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中国大陆科学钻探工程主孔(734～933m)榴辉岩和片麻岩元素及Sr-Nd同位素地球化学研究 被引量：28
1
作者 赵子福 郑永飞 +1 位作者 陈斌 吴元保 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期325-338,共14页
对中国大陆科学钻探工程主孔两段榴辉岩与片麻岩互层的岩芯样品(Ⅰ:734.21-737.16m和Ⅱ:929.67-932.86m)分别进行了主要元素和微量元素以及Sr-Nd同位素分析。结果表明:(1)榴辉岩具有较大的成分变化范围(SiO2含量为46.8%-59.8%),表现出... 对中国大陆科学钻探工程主孔两段榴辉岩与片麻岩互层的岩芯样品(Ⅰ:734.21-737.16m和Ⅱ:929.67-932.86m)分别进行了主要元素和微量元素以及Sr-Nd同位素分析。结果表明:(1)榴辉岩具有较大的成分变化范围(SiO2含量为46.8%-59.8%),表现出平坦或轻稀土(LREE)富集的分布模式和大离子亲石元素(LILE)富集或亏损以及Nb、Ta负异常特征。部分榴辉岩样品具有明显低的活动性元素(Rb、Ba和K)含量,指示了板块俯冲过程中的脱水变质效应;(2)两段岩芯中的片麻岩具有明显不同的主量和微量元素组成,其中第Ⅰ段具有相对较低的SiO2含量(61.3%～66.2%)和高的重稀土(HREE)含量,而第Ⅱ段具有明显偏高的SiO2含量(73.8%～74.1%)和低的HREE含量。但两段均表现出LREE富集和Eu负异常以及LILE富集和高场强元素(Nb、Ta、Ti)负异常特征;(3)榴辉岩和第Ⅰ段岩芯中的片麻岩具有相近的且偏高的εNd(750Ma)值(-3.6-+0.5),而第Ⅱ段岩芯中的片麻岩具有明显偏低的εNd(750Ma)值(-8.7)。部分片麻岩样品表现出较高的87Sr/86Sr比值(0.7070)和非常低的Rb/Sr比值(0.008),指示岩石Rb-Sr同位素体系受到了变质扰动。非活动性元素如Zr、Hf、Nb、Ta、Ti、Y、REE和Ti在脱水变质过程中没有受到明显扰动,因此可用于恢复榴辉岩和片麻岩的原岩性质及其形成的大地构造背景。根据分析样品的元素和Nd同位素特点,推测榴辉岩原岩具有板内玄武岩性质,第Ⅰ段岩芯中的片麻岩原岩为玄武质岩浆上升过程中同化地壳物质形成的中性岩,而第Ⅱ段岩芯中的片麻岩原岩为地壳物质重熔形成的酸性岩。因此,深钻榴辉岩和片麻岩原岩为新元古代华南陆块北缘裂谷构造带双峰式岩浆活动的产物,在岩浆侵位过程中经历了高温大气降水热液蚀变。 展开更多
关键词 榴辉岩 片麻岩 元素 Sr—Nd同位素 裂谷岩浆活动
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大陆碰撞和超高压变质的化学地球动力学：来自中国大陆科学钻探的结果 被引量：5
2
作者 郑永飞 赵子福 陈仁旭 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第12期3078-3094,共17页
利用中国大陆科学钻探工程连续取样的优势,对主孔200～4000m超高压变质岩进行了系统的地球化学研究,结果对大陆俯冲带变质的化学地球动力学提供了新的制约。目前取得的主要成果如下:(1)建立了200～4000m深度的超高压矿物氧同位素变化剖... 利用中国大陆科学钻探工程连续取样的优势,对主孔200～4000m超高压变质岩进行了系统的地球化学研究,结果对大陆俯冲带变质的化学地球动力学提供了新的制约。目前取得的主要成果如下:(1)建立了200～4000m深度的超高压矿物氧同位素变化剖面,发现^(18)O亏损深度达3300m。结合大别-苏鲁造山带地表露头岩石达30000km^2的^(18)O亏损,表明扬子陆块北缘曾发生三维空间巨量物质(～100000km^3)的^(18)O亏损;(2)钻孔超高压变质岩的原岩形成于新元古代中期(～780Ma),属于双重双峰式岩浆活动的产物;原岩既有中元古代晚期新生地壳,也有古元古代中期古老地壳。这种双重双峰式岩浆活动出现在弧-陆碰撞带基础上发育的裂谷构造带,是对Rodinia超大陆开始裂解的响应;(3)高压榴辉岩相重结晶作用发生在216±3Ma,高压榴辉岩相重结晶作用持续的时间为1.9～9.3Myr或更短;(4)不同岩性接触带的矿物O同位素、H同位素、全水含量以及羟基含量的研究表明,退变质流体在同位素组成上是内部缓冲的,且退变质流体主要来自于名义上无水矿物中结构羟基和分子水的出溶。定量计算表明,这些出溶的结构羟基和分子水能为角闪岩相退变质作用提供足够的流体来源;(5)在不同岩性接触带,稳定同位素、水含量及岩相学上出现同步变化,表明不同岩性接触带可能是流体活动最剧烈的地方。对于远离榴辉岩-片麻岩接触带的榴辉岩,退变质流体主要来自榴辉岩内部名义上无水矿物中结构羟基和分子水的出溶。对于靠近接触带的榴辉岩,则可能主要受来自比榴辉岩更富水的片麻岩中矿物的脱水作用。根据相邻样品之间的距离、岩相学和δ^(18)O值,可以确定出不同岩性和相同岩性之间氧同位素不均一性的尺度为20到50cm,对应于大陆碰撞过程中流体活动的最大尺度;(6)对两个连续岩芯段的主量和微量元素剖面研究表明,在大陆俯冲带变质过程中,大离子亲石元素(LILE)和轻稀土(LREE)具有较高的活动性,而高场强元素(HFSE)和重稀土(HREE)是不活动的。这些元素的活动可能是由折返过程中大陆地壳的部分熔融导致的,因此指示了超临界流体的出现。折返过程中大陆地壳的这种部分熔融作用导致了不同板片组分之间的质量迁移,但是这种有效的迁移只发生在很小的尺度范围内,在岩相学接触带和裂隙带的局部开放系统中。 展开更多
关键词 大陆地壳 超高压变质 稳定同位素 流体活动 元素活动性 地球动力学 科学钻探
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若干金属稳定同位素体系的研究进展:以中国科大实验室为例 被引量：11
3
作者 黄方 田笙谕 《矿物岩石地球化学通报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期793-811,共19页
多接收电感耦合等离子体质谱(MC-ICP-MS)的应用,引发了金属稳定同位素分析技术的重大突破,使得高精度测定众多金属元素的稳定同位素组成成为可能,金属稳定同位素地球化学因此成为最近二十年来国际上最激动人心、发展最迅速的地球科学新... 多接收电感耦合等离子体质谱(MC-ICP-MS)的应用,引发了金属稳定同位素分析技术的重大突破,使得高精度测定众多金属元素的稳定同位素组成成为可能,金属稳定同位素地球化学因此成为最近二十年来国际上最激动人心、发展最迅速的地球科学新兴领域。本文以中国科技大学金属稳定同位素实验室近年来在Mg、Si、Ca、V、Zn、Cu、Ba等体系的研究进展为例,说明该领域的工作方法、重要问题和发展趋势。金属稳定同位素地球化学的主要功能是示踪物质迁移和地质过程。首先,要根据MC-ICP-MS的特点,建立高精度的分析方法。其次,要研究同位素示踪的基本原理,包括测定地球主要储库的同位素组成,掌握同位素分馏机理。最后,在前两项工作的基础上,针对重要的地质问题开展应用。可以预见,金属稳定同位素地球化学有良好的发展前景,在地球科学乃至其他学科都有广泛的交叉和应用。 展开更多
关键词 金属稳定同位素 多接收电感耦合等离子体质谱 分析方法 同位素示踪 地球化学储库
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中国煤中汞的环境地球化学研究 被引量：41
4
作者 郑刘根 刘桂建 +2 位作者 齐翠翠 陈怡伟 张莹 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第8期953-963,共11页
在测试分析中国7个省62个煤样品中汞的含量基础上,结合已有1 637个中国煤样品中汞的数据,全面探讨了中国煤中汞的环境地球化学特征.并采用逐级化学提取实验和相关分析方法,分析和研究了中国煤中汞的化学赋存状态.分析结果表明：中国煤... 在测试分析中国7个省62个煤样品中汞的含量基础上,结合已有1 637个中国煤样品中汞的数据,全面探讨了中国煤中汞的环境地球化学特征.并采用逐级化学提取实验和相关分析方法,分析和研究了中国煤中汞的化学赋存状态.分析结果表明：中国煤中汞的含量一般为0.1～0.3 mg/kg,平均0.19 mg/kg,接近于美国的平均值（0.17 mg/kg）,高于世界的平均值（0.10 mg/kg）;汞在不同地区、不同成煤时代以及不同煤类中分布极不均匀;其赋存状态也多种多样,高硫煤中汞与硫化物关系密切,主要赋存在黄铁矿中;低硫煤中,硫化物结合态和有机结合态汞常共同占支配地位;影响汞分布和赋存状态的主要原因是地质因素.实验结果表明,在岩浆侵入的煤层中,汞大多以硅酸盐结合态存在.煤中汞的赋存状态与煤中汞的释放、毒性有着重要的关系.同时燃煤释放的汞已对中国部分地区的环境造成了污染,控制燃煤过程中汞的排放是今后研究的重要内容之一. 展开更多
关键词 环境地球化学 汞 中国煤 赋存状态
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大陆下地壳和岩石圈地幔中的水:基于捕虏体的红外光谱分析 被引量：5
5
作者 杨晓志 夏群科 +2 位作者 杨燕 李佩 黄玉 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第8期964-973,共10页
根据对华北克拉通汉诺坝和女山两个捕虏体产地的麻粒岩和橄榄岩的FTIR实验测定,分析讨论了大陆深部岩石圈内水含量和分布上的一些显著特点.结果表明,大陆下地壳和岩石圈内矿物的水含量无论在横向还是垂向分布上都是明显不均一的,造成这... 根据对华北克拉通汉诺坝和女山两个捕虏体产地的麻粒岩和橄榄岩的FTIR实验测定,分析讨论了大陆深部岩石圈内水含量和分布上的一些显著特点.结果表明,大陆下地壳和岩石圈内矿物的水含量无论在横向还是垂向分布上都是明显不均一的,造成这些不均一性的机制可能复杂多样. 展开更多
关键词 结构水 FTIR 麻粒岩 橄榄岩 下地壳 岩石圈地幔
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大陆俯冲带超高压变质岩部分熔融与壳幔相互作用研究进展 被引量：3
6
作者 赵子福 陈仁旭 +2 位作者 陈伊翔 戴立群 郑永飞 《矿物岩石地球化学通报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期36-59,共24页
自20世纪80年代在大陆地壳岩石中发现柯石英和金刚石等超高压变质矿物以来,大陆深俯冲和超高压变质作用就成为了固体地球科学研究的前沿和热点领域之一。经过三十余年的研究,已经在大陆地壳的俯冲深度、深俯冲岩石变质P-T-t轨迹、俯冲... 自20世纪80年代在大陆地壳岩石中发现柯石英和金刚石等超高压变质矿物以来,大陆深俯冲和超高压变质作用就成为了固体地球科学研究的前沿和热点领域之一。经过三十余年的研究,已经在大陆地壳的俯冲深度、深俯冲岩石变质P-T-t轨迹、俯冲地壳岩石的折返机制、深俯冲岩石的原岩性质、大陆碰撞过程中的熔/流体活动与元素活动性、俯冲隧道内部不同类型壳幔相互作用、碰撞后岩浆岩的成因、大陆碰撞造山带成矿作用等方面取得了许多重要成果。本文重点对大陆俯冲带超高压岩石部分熔融和不同类型壳幔相互作用近十年来的研究进展进行回顾和总结,并对存在的相关科学问题和未来的研究方向进行了展望。深俯冲大陆地壳的部分熔融主要出现在两个阶段:折返的初期阶段和碰撞后阶段,前者产生了碱性熔体,后者产生了钙碱性熔体。大陆俯冲带壳幔相互作用有两种类型,涉及地幔楔与两种俯冲带流体的交代反应:一是来自深俯冲陆壳的变质脱水/熔融,二是来自先前俯冲古洋壳的变质脱水/熔融。 展开更多
关键词 大陆俯冲带 部分熔融 壳幔相互作用 造山带橄榄岩 造山带岩浆岩
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扬子克拉通早太古代地壳物质的锆石同位素证据 被引量：2
7
作者 张少兵 郑永飞 吴元保 《地球学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第B09期109-111,共3页
是否存在早太古代地壳是比较不同陆块早期演化历史的重要基础。自3．8Ga的碎屑锆石在华北板块被发现后，关于扬子板块是否也存在早太古代的地壳物质成为众人争论的热点之一。长期以来，通常认为华北克拉通广泛出露太古代岩石，而扬子克... 是否存在早太古代地壳是比较不同陆块早期演化历史的重要基础。自3．8Ga的碎屑锆石在华北板块被发现后，关于扬子板块是否也存在早太古代的地壳物质成为众人争论的热点之一。长期以来，通常认为华北克拉通广泛出露太古代岩石，而扬子克拉通的基底主要形成于元古代，只在局部地区记录了少量太古代信息。然而，对崆岭混合岩的锆石U-Pb定年和Hf同位素分析结果，表明扬子克拉通曾经存在大于等于3500Ma的地壳物质。 展开更多
关键词 锆石 U-PB定年 Hf同位素 O同位素 早太古代 扬子克拉通 地壳物质 碎屑锆石 太古代 锆石U-Pb定年
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大别-苏鲁造山带橄榄岩记录的碰撞造山过程中地幔楔的地壳交代作用 被引量：7
8
作者 陈仁旭 尹壮壮 夏春鹏 《矿物岩石地球化学通报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期459-484,438,共26页
地壳交代作用是洋壳俯冲带板片-地幔界面的普遍现象,由于地幔楔样品的缺乏,其识别存在困难。而碰撞造山带广泛出露的地幔楔来源的造山带橄榄岩则是理想的研究对象。本文对大别-苏鲁造山带橄榄岩的已有研究成果进行了系统总结。这些成果... 地壳交代作用是洋壳俯冲带板片-地幔界面的普遍现象,由于地幔楔样品的缺乏,其识别存在困难。而碰撞造山带广泛出露的地幔楔来源的造山带橄榄岩则是理想的研究对象。本文对大别-苏鲁造山带橄榄岩的已有研究成果进行了系统总结。这些成果表明这些橄榄岩在大洋俯冲向大陆碰撞转换的不同阶段经历了多期地壳来源流体的交代作用。地壳交代作用不仅改变了地幔楔橄榄岩的地球化学成分,而且导致了交代矿物的生长以及超镁铁质交代体的形成。这些交代体或作为同碰撞和碰撞后镁铁质火成岩的地幔源区,或将地壳组分传输到深部地幔,或释放流体交代大陆俯冲隧道中的俯冲陆壳。本文对地壳交代作用研究中存在的重要问题和解决思路提出了建议。 展开更多
关键词 造山带橄榄岩 碰撞造山带 俯冲带 壳-幔相互作用 地球化学传输 大别-苏鲁造山带
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不同变质条件下变基性岩中磷灰石地球化学特征:以古元古代华北中部造山带为例
9
作者 杨钰清 高彭 +4 位作者 张健 刘晓光 程昌泉 尹常青 钱加慧 《地质力学学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期991-1011,共21页
磷灰石是一种常见的副矿物,在各种岩石类型中均有产出,其U-Pb年龄、微量元素(特别是REE、Th、U和Sr等)和Sr-Nd同位素组成可提供重要的年代学和地球化学信息。目前对于其在造山过程中不同变质级别下的地球化学行为的研究并不清楚。作为... 磷灰石是一种常见的副矿物,在各种岩石类型中均有产出,其U-Pb年龄、微量元素(特别是REE、Th、U和Sr等)和Sr-Nd同位素组成可提供重要的年代学和地球化学信息。目前对于其在造山过程中不同变质级别下的地球化学行为的研究并不清楚。作为古元古代典型的陆-陆碰撞造山带,华北克拉通中部造山带记录了一套从绿片岩相、经角闪岩相至麻粒岩相的完整变质岩石组合,因而是研究基性岩变质演化过程磷灰石地球化学属性的理想区域。文章在中部造山带的五台—恒山地区系统采集了绿片岩、斜长角闪岩和基性麻粒岩样品,并对不同变质级别变基性岩中的磷灰石进行了详细的岩相学和微量元素研究。研究结果表明,绿片岩样品中含有岩浆成因和变质成因2种类型的磷灰石,斜长角闪岩样品中主要为变质成因磷灰石,而基性麻粒岩样品中主要为深熔型磷灰石,表现出岩浆成因磷灰石的微量元素特征,可能结晶自深熔熔体。研究表明磷灰石的微量元素变化能够清晰地反映变质演化过程中随温压条件变化而出现的熔体和共存结晶矿物的影响,为了解造山作用过程中的元素迁移和平衡提供了新的约束。 展开更多
关键词 华北克拉通 中部造山带 变基性岩 变质作用 磷灰石 微量元素
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利用钒同位素来确定月球形成物质的比例
10
作者 石震 戚玉菡 +1 位作者 黄方 丁昕 《高校地质学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期371-378,共8页
经典碰撞模型是目前解释月球形成过程的最广为接受的假说,其要求一个约火星大小的撞击体Theia与吸积最后阶段的原始地球相撞,且月球主要来自撞击体Theia。然而关于撞击体对于月球质量贡献的百分比仍缺乏精确的制约。该研究采用地幔橄榄... 经典碰撞模型是目前解释月球形成过程的最广为接受的假说,其要求一个约火星大小的撞击体Theia与吸积最后阶段的原始地球相撞,且月球主要来自撞击体Theia。然而关于撞击体对于月球质量贡献的百分比仍缺乏精确的制约。该研究采用地幔橄榄岩和科马提岩的高精度测量数据,用于重新评估硅酸盐全地球(BSE)的V同位素组成,相比之前的研究,新的数据表明δ^(51)V_(BSE)=-0.91‰±0.02‰(2SE,n=18)。将其重新代入到地月双组分混合模型中,考虑了一个包含撞击前(原地球、Theia)和撞击后(地球、月球、逸出物质)成分的系统,得出现今月球中Theia的质量分数的最佳估计为M_(Theia)=0.8*M_(Mars)时的73%到M_(Theia)=0.45*M_(Earth)时的83%。这与先前的研究相比,降低了对Theia在月球形成中的贡献度约5%。这一结果为经典碰撞模型提供了更可靠的参数,有助于深化对月球形成过程的理解。 展开更多
关键词 经典碰撞模型 硅酸盐全地球 月球 钒同位素
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西秦岭关子镇蛇绿混杂岩的地球化学和锆石SHRIMP U-Pb年龄 被引量：33
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作者 李王晔 李曙光 +1 位作者 裴先治 张国伟 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第11期2836-2844,共9页
西秦岭沿天水武山断裂带产出的关子镇蛇绿混杂岩由变玄武岩、变中-基性深成岩浆岩以及少量蛇纹岩组成。变玄武岩具有平坦或轻稀土略亏损的稀土配分型式((La/Yb)_N=0.63～1.24),且不存在Nb、Ta和Ti的负异常,表明它们形成于洋中脊环境。变... 西秦岭沿天水武山断裂带产出的关子镇蛇绿混杂岩由变玄武岩、变中-基性深成岩浆岩以及少量蛇纹岩组成。变玄武岩具有平坦或轻稀土略亏损的稀土配分型式((La/Yb)_N=0.63～1.24),且不存在Nb、Ta和Ti的负异常,表明它们形成于洋中脊环境。变中-基性深成岩浆岩包含两种类型:类型Ⅰ显示轻稀土富集((La/Yb)_N>2.2)、具有显著Nb负异常((La/Nb)_N>2.4)的特征,类似于岛弧火山岩;类型Ⅱ显示轻稀土亏损到略富集((La/Yb)_N=0.44～1.38)、无显著Nb负异常((La/Nb)_N<1.5),这些特征与上述变玄武岩类似,表明它们也是关子镇蛇绿岩的组成部分。蛇绿岩中辉长岩和闪长岩(该闪长岩属"大洋斜长花岗岩类")样品的锆石SHRIMP U-Pb年龄分别为534±9Ma和517±8Ma,这反映关子镇蛇绿岩可能为早-中寒武世古洋壳残片。由于西秦岭的天水武山断裂带是东秦岭商丹断裂带的西延并共同被认为是华北和华南陆块之间的主缝合线,上述年龄对理解该带及古秦岭洋的演化提供了重要制约。 展开更多
关键词 西秦岭 蛇绿岩 锆石SHRIMP U-PB定年 大洋斜长花岗岩类
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金红石:重要的地球化学“信息库” 被引量：26
12
作者 肖益林 黄建 +1 位作者 刘磊 李东永 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期398-416,共19页
金红石是各种岩石特别是地壳组成岩石中重要的副矿物,它在成岩、风化和各种不同程度的变质过程中均能保持极大的稳定性。同时,除主要成分TiO2外,金红石还含有为数众多的其它微量元素(例如:Nb,Ta,Zr,Hf,Sn,Mo,Sb,Cr,V,W,U和Pb等),这些微... 金红石是各种岩石特别是地壳组成岩石中重要的副矿物,它在成岩、风化和各种不同程度的变质过程中均能保持极大的稳定性。同时,除主要成分TiO2外,金红石还含有为数众多的其它微量元素(例如:Nb,Ta,Zr,Hf,Sn,Mo,Sb,Cr,V,W,U和Pb等),这些微量元素的变化特征,对于包含金红石的主体岩石所经历的地质过程具有非常重要的指示意义。近二十年特别是近十年来,金红石已成为地球化学研究领域的一个热点。对各种元素和同位素在金红石中变化特征的调查,被广泛地应用于对各种地质过程的了解,其研究应用的范围涉及到了整体地球的元素平衡、大陆地壳的形成机制、含金红石岩石的形成源区、变质岩石的温压条件和形成时代的研究等多个方面,同时其所包含的各种同位素体系也被广泛用于各种地质过程的示踪。本文综合近年来金红石研究的最新进展,系统表述了金红石作为一个近年来发展起来的重要地质信息储库,在地球化学研究中各个方面的应用。 展开更多
关键词 金红石 地质过程 地球化学 微量元素 同位素
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皖南新元古代井潭组火山岩锆石U-Pb定年和同位素地球化学研究 被引量：69
13
作者 吴荣新 郑永飞 吴元保 《高校地质学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第2期282-296,共15页
对皖南江南造山带新元古代井潭组火山岩样品进行了锆石微区U-Pb定年、全岩主微量元素分析和Sr-Nd同位素分析以及矿物氧同位素分析。结果表明,井潭组火山岩存在二期火山岩,形成时代分别为820±16Ma和776±10Ma。所有样品都具有... 对皖南江南造山带新元古代井潭组火山岩样品进行了锆石微区U-Pb定年、全岩主微量元素分析和Sr-Nd同位素分析以及矿物氧同位素分析。结果表明,井潭组火山岩存在二期火山岩,形成时代分别为820±16Ma和776±10Ma。所有样品都具有较高的基性组分(ΣTiO2+Fe2O3+MgO)含量(4.7%～16.36%),LREE富集,中等Eu负T异常,大离子亲石元素K,Rb,Ba,Th,U等富集,Nb,Ta,Sr,Ti等相对亏损。εNd(t)值为-2.79～-1.71,指示岩浆源区含有显著的新生地壳组分。这些岩石具有高A/CNK(1.37～1.61)和高δ18O值(锆石6.52‰～8.98‰),显示为壳源S型岩浆岩的特点。石英、斜长石和钾长石等矿物氧同位素具有很大的变化范围,表明井潭组火山岩经历了不同程度的亚固相中温热液蚀变。根据锆石U-Pb定年和元素以及同位素分析结果,776±10Ma井潭组火山岩与石耳山花岗岩为同期岩浆岩,井潭组火山岩直接来源于早新元古代新生地壳重熔,而石耳山花岗岩源岩为约825Ma岩浆岩,间接来源于早新元古代新生地壳的再造。这些新生地壳是江南弧–陆碰撞造山带的组成部分,在Rodinia超大陆裂解时发生拉张跨塌熔融,既不是地幔柱岩浆活动产物,也不是岛弧岩浆作用的直接产物,而是板块–裂谷岩浆活动产物。 展开更多
关键词 锆石 氧同位素 新元古代 热液蚀变 井潭组火山岩
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皖南石耳山新元古代花岗岩锆石U-Pb定年以及元素和氧同位素地球化学研究 被引量：55
14
作者 吴荣新 郑永飞 吴元保 《高校地质学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第3期364-382,共19页
对皖南新元古代石耳山花岗岩样品进行了锆石微区U-Pb定年、全岩主微量元素分析和Sr-Nd同位素分析以及矿物氧同位素分析。结果表明,石耳山花岗岩中存在两个时代的岩浆锆石,对应的U-Pb年龄分别为777±9Ma和827±15Ma。总体上石耳... 对皖南新元古代石耳山花岗岩样品进行了锆石微区U-Pb定年、全岩主微量元素分析和Sr-Nd同位素分析以及矿物氧同位素分析。结果表明,石耳山花岗岩中存在两个时代的岩浆锆石,对应的U-Pb年龄分别为777±9Ma和827±15Ma。总体上石耳山花岗岩的特征为:高SiO2(74.7%~78.5%)、高K2O(3.99%~5.64%)和高K2O/Na2O比值(1.5~3.0),以及很低的基性组分含量(ΣTiO2+FeO+MgO=1.2%~3.0%),显示出高度演化的地壳物质。并具有LREE富集的右倾模式和强烈的Eu负异常(Eu/Eu*=0.2~0.4)。全岩εNd(t)值(-0·53^+0·72),指示其岩浆源区含有显著的亏损地幔组分。样品的锆石δ18O值为2.4‰~7.1‰,显示石耳山花岗岩为低δ18O值岩浆岩;相对较大的δ18O值变化范围,说明其成因与高温超固相热液蚀变作用有关。其余矿物与锆石相比,大多数表现出很大的δ18O值变化范围,表明经历了不同程度的高温热液蚀变。根据这些岩石的同位素年代学和地球化学特征,认为U-Pb年龄为827±15Ma的锆石应为继承来源,而年龄为777±9Ma的锆石可解释为同时代岩浆成因。因此在1000~880Ma中,皖南出现过大规模的幔源岩浆活动,沿着大陆边缘形成初生地壳。约827±15Ma热事件(地幔超柱活动?)使岩石圈地幔及其上覆地壳加热,导致拉伸加厚地壳内部的初生地壳重熔形成岩浆岩。随着裂谷的快速打开,约780Ma幔源岩浆沿裂谷带上涌,启动了中上地壳裂谷带高温热液蚀变,同期喷发了大量的火山岩。裂谷带内的岩浆围岩经受了不同程度的水-岩交换,形成各种低δ18O值的蚀变围岩。在约805℃时,蚀变围岩开始部分熔融并且同期侵位冷却固结,形成花岗岩。较老的继承锆石大多被熔融,大量形成的是约777±9Ma结晶的岩浆锆石。由于处于熔体状态的时间很短,使得岩浆未能均一化,而生成具有不同低δ18O值的花岗岩。石耳山花岗岩初生地壳的形成至少经历了2个阶段部分熔融成岩过程,因而具有高硅、高钾和低基性组分等高度演化的地壳物质特征。 展开更多
关键词 锆石 氧同位素 新元古代 热液蚀变 阴极发光
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华北东南缘前寒武纪下地壳的生长和变质演化 被引量：20
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作者 刘贻灿 王程程 +1 位作者 张品刚 聂佳珍 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期2847-2862,共16页
华北陆块东南缘前寒武纪下地壳岩石主要以高级变质地体或麻粒岩地体和中生代闪长斑岩中（麻粒岩）捕虏体两种形式存在,它们为研究该区前寒武纪下地壳的形成和演化提供了极好的天然实验室。变质地体主要分布于霍邱和蚌埠地区,包括原＂霍... 华北陆块东南缘前寒武纪下地壳岩石主要以高级变质地体或麻粒岩地体和中生代闪长斑岩中（麻粒岩）捕虏体两种形式存在,它们为研究该区前寒武纪下地壳的形成和演化提供了极好的天然实验室。变质地体主要分布于霍邱和蚌埠地区,包括原＂霍邱群＂（霍邱杂岩）及＂五河群＂和＂凤阳群＂（五河杂岩）等。其中,霍邱杂岩主要由白云斜长片麻岩、石英岩、云母片岩、大理岩、变质砂岩、条带状铁建造（BIF）和斜长角闪岩等组成,但地表已被第四纪覆盖;五河杂岩主要含有石榴斜长角闪岩/榴闪岩、石榴麻粒岩、异剥钙榴岩、石榴斜长角闪片麻岩、花岗片麻岩、云母片岩、大理岩和变质砂岩等变质岩。相比较,五河杂岩大多出露地表,主要由变质的镁铁质和长英质火成岩以及表壳岩系组成,并伴生有古元古代片麻状钾长花岗岩和中生代花岗岩类,构成了＂蚌埠隆起＂。这些不同类型的变质岩常具有类似的峰期变质矿物,如石榴子石、单斜辉石、斜长石、金红石和石英等,结合其锆石U-Pb年龄,表明它们大多数都经历了古元古代高压麻粒岩相变质作用。综合的变质岩石学、岩石地球化学、Hf同位素及锆石U-Pb年代学研究表明,该区前寒武纪下地壳经历了幕式生长以及多阶段变质演化与改造。强烈的构造-热事件和变质改造时间主要集中于2.7～2.8Ga、2.5～2.6Ga、～2.1Ga、1.8～1.9Ga、390Ma和176Ma,而前寒武纪下地壳的形成时间≥2.1Ga。在综述、分析相关成果的基础之上,作者提出了华北东南缘前寒武纪下地壳变质岩石研究方面存在的重要科学问题与展望。 展开更多
关键词 麻粒岩相变质 幕式生长 下地壳 前寒武纪 华北东南缘
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“白云石问题”及其实验研究 被引量：15
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作者 张亦凡 马怡飞 +4 位作者 姚奇志 钱飞进 王雨晗 李涵 周根陶 《高校地质学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期395-406,共12页
"白云石问题"无疑是地质学上最有趣最长久的难题之一。作为一种常见的碳酸盐矿物,白云石在地质历史时期大量发育,却在现代海洋沉积环境中鲜少沉积,并且在实验室模拟海水条件下也几乎无法低温合成。白云石[Ca Mg(CO3)2]不同于C... "白云石问题"无疑是地质学上最有趣最长久的难题之一。作为一种常见的碳酸盐矿物,白云石在地质历史时期大量发育,却在现代海洋沉积环境中鲜少沉积,并且在实验室模拟海水条件下也几乎无法低温合成。白云石[Ca Mg(CO3)2]不同于Ca2+、Mg2+无序的高镁方解石,具有阳离子有序超结构,空间群为R-3,在地表条件下为热力学稳定相。尽管人们尝试模拟自然界中白云石存在的物理化学条件,但却几乎没有从实验中成功合成有序白云石。在已有的实验室研究中,有序白云石仅能通过高温水热实验形成。这说明白云石的形成极可能是一个动力学控制过程。而近些年被人们广泛接受的白云石微生物成因模式认为微生物活动是低温白云石形成的关键,相关的微生物矿化实验也证实微生物的存在能够促进高镁方解石的形成。对白云石问题的探讨不仅对理解白云岩成因具有重要意义,还能够促进矿物学理论研究发展。此次研究从高温合成实验、低温合成实验、微生物协同沉淀实验等方面综述了有关白云石问题的实验室研究进展,阐明了目前对于白云石问题认识的局限,有助于更好的理解"白云石问题"和其中所包含的矿物学和物理化学问题,乃至于帮助寻找到它的答案。 展开更多
关键词 白云石问题 低温白云石 动力学控制因素 微生物成因模式
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真菌的生物地质作用及其在环境修复中的应用 被引量：4
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作者 李涵 蔡林 +1 位作者 姚奇志 周根陶 《高校地质学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期382-394,共13页
真菌在自然界中作为有机体的分解者、动植物的病原菌和共生菌,广泛分布于地表和土壤环境,并通过一系列生长及代谢活动,与周围环境中的岩石或矿物基质发生作用,进而影响地球化学过程。真菌的生物地质作用主要包括:真菌促进下岩石或矿物... 真菌在自然界中作为有机体的分解者、动植物的病原菌和共生菌,广泛分布于地表和土壤环境,并通过一系列生长及代谢活动,与周围环境中的岩石或矿物基质发生作用,进而影响地球化学过程。真菌的生物地质作用主要包括:真菌促进下岩石或矿物的风化,真菌诱导下次生矿物的形成,以及与上述过程相对应的营养元素和金属离子的迁移与固定。近年来,由生物风化发展而来的生物浸取技术,已经在生物采矿、选矿以及受污染土壤和工业垃圾的生物治理等多个方面得以应用。而将真菌用作吸附剂的生物吸附研究,则显示其能有效祛除工业废水及受污染地下水中所含的金属和有机污染物。因此,无论是从地球化学循环的角度出发,还是考虑资源与环境效应,研究真菌的生物地质作用都具有十分重要的意义。文中从真菌生物风化、生物矿化和环境修复等方面综述了真菌生物地质作用研究的最新进展,并对今后的研究工作进行了展望,旨在加深真菌在地质微生物学作用过程中的认识,促进相关领域的进一步发展。 展开更多
关键词 真菌 地质微生物学 生物风化 生物矿化 环境修复
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北大别的多阶段高温变质作用与部分熔融及其地球动力学过程和大地构造意义 被引量：5
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作者 刘贻灿 邓亮鹏 +2 位作者 古晓锋 Groppo C Rolfo F 《地质科学》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期355-367,共13页
北大别经历了三叠纪高温超高压变质作用和多阶段折返历史,因而榴辉岩中广泛发育多期减压结构,极少保留早期的超高压变质记录,这为它们不同变质阶段的温度条件估算带来了巨大困难。然而,目前流行的微量元素温度计为北大别榴辉岩的峰期及... 北大别经历了三叠纪高温超高压变质作用和多阶段折返历史,因而榴辉岩中广泛发育多期减压结构,极少保留早期的超高压变质记录,这为它们不同变质阶段的温度条件估算带来了巨大困难。然而,目前流行的微量元素温度计为北大别榴辉岩的峰期及之后的退变质阶段温度的确定提供了可能性。根据锆石中Ti和金红石中Zr温度计,结合传统矿物对温度计的计算数据,获得了北大别榴辉岩中多阶段高温(>900℃)条件的数据,证明研究区经历了从超高压榴辉岩相→石英榴辉岩相→高压麻粒岩相阶段的高温变质过程。并且,北大别经历了折返初期(207±4Ma)的减压熔融和碰撞后燕山期(约130Ma)的加热熔融作用。长时间的高温变质作用与多期部分熔融也许正是北大别长期难以发现柯石英和有关超高压变质证据等的重要原因。因此,这些成果有助于甄别北大别的岩石成因和演化过程以及大别山多岩片差异折返模型的建立和完善。 展开更多
关键词 高温变质作用 部分熔融 大陆碰撞 多阶段折返 北大别
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高温Ca同位素地球化学研究进展与双稀释剂校正 被引量：5
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作者 张洪铭 黄士春 李曙光 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期402-415,共14页
近年来随着质谱和分析技术的进步,Ca同位素的分析精度获得了很大的提高,出现了很多高温条件下Ca同位素地球化学的研究成果。双稀释剂的合理使用在Ca同位素的分析中起关键作用。本文系统地阐述了前人对Ca同位素测试时所使用的双稀释剂技... 近年来随着质谱和分析技术的进步,Ca同位素的分析精度获得了很大的提高,出现了很多高温条件下Ca同位素地球化学的研究成果。双稀释剂的合理使用在Ca同位素的分析中起关键作用。本文系统地阐述了前人对Ca同位素测试时所使用的双稀释剂技术,提供相应的计算程序,并且系统地归纳近年来高温条件下Ca同位素地球化学研究的新成果,包括单矿物对之间Ca同位素的分馏、陨石和地幔Ca同位素组成的不均一性和陨石的εCa异常及K-Ca定年等。斜方辉石和橄榄石相比于共生的单斜辉石更富集重Ca同位素,并且Δ44/40 CaOpx-Cpx受斜方辉石Ca含量和Ca—O键长的影响。地幔矿物之间具有不相同的Ca同位素组成说明地幔Ca同位素组成的不均一性。陨石及其内部难熔包裹体的Ca同位素组成变化范围很大,并且普遍存在εCa的异常。顽火辉石球粒陨石与地球具有相近的Ca同位素组成,表明它们可能具有相同的起源。但是高温条件下Ca同位素的分馏研究仍处于起步阶段,未来对于地球主要储库的Ca同位素组成、岩浆过程(部分熔融和分离结晶)和洋壳俯冲过程的Ca同位素分馏仍然需要更多地研究。 展开更多
关键词 Ca同位素 双稀释剂 同位素分馏 εCa异常
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大别山中生代岩浆岩矿物—水氧同位素交换的地球化学动力学 被引量：2
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作者 赵子福 郑永飞 +1 位作者 鲜青 魏春生 《矿物岩石地球化学通报》 CAS CSCD 2007年第1期10-18,共9页
大别山中生代侵入岩氧同位素结果表明它们受到了岩浆期后亚固相水-岩相互作用的扰动。为了确定水-岩交换过程中的有关参数，本文利用交换反应动力学模型分别对大别山中生代主簿源、天柱山和团岭花岗岩以及沙村和椒子岩辉长岩矿物-水氧... 大别山中生代侵入岩氧同位素结果表明它们受到了岩浆期后亚固相水-岩相互作用的扰动。为了确定水-岩交换过程中的有关参数，本文利用交换反应动力学模型分别对大别山中生代主簿源、天柱山和团岭花岗岩以及沙村和椒子岩辉长岩矿物-水氧同位素交换反应动力学进行了定量计算，并估计了水-岩反应有效时限、流体流动速率和水／岩值。多维矿物相-水氧同位素交换反应动力学定量模拟结果表明，大别山主簿源、天柱山和团岭花岗岩岩浆期后亚固相水-岩反应的有效时限约为0．3～3Ma，流体流动速率约为1×10^-15～3×10^-14mol／s，水／岩值为0．27～0．78；沙村和椒子岩辉长岩岩浆期后亚固相水-岩反应的有效时限约为0．02～0．4Ma，流体流动速率约为1．6×10^-14～4．8×10^-13mol／s，水／岩值为0．11～O．33。 展开更多
关键词 氧同位素 交换动力学 花岗岩 辉长岩 大别山
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