湘西北永顺地区志留系砂岩稀土元素地球化学特征及其地质意义

受华夏板块与扬子板块碰撞影响,上扬子海域周边在志留纪发育古隆起,区内沉积物的物源较为复杂。为研究湘西北永顺地区志留纪的沉积环境,对该地区志留系砂岩中稀土元素的地球化学特征开展分析。结果表明: 样品轻稀土和重稀土元素分异明显,轻稀土元素富集、重稀土元素呈平坦型,具明显的负Eu异常,Ce异常不显著,Ceanom值指示研究区在志留纪为缺氧的弱还原环境。稀土元素地球化学特征显示该区志留系沉积速率整体较快,结合研究区的沉积构造特征及前人的古地理研究成果,认为研究区志留系的物源为雪峰山隆起的沉积岩。研究可为湘西北地区志留系的岩相古地理恢复提供参考。     

北祁连玉石沟地区奥陶纪硅质岩特征及大地构造意义

北祁连玉石沟地区位于青藏高原北缘北祁连构造带内,处于阿拉善地块与柴达木地块之间,是古洋盆研究的热点地区。北祁连加里东期的构造背景和构造演化,一直存在裂陷盆地和大洋盆地的不同认识,许多学者对北祁连奥陶纪早期是否形成了成熟的大洋和沟-孤-盆体系,还是继续裂谷的演化历史具有不同看法。本文以北祁连玉石沟地区采集到的硅质岩样品为研究对象,用X射线荧光光谱仪测试主量元素,用X Serise2电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测试微量及稀土元素。研究结果表明,玉石沟两处共11件硅质岩样品Al/(Al+Fe+Mn)平均比值分别为0.56、0.60,Al/(Al+Fe)平均比值分别为0.57、0.61,(La/Yb)SN平均值分别为0.89、1.2,δCeSN平均值分别为0.88、0.93,δEuSN平均值分别为1.15、1.08,球粒陨石标准化稀土元素配分曲线表现为明显右倾的LREEs相对富集配分模式。这些比值特征反映了与玉石沟俯冲杂岩共生的硅质岩成因的构造背景是部分靠近、部分远离陆源的大陆边缘或者其周围的深海盆地,为多岛洋的构造背景。     

北祁连东段红土堡基性火山岩和陈家河中酸性火山岩地球化学特征及构造环境

北祁连东段天水-宝鸡地区早古生代火山岩包括红土堡基性熔岩和陈家河中酸性火山岩。地球化学分析结果表明,红土堡基性熔岩和陈家河中酸性火山岩中所夹基性火山岩的特征相似,属于拉斑玄武岩,两者TiO2含量较高(1.50%～2.73%),∑REE分别为65.97×10-6～133.46×10-6和78.04×10-6～175.55×10-6,LREE轻度富集[(La/Yb)N分别为2.00～4.40和2.71～4.40],Eu异常不明显或略具Eu负异常(δEu分别为0.85～1.10和0.85～0.99);两者LILE明显富集,HFSE(尤其是Ta、Nb)强烈亏损,Nb/La较低(0.28～0.43),显示出与岛弧拉斑玄武岩(IAT)的亲源性;同时,基性熔岩的εNd(t)均为正值( 2.22～ 4.08),暗示其源区类似亏损地幔源区,Zr/Nb=17.21～36.33,Ce/Nb=5.73～8.17,又具有N-MORB的地球化学特征;两者的Sr、Nd、Pb同位素组成十分相似,显示出基性熔岩主要来自亏损地幔(DM)和富集地幔端员(EMⅠ或EMⅡ)混合源区,可能有少量地壳物质混染。陈家河中酸性火山岩属于钙碱性系列,∑REE=127.51×10-6～276.01×10-6,LREE显著富集[(La/Yb)N=4.79～13.51],多数具有弱负Eu异常(δEu=0.53～1.20);微量元素分配型式类似于岛弧花岗岩,具明显的Nb、Ta、Zr、Hf低谷。综合研究表明,北祁连最东段陈家河中酸性火山岩形成于岛弧环境,而其南部的红土堡玄武岩形成于弧间裂谷环境(或初始弧后盆地),是早古生代晚期北祁连东段岛弧带扩张向弧后盆地演化的早期产物。这些研究成果为秦祁结合部位沟弧盆体系的存在提供了佐证。     

北祁连构造带冷龙岭地区火山岩地球化学特征及年代学

门源冷龙岭地区位于北祁连造山带的东段,该区火山岩以中基性为主,有少量酸性火山岩;对安山岩进行单颗粒锆石微区U-P bLA-ICP-MS同位素测定,获得(460.17±0.92)Ma加权平均年龄,代表岩石的形成年龄。主量元素中w(SiO2)=48.94%~60.97%,w(K2O)/w(Na2O)1,w(TFeO)-w(K2O+Na2O)-w(MgO)图解显示样品全部属于拉斑玄武岩系列,低钛、高铝铁等显示具岛弧火山岩的特点。岩石富集LILE元素(Rb、Ba、Th、K等),亏损HFSE元素(Ta、Nb、Ti等);稀土元素总量较低[w(∑REE)为9.88×10-6~42.21×10-6),轻重稀土元素分馏不明显[w(∑LREE)/w(∑HREE)为0.81~5.70],稀土元素分配模式为轻稀土平坦型,具弱Eu负异常[δ(Eu)=0.59~1.10]。w(Zr)/w(Y)-w(Zr)、w(Ti)-w(Zr)、w(Y)/15-w(La)/10-w(Nb)/8和w(Hf)/3-w(Th)-w(Ta)等火山岩构造环境判别图解均显示该套火山岩形成于岛弧环境,形成时代为中奥陶世。     

北祁连干沙鄂博稀土元素矿床地质和矿床地球化学特征

干沙鄂博稀土元素矿床位于北祁连造山带中段,是该地区唯一大型稀土元素矿床。矿体产于早泥盆世碱性岩体及其接触带中,围岩蚀变表现为霓长岩化、碳酸岩化和萤石化,矿石类型主要为霓辉正长岩型和霓辉正长斑岩型,矿物组合为氟碳钙铈矿+黄铜矿+霓辉石+钠长石+钠闪石+萤石+方解石。通过详细的岩相学和矿相学观察,划分出4个成矿期,包括岩浆成矿期(Ⅰ)、早期热液成矿期(Ⅱ)、晚期热液成矿期(Ⅲ)和表生成矿期(Ⅳ)。其中,早期热液成矿期为主成矿期,包括3个成矿阶段:霓石-钠长石-氟碳钙铈矿阶段(Ⅱ_1)、钠闪石-氟碳钙铈矿阶段(Ⅱ_2)、霓石-方解石-氟碳钙铈矿阶段(Ⅱ_3)。脉石矿物石英的δ~(18)O值为7.3‰～11.3‰,δD值为-89.4‰～-68.8‰,δ~(13)C_(V-PDB)值为-10.5‰～-7.9‰,表明成矿流体以岩浆热液为主,有大气降水的参与。矿石中硫化物δ~(34)S_(V-CDT)值介于-7.1‰～-1.3‰之间,平均-4.4‰,总硫同位素δ~(34)S_(ΣS)为-3.9‰;矿石硫化物铅同位素组成基本一致,~(206)Pb/~(204)Pb、~(207)Pb/~(204)Pb和~(208)Pb/~(204)Pb比值分别为18.417～18.524、15.637～15.769和38.425～38.863,与矿区早泥盆世含矿碱性岩体岩石铅同位素组成十分相似,推测成矿物质主要来源于该碱性岩体。     

北祁连榴辉岩相变沉积岩的特征及其构造意义

在北祁连造山带中,出露典型的高压/低温变质岩石,前人对其中的低温榴辉岩已做过较多的研究,但对其中的变沉积岩研究涉及很少.本文展示了榴辉岩相变质沉积岩的岩石学、地球化学、锆石U-Pb年代学和Hf同位素方面的一些新的研究结果.变沉积岩含有榴辉岩相的矿物组合,峰期温压条件为t= 450～520℃,p=1.9～2.3 GPa,与相邻榴辉岩的温压条件一致.地球化学显示这些岩石的原岩为不成熟的沉积岩,可能形成于大陆边缘或大陆岛弧环境.变沉积岩中的碎屑锆石U-Pb年龄主要集中在1800 Ma左右和540～600 Ma之间,结合锆石Hf同位素特征,表明其原岩的碎屑来源既有周缘陆块的前寒武纪变质基底物质,又有新元古代-早古生代新生洋壳或增生物质.同时,这些数据也表明北祁连早古生代洋壳俯冲过程中发生了活动大陆边缘的构造剥蚀作用,即形成于上盘的沉积物(弧前盆地或增生楔)被构造作用运移到俯冲带中,并俯冲到60～70km深处,遭受榴辉岩相变质作用,然后折返到地表.     

塔里木盆地下寒武统底部层状硅质岩微量元素和稀土元素地球化学特征及其成因意义

下寒武统底部是揭示地球发育演化历史的关键层段 ,在该层位中广泛发育有一套黑色页岩夹硅质岩的岩石组合。在这套岩石组合中蕴含着诸如 Rodinia大陆裂解这样岩石圈演化的重要信息。塔里木盆地北部下寒武统底部黑色岩系由黑色页岩夹薄层硅质岩组成。本文从塔里木盆地北部肖尔布拉克和苏盖特布拉克两个厚度分别为 8.8m和 7.5 m的寒武系露头剖面的黑色页岩夹硅质岩组合中的硅质岩从底到顶系统采取了 10个样品。样品经粉碎后进行了微量元素和稀土元素分析。结果表明 ,硅质岩的微量元素中 ,V,Cu,Zn,U,Pb,Ba,Cd,Ag,Mo,As和 Sb高度富集 ,而 R…     

北祁连中段浪力克—牛头山一带地球化学特征

近年来,部署在重要成矿区带的1：5万区域矿产调查在全国陆续展开,这对提高地质矿产研究程度,进一步圈定找矿靶区具有重要意义。其中要求进行1：5万水系沉积物测量、高精度地面磁测、自然重砂测量和遥感异常提取。本文以甘青交界的浪力克一牛头山一带1：5万区域矿产调查中水系沉积物测量实际资料为依据,探讨了浪力克铜矿区及其区域地球化学特征,认为Cu、Pb、Zn、Au、Ag异常分布与含铜火山岩系分布一致,异常规模显示该矿外围仍具有较大的找矿潜力。     

北祁连金佛寺岩体地球化学特征及构造意义

金佛寺岩体为北祁连华力西早期形成的一个较大的复式深成岩基,主要岩石类型为二长花岗岩、黑云二长花岗岩和正长花岗岩,为高钾钙碱性岩系,具高钾、高铝和低钛的特点;REE分布模式为弱Eu异常;在Peace的Rb-Y-Nb图解中位于后碰撞花岗岩类区。岩体的同位素锆石U-Pb年龄为345.0±75.0Ma,代表其形成时代为晚泥盆世...     

北祁连东段新元古代火山岩的发现及其特征和形成环境

1/ 5万石门川幅、老龙湾幅区域地质调研结果表明 ,北祁连东段上吊吊坡地区存在新元古代火山岩 ,Sm- Nd同位素测试结果为 72 3.1± 2 5.0 Ma。地球化学特征揭示该套火山岩为拉斑玄武岩系列 ,稀土、微量元素特征及 Nd同位素特征证明其形成于岛弧环境 ,它是中国大陆在元古代晚期固结过程的产物 ,与当时华北陆块所处的大地构造背景相一致     

北祁连九个泉玄武岩的形成环境及地幔源区特征：微量元素和Nd同位素地球化学制约

北祁连九个泉蛇绿岩中的玄武岩的MORB，根据其地质产状和地球化学特征又可以分为两部分，剖面下部的玄武岩为N－MORB，上部的玄武岩主要为E－MORB。玄武岩多数具有Nb负异常，从下向上，九个朱武岩的Th,Nb,LREE,Zr等含量及（La/Yb)N,(La/Sm)N,Ce/Zr,Zr/Y,Th/.La,Th/Yb比值逐渐增加，并伴随着Y，Yb,Lu,Sc含量，Zr/Nb和La/Nb比值以及εEd(t)的逐渐减小，不相容元素比值及εNd(t)之间具有很好的相关性，上述特征反映不均一地幔部分熔融过程中N－MORB源区和富集地幔之间的混合作用，微量元素和Nd同位素地球化学特征表明九个泉蛇绿岩形成于弧后盆地中的海山环境，玄武岩的化学成分在垂向上的变化记录了海山生长并逐渐远离扩张脊的动态的地质过程，海山可能是形成蛇绿岩的一种重要环境。     

甘肃景泰崔家墩下奥陶统阴沟组砂岩化学组分特征及物源区构造背景判别

甘肃景泰一带早奥陶世沉积了以浊流砂岩夹板岩为主的阴沟组。崔家墩剖面阴沟组较为发育,总体分为两个岩性段,但东西向逆冲断层造成地层垂向不连续。北段（下段）为粉-细砂岩、板岩夹硅质岩;南段（上段）为岩屑含量较多的岩屑砂岩夹板岩,硅质岩少或无。对阴沟组砂岩进行主化学组分特征分析,其特征指标：Fe₂O*3+MgO值为503%～17.63%,Al₂O₃/SiO₂值为0.12%～0.28%,K₂O/Na₂O值为0.25%～1.26%及 Al₂O₃/（CaO+Na₂O）值为1.01%～3.53%。利用砂岩的化学组分特征结合岩相学分析,可以判断物源区特征及大地构造背景。研究表明:该套浊积砂岩下部物源主要来自北部的阿拉善地块及该地块上的古老造山带,为被动大陆边缘背景;上部碎屑主要来自南侧岛弧中基性火山岩,为活动大陆边缘初始弧后盆地构造背景。     

中祁连东段古生代花岗岩的年代学、地球化学特征及其大地构造意义

位于中祁连中东段的董家庄花岗岩体和新店花岗岩体侵位于高级变质岩中.对其中的锆石所做LA-ICP MS定年表明,董家庄岩体和新店岩体的侵位年龄均为古生代.两个岩体均表现出强过铝、高K、K/Na,低Mg、Fe、Ca的主量元素特征,并富集Rb、Th、Pb亏损Ba、Nb、Sr、P、Ti,具有明显的Eu负异常和轻稀土富集.(87Sr/86Sr);分别为0.7129和0.7106,εNd(t)分别为-6.6和-5.2.综合研究表明它们为同碰撞的强过铝S型花岗岩,源岩为变杂砂岩.     

祁连造山带东段中寒武世深沟组中-基性火山岩锆石U-Pb年龄、地球化学特征及构造环境

拉脊山构造带南东端磨沟地区出露一套变安山岩夹片理化变玄武岩组合,其原岩分别为亚碱性拉斑系列安山岩和玄武岩。研究表明,变安山岩锆石U-Pb年龄为503.1±6.6Ma,形成于中寒武世。玄武岩稀土元素总量为93.40×10~(-6)～135.39×10~(-6),(La/Yb)_N值为2.76～3.64,δEu为0.87～1.00,微量元素蛛网图具有不相容元素富集特征,没有明显的Nb、Ta负异常,与板内火山岩特征相似。安山岩稀土元素总量低于玄武岩,而微量元素蛛网图具有富集大离子亲石元素Cs、Rb、Ba等,亏损高场强元素Nb、Ta、Ti等特征。岩石成因研究表明,玄武岩没有经历显著的地壳混染,为软流圈地幔石榴子石+尖晶石二辉橄榄岩低程度部分熔融的产物,而安山岩为地壳部分熔融的产物。构造环境判别表明,深沟组火山岩形成于大陆裂谷环境,表明祁连地块中部的拉脊山构造带南东端可能没有发育成熟的洋盆系统,随后在南祁连洋早古生代俯冲消减过程中以裂谷型岩石圈碎片的方式构造侵位于中祁连地块南缘。     

Archean granulite gneisses from eastern Hebei Province,China: rare earth geochemistry and tectonic implications

The granulite gneisses and their retrograded products of the Qianxi Group from eastern Hebei Province, China, have been investigated for their isotope and trace element geochemistry. A consistent age of about 2.5 AE has been obtained by the Rb-Sr and Sm-Nd whole-rock isochron methods, in agreement with the zircon U-Pb data (Pidgeon 1980; D.Y. Liu, unpubl.). Geochemical arguments from initial isotopic ratios (I_Sr and I_Nd) and elemental distribution patterns have led us to conclude that this age of about 2.5 AE represents the time of granulite facies metamorphism, which must have followed closely the primary emplacement of their protoliths. Previous claims for early Archean ages (>3.5 AE) of these granulites are not substantiated. The mineral isotope systematics register an important thermal event at about 1.7 AE, roughly corresponding to the time of the widespread Luliang Orogeny (Ma and Wu 1981) or Chungtiao Movement (Huang 1978).The granulites of the Qianxi Group have diverse compositions ranging from ultrabasic through basic-intermediate to acid. Discriminant function calculations suggest that most analyzed samples have igneous parentage. Only a few show characteristics of metasedimentary rocks. The igneous protoliths apparently belong to two series — tholeiitic and calc-alkaline, with the latter dominating in abundance. The majority of the acid granulites have compositions corresponding to tonalite-granodiorite.Except for ultrabasic and metasedimentary rocks, all REE patterns are significantly fractionated with LREE enrichment. The degree of fractionation, as measured by the (La/Yb)_N ratios, is most important in the acid granulites. These rocks often show positive Eu anomalies and HREE depletions that are typical of Archean TTG rocks (tonalitetrondhjemite-granodiorite).The existence of komatiites has been previously reported in this region. Although a few rocks have a major element chemistry similar to that for peridotitic komatiites, the lack of associated members in a komatiitic series and the scarcity of REE data have not confirmed the true komatiite occurrence in this region.Many Qianxi granulites are highly depleted in Rb relative to K and Sr. This preferential Rb depletion during granulite facies metamorphism has led to very high K/Rb and very low Rb/Sr ratios. The most comparable case is found in Lewisian granulites.Although the fractionated REE patterns of the basic granulites somewhat resemble those of continental flood basalts, the highly different abundances in other incompatible elements (Ti, Zr, and Ba) readily distinguish them from each other. Nevertheless, the LREE enriched patterns of the basic granulites may suggest an origin of their protoliths by partial melting of LREE-enriched mantle sources. On the other hand, the REE patterns of acid granulites suggest that their protoliths could be derived by partial melting of quartz eclogite, amphibolite or basic granulite.The close time relationship for a series of geologic events, namely, from initial melting of mantle peridotites, through fractional crystallisation of basaltic magmas, to granulite facies metamorphism, seems to occur in many granulite terrains. This relationship, together with the juxtaposition of lithologies of different origins and the exceptionally high pressure conditions (>10 Kb) can be best explained by crustal underplating combined with intracrustal thin-skinned thrusting and stacking of crustal slices. The andesitic or island arc model for the formation of the lower continental crust is not in good agreement with the present geochemical data.     

北祁连山东段海原一带海原群变质岩原岩恢复及其构造背景

对海原群的岩石组成、原岩性质和构造环境的研究表明,海原群中云母片岩、石英片岩的原岩是泥质岩、杂砂岩等,大理岩、石英碧的原岩为白云岩一灰岩、石英砂岩或硅质岩,绿片岩和角闪岩的原岩为基性火山岩或次火山岩,蛇纹岩的原岩为超镁铁质岩。变质沉积岩的形成构造环境判别结果表明,它们形成于活动大陆边缘,介于岛弧与稳定陆缘之问。变质基性火山岩主要亦介于岛弧拉斑玄武岩与板内玄武岩之间,部分显示洋脊玄武岩的特征。认为海原群形成于岛弧一弧后盆地的构造环境。     

北祁连山东段海原一带海原群变质岩原岩恢复及其构造背景

对海原群的岩石组成、原岩性质和构造环境的研究表明,海原群中云母片岩、石英片岩的原岩是泥质岩、杂砂岩等,大理岩、石英岩的原岩为白云岩—灰岩、石英砂岩或硅质岩,绿片岩和角闪岩的原岩为基性火山岩或次火山岩,蛇纹岩的原岩为超镁铁质岩。变质沉积岩的形成构造环境判别结果表明,它们形成于活动大陆边缘,介于岛弧与稳定陆缘之间。变质基性火山岩主要亦介于岛弧拉斑玄武岩与板内玄武岩之间,部分显示洋脊玄武岩的特征。认为海原群形成于岛弧—弧后盆地的构造环境。     

BIF微量稀土元素分析方法及其在冀东司家营铁矿中的应用

以硅铁条带交替出现为特征的条带状铁建造(BIF)是世界上最重要的铁矿资源类型,精确分析磁铁矿的化学组成具有重要意义。本文开展了磁铁矿样品不同溶样方法分析结果的比对,并详细分析和讨论了冀东司家营铁矿磁铁矿与燧石单条带的微量及REE元素分析的地球化学特征。分析结果表明,对于磁铁矿样品,常规HF+HNO₃溶样法与HBr+HNO₃组合溶样法具有一致的溶样效果;司家营BIF的Zr,Sc,Th含量极低,表明未受陆源碎屑的污染;铁质与硅质具有低LREE、高HREE、La和Y正异常的海水REE特征,同时具有Eu正异常的热液REE特征;Ce负异常的缺乏,说明当时的古海洋是一个缺氧的环境。研究发现富铁条带的稀土总量大于富硅条带的稀土总量,这可能与硅、铁沉积物的地球化学习性相关,铁质沉积物更易吸收稀土元素。富矿和普通矿石具有原生的热液与海水的混合来源,部分富矿受到后期流体的强烈扰动,甚至表现出热液流体的特征。     

东天山党罗塔格构造带晚古生代火山岩地球化学特征及意义

本文报道了觉罗塔格构造带中企鹅山群和雅满苏组火山岩的元素和Sr-Nd同位素地球化学研究结果。企鹅山群和雅满苏组火山岩分别以低钾拉斑系列和钙碱性系列为主，玄武岩和安山岩均相对于N-MORB富集轻稀土元素和Sr、Ba、Th等大离子亲石元素，而亏损Nb、Zr和Ti等高场强元素，具有较高的Th/Ta和Ta/Yb比值，表明这些火山岩形成于具有陆壳基底的岛弧环境。但是，雅满苏组比企鹅山群具有偏高的K2O、Rb、Th、U、Nb、Zr和REE等不相容元素含量和较高的K2O／Na2O比值。Sr-Nd同位素组成表明企鹅山群和雅满苏组都来自亏损的地幔源区，但后者遭受了明显的陆壳物质混染。这种地球化学组成的差异反映了陆壳基底性质和厚度的不同。结合已有的地质调查结果，我们认为康古尔断裂作为俯冲带是比较合理的，早石炭世存在康古尔洋，而且它很可能发生了南北双向俯冲作用。企鹅山群火山岩是向北侧俯冲在大南湖泥盆纪岛弧南侧增生的产物，而雅满苏组火山岩是通过向南俯冲在中天山地块北缘形成的陆缘弧火山岩。     

Geochemical fixation of rare earth elements into secondary minerals in sandstones beneath a natural fission reactor at Bangombé, Gabon

To study geochemical processes for migration and fixation of fissiogenic rare earth elements (REE) in association with uranium dissolution, in situ isotopic analyses using an ion microprobe were performed on U- and REE-bearing secondary minerals, such as coffinite, françoisite, uraniferous goethite, and uraninite found in a sandstone layer 30 to 110 cm beneath a natural fission reactor at Bangombé, Gabon. Phosphate minerals such as phosphatian coffinite and françoisite with depleted ²³⁵U (²³⁵U/²³⁸U = 0.00609 to 0.00638) contained large amount of fissiogenic light REE, while micro-sized uraninite grains in a solid bitumen aggregate have normal U isotopic values (²³⁵U/²³⁸U = 0.00725) and small amount of fissiogenic REE components. The proportions of fissiogenic and non-fissiogenic REE components in four samples from the core of BAX03 vary in depth ranging from 30 cm to 130 cm beneath the reactor, which suggests mixing between fissiogenic isotopes from the reactor and non-fissiogenic isotopes from original minerals in the sandstone. Significant chemical fractionation was observed between Ce and the other REE in the secondary minerals, which shows evidence of an oxidizing atmosphere during their formation. Pb-isotopic analyses of individual minerals do not directly provide chronological information because of the disturbance of U-Pb decay system due to recent geologic alteration. However, systematic Pb-isotopic results from all of the minerals reveal the mobilization of fissiogenic isotopes, Pb and U from the reactor in association with dolerite dyke intrusion ∼0.798 Ga ago and the formation of the secondary minerals by mixing event between 2.05 Ga-old original minerals and reactor materials due to recent alteration.