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哀牢山构造带晚二叠世花岗岩锆石微量元素特征及其意义

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大地构造与成矿学 2025年第1期49卷 218-228,I0018-I0021页

作者：黄卓辉夏小平徐健莫静中国科学院广州地球化学研究所同位素地球化学国家重点实验室广东广州510640 中国科学院大学北京100049

哀牢山构造带保留了大量古特提斯洋演化的地质记录,是研究古特提斯洋演化的关键区域之一。然而,该构造带经历了复杂的地质过程,特别是新生代印度-欧亚板块碰撞的强烈改造,其演化历史存在诸多争议。前人针对哀牢山洋俯冲的地球化学研究,... 详细信息

哀牢山构造带保留了大量古特提斯洋演化的地质记录,是研究古特提斯洋演化的关键区域之一。然而,该构造带经历了复杂的地质过程,特别是新生代印度-欧亚板块碰撞的强烈改造,其演化历史存在诸多争议。前人针对哀牢山洋俯冲的地球化学研究,多基于全岩的主量、微量元素及同位素分析,缺少更精细的单矿物研究,且全岩元素易受后期地质过程影响,难以得到准确结果。锆石作为酸性岩浆中常见的副矿物,具有稳定的物理化学性质,是更可靠的研究对象。本次研究在哀牢山东部高级变质带和西部火山岩带采集了三件花岗岩样品,通过锆石微量元素探究哀牢山洋的俯冲作用。前人锆石U-Pb定年和全岩地球化学研究表明这些样品均为晚二叠世S型花岗岩。本研究发现样品中锆石的稀土元素配分模式具有轻稀土元素相对亏损、重稀土元素显著富集、明显的Ce正异常与Eu负异常等特征,大部分锆石的稀土和微量元素特征与世界其他典型俯冲带花岗岩相似,不同于碰撞/碰撞后花岗岩。结合前人研究,认为锆石的微量元素组成特征支持哀牢山构造带两侧的花岗岩形成于哀牢山洋俯冲构造环境,而非哀牢山洋闭合后陆-陆碰撞阶段产物。结合区域地质背景,认为哀牢山洋在晚二叠世处于俯冲消减阶段,且存在东向和西向俯冲。

关键词：晚二叠世哀牢山洋锆石微量元素俯冲作用碰撞造山

滇西保山地块西缘象达岩基晚白垩世花岗岩成因及其大地构造意义

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大地构造与成矿学 2025年第1期49卷 178-193,I0011-I0013页

作者：彭世利彭头平范蔚茗刘用民武利民中国科学院广州地球化学研究所同位素地球化学国家重点实验室广东广州510640 中国科学院大学北京100049 中国科学院青藏高原研究所北京100101

腾冲和保山地块广泛分布晚白垩世岩浆岩,主要集中于腾冲地块中部和保山地块西缘的龙陵-象达-平河地区,关于其岩浆起源、成岩构造背景、动力学机制以及其与新特斯洋演化的关系一直以来没有得到很好的约束。本文对滇西保山地块西缘象达岩... 详细信息

腾冲和保山地块广泛分布晚白垩世岩浆岩,主要集中于腾冲地块中部和保山地块西缘的龙陵-象达-平河地区,关于其岩浆起源、成岩构造背景、动力学机制以及其与新特斯洋演化的关系一直以来没有得到很好的约束。本文对滇西保山地块西缘象达岩基晚白垩世花岗进行了详细的岩石学、锆石U-Pb年代学、Hf同位素和全岩地球化学研究。年代学研究结果表明,象达岩基晚白垩世花岗形成于~91 Ma、~83 Ma和~76 Ma;矿物组成和主量元素组成上,象达岩基晚白垩世花岗岩普遍发育白云母,具高SiO_(2)含量和总碱含量,以及高铝饱和指数(A/CNK>1.21),低P_(2)O_(5)、MgO、TiO_(2)含量等特征,属于高分异的S型花岗岩。微量元素组成特征和富集的锆石Hf同位素组成表明,象达岩基晚白垩世花岗岩是古老的上地壳泥质岩石脱水部分熔融,并经历斜长石、磷灰石和含钛铁矿物分离结晶作用的产物。基于前人对青藏高原和滇西地区班公湖-怒江中特提斯洋演化过程的研究结果,滇西保山地块西缘象达岩基晚白垩世100~70Ma的花岗岩应该是新特提斯洋板片俯冲的产物。综合分析显示,腾冲-保山地块晚白垩世岩浆作用具多幕次爆发性特点,这些多幕次的岩浆爆发作用是新特提斯洋壳板片俯冲角度多期次调整的结果。

关键词：晚白垩世 S型花岗岩保山地块西缘新特提斯洋板块俯冲

构造火山作用对辽西早白垩世九佛堂组沉积环境的影响——以燕山科学钻探YSDP-1钻孔为例

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地球化学 2025年第1期54卷 126-140页

作者：蔡士玺韦刚健胡建芳曾提徐义刚中国科学院广州地球化学研究所同位素地球化学国家重点实验室广东广州510640 中国科学院大学北京100049 中国科学院广州地球化学研究所有机地球化学国家重点实验室广东广州510640

构造火山作用与沉积环境的耦合规律是揭示深地过程对地球表层系统及生命演化调控作用的关键。辽西九佛堂组发育巨厚的富有机质泥页岩,保存大量精美的热河生物群化石,其沉积环境受到华北克拉通破坏导致的大量构造火山作用影响,是探索这... 详细信息

构造火山作用与沉积环境的耦合规律是揭示深地过程对地球表层系统及生命演化调控作用的关键。辽西九佛堂组发育巨厚的富有机质泥页岩,保存大量精美的热河生物群化石,其沉积环境受到华北克拉通破坏导致的大量构造火山作用影响,是探索这一科学问题的良好研究对象。本文通过对燕山科学钻探YSDP-1钻孔中九佛堂组沉积岩矿物组成、主量、微量元素和有机质含量等进行综合分析。结果表明,九佛堂组沉积岩包含火山碎屑岩、凝灰岩及经风化搬运沉积的细粒沉积岩,它们均为与中酸性火山岩有关的长英质物源,指示其来源于同一构造背景下的火山-沉积作用,主要受古太平洋板块俯冲作用控制。每次构造伸展活动会导致盆地加深,并伴随火山灰和火山碎屑流等物质输入。火山灰输入为湖泊带来大量营养物质,藻类勃发导致初级生产力增大,沉降大量有机质消耗底层水氧气,导致缺氧环境,进而使大量有机质被保存,形成富有机质油页岩,并且促进了热河生物群化石的保存;而在半深湖区域火山碎屑流携带大量溶解氧进入,导致湖泊底层水体氧化,进而稀释甚至中断有机质的沉积。这些不同火山物质输入的差异作用形成了九佛堂组复杂的火山-沉积地层。

关键词：构造火山活动九佛堂组物源示踪沉积环境华北克拉通破坏

南海北缘IODP U1502B钻孔蚀变洋壳的热液作用特征及对海盆初始张裂过程的启示

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大地构造与成矿学 2025年第1期49卷 194-205页

作者：郑长声黄小龙杨帆于洋丁兴朱圣柱中国科学院广州地球化学研究所同位素地球化学国家重点实验室深地科学卓越创新中心广东广州510640 南方海洋科学与工程广东省实验室(广州) 广东广州511458 中国科学院大学北京100049

本文对国际大洋发现计划(IODP)在南海北缘洋陆过渡带的U1502B钻孔下部的蚀变玄武岩进行了岩石学和矿物研究。按蚀变矿物的类型及含量样品可分为轻度(蚀变矿物含量80%)蚀变玄武岩;随着蚀变程度增加,蚀变玄武岩的CaO含量显著降低。轻度和... 详细信息

本文对国际大洋发现计划(IODP)在南海北缘洋陆过渡带的U1502B钻孔下部的蚀变玄武岩进行了岩石学和矿物研究。按蚀变矿物的类型及含量样品可分为轻度(蚀变矿物含量80%)蚀变玄武岩;随着蚀变程度增加,蚀变玄武岩的CaO含量显著降低。轻度和中度蚀变玄武岩的主要蚀变矿物组合为“富Fe绿泥石+钠长石+石英”,并含少量的“绿帘石+碳酸盐+阳起石”,应经历了主要温度范围为280~340℃的高温热液作用。重度蚀变玄武岩的主要蚀变矿物组合为“钠长石+石英+高岭石+镁铁氧化物/氢氧化物”,含少量富铁绿泥石、黏土矿物、黄铁矿,应经历了高温和中温热液作用并叠加了低温蚀变作用。高温热液作用应发生在洋脊形成阶段,形成于脊轴岩浆透镜体作用下产生的高温、低水岩比环境,而该区域后期强烈的构造活动导致高水岩比的低温蚀变作用。位于狭窄的洋陆过渡带上的U1502B与U1500B两个钻孔玄武岩剖面在结构与热液蚀变作用特征上存在明显差异,暗示了南海海盆由初始陆缘裂解到洋脊扩张为快速的构造转换过程。

关键词：洋中脊初始张裂热液系统蚀变洋壳蚀变矿物组合南海

高温地质过程硅同位素分馏作用:研究进展与展望

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地球化学 2025年

作者：欧阳一帆郭锋中国科学院广州地球化学研究所同位素地球化学国家重点实验室中国科学院大学

硅（Si）是地球上丰度第三高的元素，存在三个稳定同位素(28Si、29Si和30Si)。由于3个同位素之间存在较大的质量差异，在地质过程中容易发生同位素分馏作用。前人研究表明，岩浆演化过程会导致Si同位素的平衡分馏，即高硅较低硅岩... 详细信息

硅（Si）是地球上丰度第三高的元素，存在三个稳定同位素(28Si、29Si和30Si)。由于3个同位素之间存在较大的质量差异，在地质过程中容易发生同位素分馏作用。前人研究表明，岩浆演化过程会导致Si同位素的平衡分馏，即高硅较低硅岩石具有更重的硅同位素组成(如δ30Si)。尽管如此，由于Si仅具有一种价态(Si4+)，而且Si不容易形成挥发性化合物，因此相对于低温环境下的分馏，硅在高温环境下的同位素分馏程度有限。随着处理方法和分析仪器的发展（碱熔法、LA-MC-ICP-MS和SIMS原位矿物分析等），高精度Si同位素(δ29/30Si)分析取得了长足进步，分析精度（2SD）已优化到0.10‰，能够探测到高温地质过程中发生的细微硅同位素分馏。与此同时，矿物原位Si同位素分析技术的发展为开展硅同位素在固体地球科学的应用提供了技术支撑。近年来，硅同位素地球化学在高温地质领域的应用取得了许多进展和突破，如太阳系星云形成与演化、冥古代水–岩作用记录、太古代TTG成因和俯冲带物质循环过程等。本文简单回顾了硅同位素地球化学性质、硅同位素测试方法的发展和近十年来运用硅同位素示踪高温地质过程等方面的研究进展，并对高温岩浆过程中硅同位素分馏的应用前景和未来研究方向进行了展望。

关键词：硅同位素同位素分馏高温地质过程进展与展望

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镁同位素示踪古亚洲洋再循环碳酸盐

大地构造与成矿学 2025年第1期49卷 163-177页

作者：王升鹏任钟元 Tserendash Narantsetseg 张庆霖袁超中国科学院广州地球化学研究所同位素地球化学国家重点实验室广东广州510640 中国科学院深地科学卓越创新中心广东广州510640 中国科学院大学北京100049 蒙古科学院地质研究所乌兰巴托15160蒙古

低δ^(26)Mg值的玄武岩熔岩通常来自被俯冲碳酸盐岩改造的地幔源区,因此, Mg同位素成为追踪俯冲板块的潜在工具。为了探讨古俯冲碳酸盐的命运及其对大兴安岭-太行重力带(DTGL)西部新生代玄武岩成分的控制作用,本文报道了蒙古国东部Darig... 详细信息

低δ^(26)Mg值的玄武岩熔岩通常来自被俯冲碳酸盐岩改造的地幔源区,因此, Mg同位素成为追踪俯冲板块的潜在工具。为了探讨古俯冲碳酸盐的命运及其对大兴安岭-太行重力带(DTGL)西部新生代玄武岩成分的控制作用,本文报道了蒙古国东部Dariganga新生代玄武岩的Mg同位素组成。与大陆地幔(δ^(26)Mg=-0.25‰±0.04‰)相比,这些玄武岩的δ^(26)Mg(-0.35‰~-0.30‰)整体偏低。岩浆期后蚀变、地壳混染、结晶分异及部分熔融均不能解释Dariganga新生代玄武岩的轻δ^(26)Mg异常,因此低δ^(26)Mg同位素组成可能与源区存在的俯冲碳酸盐有关。Mg-Sr同位素定量模拟计算表明,向辉石岩源区中加入3%~6%的白云质碳酸盐可以解释Dariganga新生代玄武岩Mg同位素异常和^(87)Sr/^(86)Sr值。根据地震层析成像数据以及DTGL横剖面Mg-Zn数据分布规律,排除了古太平洋板块作为再循环碳酸盐的可能来源。结合区域构造历史,认为地幔源区中的再循环碳酸盐来源于古亚洲洋板块俯冲。

关键词：玄武岩 Mg同位素古亚洲洋碳酸盐

影响弧岩浆成矿潜力的因素:来自台湾岛东部火山岩内熔体包裹体和锆石组成的指示

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中国科学:地球科学 2025年第03期55卷 789-802页

作者：李建平张世涛初高斌陈华勇中国科学院广州地球化学研究所矿物学与成矿学重点实验室 Department of Earth and Planetary Sciences McGill University 中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室广州拓岩分析技术有限公司广东省矿物物理与材料重点实验室中国科学院大学

俯冲相关的斑岩Cu（-Au）矿床代表了上地壳中金属和硫的巨量富集,通常与弧岩浆密切相关.然而,形成这些矿床的富矿岩浆和贫矿岩浆之间的根本差异目前仍存在很大争议.本研究报道了来自台湾岛东部贫矿弧火山岩内锆石和硅酸盐熔体包裹体（S... 详细信息

俯冲相关的斑岩Cu（-Au）矿床代表了上地壳中金属和硫的巨量富集,通常与弧岩浆密切相关.然而,形成这些矿床的富矿岩浆和贫矿岩浆之间的根本差异目前仍存在很大争议.本研究报道了来自台湾岛东部贫矿弧火山岩内锆石和硅酸盐熔体包裹体（SMIs）的化学成分,旨在增加对影响弧岩浆成矿潜力因素的认识.锆石U-Pb年龄显示岩浆活动发生在距今约0.7Ma,且安山质熔体在约900～950℃的还原环境中形成.斜长石内的熔体包裹体显示母岩浆具有安山质组成特征和较高（且可变）的Cu含量,经计算熔体的H2O含量接近3～4wt.%.以上证据表明,岩浆氧化还原状态和H2O含量可能是控制弧岩浆Cu（-Au）成矿潜力的关键因素,文章认为还原且相对贫水的岩浆可能是导致台湾岛东部缺乏斑岩铜矿的潜在重要因素.

关键词：硅酸盐熔体包裹体锆石氧化还原状态弧岩浆 Cu(-Au)成矿潜力

再循环碳酸盐对蒙古国中部新生代玄武岩成因的影响:来自Mg-Zn同位素证据

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大地构造与成矿学 2025年第1期49卷 142-162页

作者：王升鹏任钟元 Tserendash Narantsetseg 张庆霖中国科学院广州地球化学研究所同位素地球化学国家重点实验室广东广州510640 中国科学院深地科学卓越创新中心广东广州510640 中国科学院大学北京100049 蒙古科学院地质研究所乌兰巴托15160蒙古

玄武岩熔岩中的轻δ^(26)Mg和重δ^(66)Zn特征通常被认为是来自随板片俯冲进入并改造地幔的再循环碳酸盐组分,使得Mg-Zn同位素成为示踪再循环碳酸盐的强有力的工具。为了查明蒙古-鄂霍茨克洋俯冲可能携带的再循环碳酸盐物质及其对蒙古... 详细信息

玄武岩熔岩中的轻δ^(26)Mg和重δ^(66)Zn特征通常被认为是来自随板片俯冲进入并改造地幔的再循环碳酸盐组分,使得Mg-Zn同位素成为示踪再循环碳酸盐的强有力的工具。为了查明蒙古-鄂霍茨克洋俯冲可能携带的再循环碳酸盐物质及其对蒙古国中部新生代玄武岩同位素和地球化学成分的控制作用,本文报道了来自蒙古-鄂霍茨克缝合带北部的蒙古国中部(Jargalant、Tariat、Togo和Orhon)新生代碱性玄武岩的Mg-Zn同位素组成。这些玄武岩整体上具有低的δ^(26)Mg值(-0.43‰~-0.28‰)和高的δ^(66)Zn值(0.33‰~0.52‰),显著低于地幔Mg同位素(平均δ^(26)Mg=-0.25‰±0.04‰)和高于地幔Zn同位素组成(平均δ^(66)Zn=0.18‰±0.05‰)。Mg-Zn同位素异常不能通过地表过程、岩浆分异演化及同位素扩散效应来解释,而是与碳酸盐化辉石岩部分熔融产生的同位素分馏效应相吻合。Mg-Zn-Sr同位素模拟结果表明,当辉石岩源区加入约5%~10%的再循环富镁碳酸盐可以很好地解释玄武岩的低δ^(26)Mg和高δ^(66)Zn特征。鉴于本次研究的火山区均位于蒙古-鄂霍茨克缝合带附近,再循环碳酸盐最可能来自古生代-中生代俯冲的蒙古-鄂霍茨克洋壳。玄武岩同位素和地球化学成分从南向北依次变化,即δ^(26)Mg、^(87)Sr/^(86)Sr、Ti/Ti^(*)和Hf/Hf^(*)值依次降低,δ^(66)Zn、Sm/Yb和La/Yb值依次升高。因此认为,随着俯冲深度的增加,更多的菱镁矿从俯冲板片释放。蒙古国中部新生代玄武岩的化学成分和同位素组成的变化主要受熔融深度和白云石/菱镁矿比例的共同控制。

关键词：玄武岩 Mg-Zn同位素再循环碳酸盐蒙古国中部蒙古-鄂霍次克洋

超声辅助萃取-凝胶渗透色谱净化结合超高效液相色谱-高分辨质谱检测食用鱼肉中12种卤代有机污染物

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色谱 2025年第1期43卷 68-77页

作者：祝亦哲郑锐芬樊子昊刘灵叶靖瑶王凯唐才明东莞理工学院生态环境工程技术研发中心广东东莞523808 中国科学院广州地球化学研究所广东省环境资源利用与保护重点实验室广东广州510640

卤代有机污染物(HOPs)因具有持久性、生物积累性、毒性等而广受关注。本研究应用超声辅助萃取和凝胶渗透色谱净化结合超高效液相色谱-高分辨质谱,建立了同时检测常见食用鱼肉中12种HOPs的方法。根据HOPs特性和鱼肉样品特点选择高效、可... 详细信息

卤代有机污染物(HOPs)因具有持久性、生物积累性、毒性等而广受关注。本研究应用超声辅助萃取和凝胶渗透色谱净化结合超高效液相色谱-高分辨质谱,建立了同时检测常见食用鱼肉中12种HOPs的方法。根据HOPs特性和鱼肉样品特点选择高效、可靠的前处理方法,优化了萃取净化方法和色谱-质谱参数。鱼肉通过甲醇-乙腈(1∶1,v/v)混合溶剂提取,低温高速离心,上清液经氮吹浓缩后转溶于乙酸乙酯-环己烷(1∶1,v/v)混合溶剂,过滤后由凝胶渗透色谱净化,洗脱液经氮吹浓缩后复溶,进样分析。液相色谱流动相为含2 mmol/L乙酸铵的水溶液和乙腈,通过梯度洗脱,离子源为电喷雾电离源,负离子模式,质谱数据采集方式为全扫描和数据依赖采集,同位素内标法定量。结果显示,12种HOPs均具有良好的线性关系,定量限为0.5 ng/g。以混合鱼肉为基质,在4、40和400 ng/g加标水平下,12种HOPs的加标回收率为67.6%~133.8%,RSD为0.5%~15.6%。应用本方法对27份实际鱼肉样品进行检测,发现鱼肉中均含有HOPs,含量为未检出~4.52 ng/g。该方法灵敏度好,准确度高,可作为鱼肉中HOPs的高通量筛查和定量检测方法。

关键词：凝胶渗透色谱超高效液相色谱-高分辨质谱卤代有机污染物食用鱼肉