高校地质学报

赵子福, 郑永飞, 魏春生, 吴元保

2003, 9(2): 139-162.

摘要 ( 2035 )

PDF (6155KB) ( 1045 )

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对大别山北部沙村和椒子岩基性—超基性岩进行了锆石U—Pb定年、全岩主量和微量元素分析，全岩和单矿物氧同位素分析以及全岩碳含量及其同位素组成的测定。结果表明，这些基性—超基性岩表现出强烈的轻稀土富集，高场强元素(Nb，Zr和T±)负异常以及Pb和Ba正异常。锆石U—Pb年龄指示了早白垩世(122—128Ma)的岩浆结晶年龄，但是在105—116Ma期间受到了热液蚀变。全岩和单矿物氧同位素比值变化较大(全岩：1．1‰一6．6‰，单斜辉石：3．85‰一5．7‰，斜长石：2．8‰一7．3‰，锆石：3．85‰一6．04‰)，大多数锆石具有与正常地幔锆石((5．3±0．3)‰)不同的δ^18O值，部分样品矿物对之间保存了氧同位素平衡分馏，而部分样品则表现出明显的氧同位素不平衡分馏，指示它们受到了岩浆期后亚固相水—岩相互作用的扰动。全岩碳含量和同位素组成具有较大的变化范围，分别为0．03％-0．18％，δ^13C值为—27．0‰-—5．8‰。将这些中生代基性—超基性岩的元素和同位素数据与大别—苏鲁榴辉岩比较后发现，它们之间具有较为一致的地球化学特征，因此可能具有一定的成因联系。这些榴辉岩的原岩为基性火成岩，对应于扬子板块北缘与新元古代裂谷构造有关的岩浆活动。古老富集岩石圈地幔及其上覆地壳部分熔融能够产生这些早白垩世基性—超基性岩。

大别山碰撞后火山岩的锆石U—Pb年龄和氧同位素组成

夏群科, 郑永飞, E.Deloule

2003, 9(2): 163-171.

摘要 ( 2182 )

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利用阴极发光技术(CL)观察了大别山碰撞后玄武岩和安山岩的锆石内部结构，并通过离子探针技术(SIMS)测定了其U—Pb年龄和氧同位素组成。玄武岩中锆石都是直接从玄武质岩浆中结晶的岩浆锆石，其年龄为130±2Ma(1σ)；安山岩中有两种锆石，绝大多数是直接从安山质岩浆中结晶出来的岩浆锆石，年龄为133±3Ma(1σ)，少数是残留的原岩锆石，其年龄有两组：768—805Ma和1827—1873Ma。玄武岩和安山岩的岩浆锆石年龄表明，大别山碰撞后火山岩的主体应形成于130Ma左右，属早白垩世。结合文献资料来看，大别山碰撞后火山岩和侵入岩无论是化学组成、微量元素配分、Sr—Nd同位素比值还是年龄，都是基本一致的，说明火山岩和侵入岩的源区以及成因可能是相同的。玄武岩和安山岩的岩浆结晶年龄一致，暗示着它们之间的可能的成因联系。玄武岩锆石相对于正常地慢亏损^18O(δ^18O＝(4．1±0．6)‰)，说明其岩浆源区可能含有一定数量的俯冲板块断离后进入该区地幔的大别山榴辉岩原岩组分。安山岩中残留的原岩锆石既有扬子板块的年龄信息，又有华北板块的年龄信息，这表明华北和扬子的深部界线可能就在北淮阳。

皖东侵入岩矿物Rb－Sr和Ar－Ar年代学及其与氧同位素平衡之间的关系

陈江峰, 谢智, 郑永飞, 龚冰, 陈文, 周泰禧, 张巽

2003, 9(2): 172-184.

摘要 ( 1566 )

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为探讨花岗质岩石中矿物O同位素平衡与Rb-Sr矿物等时线年龄有效性之间的关系，测定了皖东屯仓与横山两个石英二长岩体中单矿物的Rb-Sr和O同位素组成以及角闪石和黑云母的Ar-Ar年龄。屯仓岩体的石英—角闪石对温度为545±25℃，石英—黑云母对温度为460±20℃，石英—斜长石对温度385±40℃。横山岩体的石英—角闪石对温度为530±25℃，石英—黑云母对温度为390±15℃和石英—斜长石对温度285±35℃。反映封闭体系中矿物在冷却过程中的退化交换再平衡。矿物间的氧同位素平衡对应于有地质意义的Rb-Sr矿物等时线年龄。屯仓岩体的全岩—角闪石—斜长石Rb-Sr等时线年龄(128．4±4．7Ma)与角闪石的Ar-Ar年龄(125．51±0．55Ma)在误差范围内一致，全岩—角闪石—斜长石—黑云母Rb-Sr等时线年龄(120．3±2．6Ma)与黑云母的Ar-Ar年龄(118．0±0．1Ma)一致。横山岩体的全岩—角闪石—斜长石Rb-Sr矿物等时线年龄(108±15Ma)比角闪石的Ar-Ar年龄(125．7±1．8Ma)低，全岩—角闪石—斜长石—黑云母Rb-Ar等时线年龄(118．6±1．2Ma)小于黑云母的Ar-Ar年龄(120．0±0．2Ma)。Rb-Sr等时线年龄小于Ar-Ar年龄是由于长石的蚀变引起的。大的等时线误差是由于Rb/Sr比值变化范围太小。研究实例表明，在花岗岩类定年时，O同位素的平衡状态是Rb/Sr等时线年龄可靠的前提条件，但详细的矿物学研究仍不可少。用O同位素平衡温度代替封闭温度构筑了冷却曲线，得到两岩体的冷却速率为10—20℃/Ma，比用放射成因同位素的扩散封闭温度估计的冷却速率20—35℃/Ma低约10—15℃/Ma，其原因尚待研究

山东五莲中生代岩浆岩的锆石U—Pb年龄

周建波 , 郑永飞, 赵子福

2003, 9(2): 185-194.

摘要 ( 1758 )

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苏鲁造山带产出一系列中生代岩浆岩，但是对它们的确切侵位年龄至今尚无正式报道。对其西北部五莲断裂附近四个花岗质侵入岩体进行了锆石U—Pb年龄测定，结果得到大店复式岩体中角闪二长岩的谐和年龄为123±4Ma，七宝山氢式火山—侵入杂岩体中辉石二长岩的谐和年龄为126±3Ma。五莲山岩体中晶洞花岗岩的谐和年龄为116±4Ma，马耳山岩体中不等粒二长花岗岩的谐和年龄为115±1Ma。这些锆石U—Pb年龄结果说明，苏鲁造山带同样存在侵位时间分别为115Ma和125Ma左右的早白垩纪侵人体，与大别造山带内大面积出露的燕山期岩浆岩年龄基本一致，代表了扬子板块与华北板块在三叠纪碰撞折返后的岩浆活动，其物质来源可能与俯冲陆壳的部分熔融有关。

长江中下游晚中生代中基性岩的铅同位素特征：富集地幔的证据

闫峻, 陈江峰, 喻钢, 钱卉, 周春禧

2003, 9(2): 195-206.

摘要 ( 1850 )

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长江中下游东段庐枞、怀宁、繁昌、铜陵和宁芜地区的中基性岩属于碱性系列，具有高的U，Th含量和Th/Pb，U/Pb比值，分别平均为2．82×10^—6，9．56×10^—6和0．635，0．184。样品的初始铅同位素(130Ma)组成为：(^206Pb／^204Pb)i＝17．65—18．60，(^207Pb／^204Pb)i＝15．42—15．50，(^208Pb／^204Pb)i＝37．67—38．04。形成中基性岩的原始岩浆来源于富集的岩石圈地幔，具有EMI和EMⅡ，且以EMⅡ为主的特征。和长江中下游西段黄石地区以及大别地块西南部玄武岩的比较表明，长江中下游地区岩石圈地幔高的Th/Pb和U/Pb比值可能和俯冲板片析出流体的交代有关。晚中生代时期，华北板块岩石圈地幔以EMI特征为主，华南板块岩石圈地幔以EMⅡ特征为主，岩石圈地幔性质的区域性分布与印支期扬子板块深俯冲事件密切相关。虽然中国东部新生代玄武岩因岩石圈大规模减薄表现了亏损特征，但残留的富集岩石圈地幔在中国东部新生代玄武岩的Pb同位素中仍有所反映。

峨眉地幔柱—岩石圈的相互作用：来自低钛和高钛玄武岩的Sr－Nd和O同位素证据

肖龙 , 徐义刚, 何斌

2003, 9(2): 207-217.

摘要 ( 2053 )

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蛾眉山玄武岩总体具有较高的^87Sr／^86Sr比值和较低的εNd(t)值，并具有富集地幔源区的特点。而低钛玄武岩(LT)与高钛玄武岩(HT)间又表现出一定的差异性，即早期低钛玄武岩(LTl)的^87Sr/^86Sr比值最高(0．7063—0．7078)，而其εNd(t)最低(—6．74-—0．34)：晚期高钛玄武岩(HT)具有最低的^87Sr/^86Sr比值(0．7049—0．7064)和最高的εNd(t)值(—0．71—1．5)。蛾眉山低钛玄武岩中单斜辉石的氧同位素变化范围为6．2‰-7．86‰，高于洋岛拉斑玄武岩的平均值5．4‰。研究样品较地幔岩石偏高的δ^18O值说明在其形成和演化过程中有壳源物质的参与。结合前人的研究成果和对元素地球化学的研究认为，壳源物质可能主要来自于新元古代富集的扬子西缘次大陆岩石圈地幔。地幔柱—岩石圈的相互作用过程中表现在时间和空间的系统变化，即早期西岩区形成含大量壳源组分的低钛玄武岩，晚期为壳源组分相对较少的高钛玄武岩。空间上低钛玄武岩仅分布在西岩区，而中、东岩区皆为高钛玄武岩。壳源组分随着时间演化逐渐减少，在空间上由西而东也逐渐减少。表明蛾眉山火成岩省形成早(主)期地幔柱头卷入并熔融了较多交代富集的次大陆岩石圈物质，晚期则有较少的壳源物质参与。建立了蛾眉地幔柱与大陆岩石圈作用的工作模型。

大别山金河桥榴辉岩矿物O—Nd—Pb同位素体系及其对扩散速率的制约

李秋立, 李曙光, 郑永飞, 龚冰, 洪吉安

2003, 9(2): 218-226.

摘要 ( 1463 )

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对大别山太湖金河桥超高压榴辉岩作了矿物Sm-Nd内部等时线定年研究和激光氧同位素分析。石榴石+绿辉石Sm-Nd等时线给出了较低年龄210±3Ma，石榴石+金红石Sm-Nd等时线给出了较高年龄237±4Ma。岩相学观察发现，绿辉石具有角闪石退变质边。氧同位素分析表明，石榴石与绿辉石之间的氧同位素体系处于不平衡状态。据此，石榴石+绿辉石Sm-Nd同位素体系因退变质作用导致Nd同位素不平衡而给出不合理偏低年龄。较老的石榴石+金红石Sm-Nd年龄有可能指示了榴辉岩相前期阶段的时代，且在温度变质峰期没有使它们之间的Nd同位素再次均一化，它指示Nd在金红石中的扩散速率较慢，可能与石榴石相当。矿物对氧同位素测温得到，石英—石榴石对温度为695±35℃，石英—金红石对为460±15℃，与根据金红石U—Pb内部等时线估计的Pb扩散封闭温度470±50℃一致。对比表明，O在石榴石中的扩散速率与Nd相当或略低，而O和Pb在金红石中的扩散速率相近，且均比Nd快。

榴辉岩中石榴子石退变质环带对高压变质矿物之间Nd，O同位素平衡的影响

李曙光, 刘贻灿 , 徐树桐, 郑永飞, 龚冰

2003, 9(2): 227-236.

摘要 ( 1652 )

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产于大别山北部饶钹寨面理化橄榄岩中的强变形榴辉岩的石榴子石具有退变质环带，表现为边部CaO含量下降和MnO含量升高，指示Ca和Mn在石榴子石具有较快的扩散速率。该榴辉岩中石榴子石+绿辉石连线给出的Sm-Nd年龄为187±5Ma，显著小于大别山南部超高压榴辉岩及北部榴辉岩的Sm—Nd年龄(分别为221±5—228±3Ma和210±6—214±6Ma)。这一偏低的Sm—Nd年龄可能是由于石榴子石退变质环带引起^143Nd／^144Nd降低所造成的。对该样品石榴子石、绿辉石和石英的δ^18O测定表明，这些矿物之间的实测分馏值小于它们在500-900℃条件下的平衡分馏值，从而证明它们之间存在氧同位素不平衡。榴辉岩中石榴子石的退变质环带也可造成绿辉石与石榴子石之间显著的Nd同位素和氧同位素不平衡现象。

苏北踢球山榴辉岩演化的同位素年代学证据

王银喜 , 李惠民 , 顾连兴, 陈道公, 杨杰东 , 沈亚谦 , 赵宁曦, 厉建华

2003, 9(2): 237-243.

摘要 ( 1479 )

PDF (1550KB) ( 778 )

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采用Sm-Nd同位素定年方法，测得江苏北部新沂地区踢球山三个榴辉岩岩体时代为：221．6±8．4Ma，213、6±9．2Ma和216．6±8．1Ma;εNd(t)分别为-2.9，-2．9和-3．0。采用Rb-Sr定年方法得到其中一个榴辉岩的年龄为201±21Ma；^87Sr／^86Sr＝0．70535±37。Sm-Md年龄被看作为踢球山超高压变质之后板块折返过程中的高压榴辉岩相重结晶阶段年龄。Rb-Sr年龄反映了踢球山榴辉岩体的板块折返过程中的角闪岩相退变质阶段开始年龄。为中朝板块与扬子板块碰撞时代主要发生在晚三叠世的观点提供了依据。

贵州睛隆锑矿床中萤石的Sr同位素地球化学

彭建堂, 胡瑞忠, 蒋国豪

2003, 9(2): 244-251.

摘要 ( 1544 )

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对黔西南晴隆锑矿床中的萤石进行了Sr同位素分析，得到其Sr同位素比值为0．70766-0．70932。这个比值明显高于赋矿的二叠系茅口组灰岩(0．70672—0．70821)和蛾眉山玄武岩(0．70441—0．70638)，表明成矿流体相对富集放射成因^87Sr。由于该矿成矿流体的Sr同位素比值明显高于蛾眉山玄武岩，因此将其成矿作用仅仅简单归结于与玄武岩火山活动有关的岩浆热液是不妥的。同时，成矿流体Sr同位素比值也高于二叠纪灰岩的Sr同位素比值，指示成矿流体不可能为单纯的二叠纪海水，而应该有更为富集放射成因Sr的岩石的贡献，可能是这些二叠系岩石下伏的地壳基底。先前对矿床稀土元素地球化学研究得到，成矿物质有外部地壳岩石参与；氢氧同位素地球化学研究发现，成矿流体为大气降水演化产物而不是海水;成矿物质(F和Sb)具有赋矿围岩以外的来源。结合萤石的Sr同位素分析，可以认为晴隆锑矿不是简单的“海相火山喷流沉积成因”或“原地改造产物”，成矿流体和成矿物质均具有外部来源参与而不单单是来自赋矿围岩，可能与下伏基底岩石有关。

流体—岩石相互作用过程中氧同位素交换地球化学动力学评述

倪怀玮, 郑永飞, 赵子福

2003, 9(2): 252-267.

摘要 ( 1445 )

PDF (3966KB) ( 1121 )

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氧同位素研究对于示踪流体—岩石相互作用过程中流体的时间累积流量(或流体／岩石比)、流动方向和组成具有重要意义。基于质量平衡原理可以建立“封闭”体系和开放体系的氧同位素交换模型。“封闭”体系又可分为封闭、批式挥发和瑞利挥发体系。瑞利挥发较批式挥发造成岩石更大的^18O亏损，但在地质过程中两者差异并不显著。开放体系连续模型中氧同位素迁移的机制包括扩散称散和平流。由流体流动速率和扩散称散系数定义的Peclet数决定了上述两种机制在一定尺度上对氧同位素迁移的相对贡献。流体—岩石交换受表面动力学控制，当交换速率快于流体流动时，可认为流体和岩石达到了氧同位素分馆平衡，反之则没有达到平衡。由流体流动速率和流体—岩石反应速率常数定义的Damkoehler数决定了反应接近平衡的程度。如果采用多种矿物相监控，则矿物内部分馆可有效地区分这两种反应模型。对流体—岩石相互作用过程中氧同位素变化的地球化学动力学进行了系统评述，其原理和模型也可扩展到对其他元素的研究。

新疆阿尔泰可可托海3号伟晶岩脉重钽铁矿研究

张爱铖, 王汝成, 胡欢

2003, 9(2): 268-272.

摘要 ( 1933 )

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重钽铁矿是主要见于高度分馏花岗伟晶岩中的一种罕见的钽矿物。新疆阿尔泰可可托海3号伟晶岩脉中存在的重钽铁矿呈他形，与钽猛矿(因Ta含量的明显差异可分为钽锰矿I和钽锰矿Ⅱ)和铀细晶石共生形成铌钽矿物集合体。钽锰矿I构成集合体的主体，而重钽铁矿与相对富Mn和Ta的钽锰矿Ⅱ紧密共生并分布在集合体的边部。重组铁矿的RTa[RTa＝Ta／(Nb+Ta)]在0．96—0．99间变化，RMn[RMn＝Mn／(Fe+Mn)]在0．10—0．2l间变化。铌钽铁矿的共生组合和化学成分特征表明，重钽铁矿是钽锰矿I在非平衡条件下快速结晶后残余亚稳定相出溶的产物。

黔西南高砷煤中砷赋存状态的XAFS和铁的Moessbauer谱研究

丁振华 , 郑宝山, RBFinkelmam, H E Belkin, 胡天斗, 刘涛

2003, 9(2): 273-278.

摘要 ( 1531 )

PDF (1335KB) ( 915 )

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利用X射线吸收精细结构分析(XAFS）和铁的穆斯堡尔谱(Moessbauer)对黔西南高砷煤中砷和铁的存在形式进行了研究。研究发现，高砷煤中的砷主要以高价砷的形式存在，也有少量以As2O3、砷黄铁矿、砷硫化物的形式存在。除1个样品中的铁全部以顺磁性针铁矿或超顺磁性的针铁矿的形式存在外，其它样品中的Fe主要是黄铁矿中的Fe，约占全铁的60％－91％；其次是黄铁钾矾中的Fe，约占全铁的9％－40％。

藏北高原新生代火山岩地球化学系列划分及成因分析

刘燊 , 胡瑞忠, 迟效国, 李才, 冯彩霞

2003, 9(2): 279-292.

摘要 ( 1710 )

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根据K—Ar法和Ar-Ar法定年数据，藏北新生代火山岩从早到晚可划分为多格错仁和走构油茶错高钾钙碱性系列(40—30Ma)、巴毛穷宗和鱼鳞山白榴石碧玄岩—响岩系列(29—24Ma)以及黑石北湖钾玄岩系列(1．5Ma)。从岩石化学和同位素方面对区内新生代火山岩进行了研究，认为藏北新生代火山岩同时具有板内碱性玄武岩和岛弧玄武岩的双重地球化学特征。在成因和源区上各系列存在着差异，高钾钙碱性系列为富集地幔玄武岩底侵作用导致地壳物质部分熔融的产物，并经历了地壳的AF过程。而白榴石碧玄岩—响岩系列和钾玄岩系列来自与古俯冲有关的“古老富集地幔”，为岩浆分离结晶作用的产物。岩浆起源深度随时间变新逐渐变大。

碳酸岩岩浆作用过程的包裹体研究

周进, 倪培, 丁俊英, 朱筱婷

2003, 9(2): 293-301.

摘要 ( 1746 )

PDF (2391KB) ( 1515 )

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碳酸岩是一种富含碳酸盐矿物(方解石，白云石，铁白云石等＞50％以上)的火成岩。通常以侵入的方式，与超基性岩和碱性岩共生，位于环状侵人体的中心部位；或以喷出的方式，与碱性岩等构成环状杂岩体。碳酸岩在喷出或侵入过程中，与上部地壳围岩发生以富含碱质(钠或钾)为主的蚀变作用，形成特征性的蚀变岩石——霓长岩。通过对碳酸岩中的包裹体研究，可以获得包括成岩成矿时的温度、压力、密度、流体组分、流体演化等大量信息。碳酸岩矿物中包裹体的研究已取得很大进展，并为了解碳酸岩岩浆演化性质和特征提供了许多重要的信息：(1)碳酸岩可以形成于流体和熔体两种介质条件下；(2)碳酸岩矿物中包裹体富含CO2；(3)在碳酸岩的起源和演化过程中伴随有岩浆的不混溶作用发生；(4)碳酸岩岩浆具有的较低的粘度和密度。为了保证对从碳酸岩中获得的包裹体资料的合理解释，在研究过程中必须结合碳酸岩产出的大地构造背景、典型岩石组合、典型蚀变岩石(霓长岩)、赋存的矿产特征等方面的资料。虽然目前在包裹体研究方面尚有许多不足，但作为自然界唯一能够保存有原始成岩成矿流体的地质样品，包裹体的研究具有其他方法不可替代的作用。

基于经验的优势断裂灰色分级

许宝田, 阎长虹, 王新建

2003, 9(2): 302-306.

摘要 ( 1445 )

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运用基于经验的灰色关联度分析法对控制大型工程区域稳定性的优势断裂进行分级，该方法以时间优势指标(RT)、规模优势指标(RL)、距离优势指标(RD)、活动周期与活动史指标(RR)以及综合指标(RZ)作为灰色关联度分析对象，并根据最大关联度识别原则，获得优势断裂等级的判定结果。这一方法克服了过去优势断裂评价中程序繁琐，各等级之间指标界限不明确的缺点，为优势断裂评价和优势面专家系统提供了新的思路。

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