Calibration of oxygen isotope fractionation and calcite-corundum thermometry in emery at Naxos,Greece     

Rachelle B. Turnier  Yaron Katzir  Kouki Kitajima  Ian J. Orland  Michael J. Spicuzza  John W. Valley 《Journal of Metamorphic Geology》2020,38(1):53-70

Corundum (Crn), including sapphire, occurs in emery pods surrounded by marble on the island of Naxos, Greece. The emery formed from bauxite deposited in karst that was metamorphosed to 400–700°C at 20–15 Ma. Many of these rocks initially appeared well suited for refractory accessory mineral (RAM) thermometry, which uses oxygen isotope fractionation between a RAM – corundum – and a modally dominant phase with faster diffusion of oxygen – calcite (Cc) – to determine peak metamorphic temperatures. However, previous attempts at oxygen isotope thermometry were confounded by highly variable fractionations (Δ¹⁸O) measured at mm-scale and the uncertain calibration of Δ¹⁸O(Cc-Crn) versus temperature. Secondary ion mass spectrometry (SIMS) permits in situ analysis of δ¹⁸O in corundum and calcite at the 10-μm scale in adjacent grains where textures suggest peak metamorphic equilibrium was attained. SIMS analyses of adjacent mineral pairs in eight rocks yield values of Δ(Cc-Crn) that systematically decrease from 7.2 to 2.9‰ at higher metamorphic grade. Pairing these data with independent temperature estimates from mineral isograds yields an empirical calibration of 1,000 lnα(Cc-Crn) = 2.72 ± 0.3 × 10⁶/T² (T in K). The new fractionations (2.7‰ at 1,000 K) are significantly smaller than those calculated from the modified increment method (6.5‰ at 1,000 K; Zheng, Geochimica et Cosmochimica Acta, 1991, 55:2299–2307; Zheng, Mineral Mag, 1994, 58A:1000–1001), which yield unreasonably high temperatures of 630 to 1,140°C when applied to the new Naxos data. The new calibration of Δ(Cc-Crn) can be combined with published fractionations to calculate A-factors for corundum versus a range of 14 other minerals. These new fractionation factors can be used for thermometry or to constrain the genesis of corundum. A compilation of gem corundum δ¹⁸O values shows that many igneous sapphires, including important deposits of basalt-associated sapphire, are mildly elevated in δ¹⁸O relative to the calculated range in equilibrium with mantle values (4.4–5.7‰) and formed from evolved magmas.  相似文献   

南京下蜀土的地球化学特征及其物源指示意义     

綦琳  乔彦松  王燕  彭莎莎  杨帅斌  白文彬 《第四纪研究》2020,(1):190-202

风尘堆积的物源研究对于揭示物源区的环境演化状况、重建古风场强度和古大气环流格局等都具有重要的意义。目前长江下游地区下蜀土的物质来源问题仍然存在争议。为了解决这一争议问题,本文以南京泰山新村下蜀土剖面为研究对象,开展了系统的地球化学研究。通过对南京下蜀土的常量元素、微量元素、Nd同位素进行测试,并与黄土高原同期黄土进行对比分析,探讨其对长江下游下蜀土的物源指示意义。南京下蜀土与北方黄土具有相似的常、微量元素UCC标准化曲线和稀土元素球粒陨石标准化曲线,但是它的Zr、Hf含量较高,Tl、Pb含量较低,且具有较高的SiO2/Al2O3、TiO2/Al2O3、Nb/Ta和GdN/YbN,较低的SiO2/TiO2、Zr/Hf、Y/Ho、Lu/Hf和εNd(0)值,说明南京下蜀土的物质来源明显有别于黄土高原黄土。南京下蜀土与长江中游下蜀土在地球化学特征方面有较多的相似性,指示其物质来源与中游下蜀土的物质来源相似,主要来源于长江中下游地区的松散沉积物。  相似文献   

新疆图拉尔根镁铁-超镁铁质杂岩体镍铜钴成矿岩浆作用过程:流体化学与碳同位素组成制约     

张铭杰  班舒悦  李思奥  宋哲  仇哲  李立武  惠卫东  李中平 《岩石学报》2020,36(12):3673-3682

东天山造山带的图拉尔根镁铁-超镁铁杂岩体为一个早古生代长期活动的幔源岩浆通道，大型铜镍钴硫化物矿体赋存于Ⅰ号超镁铁质岩体的顶部，不同类型岩石中辉石矿物的流体挥发份化学组成以H₂O为主（平均91%，5400.4mm³/g），其次为H₂（2.0%）、H₂S（2.3%）和CO₂（2.1%）；赋矿角闪橄榄岩中CO₂和H₂S含量最高，辉长岩中流体挥发份含量低于辉石橄榄岩和橄榄辉石岩等岩浆早期结晶的岩石。CO₂和CH₄的δ¹³C值位于地壳与甲烷氧化的范围内，甲烷同系物的碳同位素组成具有正序分布模式，部分样品（TLG512）释出的CH₄和C₂H₆具有较重的δ¹³C值和反序分布特征。表明I号岩体不同类型岩石可能是不同期次岩浆活动的产物，成矿岩浆具有富H₂O和H₂S的特征，可能起源于被流体交代的亏损地幔源区，混染壳源组分可能为俯冲板片来源蚀变沉积有机质组分。  相似文献   

内蒙古别鲁乌图铜多金属矿床锆石U-Pb年龄和S、Pb同位素特征及其地质意义     

郭硕  何鹏  刘洋  滕飞  胡晓佳  王文龙  杨泽黎 《现代地质》2020,(1):40-50

为了明确内蒙古别鲁乌图铜多金属矿床的成矿年龄与矿床成因,对该矿床中与成矿关系密切的流纹岩进行了锆石U-Pb年龄以及主要金属硫化物的S、Pb同位素测试。其中流纹岩的锆石206Pb/238U加权平均年龄为(271.7±1.6)Ma(MSWD=1.02),显示成矿作用发生于二叠纪。金属硫化物的S同位素分析结果显示δ34SV-CDT值分布在-0.6‰~1.0‰之间,平均为0.49‰,变化范围较窄,显示S的来源单一;Pb同位素组成比较集中,206Pb/204Pb为18.207~18.674,207Pb/204Pb为15.620~15.699,208Pb/204Pb为38.144~38.790,具有壳幔混源的特征。S、Pb同位素特征均指示成矿物质主要来源于岩浆热液。结合区域地质、矿床地质、空间分带等特征以及S、Pb同位素组成可知,别鲁乌图铜多金属矿床为VHMS型矿床,形成于二叠纪陆缘弧裂谷中。  相似文献   

塔里木盆地玉北地区奥陶系储层成因研究     

张哨楠 《沉积与特提斯地质》2020,40(3):72-86

玉北地区奥陶系碳酸盐岩经历了加里东期和海西期构造作用的改造，东部断褶带和西部斜坡区断层发育，中部平台区断层不发育，导致勘探目的层鹰山组上部与鹰山组下部和蓬莱坝组储层发育特征的不同。鹰山组上部的储层主要受控于加里东期构造活动所造成的地层抬升暴露剥蚀，形成了以大气淡水溶蚀为主的储集空间类型；而鹰山组下部和蓬莱坝组储层则主要受到埋藏白云石化作用、硅化作用以及伴随着断层的形成而发育的裂缝和热液的改造作用的控制。氧碳同位素和⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值的分布特征也进一步证明了两种不同储层类型的主控因素。鹰山组上部洞穴中方解石的氧碳同位素值（δ¹⁸O_VPDB：-12～-4‰VPDB，δ¹³C：-3～1‰VPDB）比海水沉淀的方解石（δ¹⁸O_VPDB：-9.5～-7.5‰VPDB，δ¹³C：-1.5～0.5‰VPDB）在数值上明显偏负，说明洞穴中充填的方解石属于淡水成因。在鹰山组下部和蓬莱坝组白云岩储层中发育的鞍形白云石具有较低的氧同位素值（δ¹⁸O_VPDB：-10.7～-5.9‰VPDB）和高于海水的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值（均大于0.7094），因而被解释为热液成因，进一步说明这些地层中的溶蚀孔洞可能与热液改造有关。  相似文献   

Tectonic nature of the NE Asian continental margin during the Late Jurassic–Early Cretaceous: constraints from the geochronology and geochemistry of igneous rocks in the NE North China Craton     

Xiao-Ming Zhang  Chen-Yang Sun  Feng Wang  Yu Li 《International Geology Review》2020,62(15):1949-1970

ABSTRACT

This paper presents geochronological, geochemical, and zircon Hf–O isotope data for late Mesozoic intrusive rocks from the northeastern North China Craton (NCC), with the aim of constraining the late Mesozoic tectonic nature of the NE Asian continental margin. U–Pb zircon data indicate that the Late Mesozoic magmatism in the northeastern NCC can be subdivided into two stages: Late Jurassic (161 ? 156 Ma) and Early Cretaceous (125 ? 120 Ma). Late Jurassic magmatism consists mainly of monzogranites. These monzogranites display high Sr/Y ratios and the tetrad effect in their REE, respectively, and have negative ε_Hf(t) values (?22.6 to ?15.8). The former indicates that the primary magma was generated by partial melting of thickened NCC lower crust, the latter suggests that the monzogranites were crystallized from highly fractionated magma, with the primary magma derived from partial melting of lower continental crust. Combined with the spatial distribution and rock associations of the Late Jurassic granitoids, we conclude that the Late Jurassic magmatism in the eastern NCC formed in a compressional environment related to oblique subduction of the Paleo-Pacific Plate beneath the Eurasia. The Early Cretaceous magmatism consists mainly of granitoids and quartz diorites. The quartz diorites formed by mixing of melts derived from the mantle and lower crust. The coeval granitoids are classified as high-K calc-alkaline and metaluminous to weakly peraluminous series. Some of the granitoids are similar to A-type granites. The granitoid ε_Hf(t) values and T_DM2 range from ?14.3 to ?1.4 and 2089 to 1274 Ma, respectively. These values indicate that their primary magma was derived from partial melting of lower crustal material of the NCC, but with a contribution of mantle-derived material. We therefore conclude that Early Cretaceous magmatism in the northeastern NCC occurred in an extensional environment related to westward subduction of the Paleo-Pacific Plate beneath Eurasia.  相似文献   

内蒙古贺斯格乌拉牧场白音高老组火山岩U-Pb年龄及地球化学特征     

胡振华 《地质与勘探》2020,56(2):359-371

白音高老组火山岩在大兴安岭地区广泛分布,本文对大兴安岭中南部贺斯格乌拉牧场白音高老组酸性火山岩进行了锆石U-Pb年代学、岩石地球化学和Sr-Nd同位素分析,探讨其岩石成因及构造背景。位于大兴安岭中南段东乌旗地区的白音高老组火山岩,主要岩性为流纹岩、流纹质凝灰岩等,LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为129. 8±0. 8 Ma、128. 2±2. 8 Ma,属早白垩世早期;从岩石地球化学特征上看,其主量元素SiO_2含量68. 76%～76. 18%、Al_2O_3含量11. 84%～13. 38%,属高钾钙碱性岩石;稀土总量较高,(La/Yb)N 6,(La/Sm)_N 3,显示为轻稀土富集型,δEu显示负铕异常(0. 4～0. 6),微量元素以富集大离子亲石元素K、Rb、Ba,贫高场强元素Nb、P、Ti为特征; Sr-Nd同位素组成上具有低I_(Sr)、高ε_(Nd)(t)和低t_(DM)的特征(I_(Sr)=0. 7039～0. 7045,ε_(Nd)(t)=2. 65～4. 39)。火山岩浆来源于下地壳基性物质的部分熔融,综合研究并结合前人资料认为,白音高老组流纹岩形成于滨太平洋板块俯冲后伸展及蒙古-鄂霍次克洋闭合后的综合效应下。  相似文献   

准噶尔盆地南缘头屯河地区砂岩型铀矿铀源区及其成矿构造背景分析——来自碎屑锆石U-Pb年龄及Hf同位素的证据     

耿英英  刘章月  何中波  黄少华  郭强  许强  宋继叶 《地质论评》2020,66(2):393-409

准噶尔盆地是我国重要的多能源矿产产出盆地之一,而准噶尔盆地南缘头屯河地区也是我国砂岩型铀矿找矿的优选区段,为了厘定头屯河地区砂岩型铀矿赋矿层位沉积期的源区位置、母岩岩性及时代,本文在野外地质调查的基础上,对头屯河地区砂岩型铀矿赋矿层中的碎屑锆石进行了LA-ICP-MS U-Pb定年和Hf同位素分析,建立了碎屑锆石的U-Pb年龄及Hf模式年龄谱系。通过与周缘岩浆活动时代对比,并结合古流向数据进一步分析赋矿层位沉积期的源区位置及母岩岩性,讨论砂岩型铀矿的铀源条件。对采自侏罗系和下白垩统的4个砂岩样品进行碎屑锆石年龄分析表明:碎屑锆石U-Pb年龄存在140～180 Ma、240～320 Ma、340～420 Ma、440～480 Ma四个主峰值年龄段,年龄较平均的分布在210～480 Ma宽泛的区间内。研究表明头屯河地区早侏罗世物源来自北天山;中侏罗世物源来自中、南天山;中侏罗晚期开始转变为以北天山为主;早白垩世物源大部分来自中、北天山,少量来自博格达山地区。砂岩型铀矿化层铀源主要来自南侧天山地区的古生代中酸性火成岩,其成矿作用应该发生在盆地处于较稳定的构造环境中。  相似文献   

安徽庐枞盆地泥河玢岩型铁矿床地质-原生晕地球化学找矿模型   总被引：1，自引：1，他引：0  

张赞赞  张舒  吴明安  写熹  吕博  魏国辉 《矿床地质》2020,39(2):305-325

开展长江中下游地区玢岩型铁矿床轴向原生晕地球化学分析及建模,可弥补地球物理勘探结果的多解性及探测精度的局限性,对定位和评价深部盲矿体具有至关重要的作用。文章在以往研究的基础上,开展庐枞盆地泥河玢岩型铁矿床钻孔原生晕的研究工作,采用多元统计分析方法,查明了主要成矿指示元素在不同地质体中的富集和亏损,确定了磁铁矿、硫铁矿和硬石膏矿体的矿中、近矿及远矿指示元素组合,结合矿床成因模型,建立了泥河玢岩型铁矿床地质-原生晕地球化学找矿模型,通过罗河和小包庄玢岩型铁矿床的佐证,认为该模型可以应用于长江中下游成矿带玢岩型铁矿床的勘探工作中。  相似文献   

山东即墨地区下白垩统灰岩地球化学特征及沉积环境分析     

李曼洁  周瑶琪  周腾飞  辜洋建  曹梦春 《地质与资源》2020,29(2):126-134,125

为研究山东即墨周戈庄剖面下白垩统灰岩地球化学特征及沉积环境，对周戈庄剖面灰岩进行了系统的沉积学和元素地球化学测试.研究结果显示，周戈庄剖面灰岩样品中SiO₂和CaO含量较高，其平均含量分别为17.18%和39.10%，且SiO₂、Al₂O₃与CaO的值呈现负相关，表明灰岩沉积时期受陆源影响较大.微量元素中，Zr含量较低，Ti含量远大于碳酸盐岩中平均含量，表明其沉积作用主要受陆源影响.稀土总量丰富，重稀土富集，Gd和Eu显示轻微正异常，Ce轻微负异常，且Ce/Ce^*与Eu/Eu^*、ΣREE呈明显的相关性.MgO/Al₂O₃为0.33～0.74，Sr/Ba值为0.10～0.94，反映了陆相沉积环境.V/Cr值为1.64～1.92，Ni/Co值为1.83～2.45， U/Th值为0.48～0.84，反映了氧化沉积特征.MgO/CaO的值为0.03～0.14，Sr/Cu值为16.46～20.45，指示了干旱炎热的气候条件，表明周戈庄剖面灰岩沉积环境为炎热干旱的氧化陆相沉积环境.对周戈庄地区沉积环境的研究可以用来重建古气候、恢复古环境.  相似文献