湘东北中生代基性岩脉微量元素地球化学特征及岩石成因

湘东北中生代基性岩脉可以分为煌斑岩和辉绿岩两类，前者形成于136.61Ma，后者形成于86.18Ma,与华南中生代主要拉张时期相对应。岩石富集LREE，Eu负异常不明显，其形成主要受地幔部分熔融作用制约。早期煌斑岩类微量元素和Sr、Nd同位素总体上具有富集地幔（EMⅡ型）洋岛玄武岩（OIB）特征，富集Nd、P、Cs，而K、Rb、Sr、U、Th等富集程度不明显，Ta、Nb略有富集，具有软流圈地幔上涌地幔热柱玄武岩岩浆源区性质，表现出软流圈地幔上涌部分熔融的成岩特点。晚期辉绿岩类表现出Ta、Nb、Ti亏损，但LILE并不富集，反映地壳混染程度的增强，具有大陆拉张带（裂谷初期）形成的玄武岩岩浆源区性质，为岩石圈地幔部分熔融形成。二者具有不同的岩浆源区性质，从早期到晚期岩浆源区向上迁移并致使部分陆 物质混入，反映由热点式拉张到岩石圈伸展－减薄的作用过程。

栖霞组沉积地球化学特征及其环境意义

沉积环境的古氧相特征是沉积环境和古海洋特征恢复的重要内容。岩石地球化学特征是判断其形成环境氧化还原条件的重要手段之一。本文以来宾地区铁桥面为重点．通过对栖霞组灰岩的地球化学分析，结合沉积学、古生态学特征．认为栖霞组沉积于贫氧的沉{只背景．是在海水深度和海域的局限程度等沉积条件发生周期性变化的情况下形成的。古氧相地球化学指标V(V十Ni)、Cc/La、U／Th值都适用于该组以钙质沉积为主的沉积物。黄铁矿矿化程度(DOP值)变。化较大．眨映该区多变的古氧相特征。

贵州织金磷矿岩元素地球化学特征

采用电感耦合等离子体．质谱仪（ICP-MS）对贵州织金戈仲伍剖面戈仲伍组磷矿岩样品的微量、稀土元素含量进行了测定。戈仲伍组磷矿岩主要为生物碎屑白云岩、硅质磷块岩，普遍形成生物碎屑结构，以小壳类动物化石及藻类化石为主。分析结果表明，磷矿岩中As、Sb等微量元素富集，Co／Ni的比值为0．14，明显小于1；U／Th比值介于1．27-7．39之间。平均值为3．40；在lgw（U）．lgw（Th）关系图、Cr-Zr的关系图中样品点几乎都落在热水沉积区。表现出热水沉积成因的地球化学特征。磷矿岩中普遍富集稀土元素，含稀土总量∑REE较高。尤其富集Y重稀土元素；磷矿岩具Ce负异常，指示环境处于氧化程度相对较高状态；稀土元素北美页岩标准化模式曲线为帽状形态，指示在磷矿岩形成过程中有生物或有机质参与作用；磷矿岩普遍具Eu正异常、稀土总量较高、∑IREE／∑HREE比值较高的特征，暗示戈仲伍组磷矿岩具有正常海相沉积伴有海相热水沉积混合成因的特征.

滇西地区上地幔铅同位素组成的确定及其应用

滇西地区基性－超基性岩、碱性岩中的长石、石榴子石、橄榄石等单矿物及羊拉铜矿区二叠世海相玄武岩的铜铅同位素组成可以代表原始地幔的铅同位素组成，由此确定的该区上地幔铅同位素组成变化范围为^206Pb/^204Pb=17.877-18.506,平均18.108,^207Pb/^204Pb=15.470-15.587,平均15.479,^208Pb/^204Pb=37.797-38.567,平均38．177。研究发现，由于受地壳物质的混染和成岩后U、Th衰变产生的放射成因铅的影响，这些幔源岩石全岩铅同位素组成已不能代表原始上地幔的铅同位素组成；金顶铅锌矿床的铅并非上地幔来源，而是相当于下地壳来源的铅与兰坪盆地沉积岩铅二者的混合铅.

扬子地块南缘元古代浊积岩源区风化特征和源岩性质的沉积地球化学记录

对扬子地台南缘元古代浊积岩的常量元素和微量元素地球化学研究表明，源区遭受了中等程度的风化作用影响，这种影响记录在碱金属和碱土金属元素的丰度与分布型式、蚀变化学指数(CIA)以及Th／U比值等方面。稀土元素的组成和配分型式、Th／Sc和La／Sc比值以及其他常量和微量元素之间的关系表明，沉积岩不具备成熟的再旋回沉积物的特征，其源岩主要为由酸性岩浆岩等长英质组分构成的古老上地壳，源岩曾受到了显著的壳内分异作用的影响。中元古界冷家溪群地层的源岩较新元古界板溪群合有较高的Co，Cr，Ni，Sc，V等基性组分，且基性的铁镁质成分主要反映在粘土级组分的沉积记录中。

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。

锡成矿与A型花岗岩关系的地球化学研究——以湖南芙蓉锡矿田为例

湖南芙蓉超大型锡矿田位于湘南千里山－骑田岭地区南西部，骑田岭花岗岩体南部。该矿田是郴州－蓝山北东向W-Sn-Pb-Zn成矿代的重要组成部分。本论文在深入细致的野外地质工作基础上，选取有代表性的样品，首先进行了系统的显微鉴定、流体包裹体观察等，然后通过同位素年代学、微量元素、稀土元素和稳定同位素同位素（S、Pb、稀有气体）对比研究，探讨了矿田的成矿物质来源、成矿流体来源及骑田岭A型花岗岩岩浆活动与成矿的关系。最后初步建立了矿田的成矿理论机制。论文取得的主要认识如下： （1）芙蓉锡矿田是新近发现的一个与骑田岭花岗岩有关的超大型锡矿田。该矿田具有有利的成矿地质背景，其规模超大、Sn品位高、找矿潜力大。该矿田所赋存的骑田岭花岗岩样品投影点都落入A2亚类花岗岩范围内，是至今为止发现的与A型花岗岩有关（目前对该种新型锡矿类型研究还较少）的一个罕见的超大型锡矿田。 （2）芙蓉超单元岩体成岩同位素年龄大都在151～160Ma左右，该单元与成矿有关的岩体同位素年龄大都在136～160Ma，本文最新研究则表明芙蓉锡矿田主成矿期为150～160Ma。该矿区成岩与成矿时间比较吻合，正处于我国东南部中生代大规模的陆内岩石圈拉张和伸展，南北向构造体制向东西向的另一个构造体制转换，从而造成我国东南部成矿大爆发的独特地质背景时期。 （3）成矿物质、成矿流体多来源：矿田矿石硫化物流体包裹体的He同位素地球化学研究结果表明，该矿田成矿流体具壳幔两端员混合的特征，其中壳源组分主要由矿区骑田岭花岗岩提供，而幔源组分则可能与华南中生代大规模的地幔物质上涌、岩石圈发生拉张、伸展作用有关；Pb同位素组成表明，芙蓉超大型锡矿田成矿流体中的铅主要来源于上地壳，主要由矿区骑田岭A型花岗岩的岩浆热液提供；S同位素组成表明，该矿田成矿流体中的硫非单一的骑田岭花岗岩岩浆来源，同时有地层硫、生物硫及地幔硫等多种来源硫的混入；岩石、矿石及矿石硫化物的REE地球化学研究结果也进一步表明，在骑田岭花岗岩的岩浆热液作用阶段，岩石圈发生拉张、伸展作用产生的多期次的高温热液参与了矿田的成矿作用。 （4）成矿流体非均一化：矿石的REE地球化学以及S、He同位素组成分布特征表明，该矿田成矿流体均一化程度不完全。 （5）构造、岩浆岩及骑田岭花岗岩与成矿存在密切的关系：芙蓉锡矿田的构造控矿模式是邵阳－郴州断裂及炎陵－郴州－蓝山断裂为深源成矿物质的上涌提供了通道，郴州－临武大断裂为含矿流体的贯入提供了通道，而骑田岭矿区内发育的大小褶皱及断裂为矿质提供了储存空间，并直接控制了矿体的形成和分布；燕山期大规模、多期次的岩浆活动，及区内广泛分布的中酸性花岗岩类与该区Sn、Pb、Zn等有色金属成矿关系密切；区域大面积骑田岭A型花岗岩不仅在时空上与该区成矿密切相关，而且在成矿过程中起到了提供主要成矿物质、成矿流体等重要作用。 （6）初步建立了矿田成矿机制：在骑田岭岩体的岩浆作用阶段，由于中生代华南地幔物质上涌、岩石圈发生拉张、伸展作用，使幔源岩浆上侵，并在这个过程中导致对地壳物质的同化，形成了壳幔混合流体。骑田岭花岗岩岩体冷却，高的K、U、Th含量导致高的热产率，岩体内及围岩中发育的大断裂和小裂隙及围岩中丰富的水，都十分有利于岩浆侵位后数百万年的热液对流循环，形成广泛的蚀变和成矿作用，而芙蓉锡矿田的成矿流体可能就是这种在岩浆作用阶段已发生过壳幔混合的岩浆流体所分异出来的可能混合了浅源流体（包括雨水源、地下水源等）的热液流体。

贵州遵义地区早寒武世黑色岩系中镍钼多金属富集层的矿物学和地球化学研究

在新元古代-寒武纪交替阶段（~544Ma）的短短几百万年间，生物种类和数量剧增，这一事件被称之为“寒武纪生物大爆发”（Cambrian Exploration），同时在这一时期，也发生了全球的海洋缺氧事件（Ocean Anoxic Event，OAE）。这些事件造成了在世界范围内的寒武系底部普遍发育了一套富有机质的黑色岩系。在中国南方，从皖南、浙江经赣北、湘西北、贵州至云南一线，下寒武统黑色岩系的分布近2000公里。这些黑色岩系的发育程度在全球背景中很具特色，是全球背景中研究黑色岩系及其相关科学问题的理想场所。 我国南方大陆早寒武世黑色岩系广泛分布且层位稳定，并伴有Mo、Ni、Se、V、Ag、Au、PGE等多种元素富集层。由于其处在特殊的地球演化背景及地质条件，成为目前国内外研究的一个热点区域。基于此，本文在前人工作的基础上，以贵州遵义地区早寒武世黑色岩系中镍钼多金属富集层为研究对象，通过矿物学、元素地球化学、同位素地球化学等研究手段，探讨中国南方早寒武世黑色岩系中镍钼多金属富集层的成因机制。通过研究，取得以下几点认识： (1) 下寒武统镍钼多金属富集层中SiO2含量较低，MgO、Na2O、K2O、MnO、TiO2在炭质页岩和镍钼层中含量差别不大。镍钼多金属富集层中Fe、Ca、P的含量明显高于碳质页岩，这与镍钼层中硫化物、方解石和磷质的显著增加有关。 (2) 镍钼多金属富集层中微量元素Se、Mo、Cd、Ag、Tl、U、Ni，、Bi、Zn、Cu、V等均有较大富集，富集系数为n到n×103。其中尤以Se、Mo最为富集，两者的富集系数均超过30000，其中Mo元素的富集系数大于50000。 (3)通过多种地球化学指标判别，如Se在黑色岩系中超常赋存，U/Th比值远大于1，黑色页岩和镍钼多金属富集层的Ce具有负异常、Eu有微弱的正异常，多种成矿元素的相关关系等这些特征，都暗示了海底喷流热液和生物的共同作用。此外，黑色岩系中V/(V+Ni)的比值反映了它的沉积环境为缺氧环境。 (4)研究区下寒武统黑色岩系中镍钼多金属富集层的矿物组合以黄铁矿、白铁矿、针镍矿、辉砷镍矿、铁辉砷镍矿、紫硫镍矿、赫硫镍矿和碳硫钼矿为主。 矿物生成大多经历了两个成矿阶段：沉积－早期热液阶段和热液－生物阶段。 (5)根据电子探针分析，对于主要富集元素Ni、Mo而言，Ni以出现大量的镍矿物为特征。镍钼多金属富集层中Mo元素主要以“碳硫钼矿”（MoSC）的形式赋存。Se与As元素在硫化物中含量变化十分特征，如在黄铁矿中Se元素较少而As元素含量较高，在碳硫钼矿中情况相反，推测这是由于Se与As元素不同的地球化学性质以及上述两种矿物不同的形成期次造成的。 (6)同位素研究表明，镍钼多金属富集层的硒同位素的分布范围较窄，δ82/76Se范围为-1.56‰- +1.85‰,平均值+0.25‰。根据目前所测得的硒同位素数据，不支持从海水中还原金属元素沉积富集的机制。我们认为当硒通过海底喷流作用释放后，首先以类质同象的方式结合到硫化物相中，这一过程不会造成硒同位素的大的分馏。流体中剩余的少部分硒与海水混合，并且为藻类吸附而沉淀下来，这一过程会造成约1-2‰的硒同位素分馏。这一模式可较好的解释遵义地区下寒武统Ni-Mo-Se富集层的硒同位素组成特征和硒在不同物相中的分配形式。 (7) 镍钼多金属富集层和围岩的有机碳含量为1.75%～13.9%，平均9.16%，有机碳同位素组成为（δ13Corg）-30.6‰～-32.2‰,这一负偏移可能是由于寒武纪早期的海侵作用造成的。

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。

扬子地块周边C、P硅岩建造中硒的富集机理对比研究-以渔塘坝、紫阳富硒区为例

在自然界中存在一套由硅质岩、泥质岩／页岩或板岩、碳酸盐岩和粉砂岩组成的沉积建造，并以富含有机质和菌藻微生物等为特征，沉积厚度较大，岩石类型以硅岩为主，称之为“硅岩建造”。硅岩建造中的硅质岩不仅是许多重要矿种（如金、硒、铀、钒、磷、锰、铂族元素、重晶石和黄铁矿等）的赋存层和含矿岩系的重要岩类，而且由于它形成于特定的地球化学条件下，能够反映出某些沉积相带特殊的地质背景，另外，硅质岩本身就是一种生物岩，对探讨生物成岩、成矿作用有重要意义。所以对硅岩建造及其内硅质岩研究具有十分重要的理论意义和实用价值。因此，本论文选择扬子地块周边寒武系（南秦岭紫阳硒富集区）、二叠系（湖北恩施双河渔塘坝硒矿床）富硒硅岩建造为研究对象。通过岩石地球化学、同位素地球化学、矿物学以及流体包裹体等方法从含硒规律、岩石成因、沉积环境、成矿流体性质等方面，分别对对两个不同时代或不同层位的富硒硅岩建造开展了系统的地球化学对比研究；并从矿物学、包裹体成分及物理化学条件等方面对渔塘坝硒矿床的成因作了探讨。通过研究，取得了以下主要认识：1渔塘坝硒矿区和紫阳硒富集区富硒硅岩建造岩石以硅质岩为主，硅质岩中5102含量范围分别为64.2％-95.84％和63.62％-95.24％。同时包括部分碳质硅质岩丫碳质页岩 和碳、硅板岩及含腐泥层的石煤；渔塘坝硒矿床硅质岩中Se含量大于80ug/g的样品均采自下二叠统茅口组的硅质岩段内，紫阳下寒武统硒富集体中硅质岩中硒的含量最高（可达278ppm）。2微量元素研究表明，两地区富硒硅质岩中均含有较高的Cu，Ni、V、As、Sb、Cr，且U／Th＞1。在U-Th、Zr-Cr和P2O5-Y相关图以及Fe-Mn-（Cu+Co+Ni）三角图上，两研究区内硅质岩样品点均落于热水沉积区。渔塘坝硒矿区硅质岩的REE总量较低，平均为38.9×10-6，紫阳硒富集区硅质岩REE总量除个别较高（达110×10-6以上）外，总体也较低（12.0-37.6）×l0-6；另外，从稀土元素配分模式看，两地区硅质岩均有较明显的Ce负异常，且Eu从无明显Eu异常到出现正Eu异常。都反映出热水沉积硅质岩的特征。从si和O同位素组成来看，两个地区硅质岩的δ3051和δ18O值也总体位于热水成因硅质岩区域内。根据隧石一水的氧同位素分馏方程计算得知，两研究区硅质岩的形成温度分别为46℃-72℃和78.6℃-126.20℃。地球化学特征表明，两地区富硒硅质岩均来自热水沉积作用。另外，渔塘坝硒矿区硅质岩中Cr含量较高，且存在腕足类生物化石；紫阳硒富集区硅质岩中Ba及有机质含量较高，且存在叶琳生物标志化合物。结合两地区碳同位素组成特征（渔塘坝地区δ13c为正值，可能和上扬子区早、晚二叠世之间多期次喷发的火山活动，造成地球史上二叠纪生物大灭绝有关；紫阳地区δ13C为负值，说明碳同位素来源于沉积有机物质），暗示两地区硅质岩的成因可能与火山沉积作用有关，且在成岩过程中有部分生物的参与。3渔塘坝赋矿硅质岩硫同位素组成具有较高的负值，表明矿床形成于缺氧的海盆内：紫阳硒富集区形成黄铁矿的硫主要来自海水硫酸盐。4系统研究了渔塘坝硒矿区硒的矿物学，显示硒以自然硒、独立矿物、类质同像及有机吸附四种形式赋存于矿床中。废弃石煤堆中的自然硒矿物，是自然因素和人为活动共同干预的结果，并非石煤的缓慢自燃的结果。5对研究区成矿流体中包裹体均一温度、盐度和密度进行了系统研究，结果显示：两地区的流体包裹体以原生包裹体为主，数量较多且形态复杂；研究区（渔塘坝硒矿和紫阳硒富集区）成矿流体处于中一低温（ 190-250）℃和（120-155）℃条件。渔塘坝硒矿区石英和方解石包裹体内的流体盐度分别为（5.9-10.l）B％和（3.9-4.5）WB％，紫阳硒富集区流体盐度为（1.2-2.8）WB％，后者流体盐度明显低于前者。流体密度经计算分别为0.79-0.79／cm3和0.69-0.969／cm3。重点对渔塘坝硒矿区的石英和方解石包裹体进行了拉曼光谱成分测试，结果显示：包裹体成分以H2O和N2为主，含少量 CH4、C2H4、C2H6、C3H5、C4H6、C4H4和C6H6等成分，说明成矿溶液介质主要为具有还原性质的水溶液，其成矿条件具还原性的特点。6渔塘坝硒矿区成矿物理化学条件的研究表明，即富硒成矿流体为中低温（190-250）℃、压力平均为60Mpa。成矿早期02、eZ相对较低，乃较高，且fS2/fSe2＞l，有利于硫化物沉淀在成矿主阶段，随着硫化物的沉淀，fS2和fSe2相应增大，且fO2较高。高的fO2阻止了硒进入硫化物，而有利于硒化物的形成。 7系统研究了富硒硅岩建造的沉积环境和构造环境特征，认为渔塘坝硒矿床中富硒硅质岩主要形成于浅海滞留的盆地沉积环境，紫阳下寒武统硅质岩沉积环境属于深水滞留沉积环境；渔塘坝硒矿床主要形成于拉张的断陷盆地中，紫阳硒富集体则形成于拉张的裂谷环境。

Marine04 marine radiocarbon age calibration, 0-26 cal kyr BP

New radiocarbon calibration curves, IntCal04 and Marine04, have been constructed and internationally ratified to replace the terrestrial and marine components of IntCal98. The new calibration data sets extend an additional 2000 yr, from 0–26 cal kyr BP (Before Present, 0 cal BP = AD 1950), and provide much higher resolution, greater precision, and more detailed structure than IntCal98. For the Marine04 curve, dendrochronologically-dated tree-ring samples, converted with a box diffusion model to marine mixed-layer ages, cover the period from 0–10.5 cal kyr BP. Beyond 10.5 cal kyr BP, high-resolution marine data become available from foraminifera in varved sediments and U/Th-dated corals. The marine records are corrected with site-specific 14C reservoir age information to provide a single global marine mixed-layer calibration from 10.5–26.0 cal kyr BP. A substantial enhancement relative to IntCal98 is the introduction of a random walk model, which takes into account the uncertainty in both the calendar age and the 14C age to calculate the underlying calibration curve (Buck and Blackwell, this issue). The marine data sets and calibration curve for marine samples from the surface mixed layer (Marine04) are discussed here. The tree-ring data sets, sources of uncertainty, and regional offsets are presented in detail in a companion paper by Reimer et al. (this issue).

Missing Links, Cultural Modernity and the Dead: Anatomically Modern Humans in the Great Cave of Niah (Sarawak, Borneo)

The Great Cave of Niah in Sarawak (northern Borneo) came into the gaze of Western Science through the work of Alfred Russell Wallace, who came to Sarawak in the 1850s to search for ‘missing links’ in his pioneering studies of evolution and the natural history of Island Southeast Asia and Australasia. The work of Tom and Barbara Harrisson in the 1950s and 1960s placed the Great Cave, and particularly their key find, the ‘Deep Skull’, at the nexus of the evolving archaeological framework for the region: for decades the skull, dated in 1958 by adjacent charcoal to c.40,000 BP, was the oldest fossil of an anatomically modern human anywhere in the world and thus critical to ideas about human evolution and dispersal. Although several authorities later questioned the provenance and antiquity of the Deep Skull, renewed investigations of the Harrisson excavations since 2000 have shown that it can be attributed securely to a specific location in the Pleistocene stratigraphy, with direct U-series dating on a piece of the skull indicating an age for it of c.37,500 BP and the first evidence for associated human activity at the site going back to c.50,000 BP. The new work also indicates that the skull is part of a cultural deposit, perhaps a precursor to the long tradition in Borneo of processing of the dead and secondary burial. These indicators of cultural complexity chime with the complexity of the subsistence behaviour of the early users of the caves discussed by Philip Piper and Ryan Rabett in chapter ten of this volume.

Magma Evolution in the Primitive, Intra-oceanic Tonga Arc: Petrogenesis of Basaltic Andesites at Tofua Volcano

Tofua volcano is situated midway along the Tonga oceanic arc and has undergone two phases of ignimbrite-forming activity. The eruptive products are almost entirely basaltic andesites (52 center dot 5-57 wt % SiO2) with the exception of a volumetrically minor pre-caldera dacite. The suite displays a strong tholeiitic trend with K2O <1 wt %. Phenocryst assemblages typically comprise plagioclase + clinopyroxene +/- orthopyroxene with microlites of Ti-magnetite. Olivine (Fo(83-88)) is rare and believed to be dominantly antecrystic. An increase in the extent and frequency of reverse zoning in phenocrysts, sieve-textured plagioclase and the occurrence of antecrystic phases in post-caldera lavas record a shift to dynamic conditions, allowing the interaction of magma batches that were previously distinct. Pyroxene thermobarometry suggests crystallization at 950-1200 degrees C and 0 center dot 8-1 center dot 8 kbar. Volatile measurements of glassy melt inclusions indicate a maximum H2O content of 4 center dot 16 wt % H2O, and CO2-H2O saturation curves indicate that crystallization occurred at two levels, at depths of 4-5 center dot 5 km and 1 center dot 5-2 center dot 5 km. Major and trace element models suggest that the compositions of the majority of the samples represent a differentiation trend whereby the dacite was produced by 65% fractional crystallization of the most primitive basaltic andesite. Trace element models suggest that the sub-arc mantle source is the residuum of depleted Indian mid-ocean ridge basalt mantle (IDMM-1% melt), whereas radiogenic isotope data imply addition of 0 center dot 2% average Tongan sediment melt and a fluid component derived from the subducted altered Pacific oceanic crust. A horizontal array on the U-Th equiline diagram and Ra excesses of up to 500% suggest fluid addition to the mantle wedge within the last few thousand years. Time-integrated (Ra-226/Th-230) vs Sr/Th and Ba/Th fractionation models imply differentiation timescales of up to 4500 years for the dacitic magma compositions at Tofua.

Magma Evolution in the Primitive, Intra-oceanic Tonga Arc: Rapid Petrogenesis of Dacites at Fonualei Volcano

Fonualei is unusual amongst subaerial volcanoes in the Tonga arc because it has erupted dacitic vesicular lavas, tuffs and phreomagmatic deposits for the last 165 years. The total volume of dacite may approach 5 km(3) and overlies basal basaltic andesite and andesite lavas that are constrained to be less than a few millennia in age. All of the products are crystal-poor and formed from relatively low-viscosity magmas inferred to have had temperatures of 1100-1000 degrees C, 2-4 wt % H2O and oxygen fugacities 1-2 log units above the quartz-fayalite-magnetite buffer. Major and trace element data, along with Sr-Nd-Pb and U-Th-Ra isotope data, are used to assess competing models for the origin of the dacites. Positive correlations between Sc and Zr and Sr rule out evolution of the within-dacite compositional array by closed-system crystal fractionation of a single magma batch. An origin by partial melting of lower crustal amphibolites cannot reproduce these data trends or, arguably, any of the dacites either. Instead, we develop a model in which the dacites reflect mixing between two dacitic magmas, each the product of fractional crystallization of basaltic andesite magmas formed by different degrees of partial melting. Mixing was efficient because the two magmas had similar temperatures and viscosities. This is inferred to have occurred at shallow (2-6 km) depths beneath the volcano. U-Th-Ra disequilibria in the basaltic andesite and andesite indicate that the parental magmas had fluids added to their mantle source regions less than 8 kyr ago and that fractionation to the dacitic compositions took less than a few millennia. The 165 year eruption period for the dacites implies that mixing occurred on a similar timescale, possibly during ascent in conduits. The composition of the dacites renders them unsuitable candidates as contributors to average continental crust.

Recent contribution of sediments and fluids to the mantle's volatile budget

Subduction modifies the cycling of Earth's volatile elements. Fluid-rich sediments and hydrated oceanic lithosphere enter the convecting mantle at subduction zones. Some of the sediments and volatile components are released from the subducting slab, promote mantle melting and are returned to the surface by volcanism. The remainder continue into the deeper mantle. Quantification of the fate of these volatiles requires an understanding of both the nature and timing of fluid release and mantle melting(1). Here we analyse the trace element and isotopic geochemistry of fragments of upper mantle rocks that were transported to the surface by volcanic eruptions above the Batan Island subduction zone, Philippines. We find that the mantle fragments exhibit extreme disequilibrium between their U-Th-Ra isotopic ratios, which we interpret to result from the interaction of wet sediment melts and slab-derived fluids with rocks in the overlying mantle wedge. We infer that wet sediments were delivered from the slab to the mantle wedge between 8,000 and 10,000 years ago, whereas aqueous fluids were delivered separately much later. We estimate that about 625 ppm of water is retained in the wedge. A significant volume of water could therefore be delivered to the mantle transition zone at the base of the upper mantle, or even to the deeper mantle.