华北克拉通晚中生代花岗岩锆石水含量的研究

来源 :中国科学院大学(中国科学院广州地球化学研究所) | 被引量 : 0次 | 上传用户:windplume
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
花岗岩是大陆的重要组成部分,与矿产资源的关系也十分密切,并且到目前为止,发现的花岗岩只存在于地球上,是地球区别于其它行星的岩石类型,因此花岗岩是研究地球以及大陆形成与演化的重要窗口,也是资源勘察的重要对象。水是花岗岩形成过程中不可或缺的组分,源岩部分熔融过程必须要有水的参与才能形成花岗岩。可以说,没有水就没有花岗岩,也就没有大陆。水作为助熔剂降低了地壳的熔点,同时作为溶剂,增强了花岗岩中多种元素的运移与富集能力,成为花岗岩中金属成矿的关键。然而,花岗岩中水的来源问题一直没有得到很好的解决,概括起来主要有两种观点:(1)花岗岩中的水是源岩中的含水矿物,例如黑云母和角闪石等,脱水产生的,也就是水来自于熔融体系内部,而花岗岩是源岩脱水熔融的产物;(2)水主要来自熔融体系外部,例如地壳内富水的区域或地幔衍生的富水熔/流体等通过断层或裂隙将水输送到花岗岩源岩中,这时花岗岩则是源岩加水熔融形成的。前人大量的研究试图通过花岗岩的元素和同位素组成来间接区分出这两种熔融机制,但是最近的研究表明,花岗岩的地球化学组成判据具有二义性。因此直接测量花岗岩水含量有望为解决这个问题提供新的视角。锆石是花岗岩中常见的副矿物,属于名义上无水矿物(Nominally Anhydrous Mineral,NAM),抗后期改造的能力强。锆石中水的扩散系数比其它名义上无水矿物低一到两个数量级,因此对水的保存能力更强。分析花岗岩中锆石的水含量可能为约束花岗岩熔体水含量提供了一种解决方案。锆石结晶时所包含的那部分水与熔体水含量密切相关,这里称为原生水。然而,在花岗岩完全固结后,锆石中高含量的放射性元素U和Th的衰变,产生大量的高能粒子轰击锆石的晶格,造成晶格破坏,成为无定形态,最终导致锆石的蜕晶化。蜕晶化的锆石晶格膨胀,形成筛孔状,有利于外部水进入锆石中。这些花岗岩完全固结后进入锆石的水与熔体水含量无关,这里称之为次生水。蜕晶化的锆石中可能存在大量的次生水,强烈干扰了锆石原生水含量的准确测定。因此,要想获得可靠的原生水含量,需要排除高度蜕晶化的锆石或者排除蜕晶化锆石中的次生水。拉曼光谱被证明是判断锆石蜕晶化程度的有力工具,尤其是锆石Si-O四面体的反对称伸缩振动谱峰的半高全宽和拉曼位移对蜕晶化程度非常敏感,能够定量表征锆石蜕晶化程度。本学位论文基于对华南苏州A型花岗岩锆石水含量、氧同位素以及拉曼光谱等的研究,提出了低蜕晶化锆石的筛选方案。方案具体是:在拉曼光谱的半高全宽小于8 cm-1、拉曼位移大于1007 cm-1时,锆石蜕晶化程度低,原生水含量能够得到较好保存,次生水含量影响小;在半高全宽小于10 cm-1、拉曼位移大于1005.5cm-1时,锆石的原生氧同位素受蜕晶化影响小。经过筛选后,苏州岩体的锆石水含量为~650-1400 ppm,高于典型I型花岗岩的锆石水含量,氧同位素则处于正常地幔范围。苏州岩体高的锆石水含量并不受到温度、压力等因素的控制,更多地体现了熔体的高水含量。这个结果说明苏州岩体可能起源于富水源区,挑战了传统认为的A型花岗岩贫水的观点。除此之外,蜕晶化锆石中次生水比原生水的H键键能更弱,在加热过程中也更不稳定。我们针对从结晶质到蜕晶质的三个不同结晶程度的锆石样品,在200-1000℃、2-10小时开展热退火实验,以确定去除次生水的热退火条件。结果表明,原生水在古老的蜕晶化锆石中依然能够稳定保存。锆石原生水在700℃以内,能够保持完整,而次生水则在400℃就开始扩散丢失。热退火条件设置为600℃、>4小时,能有效去除次生水,同时保持原生水的稳定。温度大于700℃,锆石的氧同位素的测量也得到了改善,氧同位素受次生水影响的锆石数目从约21%降低到了约9%。本研究表明锆石水含量的应用能够拓宽到古老锆石中。我们利用锆石水含量并结合其它地球化学指标来研究华北克拉通晚中生代花岗岩的形成机制。华北早白垩世巨量花岗岩的锆石水含量中位数为763 ppm,明显高于侏罗纪锆石(424-513 ppm)、上地幔和大陆弧岩浆锆石(92-477 ppm)。更重要的是,与侏罗纪花岗岩相比,高水含量早白垩世花岗岩也具有更高的锆石饱和温度、εHf(t)和更低的δ18O。这些观测说明花岗岩为地壳加水熔融形成并且水主要来自于地幔,同时早白垩世更多的水的加入导致巨量花岗岩的产生。地壳中高水含量可能与古太平洋板块的俯冲有关,是引发华北克拉通破坏的重要因素。
其他文献
<正>在“房住不炒”的背景下,房地产企业传统野蛮扩张的发展模式已经不适合当前大环境,需要寻求内部精细化的管理。房地产企业由于其跨区域和项目公司多的特点,非常适合构建财务共享中心。基于此,本文从房地产企业传统财务体系出现的问题出发,说明其构建财务共享中心的必要性,同时对财务共享中心运行中出现的问题进行探讨,并提出相应的优化建议。
期刊
报纸
近年来,臭氧污染问题已经成为人们关注的焦点。高浓度的臭氧对人体健康和生态环境都具有很大的危害性,其污染成因的复杂性使得治理过程有一定的难度。本文通过对苏州市区2015~2019年8个国控监测站点的臭氧及NOx进行分析,结合气象因素、PM2.5,对臭氧浓度的时空变化特征进行研究,同时对大龙港新村附近某一监测点的VOCs数据(2019年5月和7月)进行臭氧敏感性和臭氧生成潜势分析,并对VOCs来源进行
三江源地区位于青藏高原的腹地,是典型的生态脆弱区,刺柏属(Juniperus)植物群落是该地区天然林资源的重要组分,在维持生物多样性与水生态安全方面发挥着重要作用。该研究调查了刺柏属植物群落的主要植被类型,通过对53个样地的样方数据分析,量化描述了其各个群落类型的主要特征。结果表明:(1)根据生活型和优势度原则,该区刺柏属植物群落可划分为祁连圆柏(J. przewalskii)林、大果圆柏(J.
农村集体“三资”是指农村集体拥有的资金、资产和资源。加强农村集体“三资”管理事关群众切身利益,可以有效防止农村集体“三资”流失与浪费,提高农村财务管理规范化程度,构建公开透明、规范有序、管理民主的农村财务管理新格局,为解决“三农”问题、落实乡村振兴战略打好基础。文章以宁化县安乐镇为例,阐述了当地在集体“三资”管理工作中所取得的成效,总结出当地在加强“三资”管理和提升财务管理规范性中存在的问题并提出
从上世纪90年代开始我们国家就开始对各个领域进行建设,和人们生活最贴近的建设就是对房子的建造。在以前的很长时间人们住的都是平房,现在各种各样的办公大楼、小区住宅在不断建造完成。人们随着工资的不断上升,可支配的收入越来越多,都想住进更宽敞的房子中。因此,房地产市场营销策划工作非常重要。
随着锂电池科技的逐步完善与不断发展更迭,其商业化应用不断增加。在多种政策的加持和大量资本的关注下,动力电池产业、新能源汽车产业和电池储能行业都走上了发展的快车道。与此同时,大量新进入者也参与到新能源汽车的竞争中来。为了更好的促进新能源汽车的发展,工信部颁布了新能源汽车‘退补’政策,使制造商之间的竞争逐步变为价格竞争,利润空间逐渐被压缩,原有的贸易壁垒逐渐被打破。论文以顾客价值理论与客户关系价值论为
本文使用射频识别技术手段对学校现有资产进行规范化管理,结合物联网、RFID、计算机通信等技术,从功能模块出发,设计出由感知层、采集层、处理层等构成的基于物联网RFID技术的资产管理系统,实现了资产的全面可视化、信息化和智能化管理。
设计并实现了一款具备200 m A输出电流能力的开关电容电压反转器,可用于有源相控阵雷达T/R组件中正负电源转换。采用无感式设计简化了开关电源的复杂外围,有效减小了体积。对开关电容电压反转器的系统结构、电路和版图技术进行研究,进行了结构设计及振荡器、互补时钟、开关驱动等电路设计,并采用0. 6μm Trench SOI CMOS工艺对该产品进行设计和生产制造。实现了最高输入电压+8 V转输出电压-