龄、地球化学特征及构造背景, 对3种岩体(石英斑岩、花岗斑岩和正长花岗岩)的样品进行锆石U-Pb定年和主量元素、微量元素分析。结果显示, 石英斑岩、正长花岗岩和花岗斑岩分别形成于231, 227和225 Ma, 为印支期产物。3种岩体属于高钾钙碱性−钾玄质系列, 为高分异的I型花岗岩。岩石组合特征与区域地质背景揭示, 大苏计地区在印支期处于伸展环境, 软流圈上涌导致不同深度的地壳发生部分熔融作用, 产生与大苏计斑岩型钼矿成矿相关的母岩浆。这些母岩浆向上运移过程中萃取前中生代形成的矿源层中的成矿元素, 并在结晶分异过程中不断地富集钼元素, 当岩浆挥发分达到过饱和时发生流体相与熔体相的分离, 钼进入流体相。岩浆热液沿裂隙充填, 在演化过程中发生沸腾作用, 导致大量钼和石英沉淀, 形成大苏计钼矿床。