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.     

荡子山白榴霓霞岩包体中富Sr磷灰石的发现及其成因矿物学研究

荡子山白榴霓霞岩包体中含有大量的富锶磷灰石. 利用电子探针微束分析技术对富锶磷灰石的赋存状态、晶形、矿物共生、成分变化以及成因机制进行了深入细致的研究, 发现富锶磷灰石有短柱状和细长柱状两种晶形, 并多被其他矿物包裹, 表明它们形成于岩浆结晶的早期阶段, 其成分为氟磷灰石. 之后被富锶流体沿着氟磷灰石颗粒的边缘进行交代, 从而形成了富锶磷灰石, 交代方式为类质同像置换. 富锶磷灰石中SrO含量的变化反映出体系中碱度的变化, 体系中的碱度升高时, 磷灰石矿物中Sr置换Ca的数量增加, 而当体系中的碱度降低时, 已经进入到磷灰石矿物晶格中的Na, LREE和Sr离子也会从中分离出来而导致这些阳离子数降低. 因此, Sr置换Ca的数量对体系中的碱度变化趋势有着明显的指示意义. 根据电子探针成分分析数据计算得出阳离子的个数, 富锶磷灰石结构式可写为(Ca_3.15~4.963Sr_0.019~1.510Ba_0.00~0.030Na_0.006~0.108REE_0.106~0.153)(P_2.842~3.028Si_0.009~0.094)O₁₂(F_0.675~1.079,Cl_0.000~0.256, OH_{–0.084~0.297}). 利用配有193 nm激光的Neptune多接收等离子体质谱仪(LA-MC-ICPMS), 对富锶磷灰石原位微区Sr, Nd同位素进行了分析. 将分析结果与白榴霓霞岩包体及包体的寄主岩Sr, Nd同位素组成进行了比较, 发现交代早期岩浆结晶成因氟磷灰石的富锶流体与白榴霓霞岩包体及包体的寄主岩来自不同的源区, 其中, 前者来自较亏损地幔, 而后两者则来自较富集地幔.     

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.     

扬子块体西缘新元古代双峰式火山岩成因:Hf同位素和Fe/Mn新制约

报道了扬子西缘新元古代苏雄组火山岩的高精度主量元素和Hf同位素数据. 苏雄组玄武岩具有较大变化范围的εHf(T)值(+4.3 ~ +8.0)和Fe/Mn比值(41.9~97.6), 其中分异程度低的样品具有较高的Fe/Mn比值和Hf-Nd同位素组成, 很可能是地幔柱中石榴石单斜辉石岩高压部分熔融形成的, 表明苏雄组玄武岩与新元古代(超级)地幔柱有直接的物源关系, 而少数εHf(T)值和Fe/Mn比值低的样品受到了岩浆结晶分异/地壳混染作用的影响. 苏雄组流纹岩具有非常一致的Hf-Nd同位素模式年龄1.3~1.4 Ga, 是大陆裂谷幔源岩浆底侵/侵入导致地壳浅部的前存年轻岛弧岩浆岩发生脱水熔融形成的.     

冀东3.8 Ga锆石Hf同位素特征与华北克拉通早期地壳时代

锆石U-Pb同位素测定显示, 冀东铬云母石英岩来自于36~38亿年左右花岗质岩石的风化剥蚀. 激光原位Hf同位素分析表明, 这些锆石在后期地质演化过程中基本保持Hf同位素体系的封闭, U-Pb谐和点锆石的Hf同位素模式年龄均在38亿年左右, 反映了该古老地壳物质的再循环. 其中38亿年左右年龄的锆石具有与球粒陨石相同的Hf同位素组成, 表明其源岩花岗质岩石来自于年轻地壳的部分熔融, 且该年轻的地壳来源于未经明显壳幔分异事件的地幔. 因此, 冀东地区在38亿年以前未发生大规模的地壳生长事件. 结合其他地区的锆石Hf同位素资料, 本文推测, 华北克拉通最早期的地壳可能形成于40亿年左右. 目前, 在华北地区找到更古老地壳的可能性很小.