俯冲-碰撞带硼循环

俯冲带控制着地球内部和表层的物质与能量交换.硼(B)是一个质量轻的流体活动性元素.B及其同位素体系是理解俯冲-碰撞带流/熔体活动和物质循环的重要工具.本文综述了俯冲板块中各储库的硼含量和同位素组成以及主导硼分配的关键矿物.介绍了目前对大洋俯冲带弧前、弧下和弧后深度下硼循环的主要认识;简要介绍了刚起步的大陆俯冲-碰撞带硼循环研究.阐述了含电气石(超)高压变质岩在俯冲带硼迁移研究中的重要性.指出今后需深化含水矿物在不同地温梯度下脱水/熔融过程中硼同位素分馏研究,加强流/熔体包裹体硼同位素分析技术及应用研究.由于B及同位素可有效区分大洋地壳和大陆地壳物质,未来将在造山带演化和地球深部物质循环研究中扮演更重要的角色.     

超高压榴辉岩-脉体体系成因和俯冲带变质流体演化

超高压岩石-脉体体系是认识俯冲带流体性质和行为的天然实验室.通过总结大别超高压变质带3个榴辉岩（角闪岩）-脉体体系的研究成果,探讨了大陆俯冲带变质流体的溶解-结晶过程和氧逸度变化规律以及流体对轻元素硼的迁移过程.对榴辉岩-复合高压脉体的研究发现超高压流体通过溶解矿物富集溶质组分,流体随后经历3期结晶过程,分别形成绿辉石-绿帘石脉、绿帘石-石英脉和蓝晶石-绿帘石-石英脉.绿帘石La、Cr和δEu值是判断结晶次序的关键指标.对榴辉岩-角闪岩-低压脉体研究表明大陆俯冲带低压变质流体的氧逸度明显高于高压-超高压变质流体.高氧逸度条件也导致一些反常矿物（如退变金红石）的生长.对含电气石榴辉岩-脉体研究揭示变质碳酸盐岩是大陆俯冲板片中重硼同位素的重要储库,其在汇聚板块边界的脱硼作用显著影响深部硼循环.上述研究成果为理解俯冲带变质流体演化和物质循环提供重要科学依据.      

高压-超高压变质岩石中石榴石的环带和成因

在俯冲带变质过程中,石榴石是高压-超高压变质榴辉岩和片麻岩的常见变质矿物。由于石榴石具有难熔和流体中的低溶解能力的特点,通常可以很好地保存下来,并且能够保留复杂的化学成分环带,以及不同类型的矿物或流体包裹体,为解释石榴石寄主岩石经历的变质演化历史提供了重要信息。石榴子石的主微量元素成分受控于很多因素,如全岩成分、变质的温压条件、控制石榴子石形成的相关变质反应、与石榴子石共生的矿物种类和成分等。因此,在利用石榴石探讨超高压变质的演化历史时,对石榴石进行系统的主要元素、微量元素、氧同位素以及矿物包裹体分析,以及相互间的成因关系。同时,对石榴石中的锆石或独居石包裹体并进行原位U-Pb定年和微量元素分析,可以为变质石榴石的形成时代提供直接的时间制约。深入研究超高压变质岩中石榴石的生长阶段,不仅可以为含石榴石寄主岩石的变质过程提供岩石学和地球化学证据,而且对于理解石榴石的形成机制、生长规律及其变质化学动力学过程具有重要的科学意义。     

新疆西南天山高压-超高压变质带中磷灰石的地球化学研究

作为不同地质环境中普遍发育并能稳定存在的副矿物,磷灰石是卤素和REE、Sr、Y等微量元素的重要载体,对研究岩石成因、流体成分及演化等具有重要的指导意义。新疆西南天山高压-超高压变质带的榴辉岩及高压脉体中普遍发育磷灰石。磷灰石主要以矿物包体、粒间颗粒及脉体矿物的形式产出,本文主要以后两种粒径大于0.1mm的磷灰石为研究对象。电子探针分析结果表明,不同类型的磷灰石均为氟磷灰石,F含量变化范围为1.44%~3.56%,Cl含量则在0.09%以内变化,反映了与之平衡的流体盐度较低。LA-ICP-MS微区原位分析结果表明,磷灰石均相对富集Sr、Y和REE,亏损大离子亲石元素和高场强元素,稀土元素总量变化范围为10×10~(-6)~660×10~(-6),变化较大。根据稀土元素总量和分馏情况,可以把样品中的磷灰石分为稀土元素总量较低的轻稀土亏损型、稀土元素总量适中的平坦型和稀土元素总量较高的中稀土富集型3类。自形大颗粒的磷灰石具有从核部到边部稀土元素含量明显降低的成分环带,可能反映了磷灰石的生长过程,并暗示了流体成分的变化。     

东南极拉斯曼丘陵富硼岩系中硅硼镁铝矿-柱晶石-电气石矿物的硼同位素组成及其意义

东南极拉斯曼丘陵地区麻粒岩相岩石中出露一套罕见的含硅硼镁铝矿-柱晶石-电气石矿物组合的富硼岩系.由于高级变质作用已使原岩的性质难以确定,变质原岩及其形成环境的恢复变得十分困难,而硼同位素组成则可以作为判定硼来源的有效示踪剂和指相标志.报道了东南极拉斯曼丘陵硅硼镁铝矿-柱晶石-电气石富硼岩系的硼同位素组成资料,其δ11B值变化范围为-12.0‰～-34.6‰,硼同位素的低比值和其他地质证据表明,其原岩为非海相蒸发硼酸盐岩.     

西藏错那洞电气石花岗岩中电气石化学组成、硼同位素特征及意义

为了对西藏错那洞电气石花岗岩源区进一步约束,利用显微镜、电子探针和激光剥蚀多接收等离子质谱仪,对错那洞电气石花岗岩中电气石的形态、成分及硼同位素组成进行了研究.结果表明,错那洞电气石花岗岩中的电气石为碱族黑/铁电气石,直接结晶自富硼熔体,与熔体之间未发生明显的硼同位素分馏.电气石δ11B值主要在-6.91‰^-9.17‰之间,与大陆地壳平均δ11B值(-10‰±3‰)相近,表明错那洞电气石花岗岩主要源自变质沉积岩的部分熔融.然而,与起源于变质沉积岩的花岗岩相比,样品的δ11B值明显偏高,而与前人报道的雅拉香波淡色花岗岩(源自石榴石角闪岩部分熔融)的δ11B值相似.因此,错那洞电气石花岗岩源区中,除了变质沉积岩外,可能还混入了少量石榴石角闪岩.     

碎屑电气石的LA-MC-ICPMS硼同位素原位微区分析及其源区示踪:以哀牢山构造带为例

硼同位素在自然界中变化范围很大,可以用于研究宇宙星云形成过程、地球壳幔演化、板块俯冲以及判别沉积环境、矿床成因,水环境地球化学和重建古海洋环境等。电气石是自然界中最重要的含硼矿物,是理想的硼同位素分析对象。本文利用中国科学院广州地球化学研究所开发的电气石LA-MC-ICPMS硼同位素分析方法,以哀牢山构造带志留系-泥盆系碎屑岩为例,阐述了碎屑电气石的硼同位素对源区示踪的意义。利用一台Neptune Plus多接收等离子体质谱仪连接一台RESOlution M-50准分子(193 nm)激光剥蚀进样系统,采用标样-样品-标样交叉法校正仪器分馏,以国际电气石标样IAEA B4为外部标准,中国地质科学院矿产资源研究所IMR RB1实验室标样为未知样,检验了该方法的可靠性和准确度。IMR RB1的δ11B测试结果为(–13.34±0.20)‰(1σ,n=25),与之前报道的结果(–12.96±0.49)‰(1σ)在误差范围一致。哀牢山构造带古特提斯缝合线两侧的志留系-泥盆系沉积岩中的碎屑电气石硼同位素分析结果表明缝合线两侧碎屑电气石δ11B值具有明显的差异,思茅一侧的碎屑电气石来源比较复杂,主要峰值在–13‰~–18‰之间,部分电气石的硼同位素体系可能受到了非海相蒸发岩、变质流体或者岩浆演化后期强烈的岩浆去气作用的影响。扬子一侧碎屑电气石主要峰值在–13‰~–11‰,来源相对比较单一,源区可能受到俯冲流体的影响。这些结果与我们之前的碎屑锆石U-Pb年龄数据一致,指示哀牢山古特提斯缝合线两侧物源在志留纪泥盆纪时代存在显著差异。     

青海尕林格铁矿床电气石矿物学、元素地球化学及成因研究

尕林格矽卡岩型铁多金属矿床位于青海东昆仑祁漫塔格造山带与柴达木盆地结合带中部。电气石作为矿区内普遍出现的矿物,部分呈半自形-自形粒状出现在正接触带矽卡岩化蚀变火山岩中(Tour-Ⅰ),也有呈他形粒状形式出现在外接触带变质砂岩中(Tour-Ⅱ)。因其生长化学行为与寄主岩石和流体的化学属性强烈相关,所以电气石的主、微量元素成分为研究热液体系背景下的流体演化及成矿物质来源提供了渠道。尕林格电气石的化学成分包括富Na-Mg的镁电气石和富Ca-Mg的钙镁电气石。Tour-Ⅰ中的环带电气石存在早期核部(Gen-1)被晚期边部(Gen-2)交代的不连续反应边特征。Gen-1为钙镁电气石,而Gen-2为镁电气石。由于镁铁质火山岩的缓冲作用,Gen-1更多地显示出原地寄主岩石的化学成分。随着流体的持续补充,Gen-2则更多地与流体成分保持平衡,显示出较窄的变化范围,与成矿密切相关。Gen-1比Gen-2更加富Fe,意味着流体中Fe浓度降低;而Na含量逐渐上升则暗示流体p H值的升高。尕林格绝大部分矽卡岩电气石都是在早期成核阶段结晶生长的,因为电气石在酸性和中酸性溶液中更加稳定。除此之外,部分Tour-I中还存在沿早期电气石颗粒边缘生长的增生边结构(Gen-3)。Gen-3比Gen-1更加富Ca,推测Gen-3是在相对封闭环境下颗粒间隙溶液作用下的产物。Tour-Ⅱ则既包括钙镁电气石,又含有镁电气石。在Tour-Ⅰ中,Fe和Mg的含量变化范围较大,这与实际观测的Tour-Ⅰ围岩为镁铁质中-基性火山岩密不可分。Tour-Ⅱ比Tour-Ⅰ更加富集B、Ti、Sc、V、Cr、Ga、LREE等元素,这与B的溶解度随流体p H值的升高而升高有关。随着岩浆演化流体p H值的升高,B在相对碱性溶液中大量富集,而大部分微量元素和LREE易与挥发分结合成络合物的形式迁移,因此,B含量高的溶液中部分微量元素和稀土元素含量也会升高。     

LA-MC-ICPMS电气石及白云母原位硼同位素测试方法及应用

多接收电感耦合等离子体质谱(MC-ICPMS)与激光剥蚀系统(laser ablation)的联用,为通过单矿物微米尺度的信息示踪地质过程提供了有利工具。作为非传统稳定同位素之一,硼同位素的应用受到地学界日益广泛的关注。本文利用LA-MC-ICPMS的分析优势建立了原位高精度分析高硼矿物电气石和低硼矿物白云母硼同位素的方法,分别使用电气石标准样品和玻璃标准样品对未知样品的测试结果进行了质量歧视校正,并对2个西南天山的实际地质样品进行了微区硼同位素测试应用。测试结果表明,仪器状态可以保持长期稳定,可以采用最小10μm的束斑对实际地质样品中电气石的硼同位素组成进行准确测定,也可对硼含量高于20×10-6的白云母进行原位硼同位素的准确测定;标定的实验室内部电气石标准样品T-PKU的推荐值为-13. 07‰±0. 42‰(2SD,n=66)。天山泥质片岩及脉体中的电气石和白云母的原位硼同位素特征为示踪与矿物平衡共生的流体来源提供了有效信息。     

辽东地区沉积变质硼矿床及硼同位素研究

辽东地区元古界硼矿床属于沉积变质硼矿。根据现代盐湖沉积 ,认为硼矿物沉积通常为硼砂 ,然后在区域变质作用过程中 ,硼砂矿物转变为硼镁矿物或硼铁矿等硼酸盐矿物 ,但辽东硼矿床中不同硼矿物的硼同位素有一定差别。电气石富10 B ,δ11B值较低或呈负值 ;而硼镁石与硼镁铁矿类矿物明显富集11B ,δ11B值较高 ,为 +2 3‰～ +17 4‰。根据水岩作用过程中硼同位素分馏特征的研究 ,11B与10 B比较有下列 4个特征 :( 1) 11B属于极不相容元素 ,优先进入水相 ,因此在变质残余矿物相中形成低的δ11B值 ;( 2 )在蚀变和交代变质反应中硅优先替代11B进入矿物晶格 ,因此在硅化交代中可以降低δ11B值 ,而脱硅反应中可以提高δ11B值 ;水化作用中 ,OH-带入11B ,使富水矿物具有较高的δ11B值 ;( 3)热水沉积及热液交代成因电气石均具有较低的δ11B值或者为负值 ;( 4)通过最近的研究表明 ,在热蒸馏过程中 ,硼同位素会发生明显的分馏 ,11B倾向于进入蒸汽相 ,而使残余相或后蒸馏相亏损11B ,形成较低的δ11B值。因此可以认为辽东地区元古界硼矿床属于热水沉积电气石岩在后期区域变质或热变质过程中分解出硼酸气水溶液交代镁碳酸盐形成硼镁石或硼镁铁矿矿物 ,而非蒸发沉积变质矿床。     

Définition d'une limite multicritère ; stratigraphie du passage Campanien–Maastrichtien du site géologique de Tercis (Landes,SW France)Definition of a multi-criteria boundary; stratigraphy of the Campanian–Maastrichtian interval of the geological site at Tercis (Landes,SW France)

Lithostratigraphy, physicochemical stratigraphy, biostratigraphy, and geochronology of the 77–70 Ma old series bracketing the Campanian–Maastrichtian boundary have been investigated by 70 experts. For the first time, direct relationships between macro- and microfossils have been established, as well as direct and indirect relationships between chemo-physical and biostratigraphical tools. A combination of criteria for selecting the boundary level, duration estimates, uncertainties on durations and on the location of biohorizons have been considered; new chronostratigraphic units are proposed. The geological site at Tercis is accepted by the Commission on Stratigraphy as the international reference for the stratigraphy of the studied interval. To cite this article: G.S. Odin, C. R. Geoscience 334 (2002) 409–414.     

General contents of JOURNAL OF PALAEOGEOGRAPHY,2014

正~~     

Clay Mineralogical and Geochemical Studies of Detrital Rocks of the Upper Cretaceous Salt-bearing Strata,Simao Basin,SW China:Implication for Provenance and Source Weathering

正1 Introduction Geological studies established on several sections in Lanping-Simao basin have shown that the salt-bearing strata of Mengyejing formation(Yunlong Fm.in Lanping basin)are constituted by an alternation of salt layers and interbedded facies.The latter consists mainly of mudstones,and mudstone-rich conglomerate.The mineralogy and geochemistry of salt-bearing beds and     

Status of China’s Mineral Resources in 2013

正On 22nd April 2014,with the approach of the 45th World Earth Day,China’s Ministry of Land and resources issued the status of China’s mineral resources in 2013.The first task of the prospecting breakthrough strategy action implemented in the last five years has been completed,and China’s security capacity for mineral resources has been significantly improved.In the     

Thermodynamics of the Calcium-Containing Brine Systems

正There are more than 700 salt lakes with area of more than 1km2 on the Qinghai-Tibet Plateau of China.In recent years,an oilfield brine was also found in the Nanyishan Section of Qaidam Basin in the Qinghai-Tibet     

Mechanism of Salt Migration Driven by Tectonic Processes:Insights from Physical and Numerical Modeling

正1 Introduction Physical and numerical models are constructed to investigate the evolution and mechanism of salt migration driven by tectonic processes.In recent years,we have designed and ran series of models to simulate salt     

Palynological Assemblage Age and Palaeoenvironment of the Cretaceous Salt-bearing Strata in Laos and Yunnan,China

正The study of Cretaceous-Palaeogene salt-bearing strata of the Khorat Basin Laos and the Lanping-Simao Basin in Yunnan,China has an great significance not only in explaining the basin evolution and the genesis of potash     

Geological Characteristics of Potassium-Bearing Salt Layers in the Well Block Quele of the Kuqa Depression and their Significance

正Potash is one of the long-term scare deposits in China,and potash prospecting has long been listed as a key brainstorm project for our nation and geological prospecting units.There have been considerable studies in search for potash deposits in the Kuqa depression of the Tarim basin(Jackson et al.,1991;Gemmer et al.,2004;Vendeville,2005;Vendeville and Jackson,1992a,1992b),     

Integration of Resources and Technological Advantages,Creation sustainable Qinghai Potash Fertilizer Industry Base

正1 Introduction Qaidam Basin in Qinghai,including 43 salt lakes with multiple dominant mineral such as potassium,magnesium,lithium etc.,is the most intensive distribution of Saline