矿物微区原位分析与同位素地球化学分析技术在地学中应用

微区原位分析以高空间分辨率和微量分析为核心,结合同位素地球化学的分析技术,满足了地质过程描述中对时间、物质来源、成因环境的识别需求。该文介绍了微区原位分析技术特点及同位素地球化学应用的基本原理。以锆石U-Pb定年为例,回顾U-Pb同位素测年的技术发展,介绍了SHRIMP技术的发展。在此基础上,结合地学研究的需求,提出了未来微区分析技术的发展趋势。     

玲珑金矿西山脉岩SHRIMP锆石UPb年龄

SHRIMP IIe MC具备高分辨、高灵敏、高精度和微量及原位微区分析的特点,可以进行20μm范围内的原位同位素分析,保持了测定对象原有的性质。玲珑西山脉岩锆石的氧同位素值显示了幔源数据特征,也具较强的壳源特征,这指示了再循环地壳或沉积物的贡献。SHRIMP U-Pb定年测试得出,55号脉的成岩年龄为(125.80±0.86)Ma,成矿时代为早白垩世,后地金矿的成岩年龄为(142.77±0.96)Ma,成矿时代是燕山早期。     

广西横州新村岩体锆石U-Pb同位素测年及其地质意义

文章为精准测定横州新村岩体的形成年代、岩浆源区性质、侵入年代及成因构造环境,对横州新村岩体的侵入地质环境、岩石地球化学及LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年龄等进行分析,获得横州新村岩体最后的成岩年龄为(246.6±0.54)Ma,平均年龄为(246.5±1.0)Ma,确定横州新村岩体侵入年代为印支期中三叠世产物,属...     

准噶尔盆地东北缘卡拉麦里花岗质岩体年代学、地球化学特征及铀成矿潜力

准噶尔盆地东北缘卡拉麦里地区发育大量花岗质岩体,岩性主要为碱长花岗岩,以及少量石英二长岩和二长花岗岩.以上述3种岩体为研究对象,进行了锆石U-Pb年代学、Hf同位素和岩石地球化学研究.花岗质岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为325～308 Ma,形成时代为晚石炭世.岩石地球化学特征显示其属于准铝质—弱过铝质高钾钙...     

锡石U-Pb同位素定年的理论基础及方法进展

锡石是最主要的锡矿矿石矿物,常见于部分花岗岩中,其晶格中常富含的U可作为定年矿物。近年来随着U-Pb/Pb-Pb同位素年代学的发展,锡石应用于U-Pb同位素定年日趋广泛。本文介绍了锡石用于U-Pb同位素定年的前提条件及理论基础,阐述了锡石的利用历史及其研究现状,并对测试方法的进展做了较系统的叙述,提出锡石年代学在矿床学及岩石学研究中具备更宽广的应用前景。     

向阳坪铀矿床沥青铀矿微区原位LA-ICP-MS U-Pb年龄及稀土元素特征

向阳坪矿床作为苗儿山矿田近年来新发现的花岗岩型铀矿床，发育大量原生沥青铀矿脉。为了进一步厘清铀矿床铀成矿年龄体系，采用LA-ICP-MS测试技术，对钻孔中揭露的脉状沥青铀矿开展了微区原位U-Pb同位素定年及稀土元素特征研究。LA-ICP-MS分析结果显示，向阳坪地区存在2期铀矿化，U-Pb年龄为51.59 Ma和41.10 Ma，前者为向阳坪矿床主成矿年龄，后者为后期流体活动导致沥青铀矿蚀变的热事件时间，分别与沙子江矿床主成矿期65~50 Ma、45~40 Ma相吻合。沥青铀矿稀土元素特征表明，稀土元素总量相对较高，具有明显的负Eu异常，其配分模式呈海鸥型，与低-高品位铀矿石的稀土元素配分模式相似，而与新鲜花岗岩、蚀变花岗碎裂岩的"右倾型"相区别。沥青铀矿稀土元素与铀元素的迁移具有同步性，为低温下晶出沉淀的产物。      

地球化学在物源及沉积背景分析中的应用

物源分析是盆地分析和古地理分析不可或缺的内容和方法,地球化学在物源及沉积背景分析中起着非常重要的作用.运用文献研究法对“地球化学在物源及沉积背景分析中的应用”有关文献进行了研究,分析阐述了常量元素分析、稀土-微量元素分析以及裂变径迹、K-Ar、Ar-Ar、Rb-Sr、Sm Nd、U-Pb、Re-Os、S、O、Si同位素分析等方法及其优势与不足.结果表明:常量元素、稀土-微量元素分析在源区物质组成、构造背景、源区风化强度、成分成熟度及氧化-还原条件判别方面有很好的应用效果;各种同位素分析体系在不同目的的研究中具有自身优势,均得到了很好的应用.但影响岩石化学成分的因素较多,特别是对于沉积岩,很容易受外生营力的影响;物源及沉积背景分析中的地球化学方法运用单一;对研究区区域地质情况的研究不足.为此,建议在利用地球化学方法进行物源及沉积背景分析时,需要充分认识影响碎屑沉积物化学组成的因素,综合运用多种方法进行物源区分析,扬长补短,同时要特别注意对区域地质情况的研究.     

安徽铜山铜(金)矿床锆石U-Pb年代学和Hf同位素地球化学

安徽池州的铜山岩体是长江中下游地区沿江岩浆岩主带中的含矿岩体之一,其形成年龄及岩石成因尚存在争议。该岩体主要由石英闪长玢岩、石英二长斑岩和花岗闪长岩组成,与铜金矿化关系密切。对铜山矽卡岩型铜(金)矿床的花岗闪长岩开展了锆石U-Pb定年和Hf同位素地球化学研究。岩石地球化学及同位素年代学研究结果表明:花岗闪长岩侵入年龄为(146.3±3.2)Ma,形成于早白垩世;锆石εHf(t)值平均为-5.23,说明铜山侵入岩具有壳幔混合的岩浆岩源区性质;锆石的二阶段Hf模式年龄分布在1 184.51~1 422.72Ma之间,说明岩浆源区与皖南地区出露的中元古代基底有密切关系。构造判别图解显示,铜山岩体属火山弧花岗岩,与长江中下游铜金矿床含矿岩体形成于同一构造背景下,据此推测铜山地区大地构造背景形成于与古太平洋板块俯冲密切相关的大陆边缘岩浆弧环境。     

非质量硫同位素分馏效应研究进展

非质量硫同位素分馏效应是目前国际上最前沿的稳定同位素地球化学研究领域之一。在简要介绍非质量分馏理论的基础上,对近几年非质量硫同位素分馏效应的最新研究成果进行总结和分析。关于非质量硫同位素分馏的微观来源机制存在较多争议,有待于进一步探索;采用SF6为工作气体是现有硫同位素高精度测定的主要制样技术;非质量硫同位素分馏效应研究为火星大气演化及火星生命痕迹探询、古代大气氧化条件、地球早期硫循环、火山活动对气候的影响等重大地质科学问题的解释开辟了一条独特的新途径。最后对非质量硫同位素分馏领域研究趋势进行了探讨。     

地下水硫酸盐溯源的进展、问题和发展趋势

识别地下水溶解性硫酸盐来源及其生物地球化学循环过程是保障饮用水安全和水生态安全的重要前提, 对于地下水资源的管理和保护具有重要的意义。在广泛查阅文献的基础上, 总结了不同地下水硫酸盐来源δ34S_SO4和δ18O_SO4值域范围; 综述了地下水硫酸盐溯源及硫生物地球化学循环过程解析的研究进展, 指出了存在问题和发展趋势。地下水硫酸盐来源识别方法经历了水化学方法→单同位素→双同位素→多同位素和多示踪剂定性识别→定量评估的发展历程; 因特定地域来源的硫、氧同位素差异和生物地球化学转化过程等因素的影响, 地下水硫酸盐溯源尚存在较大的不确定性。建议在地下水流系统框架上结合土地利用分布, 布置采样点采集污染源和地下水样品, 测定水化学和硫酸盐的硫氧同位素值及其他辅助性示踪剂同位素值或浓度, 利用多学科、多方法充分融合研究区水文地球化学、渗流场、土地利用等信息, 解析地下水硫酸盐的来源及其贡献, 以支撑地下水资源保护和污染防治的科学实施。      

川滇黔接壤地区铅锌矿床成矿物质来源：方铅矿原位Pb同位素制约

位于扬子板块西南缘的川滇黔铅锌矿集区,是我国以碳酸盐岩为容矿岩石的铅锌矿产最为集中发育的区域,在我国铅锌成矿区/带中占有重要地位。尽管以往研究取得了丰硕的理论认识和找矿成果,但是对研究区铅锌矿床的成矿物质来源一直存有争议。以9个赋存于震旦系(乌斯河、赤普、银厂沟和茂租矿床)、泥盆系(火德红、毛坪和猫榨厂矿床)和石炭系(毛坪、会泽、亮岩和猫榨厂矿床)中的铅锌矿床为例,进行了较为系统的方铅矿原位Pb同位素地球化学综合研究。结果表明：(1)乌斯河、赤普、银厂沟、茂租、火德红、毛坪、猫榨厂、会泽、亮岩矿床原位Pb同位素组成的线性关系明显,其Pb-Pb等时线年龄约为2.5 Ga((2 574±30)Ma),暗示这些矿床的成矿物质来源相同,且太古代—古元古代结晶基底岩石是最可能的主要金属源区;(2)在赋矿地层时代上,Pb同位素组成由老(震旦系)至新(石炭系)逐渐增加;在赋矿层位空间上,Pb同位素组成由北(西)部的乌斯河、赤普矿床向南(东)部的猫榨厂、亮岩矿床逐渐增加;这些特征暗示其是同一成矿流体不同演化阶段的产物,且在区域尺度上来源或流经结晶基底岩石的成矿流体由深部向浅部、由北(西)向南(东)方向...     

浙西北前震旦纪火山岩的Nd、Sr同位素地球化学

在浙西北双溪坞群和上墅组火山岩系获得较可靠的Sm－Nd同位素年龄的基础上，本文进一步做了Nd、Sr同位素地球化学研究。∈Nd（T）和∈Sr（T）示踪判别了该区前震旦纪火山岩浆源区特征及其物质来源。同时，Nd同位素模式年龄为该区存在更古老基底提供了重要的地质年代信息。     

长江上游表壳岩系Pb同位素组成特征及对三峡贯通的示踪意义

理论分析表明,碎屑钾长石Pb同位素在大河流域沉积物物源示踪及追索河流演化研究中具有独特意义。近年来,随着
单颗粒碎屑矿物微区分析技术的快速发展,碎屑钾长石Pb同位素已成为一种有效的物源示踪方法,在判别沉积物物源、重建古水
系等方面已得到了较好的应用,同时沉积物全岩的Pb同位素能对碎屑钾长石Pb同位素的示踪起到一定的补充作用。通过对长
江流域不同河段和支流流域钾长石及全岩Pb同位素的空间分异特征的即可识别性分析、河流地貌和水文特性对源-汇之间物质
的可通达性分析以及流域地质环境条件的分析,认为利用Pb同位素方法来示踪江汉盆地不同时期沉积物的源区,并重建长江水
系的演化过程是可行的。最后对开展此项研究的思路进行了讨论。      

电子探针的研制现状与分析

电子探针分析具有微区、原位、无损、分析速度快、分析元素范围广、定量分析准确度高等特点,是固体物质微区原位元素组成定量分析的主要技术手段,广泛应用于材料、地质、冶金、矿产、电子、生物、考古、空间科学等领域,但我国的电子探针长期依赖于进口,存在着“卡脖子”的风险。本文回顾了电子探针的研制历史,梳理了国内外电子探针的研制现状,总结了我国电子探针研制存在的问题和短板,指出了电子探针研制的发展趋势,以期为我国电子探针的研制提供借鉴。     

[中国太古地壳演化:泰山杂岩,由长期亏损的地幔成长新生地壳的证据]简介

法国学者江博明及地科院地质所沈其韩我局董一杰等在泰山近年工作后,于1988年在国外期刊“前寒武研究”上发表了以上论文。这篇论文中心意思,是以泰山为例,推论我国太古地壳发展过程,同时发表了泰山杂岩中各个岩体的时代数据。这里只简要地介绍太古地壳成长的设想及各岩体(包括事件)同位素测定数据。原文在简述了泰山地质岩石学地球化学地质年代学之后,谈到了“泰山杂岩成因及演化”,附了一张地壳演化图解。现在将这个图解摘介如下,有关稀土年代学图表、锶同位素、     

可可西里北缘中新世火山活动带的基本特征

可可西里北缘火山活动带为可可西里中新世火山活动区数条火山活动带之一,其特征十分典型。本文以火山地质、同位素、岩石化学以及稀土元素地球化学为基础对其岩浆来源、演化、火山活动规律进行了研究。该火山带粗安岩-粗面岩-亚碱性流纹岩组合与世界高原溢流玄武岩类似,同时反映大陆伸展的构造环境。     

SHRIMP锆石U—Pb测年方法简介

该文对SHRIMP锆石U-Pb同位素测年方法从野外取样、碎样、矿物分选、制靶、显微照相和图片标记处理及测试进行了介绍,同时对LP-ICPMS法和TIMS法进行了简要说明。SHRIMP法对前寒武纪地质体年龄的测定具重要定年意义。     

大兴安岭北部上其地区中生代花岗岩年代学、岩石地球化学特征及构造背景

大兴安岭上其地区中生代花岗岩位于西伯利亚板块东南陆缘增生带中的乌尔其汉火山型被动陆缘与东乌旗-扎兰屯火山型被动陆缘接触带,该区构造研究可为大兴安岭的隆升研究提供信息。对研究区中生代花岗岩进行了系统的岩石地球化学特征及锆石U-Pb同位素年代学研究,并对其构造背景进行了讨论。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果显示,这些花岗岩主要形成于早侏罗世和晚侏罗世,修正了前人把测区二长花岗岩、正长花岗岩划归晚石炭世的观点。岩石化学特征表明,研究区花岗岩均属于碱性岩,具有高钾、硅饱和、准铝质-弱铝质岩石的特征;系列判别图解显示研究区早侏罗世花岗岩为I型花岗岩,晚侏罗世花岗岩为高分异I型花岗岩,形成于后造山或碰撞后的构造环境,代表了伸展的大地构造背景。      

金川铜镍硫化物矿床Hf同位素地球化学特征与岩浆源区

金川铜镍硫化物矿床是中国最大镍资源基地,形成于新元古界超镁铁质小岩体中,围岩是古元古界白家嘴子组一套角闪岩相变质岩,矿床的成矿关键因素一直受到广泛关注。详细的地质填图发现岩体与围岩为侵入接触,呈岩席状产出,西南部为岩体顶部,东北部为岩体底部。通过SHRIMP锆石U-Pb年代学及Hf同位素研究,获得矿床中锆石年龄平均为(840±10)Ma,与前人获得的年龄(831.8±0.6)Ma在误差范围内一致,代表成岩年龄的锆石εHf(t)值主要集中在-8.52~-4.85;Hf模式年龄大于锆石U-Pb年龄,表明其岩浆源区受到过地壳物质的混染或来自于富集地幔。Hf-Sr-Nd-Pb-Os同位素研究发现,形成金川铜镍硫化物矿床的岩浆源区属于Ⅰ型富集地幔(EMⅠ),成岩成矿地质背景与陆内裂谷有关,这种特殊的构造环境与地幔源区可能对形成金川超大型铜镍硫化物矿床发挥了重要贡献。     

即墨地区莱阳群底部止凤庄组地质特征及其碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄地质意义

为了了解盆地沉积初期的物源特征,对位于胶莱盆地东缘即墨地区早白垩世莱阳群止凤庄组沉积特征、物质组成及碎屑锆石进行了U-Pb同位素测年研究。野外调查表明,止凤庄组为一套陆源碎屑沉积,具有近源沉积的特点。南泊一带止凤庄组底部碎屑岩碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄介于233~734 Ma,年龄分布于5个区间,呈现明显的幕式特征,至少记录了2次重要的构造热事件。侵入于止凤庄组石英二长岩的锆石U-Pb加权平均年龄为(123.50±0.95)Ma,限定了止凤庄组地层沉积上限年龄为123.50 Ma。综合分析认为,止凤庄组物源主要来自苏鲁造山带,部分来自扬子板块。这有助于了解胶莱盆地沉积初期其物源区苏鲁造山带的地体情况。