钨的地球化学性质与华南地区钨矿成因

在地球演化早期的强还原条件下,钨表现为中等亲铁元素,因此地球中 90%的钨进入地核。在地幔和地壳的演化过程中,钨是极度不相容亲石元素,从而导致钨元素在地壳中的丰度约是地幔丰度的250倍。钨在岩浆熔体中主要以钨酸的形式迁移,在成矿热液中主要以氟、硼化合物或其络合物的形式运移。钨的矿化需要其在部分熔融、岩浆演化和晚期热液等各阶段逐渐富集。中国是世界上钨矿产资源最丰富的国家,约占世界总储量的60%以上,其中绝大多数矿床产在华南地区,与华南大规模的中生代岩浆活动具有密切的时空联系。微量元素特征(高Rb/Sr和K/Rb比值,低Nb/Ta和Zr/Hf比值)显示它们往往经历了强烈的岩浆分异,这可能与这些花岗岩通常具有高挥发分含量(如F)有关。岩浆中高的F含量对钨的富集和矿化十分重要,它可以降低熔体固相线、粘度和密度,有利于提高岩浆的结晶分异程度,因而使得高度不相容的钨元素在岩浆演化过程和后期热液阶段的富集与矿化。富挥发分岩浆的形成可能与俯冲板块后撤,软流圈物质上涌导致的多硅白云母等富F矿物的高温分解有关。研究表明,华南南岭地区侏罗纪的钨矿化花岗岩主要形成于太平洋板块的俯冲后撤,而华南南部晚白垩世钨成矿作用与新特提斯洋的俯冲后撤有关。     

锡的地球化学性质与华南晚白垩世锡矿成因

锡在地质过程中表现出亲氧、亲硫和亲铁三重特性。在地幔岩浆过程中,锡是一种中等不相容的金属元素。锡成矿主要与酸性岩浆活动有关,其地球化学性质决定了其成矿主要受源区性质、氧逸度以及挥发分含量、岩浆结晶分异等因素控制。高度结晶分异可使锡在岩浆中进一步富集,是锡成矿相关花岗岩的普遍特征;锡为变价元素,岩浆体系氧逸度影响源区中锡的迁移能力和分离结晶过程中锡的元素行为,还原性岩浆体系有利于锡富集成矿。富含F、Cl和B等挥发组分对锡元素的迁移和富集起积极的作用。全球锡矿床分布与俯冲带关系密切,特提斯和环太平洋构造域是主要蕴藏区。重要的锡成矿事件表现出区域性和阶段性的特征。结合锡的地球化学特性以及锡矿分布特征,我们认为最有利锡成矿的动力学机制是俯冲板片后撤机制。俯冲板片后撤引发深部软流圈地幔上涌,导致强烈的壳幔相互作用,形成低氧逸度、富F、Cl和B等花岗岩,有利于锡成矿。对于华南晚白垩世锡成矿事件,新特提斯洋俯冲板片发生后撤是其成矿地球动力学背景。     

青藏高原拉萨地块中西部超钾质岩Ca-Mg同位素特征及其地质意义

本文通过对青藏高原拉萨地块中西部米巴勒及麦嘎地区的8个超钾质岩样品进行钙、镁同位素测定,在排除了风化作用、地壳混染、分离结晶及部分熔融等后期作用对超钾质岩钙、镁同位素组成的影响后,可能有来自俯冲新特提斯洋壳的碳酸盐沉积物交代超钾质岩的地幔源区。本文研究表明,米巴勒及麦嘎地区超钾质岩的δ~(44)Ca=0.59~0.75(平均值为0.68±0.04),明显低于上地幔(1.05±0.04)、硅酸盐地球值(0.94±0.05)及已发表的岩浆岩值(0.80±0.10),指示出超钾质岩源区含有低δ~(44)Ca组成的物质加入;Mg同位素组成δ~(26)Mg=-0.33~-0.24(平均值为-0.29±0.03),比上地幔值(-0.25±0.07)略低,但在误差范围内一致。超钾质岩的钙、镁同位素之间还存在一定的正相关性,进一步指示其源区有同时具有低钙、低镁同位素组成的物质加入。通过对拉萨地块构造演化过程的识别,笔者认为这些具有低钙、低镁同位素组成的物质极有可能是来自俯冲新特提斯洋壳的碳酸盐沉积物。     

皖南祁门三堡地区花岗闪长斑岩的成因:地球化学、年代学和Hf同位素特征制约

皖南祁门三堡地区位于江南造山带的北缘,华南地区的东北部,属长江中下游地区。本文对该区侵入的花岗闪长斑岩进行了全岩主微量元素分析、锆石U-Pb定年与Hf同位素测试。花岗闪长斑岩的REE球粒陨石标准化配分曲线呈右倾型,Eu负异常,在原始地幔标准化蛛网图中显示明显的Nb-Ta、Zr-Hf负异常。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果为~142Ma,表明花岗闪长斑岩侵入时代为早白垩世早期。锆石的εHf(t)值为-4.3~-0.3,Hf模式年龄(tDMC)为1220~1470Ma。花岗闪长斑岩在Sr/Y-Y图解上落在经典岛弧岩浆岩区,其岩浆Zr饱和温度(670~760℃)与锆石Ti温度(600~750℃)均较低。锆石的Ce(IV)/Ce(III)为150~1530,平均值为550,指示岩浆具有较高的氧逸度。该岩体的地球化学特征、地壳模式年龄等证据指示其源区物质可能为中(新)元古代古华南洋壳俯冲于扬子板块产生的新生弧壳物质。祁门三堡地区花岗闪长斑岩可能是由于早白垩世早期太平洋板块南西向俯冲并后撤形成该区域的拉张环境,诱发地壳部分熔融而形成。     

钙同位素地球化学综述

钙是主要的造岩元素之一,也是生物必需的元素之一,在地球各圈层广泛分布,因此研究钙同位素的地球化学行为有助于提高我们对各种地质过程的认识。特别的是,地表碳酸盐主要是以碳酸钙的形式存在,很大程度上决定了碳循环与钙循环是耦合的。因此,钙同位素是研究碳的再循环的重要示踪剂,可以直接提供深部碳循环的准确信息。和其他非传统稳定同位素体系一样,随着实验技术的进步及多接收电感耦合等离子体质谱(MC ICP MS)和热电离质谱(TIMS)的发展,钙同位素分析方法取得了较大的进步,但目前的测试精度(2 sd)约0.1‰,尚有提升的必要,还需开展更详细的实验工作。目前钙同位素的地质应用主要集中在地球表生低温过程,但高温地质过程中钙同位素的研究越来越引起研究者的兴趣。