内蒙古东乌旗北部早古生代火山岩年代学、地球化学特征及地质意义

内蒙古北部二连-东乌旗地区出露早古生代火山岩,为兴蒙造山带北缘构造-岩浆岩带的组成部分,对研究造山带早古生代构造格局及演化具有重要作用。本文对东乌旗北部早古生代中基性及酸性火山岩进行了锆石U-Pb年代学、岩石学、全岩地球化学及Sr-Nd-Hf同位素分析。定年结果显示,中基性火山岩成岩年龄为452±2Ma,酸性火山岩为430±20Ma,表明早古生代岩浆活动可延续至中志留世。地球化学组成上,中基性火山岩稀土总量中等,Eu异常不明显,富集Rb、Sr、Th、U等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta等高场强元素,特征类似岛弧岩浆岩;酸性火山岩富集Th、U,Eu负异常显著,但Rb、Ba等大离子亲石元素富集程度不高,Nb、Ta等高场强元素亏损不明显,表现出板内岩浆特点。中基性和酸性火山岩均具有亏损的同位素组成:中基性火山岩ε_(Nd)(t)=+203～+267,ε_(Hf)(t)值介于+79～+145之间;酸性火山岩ε_(Nd)(t)=+494,ε_(Hf)(t)值为+99～+153。岩石学及地球化学分析表明,中基性火山岩为岛弧环境下遭受俯冲流体交代的地幔楔部分熔融产物,酸性火山岩则来源于新生基性下地壳熔融并具有板内岩浆特征,可能指示了俯冲的结束。结合前人资料,二连-东乌旗地区早古生代岩浆活动介于晚寒武-中志留世之间,形成时间及阶段性演化特征近似于苏尼特左旗-锡林浩特早古生代岩浆岩带,暗示两者可能具有成因联系,均为早古生代古亚洲洋向北俯冲的产物。     

华北克拉通南缘大庄铌-稀土矿床地质、地球化学和Sr、Nd、Pb同位素特征

碱性岩型铌-稀土矿床是重要的铌-稀土矿资源类型。河南省方城县大庄铌-稀土矿位于华北克拉通南缘,是近年来新发现的一例赋存于霞石正长岩中的,具有中型规模的碱性岩型矿床。大庄矿区内共圈定17个NW—SE向带状展布的,呈囊状、不规则状、透镜状产出的铌-稀土矿体。铌-稀土矿石主要赋存于角闪霞石正长岩和黑云母正长岩中。矿石矿物主要为烧绿石、氟碳铈镧矿、褐钇铌矿和富铌榍石等。矿石的结构主要有斑状结构、他形粒状结构、半自形粒状结构、包含结构、交代结构、共生结构、伟晶结构等。矿石构造分为块状、脉状和片麻状构造等。热液蚀变包括萤石化、绢云母化、绿帘石化和绿泥石化等。碱性岩样品具有低SiO₂、富碱、高铝的特征,稀土元素总量较高,轻重稀土分异明显,具有明显的负Eu异常,富集Nb、Ta、Th、U、Zr、Hf等高场强元素,明显亏损Ba、Sr、P、Ti等元素。碱性岩全岩(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i=0.68158～0.71090,ε_Nd(t)=―1.11～―0.37,两阶段模式年龄(t_DM2     

氟碳铈矿U-Pb定年技术研究

本文以稀土矿床中的常见副矿物氟碳铈矿为研究对象,通过优化实验条件和仪器参数,分别采用激光剥蚀多接收电感耦合等离子体质谱法(LA-MC-ICP-MS)和同位素稀释热电离质谱法(ID-TIMS)对氟碳铈矿样品SAM进行U-Pb定年技术研究,并将此两种方法得到的结果进行对比。LA-MC-ICP-MS得到的U-Pb年龄为(409±18)Ma(N=27,MSWD=4.5),ID-TIMS得到的206Pb/238U U-Pb年龄为(407.8±3.3)Ma(N=3,MSWD=0.029),两种方法得到的U-Pb年龄结果在误差范围内一致。通过比较两种方法的实验流程和结果,总结了各自的优缺点,为氟碳铈矿U-Pb定年方法选择提供了参考依据。     

内蒙古京格斯台晚石炭世碱性花岗岩年代学及地球化学特征——岩石成因及对构造演化的约束

京格斯台碱性花岗岩出露于内蒙古东乌旗西北部的中蒙边境一带,是准噶尔-南蒙古-内蒙古碱性花岗岩带的一部分,为一套含钠铁闪石碱性花岗岩类。锆石LA-MC-ICPMS U-Pb测年获得了301.3±1.5Ma(n=21,MSWD=1.3)的年龄,表明侵位时代为晚石炭世。全岩地球化学分析显示样品具有高SiO2(75.16%~76.96%)、高碱(K2O=4.61%~5.04%,Na2O=3.98%~4.24%)、贫CaO(0.08%~0.25%)、MgO(0.07%~0.1%),低FeOt(1.05%~2.05%),高的FeOt/MgO比值(12.85~29.66),属于弱过铝质系列;富集Rb、Th、U、K等大离子亲石元素及Zr、Hf等高场强元素,弱亏损Nb、Ta,强烈亏损Ba、Sr、P、Ti等;稀土元素总量较低[ΣREE范围为(70.19~193.93)×10~(-6),平均值为126.82×10~(-6)],轻稀土略富集,具有明显的Eu负异常(δEu=0.03~0.07),呈类似"海鸥"型稀土配分模式。岩石学及地球化学特征表明京格斯台碱性花岗岩属于碱质A型花岗岩。锆石原位Hf同位素和全岩Nd同位素分析显示其具有亏损的Hf-Nd同位素组成εHf(t)和εNd(t)均为正值,Hf地壳存留模式年龄范围为385~1605Ma,并且多数集中于600~900Ma,二阶段Nd模式年龄范围为582~650Ma,这表明源岩为幔源新生地壳物质,代表了新元古代一次地壳增生。综合岩石学、岩石地球化学和同位素地球化学数据,我们认为京格斯台碱性花岗岩是由新生地壳,在晚石炭世贺根山洋闭合后的后造山伸展阶段,在上涌软流圈的加热及减压作用下部分熔融形成的,形成于后造山构造环境。     

离子交换树脂在地质样品Sr-Nd同位素测定中的应用

Rb-Sr和Sm-Nd同位素测年及同位素示踪方法在同位素地质年代学和同位素地球化学中有非常广泛的应用。目前,Rb-Sr和Sm-Nd同位素质谱测试方法通常需要对Rb、Sr和Sm、Nd进行分离纯化,因此,如何对地质样品中的Rb、Sr、Sm和Nd进行分离富集对测试结果准确与否起到至关重要的作用。离子交换分离法是SrNd同位素化学前处理阶段应用最广泛的分离方法,本文结合笔者近几年的研究工作,系统介绍离子交换树脂在Sr-Nd同位素测试中应用的发展过程和现状,重点介绍几类使用率较高的离子交换树脂(Dowex50W树脂、AG50W树脂、锶特效树脂、LN树脂、P507树脂等)的优缺点,以及各自的萃取反应机理,探索和讨论未来离子交换树脂在Sr-Nd同位素测试中应用的发展趋势。     

内蒙古狼山地区乌花辉长岩的年代学、地球化学和Sr-Nd-Hf同位素组成:对地幔源区特征和岩石成因的约束

内蒙古狼山地区乌花辉长岩体主要由橄榄辉长岩和角闪辉长岩组成,其锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素测年结果表明,岩体形成于(319.8±1.8)~(325.4±1.6) Ma,属于早石炭世末期岩浆活动的产物。地球化学特征上,乌花辉长岩属低钾钙碱性玄武岩系列,具有较高的Mg^#(多在76.70~80.35之间)、Al₂O₃(13.55%~25.13%)和较低的TiO₂(0.18%~1.35%)。稀土总含量较低(∑REE= 8.92×10^-6~40.10×10^-6),稀土元素分馏程度不高,呈现出轻稀土元素(LREE)略微富集、重稀土元素(HREE)相对亏损((La/Yb)_N = 1.74~3.06)的特点,Eu呈明显的正异常(δEu=1.156~3.86)。岩石富集Pb和K、Rb、Ba、Sr等大离子亲石元素,明显亏损Nb、Ta、Zr、Hf、Th等高场强元素,较低的Zr含量(4.38×10^-6~26.6×10^-6)和Zr/Y比值(1.08~2.35),呈现出典型的俯冲-消减带弧火山岩的地球化学特征。Sr-Nd-Hf同位素研究表明,乌花辉长岩岩浆源区为富集地幔,在侵位过程中受到的地壳混染程度较弱。结合区域地质背景,认为乌花辉长岩为俯冲-消减构造体制下由俯冲带流体交代富集地幔部分熔融而成,代表了俯冲相对早期阶段的产物,指示华北板块北缘西段在早石炭世晚期开始进入到安第斯型活动大陆边缘阶段,并可能结束于早二叠世之前。     

西秦岭甘南早子沟金锑矿床白云石Sm-Nd同位素地球化学及其意义

西秦岭造山带广泛发育脉状金锑矿化,但其成矿时代和成矿物质来源仍存在争议,影响了对该区矿床成因的深入认识。甘南早子沟超大型金锑矿床位于西秦岭造山带,矿体赋存于三叠系古浪堤组板岩和中酸性侵入岩内,包括蚀变岩型矿化和脉状矿化两种样式,是研究脉状金锑矿化成矿年代学和成矿物质来源的理想选区。本研究选择早子沟金锑矿床脉状矿化中与辉锑矿、金密切共生的白云石为研究对象,系统分析了其Sm、Nd同位素组成。结果表明,早子沟金锑矿床脉状矿化白云石Sm含量为0. 3221×10~(-6)～4. 918×10~(-6),Nd含量为0. 5667×10~(-6)～22. 76×10~(-6)。147Sm/144Nd和143Nd/144Nd分别为0. 1306～0. 2891和0. 511847～0. 512141,Sm-Nd假等时线年龄为282. 5±5. 1Ma。白云石εNd(0)为-15. 42～-9. 70,εNd(t)为-13. 66～-12. 19,tDM2为2. 03～2. 10Ga,变化范围相对较窄,表明样品源区相同。εNd(t)值与秦岭及其周边地区对比显示,早子沟金锑矿床成矿流体与英安斑岩围岩具有相同的Nd源区,可能来源于扬子板块北缘或南秦岭的古元古代结晶基底。白云石Sm/Nd分馏很弱且成矿流体混染了古元古代结晶基底物质可能是Sm-Nd假等时线产生的原因。这表明白云石Sm-Nd同位素体系可能无法为西秦岭广泛发育的脉状(金)锑矿床提供正确年代学信息。     

北京云蒙山地区中生代岩浆活动及构造演化

北京云蒙山地区位于华北克拉通北缘燕山褶断带中段。该地区发育大量中生代岩浆岩及近E—W向逆冲型四合堂剪切带和NE向伸展型大水峪剪切带。本次工作通过锆石年代学和单矿物(角闪石、黑云母)~(40)Ar/~(39)Ar年代学分析,进一步整理了云蒙山地区中生代岩浆活动及构造演化的时间,并分析了云蒙山岩基周边不同阶段的冷却速率。本次工作发现云蒙山地区经历了三期岩浆活动:晚三叠世、晚侏罗世和早白垩世。其中,206 Ma为捕获岩浆锆石年代学记录;在出露岩体中,沙陀子岩体为159~151 Ma,石城岩体为169~151 Ma,长园岩体为156~151 Ma,云蒙山岩基为146~141 Ma;冯家峪—西白莲峪花岗质岩体为130~124 Ma;冯家峪闪长质岩体为127 Ma;大东沟花岗质岩体为127 Ma。云蒙山地区经历了三次重要的构造事件。在早侏罗世,云蒙山地区表现为区域性角度不整合,并以挤压运动为主,缺乏岩浆活动。在早白垩世早期(143~135.5 Ma),云蒙山岩基北缘发育逆冲型四合堂剪切带。在早白垩世晚期(135~93.9 Ma),云蒙山地区发育以东南侧大水峪剪切带为主拆离剪切带的变质核杂岩。此外,云蒙山岩基的北侧和西侧,早期受四合堂剪切带影响,具有较高的冷却速率。云蒙山岩基的东侧,早期受四合堂剪切带影响较小,具有较小的冷却速率,以缓慢的均衡隆升为主,而晚期受大水峪剪切带强烈活动影响,为快速隆升阶段。总之,云蒙山地区在中生代经历了多期次的岩浆活动及构造运动,在不同地区呈现了阶段性不同程度的抬升剥蚀。     

内蒙古二连-东乌旗地区晚石炭世碱性花岗岩时代、成因及地质意义

内蒙古二连-东乌旗地区发育一条晚古生代碱性花岗岩带,代表贺根山洋盆闭合后的伸展背景.本次工作在苏尼特左旗北部红格尔(302±1 Ma)、祖横得楞(～299 Ma)、那仁宝力格(301.7±1.4 Ma)等地区新识别出了晚石炭世碱性花岗岩.野外露头及镜下观察可见其中有钠铁闪石和霓辉石等典型碱性暗色矿物;全岩地球化学分析表...     

微量萤石样品消解技术及其Sm-Nd同位素高精度热离子质谱法测试

Sm-Nd同位素被广泛地应用于萤石样品的定年和示踪。萤石样品Sm-Nd同位素测试的化学分离中,一般采用酸溶解样品,但氢氟酸和硝酸与萤石反应不完全,由于萤石(CaF_2)特殊化学结构导致氟离子会和稀土元素离子形成难溶稀土氟化物,易导致Sm-Nd亏损,因而对于Sm、Nd含量较低的萤石样品,Sm-Nd同位素测试需要较大样品用量(100~200 mg)。本研究建立了一种利用HNO_3+HClO_4+H_3BO_3溶解萤石样品的消解方法,在萤石溶解过程中加入H_3BO_3可有效提高Sm-Nd回收率。实验表明,利用5 mL浓硝酸和0.015 mL高氯酸溶解萤石样品过程中加入1 mL 0.49 mol/L H3BO3效果最佳,结合高灵敏度热电离质谱仪(Triton)可实现微量萤石样品高精度Sm-Nd同位素测试。较先前已有的溶解方法,本方法大大降低萤石样品用量。