碳酸钙同质多象转变过程中氧同位素分馏的实验研究   总被引：3，自引：1，他引：3       下载免费PDF全文

周根陶  郑永飞 《地质学报》2001,75(2):267-276

本文通过“一步法”和“两步法”的“附晶生长法”分别合成了碳酸钙矿物，对其进行了同质多象转变过程中的氧同位素分馏行为的研究。同时通过真空条件下的同质多象转变实验，对文石和方解石的酸分馏系数的差异进行了实验验证。结果发现：①在50℃和70℃下，如果文石与水之间的氧同位素分馏未达到平衡，由母体文石经过同质多象转变生成的次生方解石完全继承的母体矿物的氧同位素组成。如果文石与水之间的氧同位素分馏达到平衡，由互过同质多象转变生成的次生方解石部分继承母体文石的氧同位素组成，并且次生方解石相对于母体文石富集^18O。②在0℃和25℃下，“一步法”的“附晶生长法”的实验结果表明，由六方方解石经过同质多象转变生成的次生方解石也完全继承母体矿物的氧同位素组成，并且在该温度下，矿物与水之间的氧同位素分馏与温度无关。  相似文献   

西南大别榴辉岩和麻粒岩的氧同位素地球化学     

李一良  傅斌  郑永飞  赵彦冰 《地球化学》2001,30(2):163-168

报道了大别造山带西南部湖北红安榴辉岩和罗田麻粒岩的氧同位素组成，并讨论了氧扩散作用对矿物氧同位素平衡的影响，结果得到，红安榴辉岩的全岩δ^18O值为6．4－7．3‰，罗田黄土岭麻粒岩的全岩δ^18O值为6．6－7．8‰，罗田惠兰山麻粒岩的全岩δ^18O值为3．9‰，这些榴辉岩和麻粒岩全岩的氧同位素组成保持了峰期变质条件下的平衡分馏特征，得到的氧同位素温度对于红安榴辉岩425－620度，对于罗田麻粒岩为740－945度。根据快速颗粒边界扩散模型计算的矿物对氧同位素温度不仅与大多数实测氧同位素温度一致，而且与岩石学测温结果相吻合，因此，这些岩石与东大别榴辉岩一样在形成后经历了快速冷却过程，退变质反应过程中没有外来流体加入。  相似文献   

大别-苏鲁造山带榴辉岩及其中磷灰石的碳同位素地球化学   总被引：2，自引：0，他引：2  

郑永飞  李一良  龚冰 《矿物岩石地球化学通报》2001,20(4):312-316

应用EA MS连线技术 ,对大别山东部和苏鲁地体南部超高压变质榴辉岩及其中的磷灰石进行了碳的含量和同位素分析。结果得到 ,榴辉岩全岩的δ1 3 C值变化较大 (- 30 .7‰～ +2 .5‰ ) ,而所含磷灰石中结构碳酸根的δ1 3 C值变化较小并显著亏损1 3 C(- 2 8.1‰～ - 2 0 .8‰ )。部分榴辉岩具有高的全岩δ1 3 C值 ,指示其形成后受到过含CO2 流体的退化蚀变。低的磷灰石δ1 3 C值指示 ,榴辉岩中含有地表有机碳 ,因此证明这些榴辉岩的原岩曾出露过地表 ,在超高压变质阶段存在以亏损1 3 C为特征的含CO2 流体。  相似文献   

Pb、Sr和REE在矿物中的扩散补偿关系及其对扩散系数的预测   总被引：4，自引：2，他引：4  

赵子福  郑永飞 《岩石学报》2001,17(1):69-94

对现有实验扩散数据的检查发现，不仅Pb、Sr和REE元素在不同矿物中存在着扩散补偿关系，不同元素在同一矿物或同族矿物中也满足扩散补偿关系。阴离子孔隙度作为矿物内部离子堆积密度的一种量度，它与Pb和REE扩散活化能之间存在负的线性相关性，在固定温度下与Sr扩散系数（lnDT)之间呈正的线性相关，因而可以用于预测元素在矿物中的扩散系数。本文分别采用离子孔隙度法和双补偿法预测了Pb、Sr和REE在不同矿物中的扩散系数，这些结果与已有的实验数据在实验误差范围内是一致的，因此可以应用到与扩散有关的地球化学动力学研究中。  相似文献   

皖东南黄片麻岩的锆石U—Pb年龄   总被引：22，自引：2，他引：22  

涂荫玖杨晓勇  郑永飞李惠民 《岩石学报》2001,17(1):157-160

在皖东嘉山南黄地区新元古代张八岭岩群之下,隐伏一套角闪岩相的TTG质片麻岩类。单颗锆石U-Pb法年龄测定得到其不一致线上交点年龄为2493±19Ma,代表了片麻岩原岩的形成年龄。这是扬子陆块北东缘首次发现的新太古代基底,证实扬子陆块北缘存在较广泛的新太古代—古元古代基底。  相似文献   

流体-岩石相互作用过程中氧同位素交换地球化学动力学评述   总被引：2，自引：0，他引：2  

倪怀玮  郑永飞  赵子福 《高校地质学报》2003,9(2):252-267

氧同位素研究对于示踪流体—岩石相互作用过程中流体的时间累积流量(或流体／岩石比)、流动方向和组成具有重要意义。基于质量平衡原理可以建立“封闭”体系和开放体系的氧同位素交换模型。“封闭”体系又可分为封闭、批式挥发和瑞利挥发体系。瑞利挥发较批式挥发造成岩石更大的^18O亏损，但在地质过程中两者差异并不显著。开放体系连续模型中氧同位素迁移的机制包括扩散称散和平流。由流体流动速率和扩散称散系数定义的Peclet数决定了上述两种机制在一定尺度上对氧同位素迁移的相对贡献。流体—岩石交换受表面动力学控制，当交换速率快于流体流动时，可认为流体和岩石达到了氧同位素分馆平衡，反之则没有达到平衡。由流体流动速率和流体—岩石反应速率常数定义的Damkoehler数决定了反应接近平衡的程度。如果采用多种矿物相监控，则矿物内部分馆可有效地区分这两种反应模型。对流体—岩石相互作用过程中氧同位素变化的地球化学动力学进行了系统评述，其原理和模型也可扩展到对其他元素的研究。  相似文献   

针铁矿-四方纤铁矿-水体系氧同位素分馏的实验研究   总被引：3，自引：0，他引：3  

徐宝龙  周根陶  郑永飞 《地球化学》2002,31(4):366-374

针铁矿是非常重要的三价铁氧化物之一,其氧同位素组成对于古环境再造具有很大的价值。以4种不同的铁化合物作为Fe3+离子的源物质,于30～120℃范围内,采用强迫水解方法,在不同同位素组成的水中分别实验合成针铁矿和四方纤铁矿。结果表明,以Fe(NO3)3·9H2O、NH4Fe(SO4)2·12H2O、Fe(SO4)3·7H2O为Fe3+源物质合成的是纯针铁矿,而以FeCl3·6H2O为Fe3+源物质合成的是四方纤铁矿。氧同位素分析显示,在30～120℃范围内实验测定的针铁矿-水体系和四方纤铁矿-水体系氧同位素分馏几乎不可区分,并且满足下列分馏关系:103lnα针铁矿-水=9.59×103/T-26.39103lnα四方纤铁矿-水=8.85×103/T-24.44实验测定的针铁矿-水体系氧同位素分馏不仅与前人实验结果一致,而且与增量方法理论计算相近。由于实验采用不同反应途径得到了一致的分馏结果,因此所测定的针铁矿-水体系氧同位素分馏代表了热力学平衡。  相似文献   

胶南桃行超高压变质岩的氧同位素地球化学及其年代学制约     

龚冰郑永飞  吴元保 《岩石学报》2004,20(5):1097-1115

对苏鲁超高压变质带内诸城桃行地区榴辉岩及其花岗片麻岩围岩进行了单矿物氧同位素组成分析和锆石U-Pb定年。氧同位素组成显示出不均一亏损~(18)O的特征。石英-石榴石等高温矿物对的氧同位素温度为600～950℃,指示它们在榴辉岩相变质条件下达到并保存了氧同位素平衡。而部分石英-长石和白云母-金红石等矿物对的氧同位素温度为350～570℃,指示它们在峰期变质之后的角闪岩相退变质过程中达到并保存了同位素退化交换再平衡。锆石氧同位素组成低达-1.3‰～4.2‰,对这种低δ~(18)O值进行锆石U-Pb定年,分别得到762～834Ma的原岩年龄和202～249Ma的变质年龄。因此,桃行低δ~(18)O值锆石形成于新元古代(700～800Ma)的低δ~(18)O值岩浆。这种低δ~(18)O值岩浆是由于变质岩原岩经历新元古代高温大气降水热液蚀变后再部分熔融所形成。对于在角闪岩相退变质之后保存了封闭体系的花岗片麻岩样品(石英-长石矿物对温度为355～405℃),石榴石在榴辉岩相变质温度下达到并保存了氧同位素平衡(石英-石榴石矿物对温度为685℃),指示石榴石中Sm-Nd体系在同样的变质务件下也达到了平衡。因此,花岗片麻岩中石榴石-斜长石-全岩的Sm-Nd等时线年龄215±11Ma与锆石变质边的三叠纪年龄(202～249Ma)一样,代表了榴辉岩相峰期变质后的冷却年龄。而花岗片麻岩中石英-钾长石和石英-斜长石矿物对处于氧同位素不平衡状态,同时钾长石和斜长石相对于样品中其它矿物异常亏损~(18)O,指示在角闪岩相退变质之后体系曾经开放,岩石受到低~(18)O流体在低温和中温下(200～400℃)的热液蚀变。这种奈件下矿物氧同位素的退化交换是由表面反应机制控制,与Nd的扩散机制不同,因此氧同位素平衡无法制约Sm-Nd矿物等时线的有效性。  相似文献   

大别山中生代中酸性岩浆岩锆石U-Pb定年、元素和氧同位素地球化学研究   总被引：10，自引：2，他引：10  

赵子福郑永飞  魏春生吴元保 《岩石学报》2004,20(5):1151-1174

对大别山中生代主簿源、天柱山和团岭中酸性岩浆岩进行了锆石U-Pb定年、全岩主量和微量元素分析以及全岩和单矿物的氧同位素分析。结果表明,这些富钾的中酸性侵入岩表现出明显的轻稀土富集和高场强元素(Nb、P和Ti)负异常,与围岩片麻岩之间具有类似的微量元素分布特征和初始Sr-Nd-Ph同位素组成。锆石U-Pb年龄指示了早白垩世(121～131Ma)的岩浆结晶年龄。通过CL照相和SHRIMP定年在某些锆石颗粒中发现了老的继承核,年龄分别为742～815Ma和222Ma。这些新元古代和三叠纪核年龄分别与大别-苏鲁造山带超高压变火成岩原岩年龄和超高压变质年龄一致。尽管石英和锆石具有较小的δ~(18)O值变化范围(石英:6.30‰～8.66‰,锆石:4.14‰～6.11‰),全岩和其它单矿物氧同位素比值变化较大(全岩:0.07‰～7.13‰,钾长石:0.55‰～7.40‰,斜长石:-4.88‰～6.96‰),大多数锆石具有与正常地幔锆石(5.3±0.3‰)一致的δ~(18)O值。大多数样品的石英-锆石之间保存了氧同位素平衡分馏,而其它矿物(如,钾长石、斜长石、黑云母和角闪石)与锆石之间则大多表现出明显的氧同位素不平衡分馏,指示它们受到了岩浆期后亚固相水-岩相互作用的扰动。元素和同位素特征表明,大别山中生代中性岩起源于加厚基性下地壳的脱水部分熔融,在岩浆侵位过程中伴随有结晶分异作用;而花岗岩则起源于与北大别TTG正片麻岩具有相似化学组成的中性地壳的部分熔融。因此,大别山中生代中酸性岩岩浆源区是三叠纪扬子陆块俯冲产生的加厚地壳,形成机制可能与早白垩世地幔超柱事件热扰动所引起的部分熔融有关。  相似文献   

安徽月山石英闪长岩氧同位素分馏、Rb-Sr等时线定年与矿物蚀变之间的关系   总被引：7，自引：3，他引：7  

李波陈江峰  郑永飞赵子福　钱卉 《岩石学报》2004,20(5):1185-1192

受热液蚀变影响的侵入岩能否给出合理的矿物Rb-Sr等时线年龄是同位素年代学研究的一个重要课题。对月山岩体中的一个石英闪长岩样品进行了研究,对蚀变程度不同的矿物进行了氧同位素分析以及Rb-Sr等时线定年。各未蚀变矿物与石英构成的矿物对氧同位素表观温度的大小为:石英-角闪石对(470±15℃)>石英-黑云母对(340±10℃)>石英-斜长石对(265±20℃),表明了岩石在冷却过程中的氧同位素退化平衡。与此相应,3个未蚀变矿物(黑云母,角闪石,斜长石)的Rb-Sr等时线年龄为137.6±1.2Ma(MSWD=0.07),等时线的线性非常好,且与前人得到的Ar-Ar年龄在误差范围内一致。而石英-蚀变黑云母对的氧同位素表观温度(310±10℃)和石英-蚀变钭长石对的表观温度(325±25℃)与相应石英-未蚀变矿物对的相比,发生了显著改变,表明这两种矿物的氧同位素体系在蚀变过程中受到了扰动。但是未蚀变和蚀变共6个矿物的Rb-Sr等时线年龄为136.81±0.77Ma(MSWD=0.81),此等时线的线性也很好,且年龄与未蚀变矿物的在误差范围内一致。由于蚀变的影响,蚀变黑云母和斜长石的Rb、Sr含量和Sr同位素比值都发生了变化,但是蚀变矿物的~(87)Rb/~(86)Sr和~(87)Sr/~(86)Sr比值沿着等时线移动,因此等时线年龄不变,指示了蚀变时相当于全岩成分的内部流体与矿物之间的同位素交换。这表明受内部流体影响使花岗岩发生低温热液蚀变时,即使氧同位素体系受到扰动,Rb-Sr等时线仍可以有地质意义。  相似文献