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长江中下游地区是我国东部重要的多金属成矿区,区内中生代岩浆活动强烈,可分为4个阶段。本文选择代表性岩石,开展了锆石原位微量元素测试,结合全岩数据,应用拟合法、插值法进行锆石氧逸度估算。结果表明：相比插值法,拟合法获得的锆石氧逸度数据结果更加准确集中,分布趋势更加明显,尤其修改的M估计估算方法可有效削弱拟合法估算过程中遇到的轻重稀土元素异常分馏等不利影响。最终确定,基于全岩和锆石微量元素数据的最小二乘法估算结果更加符合实际。长江中下游地区晚中生代4个阶段岩浆岩的氧逸度普遍较高,其中第1和第4阶段岩浆岩氧逸度相似,为高氧逸度岩浆岩,第2与第3阶段岩浆岩的氧逸度较低,表现出晚中生代早期到晚期,岩浆氧逸度从高降低、再升高的变化趋势。各阶段岩浆岩的氧逸度高低与岩浆起源和成矿属性有着良好的对应关系。 相似文献
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近十年来对锆石研究已从早期的U-Pb放射性同位素定年和锆石同位素分析,发展到大量研究锆石的微量元素。锆石微量元素不仅可以作为锆石Ti温度计估算岩浆温度,也可以用来识别锆石及其母岩的岩石类型和成因,区分岩浆熔体或者流体控制的岩浆作用、变质作用、成矿作用等深部作用过程。文中在归纳总结岩浆锆石、变质锆石、热液锆石、碎屑锆石等不同类型锆石的微量元素成分基础上,以青藏高原碰撞后超钾质岩石中产出的锆石为例,系统介绍了超钾质岩石中各类锆石的结构、年龄和微量元素特征,并应用于解释超钾质岩石成因、岩浆源区成分、岩浆演化和上部地壳物质的混染、下地壳加厚和高原隆升之间的关系。 相似文献
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锆石是地质学研究中最重要的副矿物,其分布广泛、物理、化学性质稳定,记录了结晶时的年龄、温度、氧逸度以及O-Hf-Si-Zr-Li等多元同位素和微量元素信息,被广泛运用于地球科学的研究中。近年来,随着分析技术的发展,研究者在获取锆石年龄的同时也获取了大量锆石微量元素数据,这些数据的积累推动着研究者对锆石微量元素理论研究的不断深入,并取得了一系列重要进展,如发现锆石微量元素组成受锆石本身的晶格特点主导,符合晶格应变模型和类质同象替代机制;发现锆石微量元素组成受到熔体成分演化影响,锆石结晶时的熔体微量元素组成往往不等同于全岩;发现锆石内部的微量元素不均一特征(矿物包裹体、热点、蜕晶化作用等)可能会严重影响锆石的微量元素组成,继而建立了"干净锆石"的判别指标和筛选机制。此外,锆石微量元素的应用研究也取得了长足进展,研究者们不断尝试通过各类锆石微量元素指标、图解、分配系数,识别母岩浆物理化学性质、反演母岩浆组成,大大推动了锆石微量元素在示踪岩浆源区和岩浆过程中的应用。然而,由于锆石微量元素组成受控于多种因素,使得锆石微量元素在实际应用当中常常面临着多解性问题、重叠问题和分配系数的选择问题,在一定程度上影响了锆石微量元素应用研究的可靠性。未来的锆石微量元素研究将不满足于使用传统的低维指标和图解以及分配系数,而将在充分吸收传统方法精华的基础上,从海量数据与更高的维度中寻找元素之间相关性,基于热力学定律揭示新原理,基于更高空间分辨率揭示动力学因素的影响,从数据驱动和理论驱动的全新视角下深入揭示隐藏在锆石微量元素中的信息。 相似文献
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锆石的形态标型和成分标型可用于反演岩浆的演化过程和构造环境。为探讨西藏桑耶地区晚白垩世的石英二长闪长岩的岩浆成因、演化过程及其物理化学条件,采用成因矿物学方法对石英二长闪长岩中的锆石的形态标型、成分标型及其构造环境进行了系统研究。结果表明,锆石的延长系数多集中于1.5∶1~3.0∶1,锆石群型多为S10和P1。锆石形态标型表明岩浆为壳幔混源成因,成分标型指示锆石的Ti饱和温度为802~896℃(均值为853℃)。氧逸度结果离散度较大,其lgfO_(2)为-15.37~-4.77(平均FMQ为0.41),属中等氧逸度。锆石的Th/U值(0.76~1.38)及其微量元素成因判别图解均显示其为岩浆锆石,构造-岩浆背景判别图指示石英二长闪长岩可能来源于岛弧岩浆环境,形成于大陆弧型的构造背景。 相似文献
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华北克拉通中部造山带发育的早白垩世钾质岩是研究华北克拉通中部幔源岩浆成因的天然样品,然而其成岩物理化学条件仍不明确。本文选取了涞源县龙门岩体中闪长岩和二长岩开展了矿物原位地球化学和锆石微量元素分析,以探讨矿物形成的温压条件及氧逸度与矿化的关系。分析结果显示,二长岩和闪长岩的锆石Th/U比值较高(>0.1),轻稀土亏损、重稀土富集,具明显的Ce正异常和Eu负异常特征,并具有明显的震荡环带,为典型岩浆成因锆石。电子探针结果显示,龙门岩体中斜长石主要为中性斜长石,黑云母为原生镁质黑云母,角闪石主要为钙铁闪石。闪长岩中角闪石结晶温度为793~842℃,压力为0.50~0.75GPa,深度范围为19~28km,具有较低氧逸度(log f O 2为-12.21~-11.38)和高的含水量(8.5%~10.75%);二长岩中黑云母结晶温度为764~788℃,具有更低的氧逸度(log f O 2=-15.14~-14.54);闪长岩和二长岩中锆石结晶温度为770~978℃,具有较低的氧逸度(ΔFMQ=-0.37~+1.70)。矿物化学分析表明,角闪石和黑云母虽都在地壳开始结晶,但角闪石形成于比黑云母更深的岩浆房。龙门岩体中角闪石、黑云母和锆石的结晶主要受岩浆分异控制,其地球化学动力学机制主要为岩浆上侵时减压熔融,进而引起岩浆氧逸度随岩浆演化而变化。随着岩浆上涌,闪长岩中角闪石随着温度降低和压力减少逐渐结晶,地幔交代作用导致二长岩中的黑云母具有较高的X Mg值,进而形成镁质黑云母。结合区域地质背景,古太平洋板块(伊佐奈琦板块)俯冲-后撤释放的流体交代上覆岩石圈地幔对中部造山带钾质岩(~141Ma)的形成有一定贡献,该过程导致了岩浆具有较高的含水量,但龙门岩体低的氧逸度和区域上较厚的岩石圈制约了成矿金属物质(Fe-Au等)的迁移和富集,因而不利于亲硫、亲铁元素聚集以及铁、金矿化的形成。 相似文献
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大型硅质火山作用(喷发体积约102～104km~3)的岩浆系统是地壳尺度的,经历了复杂的起源、运移、存储、补给和喷发等过程。揭示岩浆从起源到喷发过程中的结晶分异、堆晶、晶体-熔体分离、地壳混染、岩浆补给、晶粥活化等岩浆作用的细节是认识硅质火山岩浆系统演化的关键。锆石中Th、U、Ti、Hf和REE等微量元素的含量和系统变化反映了锆石结晶熔体的成分、温度、氧逸度和水含量等以及共生的矿物相特征,对示踪火山岩浆系统的演化过程具有重要研究意义。随着岩浆温度降低过程中结晶分异作用的进行,锆石微量元素呈现出Hf含量升高、Ti含量降低以及Th/U、Eu/Eu~*和Zr/Hf等比值降低的趋势,这些元素含量和比值可以作为岩浆分异演化程度的指标。成矿斑岩中的锆石一般具有高的Ce~(4+)/Ce~(3+)和Eu/Eu~*值,反映了岩浆具有高的氧逸度和水含量。火山岩锆石可能经历多阶段结晶过程,因而形成复杂的核-边结构特征,核部具有熔蚀现象,边部CL较亮并具有低的Hf、U和高的Ti含量以及Eu/Eu~*值等,反映了岩浆补给作用和晶粥活化过程。由于锆石颗粒比较微小,在晶体-熔体分离过程可能随提取的熔体进入喷发岩浆房,从而可以连续记录岩浆成分的变化,或者残留在晶粥中记录晶体-熔体的分离。锆石微量元素结合高精度年代学分析,可以精细制约火山岩浆系统的多阶段演化过程及其时间尺度。在锆石微量元素数据的解释和筛选过程中,需注意扇形分区、锆石褪晶化和其他矿物包裹体对分析结果的影响,并同时开展岩相学研究,结合锆石产状和共生矿物组合特征,为制约火山岩浆系统的演化过程提供可靠信息。 相似文献
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花岗岩作为大陆地壳的重要组成部分,其岩浆作用过程一直是地学领域研究的热点。传统上利用全岩地球化学和同位素数据来示踪花岗岩成因和演化过程的方法已不够准确,为此,本文系统总结了近年来报导的花岗岩中单矿物的原位微区成分——这些数据记录了全岩数据无法识别的单矿物颗粒内部和不同矿物颗粒之间元素和同位素组成的变异特征,明显提高了对花岗质岩浆作用及后期演化过程的认识。首先,矿物原位微区成分对花岗质岩浆的源区性质和混合过程具有指示意义。花岗岩中岩浆锆石Hf同位素组成的变异可能暗示其源区在深熔作用过程中发生了锆石的不平衡和选择性熔融,而未必是壳幔混合作用的结果,这是对“锆石效应”概念新的扩展;同一花岗岩样品中分选出的磷灰石颗粒可以具有完全不同的稀土元素配分模式、Eu异常、Sr含量和Sr-Nd同位素组成等,表明它们中的部分颗粒是岩浆形成和上升过程中从围岩捕获的,是小规模地壳混染作用的产物;榍石的微区成分分带记录了多种岩浆混合过程,也反映了熔体成分、氧逸度和温度等因素的变化;花岗岩与其中发育的包体、捕虏体和相关围岩的锆石Hf-O同位素和磷灰石Sr-Nd同位素组成可以记录上述岩石在形成过程中经历岩浆混合和同化... 相似文献
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单颗粒矿物微量元素激光原位定量分析测试数据的大量积累和研究,使矿物成为矿床地球化学研究和矿床勘查的重要示踪剂。本文重点选择磁铁矿、磷灰石、石榴子石、榍石、锆石、绿泥石和绿帘石等的原位分析研究所获得的认识,介绍单颗粒矿物成分组合及变化在矿床类型划分、成矿年龄测定、氧逸度、成矿过程与物质来源、找矿与勘探等方面的应用。不同矿床类型中普遍存在的矿物,如磁铁矿、磷灰石等的微量元素含量及组合差异,提供了矿床类型识别的标志。单颗粒矿物,特别是矿石矿物和密切共生矿物如锡石、铌钽铁矿、赤铁矿、石榴子石、方解石等的原位定年,使成矿年龄的直接准确测定成为现实。矿物中变价元素,如Fe、V、Mn、Ce、Eu含量和/或比值的变化,指示了成矿过程氧逸度及其变化特点。从矿物核部向震荡环带与边部的微量元素含量或同位素组成的变化,示踪了成矿过程中流体来源或性质的变化。斑岩和矽卡岩矿床中与成矿作用关系密切的蚀变矿物,如绿泥石、绿帘石的形成温度、特征微量元素比值,如Ti/Sr、Ti/Co、V/Ni、Mg/Sr等,与距矿床中心距离呈线性函数关系,可定量预测距矿床中心的距离,使以绿泥石、绿帘石为代表的找矿指示矿物研究迅速发展。 相似文献
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锆石是研究早期地球演化的重要矿物之一,它的U-Pb年龄结合其微量元素以及同位素成分是反演寄主岩石成因乃至地球动力学背景的重要手段.本文从锆石矿物包裹体、微量元素、U-Pb同位素体系、Lu-Hf同位素、O同位素以及Si、Zr和Ti同位素这6个方面综述了近10年来前人取得的主要研究成果,总结了次生矿物包裹体可能产生的方式以... 相似文献
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Identifying Accessory Mineral Saturation during Differentiation in Granitoid Magmas: an Integrated Approach 总被引：19，自引：4，他引：15
HOSKIN PAUL W. O.; KINNY PETER D.; WYBORN DOONE; CHAPPELL BRUCE W. 《Journal of Petrology》2000,41(9):1365-1396
Numerical reconstructions of processes that may have operatedduring igneous petrogenesis often model the behaviour of importanttrace elements. The geochemistry of these trace elements maybe controlled by accessory mineral saturation and fractionation.Determination of the saturation point of accessory mineralsin granitoid rocks is ambiguous because assumptions about crystalmorphology and melt compositions do not always hold. An integratedapproach to identifying accessory mineral saturation involvingpetrography, whole-rock geochemical trends, saturation calculationsand mineral chemistry changes is demonstrated here for a compositionallyzoned pluton. Within and between whole-rock samples of the BoggyPlain zoned pluton, eastern Australia, the rare earth element(REE)-enriched accessory minerals zircon, apatite and titaniteexhibit compositional variations that are related to saturationin the bulk magma, localized saturation in intercumulus meltpools and fractionation of other mineral phases. Apatite isidentified as having been an early crystallizing phase overnearly the whole duration of magma cooling, with zircon (andallanite) only saturating in more felsic zones. Titanite andmonazite did not saturate in the bulk magma at any stage ofdifferentiation. Although some trace elements (P, Ca, Sc, Nb,Hf, Ta) in zircon exhibit compositional variation progressingfrom mafic to more felsic whole-rock samples, normalized REEpatterns and abundances (except Ce) do not vary with progressivedifferentiation. This is interpreted to be a result of limitationsto both simple ‘xenotime’ and complex xenotime-typecoupled substitutions. Our data indicate that zircon REE characteristicsare not as useful as those of other REE-rich accessory mineralsas a petrogenetic indicator. KEY WORDS: saturation; zircon; apatite; titanite; magma differentiation; trace elements; REE patterns 相似文献
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锆石成因矿物学与锆石微区定年综述 总被引：54，自引：0，他引：54
锆石是岩浆岩、变质岩和石英脉型金矿床中的一种常见副矿物,对锆石成因类型的准确判断是正确理解锆石U-Pb年龄意义的关键.本文中笔者对不同成因类型锆石的判别标志及年龄意义进行系统的总结,并认为将锆石的阴极发光图像(CL)、背散射电子图像(BSE)、痕量元素组成及矿物包裹体特征的研究相结合是进行锆石成因鉴定的有效方法.近年来同位素质谱技术的发展使得人们对同一锆石颗粒内部不同成因类型的锆石晶域进行原位年龄测定成为可能.通过微区原位定年技术,能够给出有关寄主岩石的地质演化历史等重要信息,这可以为地质过程的精细年代学格架的建立提供有效的证据.来自不同类型岩石中的锆石可能经历了Pb的扩散丢失作用、晶格损伤导致的蜕晶化作用以及变质重结晶作用.这些过程对锆石计时的准确性和有效性带来了不同程度的影响.为了对测定锆石年龄的地质意义进行合理解释,在进行锆石U-Pb定年前,必需对锆石进行成因矿物学和矿物内部结构的深入研究,特别是阴极发光和背散射电子成像研究,通过内部结构特征确定锆石的成因类型和形成环境.笔者认为,组成单一的岩浆锆石是理想的U-Pb定年对象,变质重结晶锆石域常是重结晶锆石和继承晶质锆石的混合区,容易给出混合年龄,只有变质增生锆石和完全变质重结晶锆石才能给出准确的变质时代,而从继承锆石中鉴别出的热液锆石可以获得可靠的流体活动时间. 相似文献
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James R. Rustad 《Contributions to Mineralogy and Petrology》2015,169(5):50
The interfacial contact region between a rhyolite melt and the accessory minerals monazite, xenotime, and zircon is investigated using molecular dynamics simulations. On all surfaces, major structural rearrangement extends about 1 nm into the melt from the interface. As evidenced by the structural perturbations in the ion distribution profiles, the affinity of the melt for the surface increases in going from monazite to xenotime to zircon. Alkali ions are enriched in the melt in contact with an inert wall, as well as at the mineral surfaces. Melt in contact with zircon has a particularly strong level of aluminum enrichment. In xenotime, the enrichment of aluminum is less than that in zircon, but still notable. In monazite, the aluminum enrichment in the contact layer is much less. It is expected that the relative surface energies of these accessory minerals will be a strong function of the aluminum content of the melt and that nucleation of zircon, in particular, would be easier for melts with higher aluminum concentration. The crystal growth rate for zircon is expected to be slower at a higher aluminum concentration because of the effectiveness of aluminum in solvating the zircon surface. The variable interfacial concentration profiles across the series of accessory minerals will likely affect the kinetics of trace element incorporation, as the trace elements must compete with the major elements for surface sites on the growing accessory minerals. 相似文献
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R. J. M. Taylor C. Clark S. L. Harley A. R. C. Kylander‐Clark B. R. Hacker P. D. Kinny 《Journal of Metamorphic Geology》2017,35(7):759-775
The use of rare earth element (REE) partition coefficients is an increasingly common tool in metamorphic studies, linking the growth or modification of accessory mineral geochronometers to the bulk silicate mineral assemblage. The most commonly used mineral pair for the study of high‐grade metamorphic rocks is zircon and garnet. The link from U–Pb ages provided by zircon to the P–T information recorded by garnet can be interpreted in relation to experimental data. The simplistic approach of taking the average REE abundances for zircon and garnet and comparing them directly to experimentally derived partition coefficients is imperfect, in that it cannot represent the complexity of a natural rock system. This study describes a method that uses all the zircon analyses from a sample, and compares them to different garnet compositions in the same rock. Using the most important REE values, it is possible to define zircon–garnet equilibrium using an array rather than an average. The array plot describes partitioning between zircon and garnet using DYb and DYb/DGd as the defining features of the relationship. This approach provides far more sensitivity to mineral reactions and diffusional processes, enabling a more detailed interpretation of metamorphic history of the sample. 相似文献
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In this study, we present 87Rb/86Sr and 230Th/238U isotope analyses of glasses and phenocrysts from postcaldera rhyolites erupted between 150 to 100 ka from the Long Valley magmatic system. Both isotope systems indicate complex magma evolution with preeruptive mineral crystallization and magma fractionation, followed by extended storage in a silicic magma reservoir. Glass analyses yield a Rb-Sr isochron of 257 ± 39 ka, which can be explained by a feldspar-fractionation event ∼150 ky before eruption. Individual feldspar-glass pairs confirm this age result. A mineral 230Th-238U isochron in a low-silica rhyolite from the Deer Mountain Dome defines an age of 236 ± 1 ka, but the glass and whole rock do not lie on the isochron. U-Th fractionation of the rocks is controlled by the accessory minerals zircon and probably allanite, which crystallized at 250 ± 3 ka and 187 ± 9 ka, respectively. All major mineral phases contain accessory mineral phases; therefore, the mineral isochron represents a mixture of zircon and allanite populations. A precision of ±1 ka for the mixing array implies that the minor phases must have crystallized within this timescale. Longer periods of crystal growth would cause the mixing array to be less well defined. U-series data from other low- and high-silica rhyolites indicate younger accessory mineral crystallization events at ∼200 and 140 ka, probably related to the thermal evolution of the magma reservoir. These crystallization events are, however, only documented by the accessory minerals and had no further influence on bulk magma compositions. We interpret the indistinguishable age results from both isotope systems (∼250 ka) to record the fractionation of small magma batches by filter pressing from a much larger underlying magma volume, followed by physical isolation and extended storage at the top of the magma reservoir for up to 150 ky. 相似文献
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Zamyatin Dmitry A. Shchapova Yuliya V. Votyakov Sergey L. Nasdala Lutz Lenz Christoph 《Mineralogy and Petrology》2017,111(4):475-497
Mineralogy and Petrology - The U-Th-Pb isotope system in the accessory mineral zircon may be disturbed, as for instance by the secondary loss of radiogenic lead. The recognition of such alteration... 相似文献