青年地球科学家学术沙龙

<正> 第一届青年地球科学家学术沙龙于2003年8月30～31日在北京召开。这次会议由国家自然科学基金委员会地球科学部主办,同时作为“国家杰出青年科学基金”实施10周年系列纪念活动的卫星会议之     

皖苏地区幔源物质的氧同位素组成

氧同位素组成对于了解岩石成因、地幔不均一性和壳-幔相互作用等具有重要意义。国外对幔源物质的δ~(18)O作了大量测定,揭示了地幔δ~(18)O的不均一性,玄武岩的高、低δ~(18)O的地幔源区,以及扩δ~(18)O和Nd,Sr,Pb同位素组成的协变性等。国内研究报道甚少,与Sr,Nd,Pb同位素和REE等痕量元素地球化学研究相比较,存在明显差异。本文报道皖苏地区新生代大陆玄武岩、幔源橄榄岩包体、单斜辉石和歪长石巨晶捕虏体的δ~(18)O,并讨论其地球化学意义。     

跨世纪国际地球科学研究前沿地壳中流体作用的地球化学研究

流体决定了地壳中的物质和能量的运动与交换，因而它在很大程序上又直接影响和控着地人部的岩浆作用、变质作用、构造作用和成矿作用等重要地质作用过程及其化学地球动力学机制。流体地球化学研究意义在于：（１）发展板块的构造理论，建立地球动力学模式；（２）重新认识地壳中发生的各种作用过程，检验和发展当代地球化学理论；（３）为解决资源、环境和灾害问题提供亲的地球化学知识。流体地球化学研究拟解决的关键问题有：（１）     

大别-苏鲁造山带超高压变质岩矿物水含量和氢同位素组成

将热分解元素分析仪(TC/EA)与同位素气体质谱仪(MS)连接起来,建立了TC/EA-MS在线连续流方法,分析了大别-苏鲁造山带超高压变质岩中矿物的水含量和氢同位素组成.采用分步加热方法,研究了石榴石中不同形式水(分子水和结构羟基)的含量和氢同位素组成.通过对若干典型露头超高压变质岩进行系统的矿物氢同位素和水含量测定,认识到在深俯冲板块折返过程中,超高压片麻岩能够比榴辉岩释放出更多的水.在榴辉岩和片麻岩接触带的降压脱水,释放的水会从片麻岩进入榴辉岩从而导致邻近片麻岩的榴辉岩发生显著的水化.通过测定榴辉岩中矿物最高水含量,得到石榴石和绿辉石在峰期超高压条件下所能溶解的最大水含量分别约为2500和3500 ppm.     

苏鲁地体榴辉岩形成过程中流体活动的氧同位素制约

对苏鲁地体西部东海地区榴辉岩及其共生片麻岩内部石英脉进行了氧同位素研究。石英脉及其寄主岩石榴辉岩和片麻岩中的石英与其他矿物之间达到了的氧同位素平衡，计算得到的平衡温度分别为：石英脉６６０－８４０℃，榴辉岩５９５－７２５℃，片麻岩５０５－６６５℃，石英脉的δ＾１８Ｏ值变化范围为－５．３－７．５‰，与寄主岩石的δ＾１８Ｏ相似，指示变质流体与寄主岩石保持氧同位素平衡，同时表明超高压变质作用期间或之后只存     

上地幔中同位素固体扩散对等时线年龄的影响

Dodson在发展冷却年龄理论时,提出了封闭温度(T_c)和温度过渡区(T_h-T_1)的概念,且T_h>T_c>T_1。在地壳岩矿体系中习用的放射性同位素地质时钟通常都是在T<_c的冷却条件下工作的,但是在地幔中岩矿体系长期保持在T>T_1的环境中,体系处于T_h-T_1温度过渡区内,扩散造成的物质输运对同位素地质时钟的影响是不可忽略的。本文初步探讨了在温度过渡区内,岩矿体系中同位素固体扩散对等时线定年的影响。     

钙钛矿的氧同位素分馏

钙钛矿(CaTiO_3)是金伯利岩中的特征副矿物,偶尔可以成为主要组成矿物.它也常以副矿物形式存在于许多碱性岩和某些变质岩中.具有钙钛矿结构的硅酸盐是下地幔的重要组成矿物.因此,理解钙钛矿的氧同位素分馏性质不仅对于含这种矿物的地壳地幔岩石的地质测温和热历史探索,而且对于地幔的化学结构研究具有重要意义.然而,至今尚未有人对钙钛矿的氧同位素分馏进行深入系统的研究.仅加拿大的Gautason等对方解石-钙钛矿之间的氧同位素分馏做了初步实验测定.本文根据作者建立的增量方法,从理论上计算了钙钛矿的氧同位素分馏.     

矿物反应与氧同位素平衡——方解石-橄榄石体系的实验研究

利用矿物反应方法确定产物之间的稳定同位素分馏系数尚不多见.已知的例子是通过氧化铁橄榄石形成石英和磁铁矿,从而直接得到这两个产物矿物之间的氧同位素分馏.这个实验的结果已被后来的同位素交换反应实验数据所证实.本文报道利用白云石同透门石在680℃和5kb条件下的反应形成方解石和镁橄榄石所得到的氧同位素分馏结果.     

大别-苏鲁造山带超高压变质岩原岩性质:锆石氧同位素和U-Pb年龄证据

对大别-苏鲁造山带榴辉岩和花岗片麻岩中的锆石进行了激光氧同位素分析、单颗粒U-Pb年龄测定以及阴极发光观察, 其中氧同位素分析样品覆盖面积达到大约20000 km². 结果表明, 大多数锆石具有大的岩浆成因核和窄的变质增生边, 岩浆成因核具有新元古代年龄(700 ~ 800 Ma); 氧同位素比值变化较大 (-10.9‰ ~ +8.5‰), 但是大多数具有比地幔锆石低的δ¹⁸O值. 由于锆石的氧同位素组成不受亚固相高温热液蚀变和麻粒岩相变质作用的影响, 因此这些低δ¹⁸O榴辉岩和花岗片麻岩的原岩分别为低δ¹⁸O的基性和酸性岩浆, 对应于扬子板块北缘与新元古代裂谷构造有关的双模式岩浆活动. 这种大面积新元古代低δ¹⁸O岩浆活动与Rodinia超大陆裂解和全球性冰川作用(雪球地球事件)具有准同时性, 因此具有一定的成因联系. 早期基性岩浆沿扬子板块北缘裂谷构造带侵位, 岩浆作为热源引起冰川融化并引起裂谷带内部地表水深循环和热液蚀变, 导致深部地壳酸性围岩和基性岩的氧同位素比值发生显著降低. 而水化岩石由于其熔点降低出现重熔, 结果产生了新元古代时期的扬子板块北缘的大面积双模式低δ¹⁸O岩浆活动, 然后从中结晶出低δ¹⁸O锆石. 因此, 大别-苏鲁造山带超高压变质岩中的大规模氧同位素负异常是从其原岩新元古代低 δ¹⁸O岩浆继承过来的, 其成因与Rodinia超大陆裂解、雪球地球事件和裂谷岩浆活动相耦合的高温大气降水热液蚀变有关.