• 2013年第87卷第9期文章目次
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    • 沂沭断裂带中南段钾质火山岩的元素地球化学与Sr-Nd-Hf同位素组成及其对岩石成因的制约

      2013, 87(9):1193-1210.

      摘要 (1764) HTML (11) PDF 19.25 M (3478) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文以沂沭断裂带中南段莒南-大店一带的钾质火山岩为对象,系统研究了它们的岩石学、元素地球化学和Sr-Nd-Hf同位素组成特征,据此探讨了源区地幔富集机制及岩石成因。莒南钾质火山岩主要为一套安粗质火山-次火山岩组合,大店多发育粗面质火山岩,二者的锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄基本一致,均约为118Ma。在化学组成上,这套火山岩均偏碱性,里特曼指数()介于4.10~5.07,且富钾(K2O=4.21% ~ 5.77%),在SiO2-K2O和K2O-Na2O关系图上,均投影在钾玄岩系区。安粗质和粗面质火山岩均富大离子亲石元素(Cs, Rb, Th, U, Pb)和轻稀土元素,贫高场强元素(Nb, Ta, P, Ti),但粗面质火山岩具较显著的Ba、Eu负异常,且轻重稀土比值较低。二类火山岩均具有富集且较均一的Sr-Nd同位素组成(ISr=0.7086 ~0.7091,εNd(t)=-16.9~-18.2),锆石εHf(t)值均为显著的负值(安粗质岩:-22.3~-24.3,粗面岩:-19.7~ -23.6)。元素和同位素组成的综合分析表明,区内钾质火山岩的源区地幔极可能遭受了因扬子板块深俯冲和华北克拉通岩石圈拆沉等多次富集事件的影响。至早白垩世,随着郯庐断裂引张的加剧,诱发了软流圈地幔上涌,同时在断裂减压作用的影响下,促使了这一经叠次改造的富集地幔的部分熔融,由此产生的岩浆经进一步分异演化,导致了区内钾质火山岩的形成。

    • 滇西来利山锡矿正长花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及地质意义

      2013, 87(9):1211-1220.

      摘要 (1686) HTML (12) PDF 7.95 M (3945) 评论 (0) 收藏

      摘要:滇西来利山锡矿位于滇西锡成矿带的腾冲-梁河锡成矿亚带,地处三江构造带南段腾冲地块,怒江缝合带和密支那缝合带之间。锡矿体产于中石炭统丝光坪组断裂破碎带及与来利山复式岩体东南边缘的正长花岗岩接触带,成矿与正长花岗质岩浆活动关系密切。正长花岗岩SiO2含量76.00%~77.10%、Al2O3含量12.62%~13.50%、TFeO/MgO为9.79~72.50,具富硅、铝,铁高镁低的特征;铝饱和度(A/CNK)为1. 02~1. 32, K2O/Na2O 为1.42~2.26, 里特曼指数(δ)1.40~2.29, 属高钾钙碱性、过铝质花岗岩系列;岩石ΣREE值为98.68×10-6~191.89×10-6,强烈的负Eu异常(δEu=0.07~0.10),铈异常无明显特征(δCe= 0.63~0.99),LR/ HR为0.19~0.69,(La/Yb)N为0.31~1.24,轻重稀土没有明显的分异性;P、Ti强烈亏损,Ba、K、Nb亏损,La、Zr、Th富集,为壳源 S 型同碰撞花岗岩;LA-MC-ICP-MS U-Pb法测定其成岩年龄为(52.53 ±0.29)Ma(MSWD=1.8), 是中始新世印度-欧亚大陆碰撞造山作用的产物,是在地壳强烈挤压、增厚,由上地壳泥质岩类在不饱和水条件下低程度部分熔融岩浆侵位冷凝形成。来利山锡矿的成矿物质主要来源于围岩及花岗岩,成矿流体以岩浆水为主,成矿时代与正长花岗岩成岩年龄一致,锡矿是该区在喜山早期印度板块与欧亚大陆碰撞造山运动岩浆活动的成矿响应,表明该

    • 桂东南马山杂岩体地球化学与锆石U-Pb同位素年代学特征及其地质意义

      2013, 87(9):1221-1232.

      摘要 (1273) HTML (11) PDF 3.80 M (2362) 评论 (0) 收藏

      摘要:对桂东南马山杂岩体中的辉长岩进行了锆石原位LA-ICP-MS分析,获得了157.8±2.4Ma的206Pb/238U的加权平均年龄,表明该岩体形成于燕山早期的晚侏罗世。两件样品具有极低的SiO2,指示其为堆晶成因,无Nb、Ta亏损表明它们形成时没有受到明显地壳物质混染,因此其+4.46和4.24的d(158Ma)值反映了岩浆来自中度亏损的地幔源区,是对幔源物质亏损程度的最大估计;中基性岩具有类似于OIB的微量元素特征,不同程度的弱Nb、Ta亏损以及Sr、Nd同位素的变化,指示了幔源岩浆受到了不同程度的地壳物质的混染;相对于华南大多数同期或中生代花岗岩,马山杂岩体中花岗岩具有较小的d值和年轻的T2DM年龄,指示岩体形成时幔源物质的加入。因此,桂东南地区在燕山早期为拉张环境,马山杂岩体为板内拉张环境下中等亏损程度的地幔源区和下地壳物质部分熔融作用导致的岩浆作用产物。

    • 冀北赤城地区古生代变质作用年代学研究及地质意义

      2013, 87(9):1233-1246.

      摘要 (1521) HTML (14) PDF 32.84 M (2582) 评论 (0) 收藏

      摘要:赤城地区退变榴辉岩的围岩以黑云斜长片麻岩为主,其原岩是元古代红旗营子群和古生代的表壳岩;退变榴辉岩原岩则为其中的基性侵入体。本文通过赤城地区退变质榴辉岩及围岩的锆石U-Pb年代学研究,对华北北缘古生代以来的地质演化提出了新的认识。峰期榴辉岩相变质作用发生于355Ma,代表俯冲作用发生的年龄,在320~300Ma的抬升过程中发生角闪岩相退变质,随后在280~290Ma期间存在一期大规模强烈的热事件,影响范围大,流体丰富,锆石发生了强烈的重结晶,因此使得之前记录的年代学信息难以保存。西四道沟的变质闪长岩记录了240Ma左右的一次变质事件。由此反映了赤城地区在古亚洲洋闭合的过程中陆壳发生俯冲,并遭受榴辉岩相变质作用,之后整个华北北缘处于伸展环境,并遭受大规模热事件影响,一直到晚古生代-早中生代转为挤压环境,在晚古生代-早中生代最终完成闭合。

    • 大兴安岭全胜林场地区晚石炭世岩浆活动及其地质意义

      2013, 87(9):1247-1263.

      摘要 (1558) HTML (10) PDF 4.84 M (2252) 评论 (0) 收藏

      摘要:大兴安岭全胜林场地区位于兴蒙造山带东段的兴安地块,出露的晚古生代花岗岩主要由中粒黑云母二长花岗岩和中粗粒黑云母正长花岗岩组成,岩石未遭受变质作用。岩石地球化学特征显示两类花岗岩高硅(SiO2=75.72%~76.28%)、富碱(Na2O+ K2O=7.78%~8.89%)、弱过铝(Al2O3=12.42%~13.01%),TiO2、Fe2O3、FeO、MnO、MgO、CaO、P2O5等含量很低,标准矿物分子中石英、钠长石、正长石含量较高,出现少量刚玉分子和极少量的锆石、磷灰石、磁铁矿和钛铁矿等,但未见有碱性暗色矿物;稀土元素总量中等略偏高,轻重稀土分馏明显且轻稀土富集,具中等-较强的负铕异常;大离子亲石元素Rb、K、Pb较富集而Ba、Sr、Eu明显亏损,强烈亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素(HFSE)和P元素。岩石所具有的A/CNK<1.1、标准矿物刚玉分子<1%、A/NK>1.0、P2O5与SiO2负相关、较高的分异指数(DI=92.49~97.26)等特征以及偏低的锆石饱和温度(730~834℃),均显示其具有类似于高分异I型花岗岩的特点。岩石中锆石呈半自形-自形柱状,振荡环带较发育,Th/U比值较高(大多介于0.36~1.35),为岩浆成因锆石;四个样品的锆石U-Pb加权平均年龄分别为(322.2±1.2)Ma、(305.9±2.4)Ma、(301.3±2.6)Ma和(294.8±1.6)Ma,代表其岩浆侵位时代为晚石炭世至早二叠世,研究区内出露的二长-正长花岗岩为晚石炭世—早二叠世岩浆侵位活动的产物。岩相学、岩石地球化学、年代学研究以及区域构造演化表明,大兴安岭全胜林场地区晚石炭世岩浆侵位活动可能发生在兴安地块和松嫩地块碰撞拼合所造成的造山晚期-造山后伸展构造背景下,二者最晚于早石炭世末已经完成碰撞拼贴。

    • 大兴安岭中段五岔沟地区蛤蟆沟林场A型花岗岩年代学、岩石地球化学及构造背景研究

      2013, 87(9):1264-1276.

      摘要 (1213) HTML (12) PDF 8.21 M (2108) 评论 (0) 收藏

      摘要:对大兴安岭中部五岔沟镇蛤蟆沟林场花岗岩体研究结果表明,蛤蟆沟林场花岗岩体主要岩性组合为碱长花岗岩、黑云母正长花岗岩、黑云母二长花岗岩和花岗斑岩,其LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果为136.97±0.99Ma、135.85±0.78Ma、126.04±0.48Ma和135.87±0.49Ma,表明其形成时代为早白垩世。岩石主量元素具有富硅、富钾的特征,A/CNK值介于0.997~1.05之间,稀土元素相对富集轻稀土元素、亏损重稀土元素,并具有较为明显的Eu负异常,微量元素相对富集大离子亲石元素和高场强元素,贫Ba、Sr、Ti、P,这些特征表明蛤蟆沟林场花岗岩为铝质A型花岗岩,是中下地壳岩石部分熔融的产物,形成于大陆裂谷或板内构造环境(A1型花岗岩),代表了伸展的大地构造背景,可能是受到古太平洋俯冲和蒙古鄂霍次克洋闭合的双重影响。

    • 大兴安岭北段扎兰屯哈多河“花岗质糜棱片麻岩”年代学及地球化学特征研究

      2013, 87(9):1277-1292.

      摘要 (15056) HTML (11) PDF 11.78 M (18909) 评论 (0) 收藏

      摘要:哈多河“花岗质糜棱片麻岩”为一套变质变形的花岗质岩石,其岩石组合为细粒黑云母二长花岗质糜棱片麻岩、细粒黑云母花岗质糜棱片麻岩和细粒石榴二云母花岗质糜棱片麻岩。SiO2含量在66.4%~74.52%之间,K2O+Na2O介于7.36%~8.84%之间,Al2O3含量在13.43%~15.74%之间,A/CNK=0.974~1.092,属于高钾钙碱性、准铝质到过铝质岩石;具有较高的稀土总量(ΣREE=94.15×10-6~164.30×10-6 ),稀土元素配分模式表现为轻稀土元素(LREE)富集、重稀土元素(HREE)相对亏损的右倾型曲线,具有弱的负铕异常;富集Rb、Ba、U、K 等大离子亲石元素,相对亏损Ta、Nb、P、Ti 等元素。锆石U-Pb测年结果表明,哈多河“花岗质糜棱片麻岩”的岩浆侵入期次可分为两期,第一期在320Ma左右,代表性岩石为细粒黑云母花岗质糜棱片麻岩和细粒石榴二云母花岗质糜棱片麻岩;第二期在304Ma左右,代表性岩石为细粒黑云母二长花岗质糜棱片麻岩。综合岩相学、年代学及岩石地球化学特征,哈多河“花岗质糜棱片麻岩”原岩为高钾钙碱性I型花岗岩,形成于晚石炭世兴安地块与松嫩地块的后碰撞构造环境下,之后在早二叠世末遭受“后碰撞作用”的影响,发生较强的韧脆性变质变形。

    • 大兴安岭北段哈多河地区骆驼脖子岩体地球化学特征锆石U-Pb年代学及地质意义

      2013, 87(9):1293-1310.

      摘要 (1806) HTML (14) PDF 18.69 M (8707) 评论 (0) 收藏

      摘要:骆驼脖子岩体位于大兴安岭哈多河地区东南部,大地构造上位于兴蒙造山带东段,其岩性由正长花岗岩、花岗闪长岩(其中含石英闪长岩包体)、二长花岗岩组成。其中锆石呈自形晶,发育细微振荡生长环带,具有较高的Th/U值,表明锆石的岩浆成因。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果显示,加权平均年龄和岩性分别为127±1Ma的正长花岗岩、126±1Ma的花岗闪长岩、131±1Ma的石英闪长岩、130±1Ma的二长花岗岩,集中在早白垩世。除闪长岩包体外,岩体具有高硅(SiO2=71.11%~76.89%)、富碱(Na2O+K2O=8.04%~9.17%)、较低的Al2O3(12.9%~14.99%)、贫钛(TiO2=0.08%-0.22%),属于高钾钙碱性系列。A/CNK值为0.97~1.10,属于准铝质到弱过铝质,分异指数(DI)为86.1~97.46,固结指数(SI)为0.1~5.59,岩体经历了较强的分异演化作用,δEu为0.26~2.51,正、负异常皆有,LREE/HREE为6.35~32.16,LaN/YbN比值为4.59~43.04,轻稀土相对富集,重稀土相对亏损。微量元素亏损Ti、Ta、Nb等元素;富集Th、U、Hf、Zr、La、Rb等元素, TFeO/MgO比值较低,为2.37~6.41,Zr+Nb+Ce+Y=106.48×10-6~162.74×10-6,均低于A型花岗岩的下限值,同时锆石饱和温度也较低(723.43~760.48℃),结合岩相学、年代学、地球化学及区域地质资料,骆驼脖子岩体具有高分异的高钾钙碱性I型花岗岩的特点,其成因可能为东北地区中生代古太平洋板块斜向俯冲后,大陆岩石圈拉张减薄的产物。

    • 大兴安岭北段雅尔根楚I型花岗岩年代学、岩石地球化学及其地球动力学意义

      2013, 87(9):1311-1323.

      摘要 (1877) HTML (12) PDF 4.68 M (2355) 评论 (0) 收藏

      摘要:对内蒙古大兴安岭北段雅尔根楚花岗岩岩体研究表明,该花岗岩岩体主要岩性组合为正长花岗岩和花岗质糜棱岩,应用锆石U-Pb LA-ICP-MS测年方法,测得的三组年龄为226.8±2.2Ma、230.2±1.3Ma和233.6±1.5Ma,表明其岩体侵位时代为晚三叠世。岩石主量元素具有富硅、富钾的特征,A/CNK值为0.81-1.10,显示铝弱饱和,相对富集轻稀土元素、亏损重稀土元素,具有Eu负异常,微量元素相对富集大离子亲石元素,亏损高场强元素,显示岛弧性质的花岗岩特征,微量元素特征显示其为I型花岗岩。经过综合研究认为该I型花岗岩可能是在整个伸展环境下,岩石圈地幔压力降低导致地幔上涌,从而残余的洋壳熔融提供流体注入,从而发生该岩体的侵位。

    • 膏盐层在矽卡岩型铁矿成矿中的作用

      2013, 87(9):1324-1334.

      摘要 (1439) HTML (10) PDF 3.66 M (2473) 评论 (0) 收藏

      摘要:矽卡岩型铁矿是我国富铁矿的重要类型,约占全国富铁矿总储量的60%。虽然膏盐层与矽卡岩型铁矿的关系已引起部分矿床学家的关注,但膏盐层的控矿机制尚不清楚。本文以我国最重要的大冶式和郸邢式矽卡岩型铁矿为例,探讨了膏盐层在矽卡岩型铁矿成矿中的作用。膏盐层富含碳酸盐、石膏和石盐等,不仅可以为成矿提供大量Na+、Cl-、CO32+等矿化剂,使围岩发生钠化、方柱石化(氯化)和矽卡岩化等蚀变,使Fe2+以Na-Fe-Cl等络合物形式搬运,膏盐层还是地壳深处最重要的氧化障,能够将硅酸盐熔体和成矿溶液中的Fe2+氧化成Fe3+,富集形成铁矿床,是矽卡岩型铁矿成矿的关键因素。大冶地区的膏盐层属于中三叠统下部的嘉陵江组,邯邢地区的膏盐层属于中奥陶统马家沟组-峰峰组。大冶和邯邢式矽卡岩型铁矿中硫化物的δ34S值异常高,计算表明矿床中约80%的硫来自膏盐层硫酸盐的还原,还原温度多在600℃以上,但硫化物的沉淀温度相对较低,就位时间稍晚;硫酸盐的δ34S值和还原温度越高,硫化物的δ34S值越高,原始岩浆硫所占比例越高,硫化物的δ34S值越低。当炽热的岩浆与膏盐层(CaSO4)发生同化混染时,SO42-将硅酸盐熔体中的Fe2+氧化成Fe3+, Fe3+无法进入硅酸盐矿物晶格,而形成Fe3O4/Fe2O3进入熔体,铁氧化物在磷、NaCl、水等挥发份和盐类物质的作用下在岩浆房中与硅酸盐熔体发生不混熔,形成铁矿浆,沿构造有利部位贯入,形成矿浆型铁矿床。在矽卡岩型铁矿床中,矿浆充填型和热液交代型矿体同时存在,二者在空间上具有一定的分带性,有时渐变过渡,矿浆充填型铁矿体通常位于深部靠近成矿岩体的部位,而热液交代型铁矿体位于成矿流体运移的前方。在SO42-氧化Fe2+的同时自身被还原为S2-,与Fe2+结合形成硫铁矿。

    • 贵州省松桃县道坨超大型锰矿床地质地球化学基本特征

      2013, 87(9):1335-1348.

      摘要 (2208) HTML (12) PDF 3.45 M (3106) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文报导了贵州省松桃县新发现的一个全隐伏的超大型锰矿床——道坨锰矿床的地质地球化学基本特征,为进一步开展科学研究奠定基础。矿床赋存在新元古代成冰系(南华系)大塘坡组底部的含锰炭质页岩中,主要由条带状、块状、气泡状菱锰矿矿石组成。主量元素特征为Al2O3、TiO2、Fe2O3含量较低,中等程度的P2O5富集,MnO、MgO含量相对较高,Fe/Mn比值低。微量元素特征为Rb、Nb和Pb亏损,Co、Zn、Sr、Mo相对富集。稀土元素特征为稀土总量大、轻微的中稀土富集、明显的Ce的正异常。道坨锰矿含锰层位中的黄铁矿具有异常高的δ34S-VCDT值,所测试黄铁矿的δ34S-VCDT值介于56.2‰~63.3‰,平均值为60.8‰,并且δ34S-VCDT值变化范围较小。新发现的道坨超大型锰矿床属于典型的大塘坡式锰矿床,其发现不仅为我们研究新元古代大规模成锰作用本身提供了新机遇,同时也为研究成冰系环境演化及其资源、生物效应提供了新契机。

    • 粤北乐昌市和尚田钨锡多金属矿成矿时代及其地质意义

      2013, 87(9):1349-1358.

      摘要 (1371) HTML (13) PDF 17.51 M (1694) 评论 (0) 收藏

      摘要:粤北乐昌市和尚田钨锡多金属矿是近年来新发现的一个具有“五层楼”成矿特征的大型(云英岩)-石英脉型矿床。因其主要矿体的围岩是碳酸盐岩而不是碎屑岩且矿区离出露的花岗岩体较远而受到关注。测年结果显示:一条含矿(云英岩)-石英脉中的白云母Ar-Ar坪年龄和等时线年龄分别为(158.91±0.96)Ma(MSWD=0.68)和(157.8±1.8 )Ma(MSWD=1.80)、石英矿物Rb-Sr等时线年龄为(166± 7)Ma(MSWD=1.01);另一条含矿(云英岩)-石英脉中的石英矿物Rb-Sr等时线年龄为(158.8±2.6) Ma(MSWD=0.74)。它们在误差范围内一致,为粤北乃至整个南岭地区成岩成矿高峰期(150-160 Ma)的产物。通过石英包裹体氢及石英氧同位素组成的初步分析,本文认为成矿流体主要来自岩浆水,在矿床深部可能存在隐伏花岗岩体。上述成果为研究区域成矿规律,指导类似无岩体出露的碳酸盐岩分布区的找矿勘查工作具有重要的现实意义。

    • 豫南大别山北麓姚冲钼矿床辉钼矿Re-Os同位素年龄及其地质意义

      2013, 87(9):1359-1369.

      摘要 (1675) HTML (12) PDF 20.53 M (2201) 评论 (0) 收藏

      摘要:河南省新县姚冲钼矿床是大别山北麓近期新发现的外接触带斑岩型钼矿床,矿体主要赋存于花岗斑岩体(脉)外接触带的元古界大别片麻杂岩中,主要受隐伏岩体和构造控制。成矿可分为石英-钾长石、辉钼矿-钾长石-石英、辉钼矿-石英、方解石四个阶段,有经济意义的矿化为辉钼矿-钾长石-石英、辉钼矿-石英2个阶段。本次利用电感耦合等离子体质谱仪TJA X-series ICPMS对姚冲钼矿床6件辉钼矿样品进行了Re-Os 同位素年龄测定,获得Re-Os等时线年龄为136.9 ±1.20Ma、模式年龄加权平均为137.19±0.79Ma,准确厘定其成矿时代为早白垩世。通过对姚冲钼矿床辉钼矿Re同位素及矿石硫同位素组成特征的研究,认为姚冲钼矿床的成矿物质主要来源于下地壳,并混有少量的地幔组份。结合前人在大别山北麓的研究成果,认为大别山北麓存在140Ma左右和127-110 Ma两期钼成矿事件,这两期成矿作用的时限与东秦岭第二期和第三期成矿时限基本一致。它们是印支期后大别造山带构造体制从挤压收缩向区域性伸展转化直至岩石圈强烈伸展减薄的地球动力学响应。

    • 广东阳春锡山钨锡矿床成岩成矿年代学研究

      2013, 87(9):1370-1376.

      摘要 (2022) HTML (11) PDF 4.43 M (2331) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了精确厘定锡山钨锡矿床成岩成矿时代,本文分别对锡山岩体斑状二长花岗岩和矿体开展了锆石LA-ICP-MS U-Pb和石英Rb-Sr年代学研究,获得的锆石U-Pb年龄为103±3Ma,石英矿物Rb-Sr等时线年龄为94±11Ma,两者在测定误差内一致,表明锡山岩体晚阶段形成的花岗岩在时间和空间上与成矿作用有明显的耦合关系,其成岩成矿作用发生在早白垩世晚期。锡山成岩成矿的动力学背景应与早白垩世晚期南岭地区的岩石圈出现伸展拉张引发的大规模岩浆活动有关。

    • 河南舞阳铁山铁矿床地球化学特征及其地质意义

      2013, 87(9):1377-1398.

      摘要 (1380) HTML (12) PDF 6.25 M (2164) 评论 (0) 收藏

      摘要:河南省舞阳地区铁山铁矿床为一个新太古代大型鞍山式铁矿床, 本文对铁山矿床进行了岩石学、地球化学方面的研究, 并与国内外该类型矿床进行对比。通过对铁山铁矿床围岩和矿石的地球化学分析,得出本区条带状硅铁建造可能与海相火山沉积物有关,属于前寒武纪火山沉积变质型铁矿床。流体包裹体测温结果表明,含矿围岩中的包裹体均一温度集中在120~360°C之间,矿石中包裹体均一温度峰值为120~320°C,成矿流体具有低盐度 (w(NaCl)为1%~14%)、低密度(0.75 -1.00 g/crn3)特征。成矿溶液是一种低盐度的Na+、Ca2+、SO42-、Cl-型水,并含有较高的CO2和一定量的O2、N2和少量CH4。岩石学研究结果认为其经受了绿片岩相至低角闪岩相变质作用, 磁铁矿部分受到变质重结晶, 但局部仍保存有化学沉积的特征。在 TFe-(CaO+MgO)-SiO2图解中, 其分布与鞍山、五台山条带状铁矿和世界条带状铁矿分布区一致。铁山矿床稀土元素含量较低, 具有太古宙海洋沉积的特征, 在 PAAS(太古宙后平均澳大利亚沉积岩)标准化的稀土配分曲线中显示轻稀土的相对亏损和重稀土的相对富集, 具有明显的 Eu 正异常(Eu/Eu*=0.30~2.21)和明显的 Y正异常(Y/Y*=1.34~3.19), 具有一定的La正异常(La/La*=0.81~1.60)和轻微Ce负异常(Ce/Ce*=0.87~1.01), 这一特征与我国鞍山弓长岭和五台山及世界许多地区的太古宙 BIF 特征一致。微量元素中 Ti、V、Co、Ni、Mn、Sr、Ba 等元素的含量都较低, 在原始地幔标准化的微量元素配分曲线中具 U、Ta、La、Ce、P 正异常, K、Nb、Sr、Hf、Zr 负异常。对铁山条带状铁矿中 Sr/Ba、Ti/V 等元素的比值与其他地区进行了对比。综合研究结果认为铁山条带状铁矿具有与火山热液伴生的铁质,形成于缺氧的海洋化学沉积环境。铁矿床经历了前期含硅铁沉积物的沉积阶段和后期的区域变质作用阶段,变质成矿流体发生了不混溶现象,对成矿元素的富集起到一定的促进作用。

    • 辽吉裂谷区铅锌金矿床S、Pb同位素组成特征及其地质意义

      2013, 87(9):1399-1410.

      摘要 (1506) HTML (12) PDF 9.46 M (2239) 评论 (0) 收藏

      摘要:辽吉裂谷区发育有众多大中型铅锌、金等多金属矿床,本文选择该地区的青城子榛子沟铅锌矿、白云金矿、五龙金矿、荒沟山铅锌矿和临江金矿作为研究对象,开展其矿石S、Pb同位素分析及其地质意义研究。数据显示榛子沟脉状铅锌矿δ34SCDT值介于-10.3‰~6.8‰之间,白云金矿δ34SCDT值介于-7.7‰~1.9‰之间,五龙金矿δ34SCDT值介于0.8‰~3.6‰之间,荒沟山铅锌矿δ34SCDT值介于6.7‰~17.8‰之间,临江金矿δ34SCDT值介于0.7‰~1.5‰之间。研究区铅锌金矿床的矿石硫同位素主要有两种来源,其一来自于早期火山喷流沉积而成的地层硫,如青城子榛子沟层状铅矿矿体和荒沟山层状铅锌矿;另一类为后期岩浆硫,如青城子榛子沟脉状铅锌矿、白云金矿、五龙金矿以及临江金矿,此类岩浆硫形成过程中,对早期地层硫进行了混染。辽吉裂谷区典型多金属矿床矿石铅同位素值变化较大,206Pb/204Pb值介于15.72~24.02,207Pb/204Pb值介于15.32~16.43,208Pb/204Pb值介于34.96~39.79,不同的矿床其比值具有不同特点。研究区铅同位素μ值相对集中且较大,显示铅源具有上地壳物质特征,但均受到了不同铅源的混合。榛子沟铅锌矿脉状矿体矿石铅和岩体铅均为混合铅源,矿石铅为上地壳与地幔的混合源铅,而岩体铅则是造山带铅与上地壳的混合源铅;白云金矿床矿石铅为造山带铅,而其岩体铅为上地壳与地幔的混合源铅;五龙金矿的铅同位素主要来源于元古代造山带铅,同时又有幔源铅的混合;荒沟山铅锌矿矿石铅一组为正常铅,微偏钍铅,来源于统一矿源层,另外一组铅为放射成因铅,即铀铅,而临江金矿矿石铅属于放射成因铅。

    • 湖北古城锰矿Fe同位素特征及其地质意义

      2013, 87(9):1411-1418.

      摘要 (1715) HTML (19) PDF 8.32 M (2483) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文报导了湖北古城锰矿含锰层位中黄铁矿Fe同位素的研究结果,并利用黄铁矿Fe同位素对黄铁矿成因和大塘坡早期阶段沉积环境的氧化还原状态进行了制约。黄铁矿δ56Fe值变化范围为-0.13‰~+0.54‰,平均值为+0.22‰,显示相对于当时海水(0~-0.5‰)明显富集Fe的重同位素。本文认为黄铁矿的Fe来自海水中Fe2+部分氧化形成的Fe3+,这些Fe3+在成岩过程中被全部还原,与细菌硫酸盐还原作用形成的H2S结合最终以黄铁矿形式保存在沉积物中。大塘坡式锰矿含锰层位中黄铁矿Fe同位素特征表明,古城冰期(Sturtian冰期)结束之后,大塘坡早期阶段海洋深部已经开始氧化,但是并没有完全被氧化。

    • 含膏盐地层与矽卡岩铁矿的关系:以湖北金山店铁矿为例

      2013, 87(9):1419-1429.

      摘要 (1559) HTML (21) PDF 16.80 M (2347) 评论 (0) 收藏

      摘要:含膏盐地层对金属矿床的形成起到了重要的作用。本文通过对金山店铁矿方柱石和硬石膏、石膏、黄铁矿矿物成分开展研究,结果表明方柱石中Cl含量高达4%,硬石膏、石膏、黄铁矿δ34S值分别为24.9‰~27.9‰(n=10)、27.5~28.4‰(n=2)和16.2‰~19.4‰(n=9),硬石膏和石膏δ34S值总体上接近中三叠统地层沉积硬石膏的δ34S值,而黄铁矿δ34S值则明显偏离0值,暗示金山店铁矿成矿体系中的S主要来自于含膏盐地层。根据共生的硬石膏和黄铁矿矿物对S同位素组成平衡分馏方程计算出其“平衡温度”范围为563~728℃(n=6),高于硬石膏中流体包裹体均一温度。已有资料暗示在高温岩浆热液阶段或是更早的岩浆阶段,含膏盐地层中的膏盐矿物就已经大量加入金山店铁矿成矿体系之中。根据方柱石中Cl的含量估算出平衡流体中的盐度超过70%,高盐度流体具有萃取和搬运巨量铁质的能力,同时提高了硬石膏的溶解度。大量硬石膏加入成矿体系,提高了该体系的氧化性,为后期磁铁矿的形成提供了良好的条件。

    • 蓟县下马岭组地层中菱铁矿成因及古海洋意义

      2013, 87(9):1430-1438.

      摘要 (1489) HTML (11) PDF 29.75 M (2839) 评论 (0) 收藏

      摘要:蓟县铁岭子村附近新出露的下马岭组下部黑色岩系中富含菱铁矿,对这些菱铁矿形成机制的认识直接关系到对下马岭期乃至中元古代古海洋氧化还原状态和地球化学性质的判断。文中利用碳同位素对其成因加以制约,进而反演该时期的古海洋环境。结果显示,这些菱铁矿的碳同位素组成变化范围为-19.2‰~-7.8‰,平均约-15.0‰,明显偏离正常海相沉积碳酸盐岩,而更接近有机质来源的碳酸盐或重碳酸根的δ13C值,说明菱铁矿碳酸根的碳主要源自于有机质。这意味着这些菱铁矿是在早期成岩过程中由三价铁的氧化物或氢氧化物转化而来,而不是直接从海水中沉淀形成。海洋中的铁首先以氧化铁或氢氧化铁的形式发生沉淀,并与有机质一起埋藏于海底缺氧带中。后在成岩过程中发生氧化还原反应,三价铁作为氧化剂氧化有机质使之生成CO2,有机质则作为还原剂将三价铁还原为二价铁,二者结合即构成菱铁矿。同时,有机质热脱羧反应提供的CO2保证了更多的二价铁以菱铁矿的形式保存在地层中。据此可推断,至少在燕辽盆地,下马岭期古海洋已呈现广泛氧化状态,其氧化程度足以将海洋中的铁氧化为三价铁。同时,地层中硫含量极低,说明该时期古海洋贫硫。下马岭期燕辽盆地这种氧化、贫硫的古海洋特征不同于传统的分层海洋模式,因此有必要进行更深入系统的研究。

    • 金红石U-Pb同位素定年技术研究

      2013, 87(9):1439-1446.

      摘要 (1803) HTML (11) PDF 10.27 M (2165) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文系统阐述了金红石U-Pb同位素定年的同位素稀释热电离质谱法(ID-TIMS)和激光烧蚀多接收器电感耦合等离子体质谱法(LA-MC-ICP-MS)两种方法,讨论了这两种方法的优点和局限性。利用LA-MC-ICP-MS验证了山西代县洪塘金红石矿区金红石的U-Pb同位素年龄的均一性;利用ID-TIMS对洪塘矿区金红石进行了U-Pb同位素精确定年,获得207Pb/206Pb表面年龄加权平均值:1806±2 Ma(MSWD=2.3,n=6),不一致线的上交点年龄:1808±7 Ma(MSWD=0.20,n=6);并对金红石ID-TIMS U-Pb同位素测年和LA-MC-ICP-MS U-Pb同位素测年结果进行了对比研究。利用高精度的ID-TIMS U-Pb同位素测年和LA-MC-ICP-MS U-Pb同位素测年方法均有望获得准确可靠的金红石形成年龄。

    • 我国西北地区盐湖中的铀234U/238U比值示踪研究

      2013, 87(9):1447-1460.

      摘要 (1289) HTML (12) PDF 3.83 M (2557) 评论 (0) 收藏

      摘要:内蒙古二连盆地、鄂尔多斯盆地典型含铀碳酸型盐湖水、岩两相234U/238U综合分析表明,碳酸型盐湖铀来源于大气降水和潜水对盐湖盆地周围中生代到现代富铀沉积物的溶滤、浸出,具有快速、近源物质来源特点。盐湖卤水和对应沉积物234U/238U值一般为0.8~1.2,湖卤水和潜卤水(晶间卤水)-岩两相中的铀处于沉积平衡状态。早白垩世~上新世含膏盐地层对比研究证实了富铀岩层234U/238U值随铀含量增大而减小,并趋近于1。室内盐湖水蒸发模拟实验发现残余卤水、沉积物234U/238U具有随蒸发程度增大逐渐减小的变化特征。盐湖现代沉积物物相研究发现铀主要以碳酸铀酰和吸附形式赋存在富含有机物和碎屑成分的含盐粘土沉积中,铀在盐类晶体中含量极少,仅存在于封闭水和结晶水中。卤水和沉积物ARu值是盐湖铀源及铀含量水平的指示标志之一。

    • 广东湛江湖光岩地区玄武岩风化壳Fe同位素研究

      2013, 87(9):1461-1468.

      摘要 (1220) HTML (11) PDF 3.25 M (2750) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文对广东湛江湖光岩地区厚度分别为4m和7m的两个不同喷发时代玄武岩形成的风化壳样品进行Fe同位素分析,分析结果显示:厚度4m风化壳样品Fe同位素组成δ57Fe范围为0.17~0.57‰;厚度7m风化壳样品Fe同位素组成δ57Fe范围为0.20~0.68‰,相对于标准物质IRMM-014,不同深度风化壳样品均显示Fe的重同位素富集。两风化壳剖面自下而上,随风化程度增大,风化壳样品中Fe同位素分馏程度也呈现逐渐增大的趋势,表明风化壳样品中Fe的重同位素富集趋势与风化壳的发育程度正相关,风化壳土壤中Fe同位素组成是反映土壤风化程度的指标。另一方面,风化过程可将地球外部圈层(岩石圈、水圈、生物圈)有机结合起来,风化壳土壤Fe同位素组成变化是表生植物和水淋滤共同作用的结果,对化学风化过程中Fe同位素研究,将会极大地补充表生过程中同位素地球化学的知识,同时Fe同位素可作为表生过程中物质的循环、环境的变化等过程中有力的示踪/指示技术手段加以应用。

    • 湖北峡东地区“盖帽碳酸盐岩”中燧石条带的地球化学特征及其古环境意义

      2013, 87(9):1469-1476.

      摘要 (1411) HTML (11) PDF 3.52 M (2360) 评论 (0) 收藏

      摘要:湖北峡东地区新元古代陡山沱组一段的“盖帽碳酸盐岩”中发育有与地层整合产出,保存良好的化学沉积成因燧石条带。燧石条带具有较高的硅同位素组成(δ30SiNBS-28为0.4~1.7‰),为滨海相沉积的产物;燧石条带的δ18OV-SMOW值为24.0~26.6‰,计算得到燧石的沉积温度约为49.7~64.5℃,考虑到后期变质作用的影响,取49.7℃作为燧石条带形成时的海水温度。燧石条带的Al/(Fe+Mn+Al)为0.43~0.50, Si/Al比值为257~269,表明燧石条带形成过程中有少量的陆源物质参与,而在∑REE和U/Th比值上则明显具有热水沉积的特征。因此,燧石条带的硅质可能主要来自远源火山热液活动,在滨海环境达到硅质饱和而形成化学沉积燧石条带,同时验证了早期研究者认为的盖帽碳酸盐岩沉积过程中环境温度曾一度达到50℃的猜想。

    • 高放废物处置库芨芨槽预选场址深部地下水同位素研究

      2013, 87(9):1477-1485.

      摘要 (1202) HTML (10) PDF 14.28 M (1691) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着核电的高速发展,我国正面临高放废物安全处置的挑战。目前,深地质处置是国际上普遍接受的高放废物安全处置方案。 对于这种方案而言,安全处置高放废物的前提是选择适宜的场址,而场址的适宜性在很大程度上取决于其水文地质条件。因为导致处置库有害放射性核素释放和迁移的载体是地下水,所以,水文地质研究成为处置库选址和场址评价的关键内容之一。处置库选址中的水文地质研究主要着眼于地下水在场址区的运移以及如何影响处置库安全等问题。高放废物处置库场址需要低渗透岩体作为处置库围岩,以保障废物的安全隔离。对于低渗透岩体而言,经典和传统的水文地质研究方法受到了很大的限制,而同位素技术与其它水文地质方法结合时,却能发挥出良好的作用。本文以目前我国高放废物处置库预选场址之一的芨芨槽场址为例,在野外调查、样品测试基础上,重点讨论了同位素方法在花岗岩体场址水文地质研究中的应用。自2007年起,为评价该场址的水文地质适宜性,在芨芨槽岩体上开展了水文地质调查, 并施工了8个钻孔,同时引进先进的钻孔PACKER水文地质试验系统,实现了2个钻孔不同深度的地下水取样,根据地下水环境同位素 (δD、δ18O、3H和14C) 组成特征, 结合场址水文地质条件,识别了区内地下水的来源,揭示了控制地下水运移交替速率的主要因素。结果表明,该区深部地下水14C年龄高达8000年左右,说明其交替、运移十分缓慢,但同时也含有少量的氚,说明地下水以侧向补给的“老水”为主, 接受当地大气降水入渗补给的“新水”所占比例很小, 这些因素将极大地限制地下水对废物罐的腐蚀作用以及携带处置库有害放射性核素迁移的能力。此外,通过地下水14C年龄与取样段岩心采取率的对比,认识到对于区内的花岗岩体而言,决定地下水交替、运移速率的主要因素是裂隙的发育程度,而不是深度。

创刊于1922年, 月刊

主编 :杨经绥

主管单位 :中国科学技术协会

主办单位 :中国地质学会

国际标准刊号 :ISSN 0001-5717

国内统一刊号 :CN 11-1951/P

国内邮发代号 :2-113

国外发行代号 :M 78

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