锆石的成因和U—Pb同位素定年的某些进展

锆石是岩浆岩，变质岩，沉积岩和月岩中最重要的副矿物，本文分别从锆石的形态，以及影响锆石形态的因素，锆石的主量，微量，稀土元素地球化学和氧同位素特征等方面进行系统综述，同时，论述了目前国内外有关锆石U－Pb法定年的研究进展，并对各种方法的局限性加以总结。

内蒙古白云鄂博矿区元古代非造山岩浆岩及其对成矿的制约

白云鄂博矿区广泛分布着元古代非造山岩浆岩.主要岩性是粗面岩、镁铁钠闪石-长石岩、钾质流纹岩、英安岩、流纹岩、石英斑岩和中长玄武岩,并有大量高钾辉绿岩脉(墙)出露.这些非造山岩浆岩来源于地幔,它们的ε_(Sr)(t)值都较低,ε_(Nd)(t)主要集中在4.52～5.88,钕模式年龄T_(DM)~(Nd)集中在1.54～1.92 Ga.它们的Nd同位素组成和钕模式年龄都与矿石一致,意味着成矿物质来源于这些岩浆岩.这些岩浆岩的锆石U-Pb年龄为1.8 Ga年左右.各种研究结果表明矿床是与非造山岩浆岩有关的热液交代白云鄂博群的产物.

硒、锌同位素MC-ICP-MS分析方法研究及其在生物和环境样品中的应用

一定元素的同位素组成被认为是该元素特有的“指纹”，同位素组成测量是地球化学、生命科学、环境化学、地质科学和核科学等领域重要的研究手段。利用同位素技术开展生命过程，地球系统中的物理、化学、生物过程及其资源、环境与灾害效应，资源勘探，污染物溯源等方面的研究，既是该技术的前沿研究主题，也使相关领域的研究更加“精细量化”，从而在新的科学纵深揭示出更加清晰的规律。 1992年多接收电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS)的问世，为同位素分析提供了一种强有力的技术手段，与传统的热电离同位素质谱相比，MC-ICP-MS具有测量速度快、操作简便、灵敏度高等优点。而且，由于等离子体源产生的高温，在理论上能测量所有的金属元素和一些非金属元素，并已很好地解决了一些高电离电位元素同位素测量的难题（如Se, Zn, Hf等），用MC-ICP-MS准确、精密测量各种元素同位素组成的方法正在逐渐得到发展和完善。目前，MC-ICP-MS比较成熟的方法主要是针对核和地质科学研究中应用较多的U, Pb, Sm, Nd, Sr, Hf, B, Li等，在硒和锌同位素测量方法学的研究还相对较少（尤其是硒），对一些测量中受各种干扰较为严重的、原子量小于80 的元素同位素的测量技术还有待进一步深入探索和研究。锌、硒元素不仅与人类健康息息相关，而且随着质谱分析技术的发展，使其在环境地球化学、生命科学等领域有着广泛的应用前景。准确测量生物、食品、环境、地质等样品中的锌、硒元素含量、各种形态及其同位素组成受到越来越多的关注。锌、硒同位素准确测量的方法学研究，不仅可以广泛应用于各相关领域，也为锌和硒同位素基、标准物质研制奠定技术基础，从而为锌、硒元素含量和同位素测量提供量值溯源保障。 本工作针对锌和硒元素同位素组成以及生物、环境等样品中成分量准确测量存在的问题，通过使用六极杆碰撞室MC-ICP-MS进行准确测量锌和硒元素同位素的技术研究，结合在化学计量研究中的长期实践及相关文献，从方法学角度和应用方面得出以下结论： 1.MC-ICP-MS仪器测量主要参数，如炬管轴向位置、载气流量、碰撞气流量、仪器稳定性等对测量结果影响很大，要获得高精度的测量结果，须优化和固定参数设置，保持仪器的稳定状态。在六极杆碰撞室MC-ICP-MS测量锌同位素时，高纯氩气碰撞气模式是较为理想的模式，64Zn/66Zn、67Zn/66Zn、68Zn/66Zn同位素丰度比测量精度达到0.002－0.008％，70Zn/66Zn 测量精度达到0.01％；在高纯氢气和氩气碰撞气按一定比例混合的模式下， 76Se/80Se、77Se/80Se、78Se/80Se、82Se/80Se同位素丰度比测量精度达到0.004－0.005%。 2.采用高纯、高浓缩64Zn和66Zn配制了8个校正样品 (64Zn/66Zn：0.6－2.2)；用高纯、高浓缩同位素76Se和82Se配制了16个校正样品（76Se/82Se： 0.05－11.8），用这些样品分别测量并计算了仪器系统误差校正系数K，这些校正样品的K64/66 和 K76/82的相对标准偏差分别为0.034％和0.03％，均在仪器的测量不确定度范围内，说明在校正样品同位素变化范围内，仪器测量同位素丰度比的校正系数没有发生明显变化。 3.在硒同位素丰度比值测量中，氢气碰撞气的使用是SeH产生的重要原因之一，Ar/H在2－7之间都可以满足硒同位素比值测量的要求，即保证较高的硒灵敏度、较小的SeH生成比例、稳定的同位素比值测量结果。本工作建立了SeH的校正计算公式，在对测量结果的质量歧视进行校正时，77Se和78Se的校正更为复杂，因为它们除自身产生的SeH外，还分别受到了来自76SeH和77SeH的影响，故校正质量偏移时应首先对SeH进行校正。对于不同的SeH生成比例，经过校正后，硒的同位素丰度比校正值是一致的，并不受SeH生成比例变化影响。 4.通过对IDMS过程中的关键技术研究，明确了如何正确使用该方法以获得准确测量结果。IDMS方法在测量步骤中引入的不确定度影响因素相对于其它化学分析方法较少，并且可以被明确地表达出来，测量结果可直接溯源到国际单位，因此，该方法对化学计量学研究具有十分重要的意义。 5.建立了适用于ICP-MS测量血清、大豆粉、金枪鱼等多种复杂基体中锌和硒元素的样品前处理方法，建立了锌和硒的ICP-IDMS测量方法。将建立的方法应用于人血清标准物质研制、国家计量院之间的国际比对和合作研究中，取得的优异成绩验证了所建方法的可靠性和可比性。IDMS方法在样品前处理上不怕样品损失和高精度同位素丰度比测量的优点，使其在复杂基体中硒、锌的准确测量方面较其它分析方法具有独特的优势，可在生物、临床、环境、食品等方面的分析研究中广泛应用。

东天山觉罗塔格构造带石炭纪火山岩地球化学研究

天山地处欧亚板块内陆，是中亚造山带暨中亚成矿域的重要组成部分，产出有重要的矿产资源，是我国的金属矿产资源储备基地。觉罗塔格构造带是东天山的重要组成部分，随着土屋-延东斑岩铜矿床的发现，掀起了一个新的研究热潮。但由于研究基础薄弱，对该构造带构造背景和构造格局的认识一直存在争议。前人尽管对该构造带提出了不同认识，但系统的地球化学工作还很薄弱。土屋-延东铜矿的同位素年代学工作还集中在矿区范围内，已有同位素年代学结果之间存在较大差异，成岩成矿时代及围岩时代的不确定又引起对区域构造格局认识的差异。土屋斜长花岗斑岩的成因也还存在不同认识。 本论文对土屋-延东斑岩铜矿床的远矿围岩，即企鹅山群火山岩进行了精细的同位素年代学研究，对土屋-延东斑岩铜矿的成岩成矿时代进行限定。本论文在矿物学、岩石学研究的基础上，对觉罗塔格构造带的企鹅山群和雅满苏组火山岩进行了系统的地球化学研究，对火山岩岩浆演化和构造背景提供了地球化学的证据。通过土屋斜长花岗斑岩与围岩地球化学组成的对比，探讨了斑岩的成岩过程和成因。结合区域地质和地球物理资料，提出了觉罗塔格构造带晚古生代的构造演化模式。主要结论如下： （1）企鹅山群火山岩中安山岩的锆石SHRIMP U-Pb谐和线年龄和玄武岩的Sm-Nd内部等时线年龄一致地指示企鹅山群形成于334Ma左右，即早石炭世。 （2）雅满苏组火山岩中辉石成分表明其寄主岩浆属于亚碱性系列，形成于俯冲带环境。辉石结晶温度1150℃左右，压力相当于4~10km的地壳深度。雅满苏组火山岩残留有偏酸性的斜长石捕虏晶，记录了玄武岩浆上升阶段遭受了中上地壳物质混染过程。 （3）企鹅山群火山岩主体属于钙碱性系列，少部分为低钾拉斑系列，具有过渡特征。中基性火山岩具有大离子亲石元素相对富集，高场强元素相对亏损的俯冲带火山岩地球化学环境。其相对偏高的Nb、Ta含量，较高的Ta/Yb比值和较低的Th/Ta比值等特征，指示企鹅山群形成于具有陆壳基底的岛弧环境。 （4）雅满苏组中基性火山岩属于钙碱性系列，火山岩的微量元素特征与企鹅山群相似，指示了雅满苏组产出在岛弧环境。该组火山岩中的斜长石捕虏晶以及微量元素特征表明该岛弧也形成于具有陆壳基底的岛弧环境。雅满苏组的流纹岩具有与基性火山岩相似的微量元素组成特征，与中基性火山岩是同源岩浆演化的产物。雅满苏组双峰式火山岩组合形成于成熟岛弧的局部拉张环境。 （5）Sr-Nd-Pb同位素组成表明，企鹅山群火山岩没有明显的陆壳物质混染，地幔源区具有弱亏损的特征，可能有陆下岩石圈地幔的参与。雅满苏组具有比企鹅山群偏高的(87Sr/86Sr)i和偏低的eNd(t)，富放射成因铅，显示岩石遭受了陆壳物质混染。企鹅山群和雅满苏组火山岩的差异可能反映了两者上覆陆壳基底厚度的不同。 （6）土屋斜长花岗斑岩为埃达克岩，相对富Na。具有轻、重稀土分异，重稀土明显亏损，高Sr、低Y的特征。土屋斜长花岗斑岩是俯冲洋壳而不是下地壳部分熔融的产物。 （7）结合区域地质、地球物理资料，在前人认识的基础上，提出觉罗塔格构造带晚古生代的构造演化模式。

滇东南老君山变质核杂岩地球化学和年代学初步研究

本文通过对滇东南老君山变质核杂岩各组成单元的地质特征、地球化学、热年代学等详细而系统的研究，得到了如下结论： （1）老君山地区存在古元古代结晶基底和中、新元古代岩浆活动，其中新元古代岩浆活动与华南（超级）地幔柱侵入、罗德里亚大陆裂解有关。 （2）南捞片麻岩与南温河花岗岩同属加里东期扬子板块与华夏板块同碰撞造山环境产物，两者同属变质泥岩、砂岩及中基性岩上壳岩部分熔融的S型花岗岩。 （3）老君山变质核杂岩基本形成时限在印支期260-160Ma，之后经历了不断隆升并在第三纪末出露剥蚀的过程。 （4）在老君山变质核杂岩韧-脆性基底拆离断层系和韧性核部剥离断层系各存在一次大规模的成矿作用，前者形成了南秧田、新寨等大型矿床，后者形成了都龙超大型矿床。时代分别为晚印支期的220-200Ma左右和晚燕山期80Ma左右。 （5）越北古陆的构造属性属于扬子和华夏板块拼贴前的华夏板块，即属于华南板块构造单元而非印支板块构造单元；Song Ma和Day Nui Con Voi剪切带之间的部分是从扬子板块西缘走滑剪切600km的杂岩体，亦非印支板块构造单元。 （6）较为详细论证了老君山地区的构造演化过程，并对滇东南泥盆纪-三叠纪末的构造演化提出了新的模式，即Song Ma古缝合线是印支板块与华南板块陆陆碰撞的残留形迹，八布蛇绿岩是大陆边缘前陆盆地局部海盆化的产物，其构造位置在俯冲期位于弧后盆地位置，在陆陆碰撞其位于前陆褶皱冲断带位置。 此外，本文还对利用都龙锡锌多金属矿床矿石中的锡石TIMS U-Pb定年方法进行了探索，确定了行之有效的锡石溶解的实验流程及方法，并首次获得都龙锡锌多金属矿床矿石中锡石TIMS U-Pb年龄为79.1±1.6Ma，证实了锡矿化主要与燕山晚期岩浆热液活动有关。

香花岭锡多金属矿床同位素年代学及地球化学

华南地区中生代地壳拉张、岩石圈伸展减薄与大规模成岩成矿作用的时代分布格局和地球动力学背景一直是国内外关注的重要科学问题。富碱侵入岩及其有关的成矿作用是伸展构造的直接表现之一。近年来的研究发现，南岭中段花山－西山－香花岭－骑田岭NE向的花岗岩带为一中晚侏罗世形成的具有高εNd(t)和低Nd模式年龄的富碱侵入岩带，并伴有大规模的钨锡多金属成矿作用，是研究大规模地壳拉张、岩石圈伸展减薄与该区大规模的钨锡多金属成矿作用的耦合关系及其深部动力学机制的理想对象。本文以香花岭地区花岗岩及其有关的钨锡多金属矿床为研究对象，运用岩石学、元素地球化学、同位素地球化学等方法手段，对香花岭矿区花岗岩的成因和形成构造环境、成矿物质与成矿流体的来源、成矿年代学及成岩成矿的地球动力学背景等方面进行了系统研究，并初步建立了该矿的成矿模式。论文主要获得以下认识： （1）通过对香花岭矿区癞子岭和尖峰岭岩体的主、微量元素及Sr、Nd同位素研究，查明上述两个岩体均具有高硅、富碱及成矿元素，富LILE及Zr、Ga等部分高场强元素(HFSE)，贫Ca、Mg，P，Eu，较高的εNd及较低的Nd模式年龄等特征，具有相同的岩浆源区，属于后造山背景下形成的铝质A型花岗岩（A2型），具有壳、幔混合来源。 （2）利用白云母Ar-Ar同位素定年手段对香花岭锡多金属矿床、香花铺钨多金属矿床及尖峰岭云英岩型锡多金属矿床进行了成矿年代学研究，并首次对该矿的矿石矿物－锡石进行了U-Pb同位素定年。结果表明，香花岭地区钨锡多金属矿床的成矿时限为154-161 Ma，与矿区花岗岩黑云母K-Ar年龄相一致，并与区域主要钨锡矿床的形成时间一致。 （3）微量元素、稀土元素及同位素地球化学的研究表明，香花岭锡多金属矿床与矿区花岗岩具有密切的成因联系，矿区花岗岩不仅为该区成矿作用提供热动力和介质条件，而且为成矿作用提供了主要的物源。此外，矿区内的赋矿地层可能提供了部分成矿物质。早期成矿流体以岩浆水为主，晚期有大量大气降水的加入。 （4）对香花岭锡多金属矿床锡的超常富集机制作了初步探讨，认为该区锡的超常富集可能归功于如下几个因素：首先，富含F等挥发分的花岗岩浆高度分异演化出富含挥发分及成矿元素的超临界流体，成矿流体在流经赋矿地层时萃取了其中的部分成矿元素；其次，伴随着围压的不断降低，成矿流体发生了沸腾及连续的去气作用，导致了成矿流体的高度浓缩，当流体达到饱和或过饱和时，成矿元素沉淀成矿；最后，早期形成的矿床进一步受到后期的叠加改造，从而形成该区高品位的锡矿石。 （5）根据上述研究，香花岭锡多金属矿床与矿区花岗岩具有密切的时间、空间及成因联系，二者应为同一构造背景下形成的产物。结合区域上的研究，香花岭矿区的成岩成矿作用与南岭中段同时代的其他钨锡多金属矿床具有相同的地球动力学背景。这种构造背景可能与该区中－晚侏罗世构造体制转换，地壳拉张－岩石圈伸展减薄背景下，软流圈地幔上涌及发生壳、幔相互作用密切相关。 （6）初步建立了香花岭锡多金属矿床的成因模式：在该区中晚侏罗世大规模地壳拉张、岩石圈伸展减薄背景下，地幔物质上涌到中下地壳，发生壳幔相互作用，形成壳幔混合的花岗岩浆。花岗岩浆经充分分异演化，形成富含挥发分和成矿元素的一种具超临界性质的成矿流体。成矿流体在上升过程中随着围压的不断降低，发生了连续的去气作用，使得成矿流体高度浓缩并沿有利的构造部位成矿，并在后期受到改造、叠加等成矿作用，以至于形成了该区最富的锡矿床。

滇东南南温河花岗岩年代学和地球化学初步研究

南温河花岗岩分布于中-越接壤处的云南省马关县、麻栗坡县老君山地区穹隆状变形-变质岩系的内核部位，大地构造位置位于华南褶皱带西端与上扬子地块、哀牢山褶皱带和印支地块的接合部位，是研究华南大陆形成与演化及特提斯构造域时空发展的关键地区。前人对本地区花岗岩的研究，更多的集中在燕山期老君山花岗岩的研究上，而对南温河花岗岩的研究还没有引起足够的重视，还停留在初步的岩石学和地球化学阶段。 本文对滇东南老君山地区南温河花岗岩进行了U-Pb、Rb-Sr同位素年代学和主微量、Sr-Nd同位素地球化学的系统研究，取得了以下主要认识： 1、通过对南温河花岗岩 SHRIMP锆石U-Pb、TIMS锆石U-Pb年代学和全岩Rb-Sr年代学的研究，确定了南温河花岗岩主体的结晶年龄为440Ma左右，少量结晶为420Ma左右， 属于广西运动产物。在同位素年代学和岩石学研究基础上，重新对南温河花岗岩进行了岩石单元划分，归并为猛洞河单元和南加河单元两个单元。南捞片麻岩并非如1：50000麻栗坡县幅、都龙幅所认为的新元古代岩浆岩，也同属加里东期岩浆岩，应归属于猛洞河单元。 2、南温河序列花岗岩成分来源主要为上部地壳的泥质岩、粉砂岩、杂砂岩的部分熔融，可能还有少量地幔物质和下部地壳物质的加入。成因上主要属于S型花岗岩，少量属于 I型花岗岩。 形成的构造环境上，主要为同碰撞环境，少部分为造山后环境。 继承锆石年龄和Sr-Nd同位素地球化学特征显示，源区存在古元古代的古老地壳。 3、结合SHRIMP和TIMS锆石U-Pb年代学两种测年方法的差异，确定了后期的主变质年龄为 230Ma左右，提出了确定后期中-浅变质作用年龄的一种新思路。 4、通过南温河花岗岩热年代史反演，恢复了本区加里东期以来的构造历史，并初步探讨了本区加里东期的大地构造环境。

华南下寒武统层序框架的初步构建―以遵义松林地区为例

华南下寒武统保存着国际著名的生物群（如澄江生物群），同时蕴藏着磷块岩、重晶石、稀土及Ni-Mo-PGE等丰富的矿产资源，因此，它一直为地质科学家们持续关注的热点之一。关于华南下寒武统的研究，前人在古生物学方面已经取得了卓著的成就，主要表现在国际权威期刊上（如期刊《Science》和《Nature》）已发表大量的关于澄江生物群的研究成果，对早期生命演化研究具有重要而广泛的影响。然而，华南下寒武统年代学及国际对比研究方面已明显滞后，公开发表的华南下寒武统的高精度、可靠的锆石U-Pb年龄数据至本研究论文截稿时止仍然仅有唯一的一个，即Jenkins et al. (2002)报道的国际前寒武系-寒武系界线层型候选剖面―云南晋宁梅树村剖面的朱家菁组中谊村段中部（第5层）钾质斑脱岩锆石SHRIMP U-Pb年龄（538.2 ± 1.5 Ma）。因而，华南下寒武统中的重要生物群、矿床及具全球对比意义的C同位素漂移事件缺乏地层精确年龄的约束，进而制约了早期生命演化理论、矿床成因解释及地层国际对比等方面研究的发展。 近来，发现华南下寒武统赋存独特的钾质斑脱岩层，它们在横向上广泛分布于云南东部、四川峨眉麦地坪、贵州西部（如织金和金沙岩孔）及北部（如遵义松林）、湖北宜昌泰山庙和湖南张家界等地区，在地层序列垂向上主要产出于朱家菁组中谊村段中部、石岩头组底部以及它们的相当层位。这些钾质斑脱岩既是建立地层框架等时层潜在的物质基础，亦是获取地层精确锆石U-Pb年龄的具重要意义的研究对象之一。因此，对它们进行系统研究可望改观华南下寒武统年代学及国际对比研究方面的落后现状。 同时，华南下寒武统广泛产出的磷块岩既具有重要的资源价值，另一方面，任一磷块岩层代表着一次独立的成磷事件，因而将华南地区下寒武统磷块岩进行区域上的对比研究，从而以磷块岩层作为等时层，对构建华南下寒武统地层框架具有重要的地层学意义。 此外，华南下寒武统产出的Ni-Mo多元素富集层广泛分布于扬子地台范围，西起云南东部，东部延至浙江诸暨地区，在NE-SW向延伸近1600 km，它既代 表了重要的成矿事件，亦为关键的地球化学异常层位。因此，对Ni-Mo多元素富集层进行区域上的对比研究，明确它在华南下寒武统各重要剖面的产出位置，对于构建华南下寒武统层序框架具有重要意义。 遵义松林地区的下寒武统因赋存Ni-Mo-PGE矿床及与滇东地区澄江生物群相当的遵义生物群而日益受到国内外地质学家们的广泛关注。该区牛蹄塘组底部产出磷块岩、钾质斑脱岩及Ni-Mo多元素富集层，与滇东地区梅树村剖面出露的地层具有潜在的可对比性。因此，本研究选取近年来日益受科学家们关注的遵义松林地区下寒武统作为研究对象，重点对该区牛蹄塘组底部的钾质斑脱岩开展矿物学、地球化学和年代学研究。同时，将遵义松林地区下寒武统剖面上磷块岩、钾质斑脱岩、Ni-Mo多元素富集层主要与滇东地区梅树村剖面的相应岩层进行地球化学对比研究。研究的目的在于通过对华南地区上述两条代表性的下寒武统剖面进行地层对比研究，初步构建华南下寒武统具时间、空间涵义的层序框架，从而约束华南下寒武统中的重要生物群、矿床及具全球对比意义的C同位素漂移事件的时间，进一步促进华南下寒武统的划分和全球对比。论文获得以下主要结论性认识： （1）滇东地区朱家菁组中谊村段中部钾质斑脱岩及其邻近的磷块岩可构成华南下寒武统层序框架的第一个标志层。这一标志层在贵州大部分地区（或华南地区的多数下寒武统剖面）缺失。该标志层的磷块岩稀土元素总量和Y含量高于新元古代陡山沱期磷块岩，低于遵义松林地区牛蹄塘组底部及其华南其它地区相当层位（石岩头组底部及戈仲伍组）的磷块岩。第一个标志层的钾质斑脱岩的原始岩浆为亚碱性系列的酸性岩浆，其典型特征为具有较低的Zr（变化范围144×10-6~291×10-6，平均196.4×10-6）、Nb（变化范围10×10-6~13×10-6，平均11.86×10-6）含量和较高的Zr/Nb比值（变化范围为12.63~24.24，平均值为16.55）。这一层钾质斑脱岩的锆石U-Pb年龄为538.2±1.5 Ma（Jenkins et al., 2002）。 （2）遵义松林地区牛蹄塘组底部钾质斑脱岩和磷块岩分别相当于滇东地区石岩头组底部钾质斑脱岩和磷块岩，它们构成华南下寒武统层序框架的第二个标志层。该标志层中钾质斑脱岩的原始岩浆性质为中性岩浆，其碱性程度高于朱家菁组中谊村段中部钾质斑脱岩的原始岩浆。相对于中谊村段中部钾质斑脱岩，该层位的钾质斑脱岩具有高的Zr(变化范围187.0910-6~391.5710-6，平均值318.4010-6)、Nb（49.6910-6~140.0010-6，平均值90.6810-6）含量和低的Zr/Nb（2.60~4.32，平均值3.61）比值。该钾质斑脱岩的年龄为518 ± 5 Ma。该标志层的磷块岩以极其富REE和Y为特征，其稀土元素总量平均值为636.01×10-6，Y含量平均值262.43×10-6，明显高于滇东地区中谊村段磷块岩（∑REE平均值为195.45×10-6，Y含量平均值为91.2310-6），它们代表早寒武世时期一次特殊的以极其富REE和Y为特征的成磷事件。 （3）Ni-Mo多元素富集层可以作为构建华南下寒武统层序框架中的第三个等时标志层。滇东地区梅树村剖面的Ni-Mo多元素富集层被重新校正在玉案山组底部（即13层，Ni、Mo含量分别为135×10-6和583×10-6）。Ni-Mo多元素地球化学标志层的典型特征为在剖面上具Ni、Mo等多种微量元素及贵金属元素的最高异常。该标志层的Re-Os年龄为537~542 Ma，可能代表的不是地层层序的年龄。 （4）初步建立华南下寒武统时间框架。约束了华南地区下寒武统Ni-Mo-PGE矿床的下限年龄应为518 ± 5 Ma。同时，该时间框架亦约束了滇东地区澄江生物群及最古老三叶虫的下限年龄（518 ± 5 Ma），考虑到石岩头组底部钾质斑脱岩的产出位置与玉案山组中部澄江生物群的产出层位存在相当的距离（大于80 m），因此，前人对澄江生物群的推测年龄（525~530 Ma）可能有些偏老。此外，初步约束了华南地区具全球对比意义的C同位素正漂移事件的年龄（538~518 Ma）。该时间框架是建立在两个相互支持的地层高精度锆石SHRIMP U-Pb年龄的基础之上，而国际前寒武系-寒武系界线年龄的最新研究成果为542 Ma，因此，它支持将华南地区的前寒武系-寒武系界线置于朱家菁组中谊村段中部钾质斑脱岩层（第5层）的下伏地层的方案。结合华南地区最新的地层古生物学研究成果（朱茂炎等，2001；Zhu et al., 2003），将这一界线置于朱家菁组中谊村段底界可作为一种合理的选择。

云南中甸普朗斑岩铜矿矿床地球化学

中甸格咱地区是在晚三叠世甘孜-理塘洋盆向西俯冲过程中所形成的中甸弧的主弧带，区内岛弧火山活动和岩浆侵入活动均非常强烈，广泛分布有印支期斑岩体，同时发育有众多的与其有关的斑岩型和矽卡岩型矿床或矿点。普朗斑岩铜矿就是近年来在该区发现的一个大型乃至超大型矿床，目前已圈定5个矿化体，7个工业矿体，其中，主矿体探明铜资源量436.5万吨。 本论文主要从区域地质背景、矿床地质特征、元素地球化学、同位素地球化学、流体包裹体地球化学、矿床年代学及成矿机理等角度对普朗斑岩铜矿进行了较为系统的研究，主要获得如下认识： 普朗复式岩体具明显的多次脉动侵入特征，可分为三期：第一期为大面积分布的石英闪长玢岩（部分为二长闪长玢岩），第二期为岩体中心的石英二长斑岩和花岗闪长斑岩，第三期为岩脉状闪长玢岩。岩体具有典型的斑岩铜矿蚀变分带特征，由内向外依次为强硅化带（局部）→钾化硅化带→绢英岩化带→青磐岩化带。 矿化石英二长斑岩的锆石离子探针U-Pb年龄约为226～228Ma；钾化硅化带中黑云母的40Ar-39Ar坪年龄约为210～216Ma；含矿石英脉中辉钼矿Re-Os等时线年龄约为214Ma。 普朗岩体总体显示I型花岗岩类特征，属典型的钙碱性系列岩石。锶、钕、铅同位素特征显示其岩浆源区具有幔源物质（占主要地位）与壳源物质较为均匀混合的特征。金属硫化物的硫、铅同位素特征显示成矿元素与岩体具有密切的亲缘关系。脉石矿物的氢、氧、碳同位素特征和流体包裹体特征显示成矿流体自钾化阶段至网脉状矿化阶段均具岩浆流体特征。 根据不同期次的含矿石英脉中的流体包裹体特征，主要发现有四种流体：高盐度岩浆流体（盐度：34～54wt%NaCl）、含CO2低盐度流体（盐度：2.7～6.4wt%NaCl，XCO2：0.04～0.25）、中等盐度流体（盐度：19～25wt%NaCl）以及低盐度水溶液（盐度：＜10wt%NaCl）。这些流体可能主要是原始岩浆流体演化至不同阶段的产物。 原始岩浆流体可能有两种来源：其一是斑岩侵入过程中自身分异的流体，其二是岩浆房中分异的流体。其中，岩浆房来源的岩浆流体对普朗岩体的蚀变及矿化作用起到了主导性作用。主成矿期金属硫化物的沉淀主要与流体系统开放后因其物理化学条件的变化而产生的流体相分离作用及流体对围岩的蚀变作用有关。

新疆准噶尔A型花岗岩的年代学和地球化学研究

新疆北部地区属于中亚造山带的关键部位，有独特的构造岩浆活动和成矿作用，自二十世纪八十年代早期以来一直是国内外地质研究的热点地区之一。准噶尔盆地两侧大面积出露的A型花岗岩及相关矿床是该区的重要研究对象。尽管已有的研究积累了一定成果，但对一些关键问题，特别是对于A型花岗岩形成时代和成因的认识还存在较大争议。另一方面，传统观点认为锡矿床主要与演化的过铝质S型花岗岩有关，但在东准噶尔卡拉麦里构造带，多个中小型锡矿床产于A型花岗岩体内或岩体与围岩的接触带附近，花岗岩与锡矿的成因联系有待深入研究。 本论文以准噶尔盆地两侧的三条A型花岗岩带（包括东准噶尔的卡拉麦里和乌伦古河A型花岗岩带、西准噶尔的达拉布特A型花岗岩带）为研究对象，对其中的一些A型花岗岩体开展了详细的年代学和地球化学研究，并以这些资料为基础，探讨了A型花岗岩的岩石成因及其构造和成矿意义。概括起来，主要得到以下结论性认识： （1）锆石U-Pb年代学结果显示，卡拉麦里铝质和碱性A型花岗岩都形成于302~310Ma左右；乌伦古河碱性A型花岗岩形成于305~320Ma，而铝质A型花岗岩形成于270~280Ma；西准噶尔达拉布特铝质A型花岗岩形成于295~305Ma。这些高精度的同位素年龄资料进一步确证了准噶尔地区大面积发育的A型花岗岩是该区后碰撞阶段的岩浆作用产物。 （2）三个构造带的碱性花岗岩和碱长花岗岩都具有典型A型花岗岩的矿物学和地球化学特征。在主量元素上它们富硅、富碱、低铝、贫钙镁，在微量元素上它们明显富集Rb、K、Th等大离子亲石元素及Zr、Hf等高场强元素和稀土元素而亏损Ba、Sr、Eu。根据地球化学组成，苏吉泉黑云母碱长花岗岩是典型的铝质A型花岗岩，而不是前人提出的S型花岗岩。 （3）三个构造带的A型花岗岩均有较高的正Nd(T)值和大于成岩年龄的两阶段Nd同位素模式年龄，它们的地质特征和地球化学组成难以用幔源岩浆高度分异的成岩模式解释。这些A型花岗岩的岩浆很可能是花岗闪长质岩浆分异结晶作用的产物，而花岗闪长质岩浆则起源于具亏损地幔同位素组成的玄武质洋壳和少量陆壳物质的部分熔融。 （4）东准噶尔早二叠世A型花岗岩的发育表明该区后碰撞阶段的花岗岩浆作用持续时间较长（约60Ma），这些花岗岩与晚石炭世A型花岗岩在地球化学组成上的差异揭示了东准噶尔乃至新疆北部在早二叠世的陆壳垂向生长。 （5）萨惹什克锡矿石中辉钼矿的Re-Os同位素年龄值（307Ma）与赋矿的萨北碱性花岗岩中锆石的U-Pb年龄值（306Ma）有很好的一致性，而且辉钼矿的Re含量低，表明成矿物质可能主要源于地壳。时间和物源的证据反映该区A型花岗岩与锡矿床具有密切的成因联系。

滇东南都龙锡锌多金属矿床矿物学及年代学

都龙锡锌多金属矿床位于云南省马关县都龙镇，是我国最大的锡石硫化物矿床之一。在野外地质和岩矿鉴定基础上,本文对该矿床的绿泥石、鲕状黄铁矿、磁黄铁矿异构交生体、铁闪锌矿的“黄铜矿疾病”等矿物和特殊组构，开展了比较系统的电子探针、拉曼光谱和X光衍射等微束分析，结合对该矿床的黑云母Ar-Ar年代学、锡石TIMS法U-Pb年代学研究，基本明确了矿床各个成矿期次的具体成矿特点，丰富和完善了该矿床的成矿模式。论文取得的主要认识有： （1）绿泥石与锡矿化同为燕山期岩浆热液作用的产物。绿泥石的形成温度（231~304oC）和环境（还原环境）表明，岩浆热液叠加成矿环境为中、低温的还原环境。 （2）鲕状黄铁矿为热水沉积期的特征矿物，是Fe、Zn、S等成矿元素的主要物源。 （3）磁黄铁矿主要在区域变质晚期，由黄铁矿（主要为鲕状黄铁矿）变质脱硫而成。辣子寨矿段单斜磁黄铁矿的出现，说明燕山期岩浆热液叠加成矿温度在该矿段以中低温为主。 （4）铁闪锌矿的“黄铜矿疾病”主要是黄铜矿交代铁闪锌矿的结果，其中的Fe主要来自变质期形成的铁闪锌矿和磁黄铁矿，而Cu主要来自岩浆热液。 （5）自然铋、自然银、锡石、黄铜矿、方铅矿等矿物广泛共生，且交代、穿切其他矿物，表明岩浆热液期的成矿元素组合主要为Bi+Ag+Sn+Cu+Pb。在该矿床首次发现的自然铋和自然银，指示岩浆热液期为低硫、中低温的还原环境。 （6）利用远红外（IR-Laser）阶段加热技术，获得黑云母的低温段和高温段坪年龄，分别为179.0± 5 .0Ma和195.7± 6.6Ma。在黑云母组构显微分析的基础上，认为179.0± 5 .0Ma大致代表了变质成矿作用的年龄。 （7）都龙锡锌多金属矿床属于多成因复成矿床，其形成主要经历了热水沉积、变质改造和岩浆热液叠加三个过程。热水沉积成矿作用形成的鲕状黄铁矿，可能是后期成矿作用中Fe、Zn、S等成矿元素的主要物源。变质改造成矿作用与印支期晚期区域变形-变质作用有关，形成了大量铁闪锌矿、磁黄铁矿，可能对应于造山后伸展事件。岩浆热液叠加成矿作用与燕山晚期老君山花岗岩有关，发生大规模的锡、铜、银、铅、铋矿化。 另外，本次研究在该矿床中首次发现了自然铋、自然银等自然元素，其矿床成因意义有待进一步研究。

四川省拉拉铜矿床岩石学及地球化学研究

拉拉铜矿床位于扬子地块西缘的康滇隆起中段，赋存于经历变质的古元古代河口群海相火山-沉积岩系中，是我国重要的受变质热液叠加或改造的火山成因块状硫化物矿床（VHMS）之一，也是四川省最大的铜矿生产基地。本论文以该矿床为研究对象，在系统整理前人资料的基础上，进行了深入细致的野外地质考察和系统采样，选取代表性样品，运用电子探针分析技术、元素地球化学、同位素地球化学（Rb-Sr、Sm-Nd、S）、锆石U-Pb定年等方法手段，对矿区新元古代大规模区域变质作用的变质条件、变质原岩、广泛分布于矿区多个赋矿层位的辉长辉绿岩脉、岩石及矿石性质、硫源、成矿时代等主要岩石学及矿床学问题进行了系统研究，并结合前人研究成果，探讨了矿床的成因机制。论文主要取得以下几点认识： （1）矿区变质火山岩的成岩年龄为1695±20Ma，岩浆在上升侵位的过程中捕获了古元古代早期地壳物质，后期变质改造的时代约为700-800Ma。 （2）基于石榴石黑云母片岩中石榴石黑云母矿物对的电子探针分析数据，利用石榴石-黑云母地质温度计和多硅白云母地质压力计确定了矿区新元古代大规模区域变质作用的变质条件：变质温度为530-580℃，变质压力上限为0.66-0.76GPa，对应于高绿片岩相。 （3）矿区出露的岩石类型以云母片岩类和钠长岩类岩石为主，二者共同构成了矿区的围岩及赋矿岩石，通过对代表性样品的元素地球化学、同位素地球化学研究，采用DF函数判别法、(Al/3-K)-(Al/3-Na)图解法、La/Yb-TR图解法，并结合岩矿鉴定及结构构造特征，恢复了矿区的变质原岩。其中，矿区的云母片岩类样品的变质原岩为沉积岩，以页岩为主，主要来自大陆岛弧及上地壳物质的风化；而钠长岩类样品的变质原岩为火山岩，源自富集地幔，包括“右倾型”钠长岩和“平坦型”钠长岩，前者为分离结晶作用早期并经历一定程度地壳混染的产物，后者主要形成于分离结晶作用晚期，Nb、Ta、Zr、Hf、P、Ti等达到饱和并以副矿物晶出。 （4）综合矿区变质沉积岩及变质火山岩的构造环境判别结果，确定了二者形成于大陆岛弧的弧后盆地环境。 （5）通过对矿区变质火山岩性质、形成机制及硫同位素研究，讨论了矿床中成矿元素可能的富集机制，即地幔中大量的亲铜元素及硫元素进入母岩浆并随之上升形成区域分布的火山岩，为矿床的形成提供了必要条件。 （6）侵入河口群地层并广泛出露于矿区多个赋矿层位的辉长辉绿岩脉的化学成分与板内碱性玄武岩类似且形成于大陆裂谷环境下的类似OIB源区，是高温地幔柱部分熔融的产物，幔源岩浆在上升侵位过程中受到了地壳物质尤其是上地壳物质较小程度的混染，表明新元古代Rodinia超大陆裂解对拉拉地区的成矿作用有重要影响。 （7）拉拉铜矿床主要存在两个成矿期次，即火山喷气-沉积成矿期（1700 Ma左右）和变质热液成矿期（700-800Ma）。矿区主要存在两种类型矿石，即条纹、条带状矿石和块状、浸染状矿石，前者主要赋存于变质火山岩中，可能形成于火山喷气-沉积成矿期，后者主要赋存于变质沉积岩中，可能为变质热液成矿期的产物。

中元古代昆阳群Fe-Cu-REE矿床地球化学研究-以武定迤纳厂矿床为例

稀土元素成矿与地壳的构造运动密切相关，稀土在中元古代具有大规模暴发性成矿特征。云南武定迤纳厂稀土铁铜矿床为昆阳群因民组出现稀土富集成矿的典型代表。本论文选择迤纳厂矿床为主要研究对象，系统研究矿床不同类型岩（矿）石和矿物的稀土元素地球化学特征，探讨富稀土的成矿流体、成矿物质来源和稀土元素成矿时代，揭示昆阳裂谷初期因民组稀土元素富集的地球化学机制。主要认识如下：1、迤纳厂矿床产于昆阳裂谷初期形成的禄丰一武定火山断陷盆地中。早中元古界昆阳群分布于绿汁江岩石圈断裂和小江一易门断裂的夹持地带，呈狭长状展布。迤纳厂矿床赋矿地层为昆阳群因民组上段的硅质白云岩和碱性火山岩（粗面安山岩）。矿体产出形态和矿石的结构构造等均显示矿体与赋矿地层同沉积特征；出现独立矿物氟碳饰矿、独居石及褐帘石，磷灰石、萤石、菱铁矿等矿物中也含有一定量的稀土，沿矿体走向和垂向稀土元素变化不大。2、矿体顶、底板围岩（石榴石黑云母片岩、钠长黑云母片岩等）的原岩为碱性火山岩（粗面安山岩），相对富集大离子亲石元素Ba、Cs、Rb、K、LRE日及贫Zr、Sr、Ti、Hf、HEE，为早元古代末期一中元古代早期交代富集地慢低程度部分熔融所形成的碱性火山岩。矿石稀土总量高（645-4443）×10-6，强烈富集轻稀土（（La/Tb）N＝17.3-81.1），稀土元素分布特征明显不同于矿区正常沉积的硅质白云岩和后期侵入的钠长石英斑岩及火山角砾岩，而与矿体顶、底板碱性火山岩中稀土元素配分特征基本一致，暗示稀土成矿物质来源与碱性火山岩有密切的关系；3、矿石中微量元素组合及变化特征与现代海底正在喷出的热液和热液沉积物中元素组合有较大的可比性，明显不同与火成碳酸岩型稀土矿床中的特征元素组合；在微量元素判别图解（Al-Fe-Mn、Fe／Ti-Al／（Al+Fe＋Mn）、U-Th、Y-P2O5等）中，逸纳厂矿石均投影在热水沉积区，矿石的Y／Ho值与黑烟囱值接近，表明成矿流体为高温、还原性质，稀土成矿可能以热水沉积作用方式为主；4、对矿石中主要矿物萤石、菱铁矿、磁铁矿、石英、方解石的稀土元素特征研究表明，矿石沉积时不同矿物中稀土元素分布特征基本相同，主要受成矿流体中稀土分布特征制约。而后期变质作用形成的矿物，其稀土元素分布主要受矿物晶体结构控制。同期成矿流体从早期到晚期（块状矿石→条带状矿石），轻重稀土分异变小，稀土总量增加，条带状矿石中稀土含量最高；矿石黄铜矿6345值变化在一任3％0到2g％。范围，显示慢源硫特征；菱铁矿6r3C（8％-9.1%）、δ18O（-11.17%-15.37）‰指示成矿流体具岩浆来源和有机质的脱梭酸分解作用参与；成矿流体中稀土元素可能主要以（RE（CO3）3F）4-、（既（CO3）3F2）、（RE（F，Cl万等形式迁移，当温度降低时沉淀出氟碳饰矿等稀土矿物；5、矿石和萤石单矿物 Sm-Nd等时线年龄分别为1621士110Ma和15：38士43Ma，与矿区碱性火山岩错石的U-Pb年龄1676Ma、因民组顶部石英正长斑岩的错石U-P1。年龄1685Ma基本一致，也与因民组地层年龄1765M。较为接近，反映成矿时代为早元古代晚期和中元古代早期：这一时间也与一早元古代晚期一中元古代早期昆阳裂谷初始裂陷阶段，大量来自于地幔的碱性火山岩喷发事件相吻合。矿石。Nd（t）:-2.87-3.60，萤石单矿物εNd（t）：-3.93-5.90，变化范围较窄并全为负值，接近0，指示源区为富集地幔。同时结合矿床形成的构造一地质环境及矿体产出的地质形态，认为逛纳厂稀土铁铜矿床可能是在昆阳裂谷初期，在碱性火山岩浆喷发的间歇期，来自地幔富稀土、挥发份的成矿流体由火山喷流一同生沉积方式形成的矿床。6、昆阳群因民组地层中出现的稀土富集、成矿与我国的白云鄂博稀土REE-Fe-Nb超大型矿一床和澳大利亚的olympic Dam Cu-U-Au-Ag-REE超大型矿床，在成矿时代、产出大地构造背景、成矿物质来源等方面具有较大的相似性，均体现成矿受控于中元古代1.5Ga超大陆聚合前或随后裂解初始阶段伴随的非造山型碱性岩浆或热液作用，稀土来源于超大陆拼合前因板块俯冲交代而形成的富集地幔。

广西贺县龙水金矿床的同位素地球化学研究及成因探讨

广西贺县龙水金矿位于湘桂稳定区，桂粤交界山脉的北段，博白-茶陵深断裂的西侧，区内广泛发育加里东期到燕山期的花岗岩，出露的基底地层主要为震旦系到寒武系。本文主要研究龙水金矿II号矿化带。该带位于寒武系水口群清溪亚群和大宁花岗闪长岩体的接触带附近，围岩为寒武系的碳质板岩，矿脉为硫化物石英脉，主要有黄铁矿、方铅矿、闪锌矿和石英等矿物。金矿化与硫化物密切相关。主要的金矿物为银金矿，少许自然金。确定金矿床的成矿年龄一直是个比较刺手的问题。本文选择矿脉中信为是成矿期的石英作为Rb-Sr等时年龄测定的对象，是基于其纯净和其中的原生气液包体基本可代表成矿热液的特征。结果表明其Rb-Sr等时年龄为120.5Ma，并认为此年龄代表了成矿年龄。有石英Rb-Sr等时线的~(87)Sr/~(86)Sr初始比为0.732089, 与矿脉中碳酸相加矿物的Sr同位素比值（约为0.7337-0.7402）一起，表明Sr应是来自地壳的富Rb盐矿物的Sr源区。另外，为了与围岩的蚀变年龄对比，测定了近矿围岩的Rb、Sr同位素组成，结果形成两条等时线，年龄分别为245.9 Ma和173.6 Ma，表明成矿以前至少发生了两次地质事件，导致了Sr同位素的均一化。这两次地质事件分别与华南的东吴运动及燕山运动第一幕相对应。矿石Pb同位素的~(206)Pb/~(204)Pb、 ~(207)Pb/~(204)Pb 和~(208)Pb/~(204)Pb 分别在18.4-18.9、15.6-16.1和38.4-39.6的范围内，并在~(207)Pb/~(204)Pb vs ~(206)Pb/~(204)Pb坐标图上呈现出斜率为1左右的线性排布。只有个别数据点要以得出依据Doe模式的模式年龄，约为200 Ma。在Zart,am Pb构造模式中，矿石Pb同位素数据大部分位于上地壳Pb线以上，呈现出富放射性成因Pb的特征。为了解释异常Pb的成因，本文进行了定量计算。结果表明矿石Pb为古老的存留地壳Pb与少地幔源Pb的混合，即矿石Pb同位素经历了这样的演化过程：在39-29.8亿年间由地幔分异出的地壳 Pb，未参与壳幔循环作用，一直到燕山期，与少量幔源Pb混合，并加入成矿。混合μ值为9.85-10.22。矿石的地质情况及矿石Pb同位素的Δα-Δβ-Δγ示踪结果均支持这一结论。本文初次研究了脉石英中的U、Pb同位素组成。脉石英中Ｕ含量很低。Pb同位素组成基本可以划分为两组，一组为与方铅矿数据近似的普通Pb组成，另一组则较富放射性成因Pb，并向围岩的Pb同位素组成漂移，可能是随着热液的演化和大气降水的加入，受围岩Pb的影响所致。矿脉中硫化物样品的S同位素比值（加权平均为0.16‰）和碳酸盐矿物样品的C同位素比值（在-0.1～-4.1‰的范围内），表明其应为内生来源。根据脉石英的气液包体均一温度（180-250 ），计算与脉石英存在0同位素平衡的热液的同位素的同位素组成，结果为1.2～-4.8‰，表明有大气降水的参与。石英气液包体水溶液为弱碱性，其成分分析表明其中K_2O/Na_2和CaO/MgO（分别根据K~+/Na~+和Ca~(2+)/Mg~(2+)的换算）与围岩相差很大。另外，矿石中微量元素主要为Au、A2g、Cu、Pb、Zn、Co、Ni、Mo、Bi、Ga、As、Sb、和Hg，而围岩中微量元素则主要为Cu、Ni、Mn、V、Zr、Ti、Cr和Ba。因此，热液中成矿元素主要不是来自围岩。黄铁矿的Co/Ni、S/Se/的比值可以指示热液化的来源。龙水金矿矿脉中黄铁矿的Co/Ni > 1，S/Se < 15000，均在与岩浆作用有关的热液范围内。因此，热液活动应主要与岩浆岩有关。矿石、围岩和花岗闪长岩的稀土配分模式相似，均呈现向右倾斜的V字型，并且类似于太古代后沉积岩。结合Pb、Sr同位素的研究，推测花岗闪长岩的源岩主要为古老的地壳物质。概括起来，龙水金矿床为约120.5 Ma形成的中低温热液矿床；热液中成矿物质主要来自花岗闪长岩。由于围岩与矿床紧密的空间联系及围岩中的高Au含量，围岩可能提供了一部分Au及其他成矿物质。

内蒙、张宣地区麻粒岩相岩石同位素地质年代学和同位素体系特征的研究

本文通过对张宣地区西望山群、内蒙乌拉山群麻粒岩相岩石中系统的岩石学、岩石化学、稀土元素地球化学以及Sm－Nd、Rb－Sr、锆石U－Pb及全岩Pb－Pb同位素体系的工作，主要提出以下认识：内蒙、张宣两地麻粒岩均同火成岩类变质而来，基性麻粒岩类的的岩相当于拉斑玄武岩及碱性玄武岩类，中、酸性麻粒岩的原岩是与它们成份相同的花岗岩及花岗闪长岩类。