老挝南部Antoun地区花岗闪长岩风化壳中常量和稀土元素分布

应用岩石薄片鉴定、X射线粉晶衍射、X射线荧光光谱和ICP-MS等分析方法，研究了热带季风型气候条件下老挝Attapeu省Antoun地区二叠纪花岗闪长岩上发育的砖红土型风化壳矿物组成、常量元素和稀土元素地球化学特征。结果表明，风化产物呈酸性，风化壳表土上形成薄层硅质壳层，表土中石英含量最高、铁氧化物含量低和高岭石含量低，符合典型的灰化土特征。随着风化作用加强，Fe2O3、TiO2和Al2O3出现富集，K2O、Na2O、CaO和MgO出现淋失。石英出现富集原因可能是雨季降水冲刷和酸性水淋溶掉高岭石等黏土矿物，而旱季SiO2含量上升至地表富集形成硅质薄壳缘故。剖面稀土元素分布型式为轻稀土富集型，∑REE在风化壳中部达到最高值318mg kg^-1，剖面上Ce和Eu均呈正异常-负异常-正异常变化趋势，∑REE最高值出现在Ce和Eu负异常和（Fe^2＋／Fe^3＋）较高层位，∑REE与Fe2O3显著正相关。REE富集与铁铝氧化物和黏土矿物吸附有关，也与相对还原的酸性环境有关.

一批中国古代镶嵌玻璃珠化学成分的检测报告

结合外束质子激发X荧光（proton induced X-ray emission,PIXE）和能量色散X射线荧光（energy dispersive X-ray emission,EDXRF）分析技术,对中国新疆、湖北、四川、广东出土的古代镶嵌玻璃珠的化学成分进行了检测.结果表明：新疆拜城克孜尔墓地出土的西周-春秋时期镶嵌玻璃珠为CaO-MgO-SiO2玻璃,战国时期中国境内的PbO-BaO-SiO2和Na2O-CaO-SiO2镶嵌玻璃珠是同时存在的.本文亦对相关问题进行了一些讨论,并提出了部分今后的工

冲绳海槽西南端中全新世以来的沉积特征及其物源与环境意义

作为大陆向大洋的过渡带，由于享有得天独厚的沉积环境，具有独特的构造特征以及与黑潮主流之间的密切关系，一直以来，冲绳海槽都是中外学者研究的重点靶区。2005年5月，由我国与法国联合主持的IMAGES 航次在台湾东北海域获取MD05-2908柱状岩芯（24º48.04′N,122 º29.35′E,水深为1275米），该柱状岩芯为一34.17米长高质量的连续沉积记录，岩性以深灰色粘土质粉砂为主，含水量较高，粘性、可塑性强，含有数层厚度不等的夹层。岩芯年龄模式依据17个AMS 14C定年数据建立，岩芯底部年代约6.8ka，为中全新世以来的沉积。在实验室对样品按照2cm的间隔进行分割后分别进行了粒度分析、粘土矿物提取与测试、碎屑矿物提取与鉴定、常微量元素和稀土元素分析等实验。 粒度分析结果显示，MD05-2908岩芯沉积物粒度垂向上总体比较均一，以细颗粒的粘土与粉砂质为主，但不同层位也稍有差别，表现为底部层位粒度较粗，含砂量较高，说明底部沉积环境比较复杂。粘土粒级（<2µm）矿物主要由四种粘土矿物和少量石英、长石碎屑组成。其中，粘土矿物相对含量变化中，伊利石（～68％）与绿泥石（～17%）构成主要成分，含有蒙皂石（～10％）和高岭石（～5％）。结合台湾东北外海表层沉积物的研究，利用粘土矿物伊利石/蒙皂石和绿泥石/高岭石比值得出岩芯粘土矿物主要为陆源碎屑粘土矿物，其源岩主要为台湾中央山脉的变质岩与台湾东部的沉积岩。重矿物分析共选取了41个层位，对63~250μm粒级的样品在实体镜和偏光显微镜下进行鉴定，结果显示，岩芯重矿物主要由绿泥石（29%）、普通角闪石（22%）、白云石（10%）、黑云母（8%）、绿帘石（7%）、白云母（7%）、褐铁矿（5%）等组成。稳定矿物少，矿物成熟度低。碎屑矿物风化程度低，磨蚀不明显，分选较差，表明沉积物来自于近源，后期改造作用不明显。常量元素分析结果表明，SiO2 、Al2O3和Fe2O3是岩芯沉积物中的最主要组分，这三种组分占沉积物总量的82%左右。 整个岩芯自下而上各常量组分变化不大，其平均值与东海陆架沉积物基本接近。微量元素变化比较明显， Ba、Cr、Cu、Zn元素的含量比东海陆架沉积物中的含量要高，而Sr的含量明显低于东海陆架。对常微量元素的R型因子分析表明，常量元素SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO和K2O，微量元素Cr、Cu、Ni、Zn、Pb、Rb和Mn可代表陆源物质；常量元素CaO和微量元素Sr、Ba可代表生物源物质。岩芯沉积物以陆源物质为主，生源物质的贡献起次要作用。岩芯沉积物中稀土元素总量平均为169.87×10-6，并且轻稀土含量均高于重稀土，LREE/HREE平均值为10.14，表明了轻稀土对稀土总量的贡献远高于重稀土，沉积物富集轻稀土，反映了沉积物的陆源特征。 岩芯MD05-2908中全新世以来平均5m/ka的高沉积速率主要源于丰富的物质供应和适宜的沉积环境。岩芯细粒级沉积物中，地球化学特征表明沉积物主要来源于陆源碎屑物质，粘土矿物特征与台湾东部陆源物质相同；粗粒级沉积物中，重矿物含量及矿物特征也表明岩芯沉积物粗颗粒组分主要来自于近源沉积。台湾宜兰境内的兰阳溪每年携带约一千万吨冲积物入海成为研究区重要的物质来源。由于受到黑潮的强烈影响，逆时针涡流及底层反向流的存在是岩芯高沉积速率重要控制因素。因此，利用动力分选的粉砂组分可以用来示踪古洋流强度，结果显示，6.8ka以来黑潮的强弱波动频繁，并表现出一定的旋回性变化，频谱分析表明，其具有的千年尺度周期（1500a）、百年尺度周期（604a、242a、192a、153a、133a）与十年尺度周期（22a）的周期性变化均与太阳辐射量变化有密切关系，因此，黑潮的强弱变化在大背景上是由太阳活动所控制的。 根据测年资料可以识别出岩芯存在5期快速堆积事件，这与区域性降水增加有关，降雨量增加导致陆源物质输入的增加。另外，岩芯位于大陆斜坡区，附近存在有三支海底峡谷，并且地震活动频繁，沉积在宜兰陆架及东海陆架处的浅海沉积物由于受到地震、风暴等活动的影响而受扰动崩塌、因重力作用而向低处输送，产生二次侵蚀并经由海底峡谷搬运到冲绳海槽南段堆积,使得沉积环境更为复杂，但同时也为冲绳海槽提供了丰富的物质供应。

中国北方中新世风尘物质来源及古气候的地球化学指示

The most prominent tectonic and environmental events during the Cenozoic in Asia are the uplift of the Himalaya-Tibetan plateau, aridification in the Asian interior, and onset of the Asian monsoons. These caused more humid conditions in southeastern China and the formation of inland deserts in northwestern China. The 22 Ma eolian deposits in northern China provide an excellent terrestrial record relative to the above environmental events. Up to date, many studies have focused on the geochemical characters of the late Mio-Pleistocene eolian deposits, however, the geochemical characteristics of the Miocene loess and soils is still much less known. In this study, the elemental and Sr-Nd isotopic compositions of the eolian deposits from the Qinan (from 22.0 to 6.2 Ma) and the Xifeng (from 3.5 Ma until now) loess-soil sections were analyzed to examine the grain size effects on the element concentrations and the implications about the dust origin and climate. The main results are as follows: 1. The contents of Si, Na, Zr and Sr are higher in the coarser fractions while Ti and Nb have the highest contents in the 2-8 μm fractions. Al, Fe, Mg, K, Mn, Rb, Cu, Ga, Zn, V, Cr, Ni, LOI have clear relationships with grain-size, more abundant in the fine fraction while non significant relationship is observed for Y. Based on these features, we suggest that K2O/Al2O3 ratio can be used to address the dust provenance, and that VR (Vogt ratio = (Al2O3+K2O)/(MgO+CaO+Na2O)) can be used as a chemical weathering proxy for the Miocene eolian deposits because of their relative independence on the grain size. Meanwhile, SiO2/Al2O3 molar ratio is a best geochemical indicator of original eolian grain size, as suggested in earlier studies. 2. Analyses on the Sr and Nd isotope composition of the last glacial loess samples (L1) and comparison with the data from the deserts in northern China suggest that that Taklimakan desert is unlikely to be the main source region of the eolian dust. In contrast, these data suggest greater contributions of the Tengger, Badain Jaran and Qaidam deserts to the eolian dust during the last glacial cycle. Since the geochemical compositions (major, trace, REE and Sr, Nd isotope) of loess samples for the past 22 Ma are broadly similar with the samples from L1, these data trend to suggest relatively stable and insignificant changes of dust sources over the past 22 Ma. 3. Chemical weathering is stronger for Miocene paleosol samples than for the Plio-Pleistocene ones, showing warmer/more humid climatic conditions with a stronger summer monsoon in the Miocene. However, chemical weathering is typical of Ca-Na removal stage, suggesting a climate range from semiarid to subhumid conditions. These support the notion about the formation of a semi-arid to semi-humid monsoonal regime by the early Miocene, as is consistent with earlier studies.

湘黔地区早寒武世黑色岩系沉积学及地球化学研究

中国南方古生代广泛分布富有机质的黑色页岩，分布层位较多(如下寒武统牛蹄塘组底部的黑色页岩、奥陶系五峰组页岩、志留系龙马溪组黑色页岩、泥盆系深水台间盆地的黑色碳质、硅质页岩，以及二叠系的黑色页岩、硅质岩等），并伴有Mo、Ni、PGE、V、Au、Ag等贵重金属元素富集层，尤其是湘黔地区下寒武统牛蹄塘组底部的黑色页岩，作为瞬时灾变沉积物，可与全球大洋缺氧事件对比。贵州省遵义地区黄家湾和湖南张家界地区柑子坪剖面为该地区较典型的剖面，前人已进行了大量的岩石地层、生物地层、元素地球化学研究工作，但沉积学方面尚缺乏系统性与较深入研究，特别是关于以黄家湾剖面为代表的浅水沉积体系与柑子坪剖面为代表的深水相黑色页岩沉积体系之间的时空关系缺乏统一的认识，且有机地球化学研究涉及甚少。因此，本文从沉积学和地球化学两方面，特别是有机地球化学方面，探讨了湘黔地区下寒武统底部牛蹄塘组黑色岩系的成因以及相应的灾变事件－大洋缺氧事件，取得如下认识： (1)本文对研究区下寒武统地层进行了较全面的清理，重新厘定了研究区下寒武统地层系统。下寒武统自下而上划分为牛蹄塘组、明心寺组、金顶山组和清虚洞组，其时代经历了梅树村阶、筇竹寺阶、沧浪铺阶和龙王庙阶，与西伯利亚地区同期沉积相比，分别对应晚Tommotian、Atdabanian、Botonian和Toyonian期。 (2)确定了研究区下寒武统岩石类型有碳酸盐岩、泥质岩和碎屑岩三大类。下寒武统下、中部泥质岩、粉砂岩及砂岩发育，且以泥质岩为主，少有碳酸盐岩发育，而上部清虚洞组灰岩(白云岩)发育。下寒武统牛蹄塘组黑色岩系主要由黑色页岩、石煤、硅质页岩、硅岩、粉砂岩、磷块岩、重晶石岩等组成，主要矿物组合为石英、伊利石和黄铁矿以及少量重晶石、磷灰石和方解石。从生物地层、岩石地层、年代地层来看，牛蹄塘组底部黑色页岩与南亚、西亚、欧洲、北美等地Tommotian期广泛分布的黑色页岩有很好的可对比性。 (3)基于对地层清理、古生物以及岩石学特征的详细研究，研究区下寒武统可划分为碎屑岩海相和碳酸盐岩海相两个沉积体系组。碎屑岩海相又分为滨岸、内陆棚、外陆棚、斜坡亚相；碳酸盐岩海相主要为开阔台地亚相。从时空上看，地层由老到新，粒度逐渐变粗，水体逐渐变浅，从外陆棚-斜坡、内陆棚到滨海，最后为开阔台地相；从西向东，由浅水相区的滨岸到内陆棚，最后到深水相区的外陆棚到斜坡。 (4)晚震旦世灯影组灰白色粉晶白云岩样品的SiO2含量比较低，MgO、CaO、CO2含量较高。牛蹄塘组黑色碳质泥岩、碳质页岩以SiO2含量为主，其次为Al2O3和Fe2O3。微量元素含量具有如下特征：地层由老到新，从灯影组白云岩→牛蹄塘组磷块岩/硅质岩→多金属富集层，呈现出增加趋势，此后至黑色页岩又有回落。特征微量元素(如Mo、Ni、V、U等)及其比值(如V/(V+Ni)、V/Cr、Ni/Co、U/Th、δU等)显示这套富含有机质黑色页岩为热水沉积，其沉积环境为含氧量逐渐减少的贫氧-缺氧的还原环境。 (5)稀土元素总量(∑REE)从6.67ppm变化到481ppm，平均含量为123ppm，轻稀土相对比较富集。经PAAS标准化的稀土配分模式曲线具有近于水平或略显右倾特征。灯影组Ce异常值均小于-0.10，代表当时海水处于氧化阶段。而牛蹄塘组底部和上部Ce异常值大于-0.10，接近0，代表弱的缺氧沉积环境。对于牛蹄塘组中部，其值小于-0.10，说明缺氧环境持续了一段时间后，海洋出现了一个短暂的充氧期。根据Ce异常和参考海平面，研究区晚震旦世-早寒武世可识别出3个主要海平面升降旋回。而Eu异常为0.002-1.16，大多数样品显示负Eu异常，表明其沉积环境为缺氧的还原环境。 (6)所有样品均含丰富的正构烷烃、类异戊二烯烃、萜类化合物以及甾类化合物，尤其是具有重要价值的甲基三环萜烷系列、25-降藿烷系列以及甲基甾烷。在GC谱图上，正构烷烃显示明显的单峰型分布特征，碳数分布范围为nC14-nC31，主峰碳为nC18、nC19或nC20，无明显的奇偶碳数优势分布。类异戊二烯烃、萜类化合物以及甾类化合物等的特点也表明，早寒武世黑色岩系不同层位中有机质的先质均来源于菌藻类生物，有机质类型属于腐泥型，沉积环境为强还原到弱还原环境。有机质成熟度指标显示了研究区有机质热演化程度高，一般已经达到生油门限或高成熟阶段，其中以黑色页岩的演变程度最高，但仍未达到演变的最终阶段。 (7)在地层剖面上，有机碳含量为0.05-12.31％，平均为4.97%；有机碳同位素组成(δ13Corg)从-29.49－-34.41‰（PDB），发生负偏移，偏移量达到4.3‰，而δ13Ｃcarb值从晚震旦世的-4.6‰下降至早寒武世的-10.6‰，具有6.0‰的负偏移，δ18Ocarb值在-13.7－-2.3‰(PDB)之间。δ13Corg与δ13Ｃcarb变化具有一致性，表明其偏移与有机质组分无关。在Tommotian晚期，海平面持续上升，海洋循环引起海洋的含氧量减少，可能是引起δ13Ｃ负偏移的一个原因。另外，加上海洋条件急剧恶化，底层水缺氧更严重。因此可确定研究区Tommotian期缺氧事件的存在。 上述研究表明，湘黔地区早寒武世黑色岩系的形成和Tommotian期缺氧事件的发生既与区域背景有关，又与有机质遭受细菌降解、生物爆发致使生物生产率的提高有关，还与海平面升降有关。扬子地台在晚震旦世-早寒武世处于全球海平面上升阶段，底层洋流活跃，大量营养物质被上升流周期性地带到表层水中使生物大量繁殖，生物生产率增加，底层水含氧量减少。在这种背景下，氧化作用缓慢，海进期间歇性的上升洋流把富有机质的缺氧水带到相对深水区，导致黑色页岩广泛分布。由于表层浮游生物大量死亡，腐烂分解吸收大量溶解氧，再加上上升洋流也分解有机质，因此底层水迅速变成“无氧状态”，导致沉积物中海洋生物死亡，有机质突然急增而大量保存下来，加强了缺氧环境。

个旧岩浆杂岩地质地球化学及成因研究

燕山中晚期，个旧岩浆活动强烈，并形成基性、中性、酸性及碱性杂岩体。对此前人已做过很多工作，但对其成因机制并未做详细探讨。本文以神仙水花岗岩、卡房花岗岩及贾沙辉长-二长岩为研究对象采用XRF、ICP-MS、EMPA-1600等分析测试方法，对个旧岩浆杂岩体的元素地球化学特征做了详细的分析和总结，并初步得出以下结论： 1、贾沙辉长-二长岩富集LILE、LREE，相对亏损HREE，并具有富碱特征和Eu的弱负异常，说明其为富集地幔来源；但与OIB相比，具有Nb、Ta、Ti等元素的亏损，说明其受到地壳混染作用。 2、个旧花岗岩普遍具有高硅、高铝、富碱（尤其富钾）等特征。随着SiO2含量的增加，Al2O3、Fe2O3T、MgO、CaO、TiO2、P2O5的含量呈线性降低；当SiO2含量大于70%时，Na2O和K2O含量变化不大。 3、岩石类型上，个旧各花岗岩体的铝质系数A/CNK值为0.92～1.08，属于I型花岗岩；构造环境上，个旧花岗岩形成于大陆碰撞环境，为碰撞晚期或后碰撞构造环境；其主要成分来源于地壳，并有基性成分和酸性成分的混合特征。 4、初步研究表明，个旧花岗岩形成于与玄武质岩浆底侵有关的下部大陆壳重熔作用。

大麻坪地区二辉橄榄岩的部分熔融实验研究

本文以大麻坪地区二辉橄榄岩为初始物料，在压力为1.0~3.0GPa、温度为1350~1550℃条件下进行了部分熔融实验，对实验产物的岩石化学成分进行了相应的分析和研究，查明了二辉橄榄岩发生部分熔融和结晶分异的条件，揭示了熔融过程中主量元素迁移的趋势，实验中还发现了实验产物的产出形态与压力的关系及成分的变化。本次研究根据大麻坪二辉橄榄岩的部分熔融所得的熔体与该区玄武岩之间的关系，并利用这些关系来初步探讨汉诺坝玄武岩的成因。本次实验得出大麻坪地区二辉橄榄岩部分熔融实验产物的一些规律：MgO的含量随着熔融程度的增加而增加，在熔体中MgO含量较低情况下，特别压力为0.5~1.0GPa的条件下，MgO和SiO2的含量呈负相关函数；初始物料中的Mg#明显地控制着部分熔融产物FeO的含量；随着部分熔融程度增高，部分熔融熔体成分中的CaO/Al2O3值随之增加。大麻坪玄武岩具有单斜辉石分异趋势，而本次利用二辉橄榄岩部分熔融实验的反演也有类似的趋势，这暗示着如果本区玄武岩的原岩为二辉橄榄岩，那么可能存在橄榄玄武岩→玄武岩的演化趋势。

热带亚热带季风气候条件下表生成矿地球化学－以个旧和老挝Nameung、Boloven地区为例

在前人对热带亚热带季风型气候条件下云南个旧砂矿、老挝Xaymomboun特区Ban Nameung铜多金属矿和Champasak省Boloven高原玄武岩等研究成果基础上，采用典型表生矿床实证解剖思路，选择个旧白云岩风化剖面、锡铅砂矿、锰结核、砂矿重选流程、Ban Nameung硫化氧化矿和Boloven玄武岩风化壳等对象，通过岩矿鉴定、主量微量元素地球化学、稀土元素地球化学、人工重砂、化学物相和微区分析等研究手段，研究这些矿床表生成矿物质来源、成矿机理、矿床地球化学特征和矿物工业可利用性等内容，并探索热带亚热带季风型气候条件下典型矿床表生成矿三个问题：（1）Sn、Pb、Mn、Ag、REE、Nb、Ta、Ga和Cd等元素表生富集成矿（矿化）规律；（2）上述元素成矿机理和工业利用可能性；（3）典型矿床其他20几种元素表生贫化与富集规律。研究获得如下主要认识： 1. 个旧地区燕山期以来持续抬升和亚热带季雨林的表生环境，使个旧地区大面积出露的碳酸盐岩风化形成强烈岩溶地貌，碳酸盐岩风化过程中CaO和MgO大量淋失，为砂矿提供了巨大容矿空间，同时碳酸盐地区碱性环境有利于原生硫化矿分解。含矿或不含矿白云岩、花岗岩、玄武岩、夕卡岩和原生硫化矿石等风化形成粘土矿物和铁锰氧化物，释放出Sn、Pb、Mn、Ga、Cd、Ag、In、Cu和Zn等元素，难风化重矿物如锡石表生残留富集，而粘土矿物和铁锰氧化物对成矿元素吸附是砂矿表生成因机理之一。 2. 个旧地区岩溶型砂矿形成机理为：（1）原生重矿物残留富集成矿，如锡石、磁铁矿。（2）金属硫化物残留成矿，如砂矿中残存大量方铅矿、黄铜矿、黄铁矿，是原生硫化物残留结果。（3）表生矿物富集成矿，如白铅矿、孔雀石、自然铅和自然铜等富集。（4）铁锰氧化物吸附和包裹成矿，如铁锰氧化物吸附Pb和Ga等元素，包裹含Pb和Zn微粒矿物。（5）锰结核吸附包裹成矿，锰结核吸附和包裹Sn、Pb和Cu等元素和微粒矿物。（6）类质同象成矿，如Ga和Al类质同象，Cd和Zn等类质同象成矿。（7）岩溶作用成矿，岩溶落水洞或溶洞内水流冲刷使锡石等重矿物富集成矿。元素表生成矿不仅是单一成矿作用结果，而是综合作用结果，如Pb有表生矿物富集成矿，也有铁锰氧化物吸附成矿。 3. 砂矿中锰结核是锰铁结核，主要成分为Fe2O3 、Al2O3、SiO2和MnO等，包裹了赤铁矿、方解石、云母、石英、蒙脱石、高岭石、白云石、钾长石等和锡石、白铅矿等矿物。锰结核中Mn、Sn、Pb、Ag、Ga、Cd和In富集成矿，Cu和Zn富集矿化，锰结核比砂矿更富集Mn、Pb和REE，其成矿机理应是吸附和包裹成矿元素或矿物使其富集成矿。 4. 个旧表生砂矿共生伴生组分复杂，有用矿物有锡石、方铅矿、白铅矿、黄铜矿、自然铅、自然铜、孔雀石、软锰矿、白钨矿、磁铁矿和褐铁矿等。模拟岩溶作用自然过程中砂矿矿物流向的源兴采选车间砂矿重选流程结果表明，锡铅精矿中Pb、Ga、Mo、Cd、In、Cu和Zn等金属总实收率仅为3.03％～6.44％，绝大部分金属留在了尾矿中。一段床和矿泥床分析中，Ag和Mn回收率低于0.66％～0.29％，Ag富集在硫化物态中，没有富集在铁锰氧化物态中；Mn富集在碳酸盐态中，没有铁锰氧化物态中。整个流程中Pb、Mn、Cu和Zn等富集在碳酸盐态矿物中，没有富集在硫化物态中。选矿流程没有利用具有潜在利用价值矿物如磁铁矿。重选流程解释了岩溶过程能富集Pb、Mn、Cu和Zn的碳酸盐矿物，不能富集这些元素的硫化矿物。 5. 老挝Ban Nameung硫化矿氧化初期，风化产物中Ag、Pb、Zn和Cu淋失，SiO2、K2O和CaO富集，风化后期Ag、Fe和Mn富集。硫化矿风化过程中，Au硫化物态部分变为有机态和铁锰氧化物态；Ag硫化物态部分变为铁锰氧化物态和有机态；Cu硫化物态部分变为铁锰氧化物态和碳酸盐态；Pb硫化物态、吸附态、碳酸盐态和铁锰氧化物态部分变为铁锰氧化物态、碳酸盐态和有机态；Zn硫化物态变为部分铁锰氧化物态、有机态、碳酸盐态和吸附态矿物。随着风化作用加强，上述几种相态比例还会改变。 6. 老挝Boloven新生代亚碱性玄武岩富Nb、Ta和Ga等微量元素，风化壳中REE、Nb、Ta和Ga已富集成矿，∑REE最高775×10-6～1003×10-6，（Nb2O5＋Ta2O5）最高642×10-6~656×10-6，Ga最高81.6 ×10-6。风化壳中达到边界品位的（Nb2O5＋Ta2O5）厚度有2m以上。REE可能存在于含P和Ti矿物中，也可能形成REE独立矿物。Nb、Ta和Ga应赋存在Ti、U、Zr和Th矿物中，其成矿应是重矿物表生残留富集结果，与粘土矿物吸附和三水铝石关系不紧密。

用硼泥制备大尺寸氧化镁单晶及其性能研究

介绍用废渣硼泥制取高纯氧化镁粉末来制备大尺寸氧化镁单晶的生长方法。实验结果表明各项性能指标优良。而且 ,MgO原料的纯度及SiO2 和CaO材料的配比与晶体生长技术是我们获得优质晶体的关键因素。同时探讨了晶体的加工和应用前景

华北克拉通新生代玄武岩携带的地幔橄榄岩Fe同位素地球化学及含金云母地幔岩岩石学研究

In recent years, thanks to the improvement of analytical methods and the use of MC-ICP-MS, Fe isotope can be measured precisely. Fe isotope shows considerable variation both in biological and inorganic processes (from low T to high T) in nature, Therefore, Fe isotope has become one of the exciting frontier sciences and has favorable prospects of the application to the geosciences and life sciences. Based on a comprehensive review of available references in the related field, this study focuses on the development of techniques for high-precision measurement of iron isotope using MC-ICP-MS, and application of the techniques developed to study the Fe isotopes as well as major and trace element compositions of minerals (Ol, Opx, Cpx and Sp) from spinel peridotitic xenoliths from Cenozoic alkaline basalts to investigate Fe isotopic features of the lithospheric mantle beneath the North China Craton. The minerals from these xenoliths are similar to those off-cratonic peridotites world-wide, but are remarkably different from those on-cratonic peridotites and clinopyroxenes from these spinel lherzolites exhibit two types of chondrite-normalized REE patterns i.e. LREE-depleted and flat or spoon-shaped. It is noted that total abundances of REE in clinopyroxenes from these peridotites show a broad negative correlation with Cr# numbers of Cpx and Sp. The Fe isotope results show that the spinel peridotitic xenoliths have small but distinguishable Fe isotopic variations in minerals (generally Ol < Opx < Cpx) and samples, and the isotopic range in spinel is relatively large. Positive linear relationship with the ε57Fecpx/ε57Feopx ratio close to one unit has been observed between Fe isotopes of coexistent Opx and Cpx, indicating that the Cpx and Opx have generally reached Fe isotopic equilibrium. However, Fe isotopes between the Ol and Sp show apparent disequilibrium. The broadly negative correlation between mineral Fe isotopes and oxygen fugacity (fo2), metasomatic indexes such as spinel Cr#, (La/Yb) N and (La/Sm) N ratios of clinopyroxenes suggest that Fe isotopic variations in different minerals and peridotites were probably produced by melt-peridotite interaction. This study further confirms the previous observation that the lithospheric mantle has distinguishable and heterogeneous Fe isotopic variations at a scale of xenoliths. Mantle metasomatism that induces the interaction of the lithospheric mantle peridotite with metasomatic agent is a most potential mechanism for the Fe isotope fractionation in mantle peridotites. Therefore, Fe isotope could be a new and powerful tool to probe the evolution of the lithospheric mantle. We also report mineral compositions, clinopyroxene trace element concentrations and Sr-Nd isotopes for newly-discovered phlogopite-bearing spinel lherzolite and olivine clinopyroxenite xenoliths from three different localities （Hannuoba, Hebei Province; Jining Sangyitang, Inner Mongolia; Hebi, Henan Province）of the North China Craton. Systematic comparisons with phlogopite-free spinel lherzolite xenolith from the same locality reveals that the phlogopite-bearing peridotitic xenoliths have relatively higher Al2O3, CaO, Na2O, K2O, TiO2 contents and lower MgO contents than those phogopite-free counterparts. The former also has higher LREE concentrations, but relatively less radiogenic Sr-Nd isotopic ratios. This demonstrates that mantle metasomatism can not only enrich the basaltic components and trace element concentrations, but also make a decrease in Mg# of the peridotites and olivines and a relative depletion in Sr-Nd isotopes. 87Rb/86Sr-87Sr/86Sr isochrons of the phlogopite-bearing xenoliths indicate that mantle metasomatism happened in the Mesozoic and/or Cenozoic time. The metasomatic agent was derived from the asthenosphere. The result also manifests that the widespread similarity of the geochemical features such as major and trace elements and isotopic compositions in the Cenozoic lithospheric mantle beneath the North China Craton to those “oceanic” lithospheric mantle could be as a result of the ubiquitous presence of the interaction between the old refractory peridotites and the infiltrated asthenospheric melt, rather than the actually newly-accreted lithospheric mantle.

泥河湾盆地大长梁剖面岩石磁学和环境磁学研究

The fluvio-lacustrine sequence in the Nihewan Basin is an important archive of late Pliocene-Pleistocene climate and environment changes in temperate northern China, which provides excellent sources of early human settlements in high latitude East Asia. The recent years have witnessed a considerable progress in the paleomagnetic dating of its stratigraphy, which has notably increased our understanding of a series of important issues such as the early human occupation in the Old World, the infilling history of the Nihewan Basin, and the chronological sequence of the Nihewan faunas. Up to now, the long-term paleoenvironmental changes directly retrieved from this basin, which might influence the evolution and expansion of early humans in the Nihewan Basin, are still poorly constrained, although several paleoclimatic records have been retrieved from this area. In this study, a combined mineral-magnetic and geochemical investigation was carried out on the fluvio-lacustrine sequence from the Dachangliang section at the eastern margin of the basin in order to reveal its rock magnetic and environmental magnetic characteristics and its implications for early human evolution in East Asia. The major findings and conclusions are listed as the following: First, there is an increased cooling coupled with an intensified aridification recorded in the fluvio-lacustrine sequence of the Dachangliang section. The cooling is related to an up-section decrease in propensity to chemical weathering as inferred from an increase in low-field susceptibility after cycling to 700 °C. Close to 700 °C, reacting chlorite is providing the iron source for newly formed very fine-grained ferrimagnetic minerals which enhances the susceptibility signal. The reactivity of chlorite after annealing at temperatures above 600 °C is documented with X-ray diffraction. Second, degrees of chemical weathering in the Nihewan Basin are further estimated by clay mineralogy (i.e. chlorite and illite contents and chlorite/illite ratio) and a series of major element proxies (i.e. Na2O/Al2O3 versus K2O/Al2O3 diagram, Al2O3-(CaO + Na2O)-K2O ternary diagram (A-CN-K), chemical index of alteration (CIA), (CaO + Na2O + MgO)/TiO2, (CaO + Na2O + MgO + K2O)/(TiO2 + Al2O3), CaO/Al2O3 and CaO/TiO2). The up-section decrease in propensity to chemical weathering suggested by the aforementioned rock mangetic measurement is further confirmed by these geochemical analyses. Combining the chemical weathering records from the Nihewan Basin, Chinese Loess Plateau, South China Sea and eastern China, we find that the consecutive decreasing trend in chemical weathering intensity during the late Cenozoic is ubiquitous across China. This pattern may result from a long-term decreasing East Asian summer monsoon and increasing East Asian winter monsoon, and thus a consecutive increasing of aridification and cooling in Asia during the Quaternary. Furthermore, the chemical weathering intensity increased from South China to North China during the Quaternary, in line with the decreasing East Asian summer monsoon and increasing East Asian winter monsoon and thus the gradually intensified aridification and cooling from South China to North China. Third, a combined mineral-magnetic and geochemical investigation provides evidences that the large-amplitude alterations of concentration of magnetic minerals mainly result from preservation/dissolution cycles of detrital magnetic minerals in alternately oxic and anoxic depositional environments. The preservation/dissolution model implies that the high-magnetic and low-magnetic cycles of this sedimentary sequence represent glacial and interglacial climate cycles, respectively. This contribute significnatly to our understanding of the link between climate and magnetic properties. Finally, the paleoclimatic implications of these rock magnetic and geochemical characteristics significantly increase our understanding of the general setting of early humans in high northern latitude in East Asia. We propose that the cold and dry climate may have contributed significantly to the expansion and adaptation of early humans, rather than bringing hardship, as is often thought. The relationship between magnetic properties and climate possibly provides valuable information on the climatic context of the Paleolithic sites in the basin, especially whether the occupation occurred during an interglacial or glacial period.

滇东南八布蛇绿岩地球化学特征及构造背景

八布蛇绿岩出露在北西向文山-麻栗坡和富宁走滑断裂之间的断块内，主要由蛇纹岩、辉长岩、玄武岩三个单元组成，彼此间均以断裂相接。地球化学研究表明，蛇纹岩SiO2、Al2O3、TiO2、MgO含量变化较大，依据主、微量元素组成可以分为两类，第一类球粒陨石标准化稀土元素分配模式整体较为平坦，推测原岩为镁铁质堆晶岩；另一类呈U型配分，推断原岩是方辉橄榄岩。玄武岩属拉斑系列，主量元素具有富MgO、TiO2，低Al2O3、K2O、P2O5，并且Na2O〉K2O等特征，类似于MORB型玄武岩；REE配分模式也显示出N-MORB型玄武岩的特征；同时，微量元素普遍具有LILE、Th富集，Nb、Ta、Zr、Hf等元素具明显亏损特征，又暗示源区曾遭受不同程度的俯冲带流体交代作用。综合分析认为，八布蛇绿岩形成于弧后盆地环境，其形成可能是古太平洋从SE至NW向华南大陆俯冲的产物。

高温高压下花岗闪长质熔体结晶作用的实验研究

岩浆的分离结晶作用是岩浆演化的重要过程，与许多火成岩石的形成密切相关。自二十世纪50年代以来，采用实验手段研究岩浆的形成、演化一直受到地质学家的高度重视。 本文在0.5-2.0GPa、650-750℃和一定水含量条件下，以东准噶尔花岗闪长岩为初始物，进行了花岗闪长质岩浆结晶作用的实验研究。其结果可为东准噶尔地区A型花岗岩的成因提供一定的实验依据。通过对实验产物详细的岩相学观察和电子探针分析，获得以下主要认识： （1）熔体的含水量对矿物开始结晶的温度和晶出矿物的形状、颗粒大小有重要影响。相同时间内熔体含水量高时结晶出的矿物自形程度更好、粒度增大；随着熔体含水量的增加，斜长石的液相线温度降低；保持熔体含水量不变的情况下，随着压力的增加斜长石从熔体中结晶的温度降低。 （2）在压力为0.5GPa、熔体水饱和的条件下，花岗闪长质熔体中斜长石在675℃时开始结晶。结晶的斜长石与原岩的斜长石相比，其成分相对富钠长石而贫钙长石。在温度和熔体水含量一定的条件下，从花岗闪长质熔体中晶出的斜长石随着压力的增加，其钙长石组分增加。 （3）实验产物中的角闪石属于钙角闪石类，具体以普通角闪石为主。与初始花岗闪长岩的角闪石相比，实验产物的角闪石SiO2含量低，Fe3+很少。结晶形成的黑云母为铁叶云母，在2.0GPa压力时没有黑云母晶出而出现多硅白云母。 （4）花岗闪长质熔体发生矿物结晶后的残余熔体的成分受温度、压力和含水量的变化而变化。残余熔体中SiO2含量随着矿物从熔体中结晶程度的增加而升高。与无斜长石结晶的情况相比，有斜长石结晶时残余熔体的SiO2含量要高。在Na2O+K2O-CaO、FeO/(FeO+MgO)分别与SiO2的协变图中，残余熔体成分均落入A型花岗岩区，反映了它们与A型花岗岩在主量元素组成上的近似。因此，本文的实验证明，东准噶尔地区的A型花岗岩浆可以通过花岗闪长质岩浆发生角闪石、黑云母、斜长石的分离结晶作用形成。

地幔柱与岩浆成矿-峨嵋山大火成岩省地震波速层物相解释及典型PGE矿床成岩成矿机制研究

地幔柱概念在19世纪60至70年代就被提出，但是由于板块构造理论在解释地球上岩浆活动的分布规律时取得了空前的成功，在当时这一理论是被排斥的。板块边界概念可以解释地球上绝大部分的岩浆产出，但在解释板内岩浆的成因时往往显得力不从心，尽管这些岩浆的体积只占地球岩浆总量的2％。地幔柱理论模型发展到现在得到不同学科的支持。地质学、地球化学、地球物理学、古生物学、比较行星学、实验岩石学等等都提供了直接或间接的证据，证明地幔柱几乎存在整个地：质历史时期。当前地幔柱理论中在地球化学领域有两大研究热点：高钦低钦玄武岩的起源以及地幔柱中是否存在循环俯冲洋壳物质。完全解决这些问题才可能深入系统地建立地慢柱成矿作用模型。现在已经建立了一些矿床类型与地慢柱作用的联系：如现在认为赋存在金伯利岩中的金刚石矿床的形成与地慢柱作用密不可分，一些岩浆硫化物矿床和岩浆氧化物矿床很显然是地慢柱岩浆作用形成的，如西伯利亚火成岩省的Noril'sk-Talnakh铜镍铂族元素矿床以及KeweenawaJI大陆裂谷体系的Dultlth杂岩体的Cu-Ni矿床。另外还有赋存在大型基性一超基性层状岩体中的PGE、Ni和cu矿床，如Great Dyke和布什维尔德杂岩体。一些超大型热液矿床也与地慢柱有可能的联系（Pirajno，2000）：如270oMa形成的超大型Kidd Creek火山成因块状硫化物矿床（Bleeker et al.，1 999；Wynan et al.，1999）和南澳大利亚1600Ma形成的超大型olymPicD翻矿床。本文的研究工作包含两方面内容：通过热力学计算峨眉山玄武岩在深部的结晶分异，对峨眉山大火成岩省的岩浆量分布和岩浆氧化物矿床（华Ti磁铁矿矿床）的分布以及下地壳高波速层的物相进行理论解释；对峨眉山大火成岩省金宝山PGE典型矿床进行成岩成矿的地球化学研究，预测整个大火成岩省的岩浆硫化物矿床产出位置。大多数峨眉山玄武岩的 MgO＜7％，Ni为4-232ppm，它们是原始岩浆结晶分异后的产物。峨眉山玄武岩省下地壳和上地幔之间存在厚度为：8-25km1，P彼速为7.1-7.8km／s的附加层（高地震波速层）。滇西地区出露的洲套第三纪富碱斑岩，地球化学和同位素研究表明斑岩的岩浆源是来自“壳一慢混合层”，源区的形成时代为220-25Ma，与峨眉山玄武岩的形成时代一致。所以有理由认为该附加层是由峨眉山玄武岩在此结晶分异形成的。与地慢柱有关的洋岛Hawaii、Marquesas Islands；海底高原Oniong Java、大陆火山岩省ColumbiaRiver Plateaus地震彼研究都表明在上地慢顶部有一高速附加层，Farnetani etal.（1996）的研歼表明高速附加层是由来自地幔柱的岩浆在此结晶分异形成的。玄武岩是一种混合的部分熔融产物，是不同成分的地幔橄榄岩在不同的压力下熔出的。这种降压熔融高温高压实验是做不到的。熔出的熔体成分是温度、压力及橄榄岩成分（源区）的函数，形成的岩浆是一个多压熔融的集合体。热力学计算能够较为精确地计算出生成的岩浆成分和约束岩浆产生的过程。岩浆的结晶分异也是同样的情形，尤其是分离结晶过程，实验岩石学是很精确难模拟其过程的。热力学计算使用的MELTS程序，MELTS适用范围很广，适用于模拟岩石熔融生成岩浆和岩浆的冷却结晶。现今峨眉山大火成岩省的地壳厚度为40恤，这被认为是后期褶皱加厚的缘故。根据峨眉山玄武岩中辉石斑晶成分和玄武岩本身成分计算出分异结晶的压力为6kb，那么当时的地壳厚度约为20km：选择氧逸度为QFM，这一氧逸度范围认为是大多数大陆溢流玄武岩结晶分异时的氧化还原环境。热力学计算结果通过峨眉山玄武岩成分进行约束和验证。Al2O3、NaZO＋K 20、CaO与MgO计算的演化趋势线与实际观察的演化符合较好，橄榄石和斜方辉石的结晶使得CaO随着MgO的降低而增高；当单斜辉石成为液相线矿物时，cao也随着Mgo的降低而降低了。单斜辉石在岩浆演化到MgO＝10．3％时成为液相线矿物。整个计算过程中斜长石未成为液相线矿物，这与大多数玄武岩不具有Eu异常是一致的，并月＿Al2O3随着MgO的减小单调增加也说明了这点。不过大多数峨眉山玄武岩常含有斜长石斑晶，这是低压下结晶分异的结果。由于斜长石密度小，所有很难与高铁玄武岩分离。整个计算的难点也是创新点是波速计算。通过分离的堆晶矿物组合中各种矿物的成分和质量分数计算的附加层波速比观察值高，不过堆积岩体常常会有残留岩浆存在矿物晶粒间，这样会降低岩石的压缩波速。大型基性一超基性岩体常常会残留有或者捕获5-30％的岩浆。假定两个高波速附加层分别捕获7叭，和巧％的残留岩浆，计算的结果就大体等于观察值。热力学和质量平衡计算研究表明：高地震波速层为橄榄辉石岩一辉石岩的巨型侵入岩体；峨眉山中岩区的岩浆量最大也符合含V-Ti磁铁矿矿床只产在中岩区，如太和、白马、攀枝花、红格等岩体；西岩区的岩浆量最小表明几乎没有可能在西岩区形成有规模的V-Ti磁铁矿矿床，实际观察仅仅只见到数量少而小的岩体；东岩区下地壳厚达20灿1的高波速层暗示东岩区上地壳的侵入岩体积也应该具有相当规模，应该是V－Ti磁铁矿矿床成矿区。目前在东岩区很少发现与峨眉山玄武岩有关的岩浆矿床的主要原因是：东岩区的剥蚀深度不够，没有可观的侵入岩体出露，而中岩区侵入岩都侵入在元古代地层中。按照质量平衡的计算方法，最保守的估算整个峨眉地慢柱岩浆事件产生的岩浆量为8.9*106km3，上地壳峨眉山玄武岩和侵入岩体积为3.9*106km3。如果按照初始覆盖面积5x106km2计算（与西伯利亚暗色岩初始覆盖面积相当），喷发高峰期为2Ma，计算的喷发速率为3.9km3／year。这并不亚于西伯利亚暗色岩的喷发速率4km3／year。这对于研究峨眉山大火成岩浆事件与二叠·三叠交界或end-QuadaluPian生物灭绝之间的可能联系具有重要意义。本文另一方面的研究工作是：首先系统地介绍了岩浆硫化物矿床的基本原理，然后通过金宝山PGE矿床实例研究，提出金宝山岩体成岩模式，并且对整个峨眉山大火成岩省的岩浆硫化物矿床产出位置进行理论预测。详细地球化学研究表明金宝山镁铁一超镁铁岩是峨眉山大火成岩省古老火山岩浆房的残留物。岩体主要由底部超镁铁岩和上部镁铁岩组成，两种岩石的质量大致相同。根据超镁铁岩的矿物组合计算的成岩时的氧逸度较高，热力学方法计算的成岩压力为2kb左右。超镁铁岩的包嵌结构和铁铁岩的微晶一细晶结构说明超镁铁岩为镁铁岩结晶的矿物堆积形成的。镁铁一超镁铁岩的蚀变程度不同以及Sc、Sr、Eu等元素在两类岩石中的不同特征指示了整个成岩过程。金宝山岩体的原始岩浆 MgO=8％说明高镁玄武岩并不是形成PGE矿床的必要条件。金宝山的成岩模式是：在火山喷发前，岩浆侵位时橄榄石和少量铬尖晶石先结晶，沉淀在岩浆房底部；随后结晶的是斜方辉石和斜长石，斜方辉石也沉淀在岩浆房底部，斜长石由于密度较小集中中岩浆房上部，岩浆房的中部是：少量的斜长石小斑晶。由于斜方辉石和斜长石的结晶，这样岩浆中的Sc、Sr和Eu就会亏损，也是岩浆房底部堆积岩的原始捕获岩浆。火山喷发后，由于压力的突然降低，岩浆房底部的堆晶会发生再熔融，几乎消耗掉所有的斜方辉石，橄榄石也呈熔蚀状浑圆形态，重新熔融的斜方辉石导致超镁铁岩中残留岩浆比原始捕获岩浆更加富Sc，这种岩浆由于富MgO和在快速冷却的环境下同时结晶，最终形成光性方位一致的单刹辉石。喷发后岩浆房空间的剩余导致围岩-灰岩进入，造成岩浆房中剩余岩浆强烈的碳酸盐化。峨眉山玄武岩Cr-Mg#的相关关系定义一条正常玄武岩演化线。大多数这些玄武岩的Ni也保持了这种演化关系，其中低钦玄武岩和过渡型高钦玄武岩Ni-Mg＃相关关系远离了正常演化线，这些玄武岩的Cu-Mg#相关关系也有类似的情形。峨眉山低钦和过渡类型高钦玄武岩Ni和 Cu的非正常亏损，表明它们在地表下经历了硫饱和事件。金宝山岩浆硫化物矿床成岩模型的建立，为在整个大火成岩省寻找岩浆硫化物矿床提供了一种新认识。低钦和过渡型高钦玄武岩的古老火山口下部是岩浆硫化物矿床的所在地。