大厂锡-多金属矿床成矿流体来源的He同位素证据

对取自该矿床层状矿体和块状矿体的4件黄铁矿样品进行了流体包裹体的He同位素测定，^3He/^4He值为1.7-2.5Ra，反映了成矿流体中有地幔流体的混入，可能是海水与地幔流体混合的结果，类似于许多现代大洋底块状硫化物矿床，而与花岗岩有关的1件萤石样品的^3He/^4He值为0.7Ra，明显低于与层状太体和块状太体有关的成矿流体。两种流体可能具有不同的来源，因此层状和块状矿体的形成可能与花岗岩无成因联系。     

粤北瑶岭-梅子窝钨矿He-Ar同位素地球化学:对华南燕山期壳幔作用过程与成矿的制约

粤北瑶岭-梅子窝钨矿成矿阶段形成的黄铁矿等矿物流体包裹体的He和Ar同位素丰度及比值分析表明,其4He的含量变化大,为(1.54～2609)×107cm3STP/g,3He的含量为(0.759～3.463)×1012cm3STP/g,3He/4He的比值为0.0043～4.362Ra,介于幔源与壳源He之间;40Ar含量为(0.624～8.89)×107cm3STP/g,40Ar/36Ar比值变化大,在330～2952之间,介于大气氩与壳源或幔源放射性成因氩之间.成矿流体中有幔源He的加入,幔源He的平均含量为22%,最高可达67%,显示幔源流体在成矿过程中起了重要的作用;He和Ar同位素分异说明除幔源流体参与成矿外,富含4He的壳源改造型饱和大气水参与了成矿,成矿流体为幔源流体、壳源岩浆流体和改造型饱和大气水以不同比例混合的流体.幔源流体参与成矿表明,华南燕山中期(约150～160Ma)包括瑶岭-梅子窝钨矿在内的大规模的W,Sn成矿作用是壳幔相互作用的结果.     

乳山金矿床的成因机制——成矿流体和H,O,Sr同位素证据

乳山金矿床位于胶东昆嵛山复式花岗岩体的黑云母二长花岗岩中,属石英脉型,其中Ⅱ号矿体是我国迄今为止所发现的最大一条单脉型矿体。根据各种脉体之间的相互穿插关系,可将成矿作用大致划分为3个阶段:第Ⅰ阶段为矿前期梳状乳白色石英脉;第Ⅱ阶段为成矿期多金属硫化物和菱铁矿石英脉;第Ⅲ阶段为矿后期杂色隐晶质石英脉.有些学者认为乳山金矿床是由花岗岩岩浆期后中温热液作用形成的。本文研究表明该矿床属大气降水成因。     

新疆萨吾尔金矿带成矿流体氦氩同位素示踪

对萨吾尔金矿带中阔尔真阔腊金矿床和布尔克斯岱金矿床黄铁矿流体包裹体氦、氩同位素进行了测定和研究, 两个金矿床成矿流体中³He/⁴He分别为0.64~4.25和1.16~9.48 Ra, ⁴⁰Ar/³⁶Ar分别为282~359和312~525; 两个矿床成矿流体来源一致, 主要来自岛弧深部的地幔(包括俯冲作用带来的洋壳及其上的沉积物), 在地壳浅部又有大气降水的进一步稀释, 是幔源流体和少量大气降水的混合物. 两个矿床成矿流体演化规律一致, 从成矿早阶段到晚阶段, 成矿流体中大气降水/幔源流体比值逐渐增加. 在此基础上结合矿床的地质、地球化学特征, 认为两个矿床成因相同, 是同一火山机构中形成的火山晚期热液型金矿床.     

南海东沙东北冷泉流体的来源和性质:来自烟囱状冷泉碳酸盐岩的证据

大陆边缘海底冷泉活动区往往赋存有大量的冷泉碳酸盐岩,冷泉碳酸盐岩的类型和地球化学特征记录了过去海底富甲烷冷泉流体活动的状况.相对于在海水-沉积物界面上生长的化学礁灰岩和碳酸盐结壳等冷泉碳酸盐岩类型,形成于海底以下流体通道周围的烟囱状冷泉碳酸盐岩能更忠实地反映过去海底冷泉流体的信息.本文对采集自南海东沙东北的高镁方解石质烟囱状冷泉碳酸盐岩进行了详细研究,在定量分析碳酸盐物相及其碳氧同位素组成的基础上,结合产出环境特征和年龄对其形成温度进行约束,利用高镁方解石-水体系氧同位素分馏方程计算沉淀流体的氧同位素组成,研究古富甲烷冷泉流体的来源与性质,并探讨其与海底天然气水合物藏之间潜在的成因联系.研究认为,南海东沙东北陆坡烟囱状冷泉碳酸盐岩的碳源自生物成因甲烷,它的形成与海底天然气水合物藏的破坏密切相关.古冷泉流体的δ18O值为（1.9‰±0.3‰）^{0.6‰±0.3‰}V-SMOW（Vienna standard mean ocean water）之间变化,平均1.4‰±0.3‰ V-SMOW.经估算,水合物分解释放出来的流体在冷泉流体中的贡献最高可达45.7%.分析认为,古海平面下降和陆缘海底峡谷的下切,以及海底滑坡等气候与环境变化因素是导致南海东北陆坡水合物藏曾经遭受破坏的主要原因.研究区广泛分布的烟囱状冷泉碳酸盐岩指示水合物分解释放的甲烷在渗漏出海底之前已经有相当一部分被硫酸盐-甲烷转换带附近的微生物捕获和消耗转化,最终以冷泉碳酸盐岩形式实现了永久封存.     

女山和英峰岭地幔巨晶矿物中He和Ar同位素特征及其地质意义

应用真空击碎释气进样和静态同位素比值质谱测量技术, 测定安徽省女山和广东省英峰岭新生代碱性玄武岩中地幔矿物的巨晶捕虏体(单斜辉石、石榴子石和钛铁矿3种巨晶)中He和Ar同位素组成. 结果表明, 中国陆缘上地幔的³He/⁴He值为7.99~8.58Ra, 具有MORB型地幔特征. 而⁴⁰Ar/³⁶Ar值为313~909, 显示地幔氩与大气氩二元混合的特征. 海洋板块的俯冲作用把海洋沉积物带入陆缘地幔, 是造成二元Ar同位素混合的地球动力学因素. 发现在钛铁矿巨晶中含有丰富的地幔流体包体和惰性气体.     

华北地块南缘钼矿床黄铁矿流体包裹体氦、氩同位素体系及其对成矿动力学背景的示踪

以华北地块南缘东秦岭钼矿带的金堆城、东沟、石家湾和三道庄等钼矿床为例, 报道了东秦岭钼矿带成矿流体氦和氩同位素组成, 通过氦、氩和铅同位素的综合研究, 探讨了成矿流体来源、演化及其与秦岭造山带中-新生代陆内碰撞造山过程的耦合关系. 华北地块南缘东秦岭钼矿带钼矿床黄铁矿流体包裹体的3He/4He比值在1.38~3.64 Ra之 间, 40Ar/36Ar比值为295.68~346.39, 指示成矿流体系由不同性质和组成的两个端元流体混合而成, 即与壳幔混合成因斑岩体同源的高温深源流体和富含地壳放射成因氦但具有空气氩同位素组成特征的低温大气降水. 东秦岭钼矿带矿床铅同位素组成、斑岩体和区域地层岩石含矿性资料共同揭示, 矿床成岩成矿物质来自深部, 为下地壳和上地幔混合源.华北地块南缘钼矿床的形成可能与秦岭造山带碰撞造山后的陆内造山和伸展过程相伴的壳幔相互作用有关, 与钼矿化有关的斑岩属同熔型花岗岩类, 而非简单的陆壳重熔型花岗岩类或S型花岗岩, 因此具有深刻的深部和区域地球动力学背景.     

云南省腾冲县硫磺塘天然气的碳同位素组成特征和成因

腾冲县是我国著名的火山地热区,这里第四纪火山活动频繁,从而为地壳及地壳下无机成因的天然气向地表运移创造了条件。     

江西井冈山地区寒武-奥陶纪地层的Sm-Nd同位素组成及其构造意义

研究的井冈山地区位于扬子地块与华夏地块之间, 在早古生代寒武-奥陶纪时期沉积了巨厚的泥砂质韵律岩层夹碳酸盐岩和含炭岩层. 它们具有低的ε_Nd(t)值(–13.9~–7.9)和古老的Nd模式年龄(1842~2375 Ma), 数据点在t_DM-t_Str.图上远离一致线分布, 在ε_Nd(t) - t_Str.图上都位于华南元古代地壳演化区域内. 这些特征表明, 本区寒武系和奥陶系主要是古元古代古老地壳组分再循环作用产物, 物源以华夏地块区成熟度较高的陆源碎屑沉积岩为主. 奥陶系爵山沟组和对耳石组的ε_Nd(t)值(–10.5~–7.9)位于上述范围的高端, Nd模式年龄(1842~2059 Ma)位于上述范围的低端, 反映在它们沉积时期内, 来自古元古代晚期-新元古代早期新生地壳物质的加入相对明显. 鉴于在华夏地块和扬子地块东南缘范围内, 早古生代地层的Nd模式年龄都大于1800 Ma, 没有发生明显的降低, 反映在这些地区不存在早古生代亏损地幔来源岩浆活动.     

黑河源区水汽来源及地表径流组成的稳定同位素证据

通过对黑河源区不同水体稳定氢(δD)和氧(δ(18)O)同位素比率的测定及对过量氘(d-excess)的计算,结合美国环境预报中心和国家大气研究中心(NECP/NCAR)再分析资料,对研究区大气水汽来源及地表径流组成进行了初步研究.结果表明,黑河源区各样点降水δ(18)O季节变化的一致性表明其水汽来源相同;夏季,野牛沟...     

南黄海悬浮体和沉积物的物质来源和运移:来自碳稳定同位素组成的证据

利用1998年5月航次中所采集的南黄海海域7个断面、67个站位、5个层次的284个悬浮体样品和64个底质沉积物样品, 分析测定了样品的悬浮体浓度和悬浮体与底质沉积物中的有机碳稳定同位素组成, 以研究悬浮体和沉积物的物质来源和运移过程. 由悬浮体浓度和颗粒有机碳δ ¹³C值的分布特征分析得出了南黄海沉积物搬运的主要格局. 由此格局可以认定, 在陆源物质向南黄海中部深水区的输送过程中底层起着比表层更为重要的作用. 黄海环流是决定南黄海沉积物搬运格局的一个重要控制因素. 由沉积有机质的碳同位素信号证实, 山东水下三角洲高沉积速率沉积物的主要物质来源是现代黄河物质. 在南黄海深水区的陆源沉积物主要来自废黄河物质和现代黄河物质, 现代长江物质所占比例相对较少. 来自朝鲜半岛的陆源物质其数量和影响范围都是有限的. 由悬浮体和碳稳定同位素得出的结论得到了另一个独立的物源指示剂——多环芳烃的进一步证明.     

华北克拉通2.5 Ga地壳生长事件的Nd-Hf同位素证据: 以怀安片麻岩地体为例

怀安片麻岩地体是华北克拉通中部代表性的晚太古代TTG 片麻岩地体之一, 主体是形成于2.5 Ga 的TTG 片麻岩和闪长质片麻岩. TTG 片麻岩的ε_Nd(t)值(2.7 ~ 4.3)和大部分岩浆锆石的ε_Hf(t)值(2.0 ~ 8.3)分别与同期2.5 Ga 的亏损地幔ε_Nd(t)值和ε_Hf(t)值相近, 并且较年轻的Hf模式年龄2.44 ~ 2.73 Ga 和锆石U-Pb 年龄一致. 与TTG 片麻岩共生的闪长质片麻岩, 由于老地壳物质加入, 其ε_Nd(t)值(0.8 ~ 1.7)略低于亏损地幔ε_Nd(t)值; 但多数岩浆锆石的ε_Hf (t)值(2.0 ~ 7.9)也与同期亏损地幔ε_Hf (t)值相当, 部分Hf模式年龄2.49 ~ 2.75 Ga 也和锆石U-Pb年龄一致. 这些特征显示TTG 片麻岩和闪长质片麻岩代表2.5 Ga 来自亏损地幔的新生地壳, 该期岩浆活动是华北克拉通一次重要的地壳生长事件.     

南岭芙蓉锡矿田锡石原位LA-ICP-MSU-Pb年代学及地球化学研究:对成矿流体来源和演化的意义

芙蓉锡矿是位于南岭骑田岭岩体南部的大型锡矿田.本文通过对赋存在相关岩体和围岩中矿床的锡石进行原位LA-ICP-MS定年和地球化学的研究,对芙蓉锡矿田的成矿时限及成矿流体的来源和演化进行了讨论.岩体中锡石LA-ICP-MS U-Pb等时线年龄为156.5±4.1Ma,锡石具有明显的环带结构,从核部到边部Fe的含量明显降低;锡石含有较高含量的高场元素(如Nb,Ta,Ti和Sc等)和较低的(La/Lu)N比值(0.006~0.038).而围岩中锡石LA-ICP-MS U-Pb等时线年龄为153.6±1.4 Ma,锡石从核部到边Fe含量也明显降低,但整体含量低于岩体中锡石;锡石的高场强元素含量非常低,具有相对较高的(La/Lu)N比值(0.011~0.084).分析数据表明,锡石成分环带与锡石中Fe的含量有关.锡石中主要存在Fe和Sn的类质同象替代,同时也伴随着Nb,Ta,Sc,Ti和REE等与Sn的替代反应(尤其是岩体中的锡石).高F岩浆经过高程度的演化,高分异熔体在深部与具有高W,Sn,HFSE含量的寒武纪地层发生强烈相互作用,大量富F,HFSE,HREE,Fe和Sn的流体大量出溶,首先在岩体内部形成锡矿(156~159 Ma).随着成矿热液运移到碳酸盐岩地层,并与碳酸盐岩围岩发生相互作用,使得在围岩中形成的锡矿(153.6 Ma)具有明显的碳酸盐岩地层流体的特征.     

云南铜鼓和部分铜、铅矿料来源的铅同位素示踪研究

铜鼓是我国南方少数民族地区具有代表性的历史文物。据文献[1]报道,自云南楚雄万家坝出土的春秋时代铜鼓(公元前七世纪),到广西发现的道光八年铜鼓(公元1828年),其间持续了2500余年,被发掘出的铜鼓1400余面。     

安徽铜陵新桥矿床下盘矿化中黄铁矿Re-Os同位素定年:海底喷流沉积成矿的年代学证据

安徽铜陵新桥矿床主要由层状硫化物矿体组成,产于晚石炭世黄龙组底部由碎屑岩向碳酸盐岩过渡的部位.在层状矿体下盘围岩中发育细脉状、网脉状矿化.整合的层状硫化物矿体与下盘细脉-网脉状矿化共生是海底喷流沉积块状硫化物矿床的一个标志性特征.本文利用Re-Os同位素体系对新桥矿床下盘矿化中黄铁矿进行定年,得到的等时线年龄为319±13Ma(MSWD=16).该年龄与层状硫化物矿体的赋存层位基本吻合,为该矿床存在石炭纪喷流沉积成矿作用提供了新的年代学证据.     

大陆俯冲带流体活动和元素迁移:大别-苏鲁超高压变质岩和变质脉的研究

大别-苏鲁超高压变质岩和变质脉的岩石学及地球化学研究表明,在大陆俯冲带流体-岩石反应过程中,伴随着显著的元素迁移和同位素分馏.大别-苏鲁造山带高压脉中单矿物(如金红石和多硅白云母)具有明显的生长环带,指示变质脉是流体-岩石相互作用的结果.较高的流体/岩石比和强烈的二者相互作用是导致Nb-Ta迁移和分异的主导因素.对中国大陆科学钻探主孔石榴橄榄岩、榴辉岩和变质脉的Li和B同位素地球化学研究,表明在陆壳深俯冲和折返过程中Li和B发生了明显的分馏且表现出不同的地球化学行为.富集Si,Al,Na,LILE(如Rb,Ba和Sr)和HFSE(如Nb,Ta和Ti)的高压变质脉的存在以及不同岩性接触带高度变化的地球化学特征指示,在峰期超高压变质条件下可能形成了超临界流体,它对微量元素的迁移起到了非常重要的作用.     

延庆杨户庄第四纪有孔虫的非海相生存环境:硼和锶同位素证据

对北京延庆杨户庄剖面产出的第四纪早期有孔虫和双壳化石以及当地妫水河生长的现代腹足类与河水的硼和锶的浓度与同位素组成进行了测定, 并与现代的海相有孔虫进行了对比研究. 结果表明这些有孔虫及双壳化石的硼和锶元素浓度和同位素组成与现代海相有孔虫存在明显差别, 而与妫水河的现代陆相腹足类的相接近, 这充分表明杨户庄剖面的第四纪早期有孔虫的生存环境是非海相环境. 这一研究结果表明, 杨户庄第四纪早期有孔虫不是“海侵”或“海泛”的结果; 同时也表明有孔虫并非是特有的海洋生物, 它完全可以在相似海洋的陆相环境中存在.     

贵州天柱大河边和玉屏重晶石矿床热水沉积成因的锶同位素证据

对分别取自贵州天柱大河边重晶石矿床和玉屏重晶石矿床的19件重晶石样品进行了锶同位素测定, 其中17件层状重晶石样品⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值集中在0.708310~0.708967之间, 低于同期的海水⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值, 反映了成矿流体中有幔源物质的混入, 锶同位素组成可能是海水与海底热卤水混合的结果, 该过程类似于造成重晶石在海底沉积物中富集的现代洋底热水活动. 研究发现, 脉状重晶石和含黄铁矿重晶石结核的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值明显增高, 分别为0.709585和0.709537, 因壳源杂质的混入导致锶同位素组成的增高. 本文锶同位素的研究为天柱大河边重晶石矿床和玉屏重晶石矿床的海底热水沉积成因提供了新的证据, 并对区分晚期叠加的重晶石矿化提供了依据.     

中国干旱-半干旱区风尘物质的Sr,Nd同位素地球化学:对黄土来源和季风演变的指示

不同的岩石和矿物有不同的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr和¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd比值, 在大气迁移或沉积过程中这些比值比元素组分更难被改变, 因而Sr和Nd同位素作为物质来源和迁移的示踪剂具有很大的潜能. 在地表过程中, 沉积物Sr同位素比值受母岩特征、粒度变化和化学风化的制约. 一般地, 母岩Sr同位素比值高, 和/或细颗粒组分多, 和/或化学风化作用强, 沉积物Sr同位素比值就高; 反之, 则低. Nd同位素比值不受粒度和化学风化的控制, 而仅与母岩同位素特征相关. 关于黄土高原物质来源, 利用Sr-Nd同位素示踪方法, 不同的学者获得不一致甚至相反的结论. 综合已有的Nd同位素资料, 我们认为塔里木盆地、内蒙古中西部沙漠、青藏高原是黄土高原的主要源区, 而这些源区以及黄土高原又是远东地区风尘的生产地. 黄土高原风尘物质组成均一, 其Sr同位素比值仅受风力分选作用和风化成壤作用的制约. 风力分选作用与东亚冬季风有关, 而风化成壤作用主要与夏季风相关联. 黄土-古土壤序列中Sr同位素的研究表明, 酸溶物⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值是黄土高原化学风化程度的指标, 可指示东亚夏季风的变化; 酸不溶物⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值的变化明显受粒度的制约, 可作为反映东亚冬季风强弱变化的替代指标, 并表明自第四纪以来东亚冬季风逐渐加强, 这与第四纪大冰期以来气候逐渐变冷的观点一致.     

青藏高原东北缘白银矿田表生黄钾铁矾~(40)Ar/~(39)Ar年代学和氢-氧同位素地球化学的初步研究及其古气候意义

黄钾铁矾是干旱-半干旱地区硫化物矿床风化壳中常见的表生矿物.对表生黄钾铁矾进行精确的40Ar/39Ar定年和H-O同位素组成分析,不仅可以直接限定大陆化学风化和硫化物矿床次生富集的时间和历史,而且可为区域古气候演变和构造隆升等重大地质事件提供关键信息.本文对青藏高原东北缘祁连山地区白银矿田折腰山块状硫化物矿床风化壳中表生黄钾铁矾进行了40Ar/39Ar年代学和H-O同位素地球化学的初步研究,为祁连山地区新生代古气候条件的分析提供新的资料和思路方法.折腰山矿床的表生黄钾铁矾主要有两种产状:一种是赋存于风化壳顶部坡积物中的块状黄钾铁矾,另一种是风化壳中切割容矿岩石的脉状黄钾铁矾.块状黄钾铁矾具有板状晶形,K2O含量为8.21wt%~8.31wt%,两个样品的40Ar/39Ar年龄分别为41.2±0.4和37.1±0.3 Ma,对应的δD值分别为-156‰和-133‰,δ18OSO4值为2.5‰和2.6‰.脉状黄钾铁矾具有六方双锥状晶形,K2O含量为2.44wt%~2.72wt%,两个样品的40Ar/39Ar年龄分别为3.3±0.1和3.2±0.1 Ma,对应的δD值为-160‰和-158‰,δ18OSO4值是2.5‰和2.8‰.黄钾铁矾的40Ar/39Ar年龄和H-O同位素组成特征表明,白银矿田折腰山矿床至少在始新世中期就已隆升到地表并接受了长期的化学风化和矿床的次生富集,其中晚始新世和晚上新世的2次风化事件记录了白银地区干旱-半干旱气候条件下2次相对湿润的气候,且晚上新世比晚始新世的温度低.对祁连山地区硫化物矿床风化壳年代学和稳定同位素地球化学的进一步系统研究有可能为祁连山和青藏高原东北缘新生代以来的构造隆升、气候变化和矿床次生富集等重要地质事件提供制约.