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希夏邦马峰淡色花岗岩岩石成因初步研究

岩石学报 2024年第5期40卷 1446-1460页

作者：刘小驰杨雷何少雄胡方泱王佳敏岩石圈演化国家重点实验室中国科学院地质与地球物理研究所北京100029 成都理工大学地球科学学院成都610059 中国科学院矿产资源研究重点实验室中国科学院地质与地球物理研究所北京100029

淡色花岗岩是研究碰撞造山带地球动力学过程的重要对象。本文对喜马拉雅造山带希夏邦马峰海拔5800m大本营附近的淡色花岗岩样品进行了独居石U-Th-Pb年代学和全岩地球化学初步分析。研究样品根据矿物组合可分为黑云母花岗岩和二云母花岗... 详细信息

淡色花岗岩是研究碰撞造山带地球动力学过程的重要对象。本文对喜马拉雅造山带希夏邦马峰海拔5800m大本营附近的淡色花岗岩样品进行了独居石U-Th-Pb年代学和全岩地球化学初步分析。研究样品根据矿物组合可分为黑云母花岗岩和二云母花岗岩,二者地球化学特征以及变形程度都有所差异,全岩地球化学中弱变形的黑花岗岩表现出低Si和富Al、Mg、Fe、K、Ti的特征,铝饱和指数A/CNK为1.06;强变形和弱变形的二云母花岗岩均表现出高Si和贫Mg、Fe、K、Ti的特征,A/CNK为1.11~1.17。同黑云母花岗岩相比,二云母花岗岩稀土元素中Eu元素负异常明显,微量元素中富集Sn、U,亏损Ba、Sr、Zr、Hf、LREE等元素,暗示岩浆经历了斜长石、黑云母、锆石、独居石和磷灰石的分离结晶作用。黑云母花岗岩和二云母花岗岩中的独居石给出U-Th-Pb年龄为22.9±0.2Ma、22.7±0.5Ma和22.7±0.7Ma的一致结果,这一年龄略早于前人报道的结果,指示藏南拆离系活动时间在该区域与喜马拉雅中段具有一致性。本文认为希夏邦马淡色花岗岩岩浆作用与碰撞后伸展阶段发育的藏南拆离系活动具有同时性。

关键词：淡色花岗岩喜马拉雅希夏邦马峰 U-Th-Pb年龄藏南拆离系分离结晶

Pt-Re-Os同位素体系分析技术研究进展

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地球化学 2024年第4期53卷 595-610页

作者：鲍厚银李杰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

Pt-Os和Re-Os同位素体系(统称Pt-Re-Os同位素体系)在壳–幔和核–幔相互作用、矿床成因、陨石成因、太阳系早期演化等地球科学研究中具有重要应用潜力。由于地质样品中Pt-Re-Os含量极低(pg/g~ng/g级),对其元素含量和同位素组成进行高精... 详细信息

Pt-Os和Re-Os同位素体系(统称Pt-Re-Os同位素体系)在壳–幔和核–幔相互作用、矿床成因、陨石成因、太阳系早期演化等地球科学研究中具有重要应用潜力。由于地质样品中Pt-Re-Os含量极低(pg/g~ng/g级),对其元素含量和同位素组成进行高精度的分析测试极具挑战。本文对Pt-Re-Os同位素化学前处理和质谱测定方法研究进展进行综述。化学前处理方法包括酸溶法、碱熔法、火试金法、Carius管溶样法和HPA-S高温高压釜溶样法等常用的样品消解方法以及Pt-Re-Os的化学分离与纯化技术。重点介绍了负离子热电离质谱法(N-TIMS)和(多接收器)电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS和MC-ICP-MS)测试Pt-Re-Os元素含量及同位素组成的原理、标准物质和测量精度,以及近年来高精度Os同位素质谱测定中O同位素校正、质量分馏校正、多原子干扰和提高灵敏度等质谱分析技术研究进展。与Re-Os同位素分析技术相比,Pt-Os同位素分析技术还存在困难,国内Pt-Os同位素分析技术仍处于起步阶段。本综述可为Pt-Re-Os同位素分析方法研究提供参考,从而推动国内Pt-Re-Os同位素地球化学研究的发展。

关键词： Re-Os同位素 Pt-Os同位素消解化学分离质谱测量

川西南下寒武统麦地坪组-筇竹寺组元素地球化学特征及其古环境意义——以JS1井为例

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沉积学报 2024年第5期42卷 1784-1798页

作者：陈威振田景春林小兵梁庆韶杨燕茹王兴成都理工大学地球科学学院成都610059 成都理工大学油气藏地质及开发工程全国重点实验室成都610059

【目的】埃迪卡拉纪—寒武纪作为地质历史上的一个关键转折时期,地球系统在构造演化、气候波动、海洋环境和生物群落演化等方面都发生了巨大转变。深入研究这一时期的沉积物来源、古水深、古盐度和氧化还原条件,具有重要意义。【方法】... 详细信息

【目的】埃迪卡拉纪—寒武纪作为地质历史上的一个关键转折时期,地球系统在构造演化、气候波动、海洋环境和生物群落演化等方面都发生了巨大转变。深入研究这一时期的沉积物来源、古水深、古盐度和氧化还原条件,具有重要意义。【方法】选取四川盆地西南地区JS1井麦地坪组和筇竹寺组样品,详细开展了有机碳(TOC)、主量元素、微量元素和稀土元素分析。【结果与结论】麦地坪组—筇竹寺组物质来源较为一致,母岩以沉积岩和花岗岩为主,物源区形成于大陆边缘环境。麦地坪组轻稀土相对重稀土富集((La/Yb)N=6.05),轻微右倾,δEu的平均值略小于1,指示正常海水沉积,水体较浅,受热液作用影响不明显。筇竹寺组轻重稀土分异明显((La/Yb)N=7.69),轻稀土富集,重稀土亏损,右倾明显,具有弱的δCe和δEu负异常,可能与间歇性热液活动有关。此外,不同钻井对比分析表明,麦地坪组沉积期水体以氧化环境为主,区域上表现为潮坪相—浅水陆棚相的沉积体系;筇竹寺组整体属于厌氧环境,其底部为还原环境,向上缺氧程度降低,区域上表现为浅水—深水陆棚相沉积体系。

关键词：沉积环境氧化还原指标麦地坪组筇竹寺组下寒武统四川盆地

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海洋锂循环及其对表层碳循环的指示

高校地质学报 2024年第3期30卷 269-287页

作者：曹程国际同位素效应研究中心南京大学南京210023 表生地球化学教育部重点实验室地球科学与工程学院南京大学南京210023

以地球系统科学的视角研究大气二氧化碳含量对地球宜居性的扰动是当今最为前沿的地球科学问题之一。大气二氧化碳浓度受控于火山、地幔排气、大陆风化和反风化等过程。大陆风化和高温热液作用是海洋锂的主要来源,而反风化作用则是海洋... 详细信息

以地球系统科学的视角研究大气二氧化碳含量对地球宜居性的扰动是当今最为前沿的地球科学问题之一。大气二氧化碳浓度受控于火山、地幔排气、大陆风化和反风化等过程。大陆风化和高温热液作用是海洋锂的主要来源,而反风化作用则是海洋锂储库的汇。风化过程、热液蚀变和反风化过程中,锂同位素发生不同程度的分馏,而这些源和汇过程中的锂通量及其同位素的分馏共同控制了海水的锂同位素组成。因此,海水锂同位素组成可用于地表环境深时碳循环的示踪。近年来,通过海洋碳酸盐岩的锂同位素、87Sr/86Sr比值及碳同位素等指标的联用,来示踪新生代和前寒武纪等关键地质时期的构造—气候—风化共同影响的碳循环过程是研究热点。文章梳理了现代海洋锂元素循环的源汇过程,重新限定大陆风化和高温热液输入海洋的锂同位素组成。并在此基础上,分析了目前海水锂同位素质量平衡模型中的不确定性,探讨了海水锂同位素记录在示踪深时碳循环方面的应用和局限性,为锂元素及其同位素指标的应用和全球锂循环研究的深入提供参考。

关键词：锂同位素碳循环大陆风化反风化热液蚀变

海南岛晚侏罗世沙心花岗岩的成因和地质意义:年代学、地球化学和Sr-Nd-Hf同位素制约

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地质科学 2024年第5期59卷 1374-1390页

作者：吕昭英熊富浩胡在龙林义华魏昌欣袁勤敏吕嫦艳海南省海洋地质资源与环境重点实验室海口570206 海南省地质调查院海口570206 成都理工大学地球科学学院成都610059 油气藏地质及开发工程全国重点实验室成都610059

海南岛侏罗纪岩浆岩属于华南晚中生代岩浆岩带的西南端组成部分,是探究华南晚中生代古太平洋板片俯冲动力学过程的重要探针。本文对海南岛北部侏罗纪沙心花岗岩开展系统的岩石学、年代学、岩石地球化学、全岩Sr-Nd同位素和锆石Hf同位素... 详细信息

海南岛侏罗纪岩浆岩属于华南晚中生代岩浆岩带的西南端组成部分,是探究华南晚中生代古太平洋板片俯冲动力学过程的重要探针。本文对海南岛北部侏罗纪沙心花岗岩开展系统的岩石学、年代学、岩石地球化学、全岩Sr-Nd同位素和锆石Hf同位素研究,探讨其岩石成因和地质意义。沙心花岗岩主要岩性为中细粒黑云母二长花岗岩。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年表明,沙心花岗岩形成于161±1 Ma,属于晚侏罗世岩浆活动的产物。沙心岩体具有富硅(SiO_(2)=70.73%~75.15%)和富碱的特征((K_(2)O+Na_(2)O)=7.64%~8.31%)。岩石贫Ca、Mg和Fe,其铝饱和指数(A/CNK)的平均值为1.06,属高钾钙碱性和弱过铝质岩石系列。样品的轻稀土相对富集(75.35×10^(-6)~112.71×10^(-6)),重稀土相对亏损(6.40×10^(-6)~8.63×10^(-6)),其铕异常相对较弱(0.87~1.10)。岩石具有较低的高场强元素(Zr+Nb+Ce+Y)=123×10^(-6)~217×10^(-6)、^(T)FeO/MgO值(3.39~5.08)和锆石饱和温度(724℃~772℃),且岩石缺少典型过铝质矿物。沙心花岗岩具有较高的ε_(Nd)(t)值(-2.7~-1.9)和较低的二阶段Nd模式年龄(1.17~1.10 Ga)。岩石具有较高的锆石ε_(Hf)(t)(-1.71~+1.84)和较低的二阶段Hf模式年龄(1.32~1.09 Ga)。综合分析表明,沙心花岗岩属Ⅰ型花岗岩,是古太平洋板块俯冲后撤相关的陆缘弧环境下的中元古代变质砂岩熔融的产物,其岩浆源区存在一定地幔物质的贡献。

关键词：年代学地球化学晚侏罗世 Ⅰ型花岗岩海南岛

副矿物包裹体和信号采集时间对锆石U-Pb年龄和微量元素分析结果的影响

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地学前缘 2024年

作者：黄宇钟世华李三忠赵鸿薛梓萌郭广慧刘嘉情牛警徽深海圈层与地球系统教育部前沿科学中心海底科学与探测技术教育部重点实验室中国海洋大学海洋地球科学学院青岛海洋科学与技术国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室中国地质科学院Re-Os同位素地球化学重点实验室

锆石原位微区U-Pb定年和微量元素分析已成为当前地球科学领域常规的分析手段。然而，锆石微区分析结果的解译受到分析点选取、仪器稳定性、采集信号校正等诸多因素的影响，定量揭示这些因素如何影响锆石微区分析结果是准确探讨该结果地... 详细信息

锆石原位微区U-Pb定年和微量元素分析已成为当前地球科学领域常规的分析手段。然而，锆石微区分析结果的解译受到分析点选取、仪器稳定性、采集信号校正等诸多因素的影响，定量揭示这些因素如何影响锆石微区分析结果是准确探讨该结果地质意义的重要前提。本文以来自青海野马泉铁多金属矿床晚三叠世二长花岗斑岩岩体中的锆石为研究对象，开展了LA-ICP-MS锆石原位U-Pb定年和微量元素分析，以探究副矿物包裹体和信号采集时间对锆石微区分析结果产生的影响。研究结果显示，尽管信号采集时间较短时会得到较大的U-Pb定年误差，但它的改变并不会对U-Pb年龄和微量元素分析结果产生明显影响。对比含矿物包裹体和不含包裹体的分析点可知，矿物包裹体的存在同样不会对定年结果产生明显干扰。然而，若选择的锆石分析位置含有磷灰石等副矿物包裹体，得到的分析数据会具有“轻稀土富集”的假象，从而造成诸多误判，如推断出错误的岩浆氧逸度特征等。因此，锆石微区分析前必须首先查明所分析的位置是否存在副矿物包裹体，而在探讨锆石微量元素数据的地质意义前必须将受到矿物包裹体混染的锆石数据予以剔除。

关键词： LA-ICP-MS 锆石 U-Pb定年副矿物包裹体信号采集时间

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古生代陆相盆地中的17万年天文周期

沉积学报 2024年第1期42卷 39-51页

作者：李玉寅黄何高远成虎黑晨露梁爽王成善中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083 成都理工大学沉积地质研究院成都610059 油气藏地质及开发工程国家重点实验室(成都理工大学) 成都610059 中国地质大学(北京)生物地质与环境地质国家重点实验室北京100083

【目的】米兰科维奇周期通过调控地球天文轨道参数来影响地球气候系统和有机碳埋藏。除通过线性过程调控气候系统的常规周期外,还存在通过一系列“非线性”正负反馈进程调控气候系统的“非常规”天文周期,如17万年斜率振幅调制周期。先... 详细信息

【目的】米兰科维奇周期通过调控地球天文轨道参数来影响地球气候系统和有机碳埋藏。除通过线性过程调控气候系统的常规周期外,还存在通过一系列“非线性”正负反馈进程调控气候系统的“非常规”天文周期,如17万年斜率振幅调制周期。先前研究已证明17万年天文周期对中新生代地球中高纬度有机碳埋藏具有调控作用,然而由于缺乏准确的天文解和高分辨率的地质记录,17万年信号在古生代鲜有报道。【方法】对准噶尔盆地早二叠世芦草沟组的总有机碳含量和自然伽马测井数据进行旋回地层学分析,认为芦草沟组保存了短偏心率、斜率、岁差周期信号。【结果】根据短偏心率周期进行了天文调谐,结果显示芦草沟组沉积持续时间约为2.8 Myr,沉积速率估算为9.1 cm/kyr。除常规周期外,17万年周期信号也在去趋势数据序列和斜率振幅调制曲线中被发现。【结论】对古生代陆相地层中的17万年天文周期进行系统探讨,基于强烈的斜率信号,推测该17万年周期信号来源于斜率振幅调制周期s3-s6。它通过调控早二叠世地球中高纬度水循环过程影响有机碳埋藏,而沉积盆地中的阈值响应效应将高频的斜率周期中的较低频17万年振幅调制周期放大,并出现在地质记录中。

关键词：旋回地层学 17万年天文周期二叠纪准噶尔盆地芦草沟组

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地球宜居性的深部驱动机制

科学通报 2024年第2期69卷 169-183页

作者：徐义刚黄小龙王强王煜李高军刘耘毛河光倪怀玮朱茂炎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州510640 南京大学地球科学与工程学院南京210023 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贵阳550081 北京高压科学研究中心北京100094 中国科学技术大学中国科学院壳幔物质与环境重点实验室合肥230026 中国科学院南京地质古生物研究所现代古生物和地层学国家重点实验室南京210080

除与太阳之间的距离和行星的大小有关外,地球之所以宜居的一个重要因素是其拥有动力十足的地球内部.与地球宜居性是地球表生作用结果的传统认识不同,本文认为地球深部驱动着对宜居环境至关重要的外部层圈,并提出地球内外层圈间的联动机... 详细信息

除与太阳之间的距离和行星的大小有关外,地球之所以宜居的一个重要因素是其拥有动力十足的地球内部.与地球宜居性是地球表生作用结果的传统认识不同,本文认为地球深部驱动着对宜居环境至关重要的外部层圈,并提出地球内外层圈间的联动机制是地球系统科学研究的突破口.在调研和评述的基础上,本文建议未来研究需要关注早期地球、地磁场、深地挥发分循环、超级火山、深地新化学反应和地质空调器等方向,围绕地球宜居性的深部驱动机制这一主题,开展地球固体层圈与流体层圈的整合研究,助力我国地球科学研究从单一学科研究向多学科交叉融合研究的转变,推动我国固体地球科学从跟踪前沿向开拓前沿的跨越式发展.

关键词：地球宜居性深部引擎深地过程层圈相互作用地球系统科学

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地球表层系统对深部圈层时空演变的影响

科学通报 2024年第2期69卷 149-159页

作者：谢树成罗根明朱宗敏中国地质大学(武汉)生物地质与环境地质国家重点实验室地球科学学院武汉430074

地球系统科学研究的一个关键点是地球深部与表层系统的联动.深部过程通过火山作用对表层系统产生的重要影响已经取得了许多重要进展,认识比较薄弱的方面是表层系统如何影响深部的结构、过程和演化.板块俯冲将大量沉积物带入地幔过渡带... 详细信息

地球系统科学研究的一个关键点是地球深部与表层系统的联动.深部过程通过火山作用对表层系统产生的重要影响已经取得了许多重要进展,认识比较薄弱的方面是表层系统如何影响深部的结构、过程和演化.板块俯冲将大量沉积物带入地幔过渡带乃至核幔边界的D″层,可以导致地幔的不均一性.特别是,板块俯冲带入的水通过影响地幔物理性质而增强地幔的熔融和对流能力,进而又在一定程度上影响了地球深部的岩浆活动、变质作用,以及包括板块俯冲在内的构造运动.华北克拉通破坏及其相伴的岩石圈变化被认为是水通过板块俯冲而影响深部过程的一个体现.表层系统不仅影响了深部的结构和过程,而且还极大地影响了深部的地质演化.在前寒武纪,古元古代和新元古代两次雪球地球之后形成了巨量的洋底沉积物,这些沉积物进入俯冲带后提高了板块俯冲的润滑性及其速率,进而对该时期活跃的全球构造运动及超大陆形成产生一些影响.在显生宙,4.3亿年以来陆地植物的大发展和2亿年以来海洋三大浮游生物的大发展都通过改变沉积物成分而影响深部圈层物质的演化,分别导致碎屑锆石和金伯利岩在一些同位素组成上出现重大转变.这些极少量但非常重要的新认识对人们研究行星地球的运行机制及其地质演化至关重要.表层物质进入地幔关键带如何进行循环和演化,水等表层物质是否改变了深部圈层的演化方向及规模,这些都是亟待解决的重大科学难题.而要突破这些难题,需要建立有效的定性和定量化的示踪技术方法体系.

关键词：地球生物学地质微生物深地科学地球宜居性行星地球