国家自然科学基金(49453003)
- 作品数：18 被引量：222H指数：7
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- 岩石中碳同位素比值的EA—MS测定及其地球化学应用被引量：20
- 1999年
- 将元素分析仪(EA)与气体质谱仪(MS)连接起来,能够进行硅酸盐岩石微量碳的含量和同位素比值测定。本文介绍了笔者建立这一EA—MS连线技术对天然岩石样品进行分析的方法原理及其对若干标准样品的分析结果。应用这一新方法,笔者首次测定了玄武岩、砂页岩和榴辉岩中全碳的含量和同位素组成,结果发现这些岩石普遍含有较高的轻碳(δ^(13)C=-20‰～-30‰)。皖东玄武岩的δ^(13)C值与碳含量呈正相关变化,指示其岩浆源区含有地表有机碳,岩浆喷发过程中经历过CO_2去气效应。巢湖砂页岩的低δ^(13)C值说明其中富含有机碳。东海榴辉岩的低δ^(13)C值指示,其玄武质原岩曾出露过地表,受到富含有机碳热液的蚀变。因此,岩石碳含量和同位素比值的EA—MS连线同时测定不仅为研究各种岩石的成因和地球化学历史提供了重要信息,而且对探索地球内部与表层之间碳的地球动力学循环提供了制约。
- 郑永飞龚冰王峥荣李一良杨晓勇
- 关键词：岩石碳同位素地球化学
- 壳幔Rb-Sr混合等时线及其地质意义被引量：1
- 2000年
- 本文利用二元混合模型讨论了壳幔物质的不同混合环境对Rb-Sr等时线年龄的影响。一般情况下,混合作用将使岩体的同位素年龄变大;若地壳物质在混合之前经受过Rb丢失和(或)Sr获得事件,则等时线斜率的变化较大,可能得到很大的年龄和异常低的初始同位素比值,甚至斜率为负值。对一组分离的底辟小岩体而言,同一底辟岩体作矿物内部等时线能够得到结晶年龄,但用不同岩体的全岩得到的等时线则可能给出围岩年龄(条件是各底辟岩体的混合比例相同)。该二元混合模型可以推广到任意两端元混合情况。作为其应用,笔者解释了近年来出现的一些Rb-Sr等时线年龄的混乱现象。
- 李龙郑永飞
- 关键词：地质事件地质意义
- 苏鲁地体榴辉岩形成过程中流体活动的氧同位素制约被引量：8
- 1998年
- 对苏鲁地体西部东海地区榴辉岩及其共生片麻岩内部石英脉进行了氧同位素研究。石英脉及其寄主岩石榴辉岩和片麻岩中的石英与其他矿物之间达到了氧同位素平衡,计算得到的平衡温度分别为:石英脉660～840℃,榴辉岩595～725℃,片麻岩505～665℃。石英脉的δ^(18)O值变化范围为-5.3‰～7.5‰,与寄主岩石的δ^(18)O相似。指示变质流体与寄主岩石保持氧同位素平衡,同时表明超高压变质作用期间或之后只存在内部缓冲的流体流动。片麻岩的δ^(18)O值低达-4‰,与共生榴辉岩的δ^(18)O相似。因此,片麻岩和榴辉岩的原岩在经历超高压变质作用之前均出露过大陆地壳,可能一同遭受了古大气降水的热液蚀变作用。石英脉是在同位素平衡条件下从δ^(18)O分布不均一的变质流体中沉淀出来的,这种流体则是由热液蚀变的榴辉岩原岩经脱水作用而形成,因而其δ^(18)O值受寄主榴辉岩性质所控制。这些结果为榴辉岩相变质作用期间变质流体在裂隙内部的有限流动提供了佐证。
- 郑永飞博斌龚冰肖益林魏春生李曙光
- 关键词：氧同位素流体流动苏鲁地体榴辉岩
- 方解石-橄榄石-流体三相体系氧同位素交换的实验研究被引量：6
- 1999年
- 在６８０ ℃和５００ ＭＰａ 以及岩石学相平衡条件下， 首次对方解石与镁橄榄石之间在大量超临界ＣＯ２Ｈ２ Ｏ 流体存在的条件下进行了氧同位素交换实验。结果发现，在实验刚刚开始的一段时间内氧同位素交换很快，主要是以溶解／ 重结晶的机制进行的；而在以后的时间里氧同位素交换要慢得多， 变成以扩散机制为主。进一步， 反应产物方解石相对于镁橄榄石亏损１８ Ｏ，指示方解石的溶解／重结晶速率大于镁橄榄石。流体相的存在导致具不同溶解／重结晶速率的矿物与流体之间的氧同位素交换速率不同， 结果使矿物矿物或矿物流体体系的氧同位素分馏在实验过程中不是单向地朝着平衡值方向移动，而是简单地超越平衡值，甚至出现“倒转”现象。只是当体系达到化学平衡后，溶解／重结晶作用显著减慢或停止，扩散作用才成为驱动体系朝向同位素平衡的主要机制。这时，方解石中氧的扩散速率等于或略大于镁橄榄石。因此，在应用实验测定的矿物氧扩散速率计算水岩反应的时间尺度时， 必须首先排除溶解／ 重结晶和矿物蚀变引起的同位素交换。
- 郑永飞M.SatirP.MetzZ.D.Sharp
- 关键词：化学动力学氧同位素交换方解石橄榄石流体
- 碳酸钙-水体系氧同位素平衡及稳态分馏的低温实验研究被引量：3
- 2001年
- 采用“一步”和“两步”的直接沉淀法和附晶生长法在 5 0℃和 70℃分别合成碳钡矿和文石 ,测定不同条件下合成矿物与水之间的氧同位素分馏 ,结果显示 ,文石—水体系氧同位素分馏机理分两步 :(1) [CO3 ]2 - 与H2 O的氧同位素交换和平衡 ,此过程是文石 水氧同位素平衡的决速率步骤 ;(2 )与H2 O平衡以后的 [CO3 ]2 - 与Ca2 +]结合生成文石 ,此过程体现矿物形成过程中氧同位素分馏的结构效应。在此基础上 ,采用缓慢沉淀法和“两步”的附晶生长法获得了 0～ 70℃的文石 水体系氧同位素平衡分馏方程。采用“一步”和“两步”的附晶生长法在 5 0℃和 70℃合成文石 ,文石在溶液中经同质多象转变成次生方解石 ;结合文献数据 ,获得 0～ 70℃范围内的方解石 水体系稳态氧同位素分馏方程。
- 周根陶郑永飞
- 关键词：方解石文石氧同位素分馏机理平衡分馏
- 大别山麻粒岩包体的氧同位素研究被引量：9
- 1998年
- 对北大别变质杂岩中的麻粒岩包体进行详细的氧同位素地球化学研究,发现其全岩δ^(18)O值偏低,为3.3‰～4.4‰。在麻粒岩相变质条件下,大别山麻粒岩包体的共存矿物对之间达到并保存了氧同位素平衡,后期退变质作用未明显破坏这种平衡。由矿物氧同位素地质测温得到的顶峰变质温度800～875C,与一般麻粒岩相变质温度相吻合。在变质作用之前或顶峰变质作用过程中,大别山麻粒岩包体的原岩曾与一δ^(18)O值低于3‰的外来流体发生了高温水—岩交换作用,并且这种交换作用在一定范围内是相对均一的。
- 肖益林郑永飞傅斌龚冰葛宁洁
- 关键词：流体作用氧同位素麻粒岩包体
- 文石-水体系氧同位素分馏系数的低温实验研究被引量：7
- 2000年
- 采用缓慢分解法和“两步法”的附晶生长法 ,在低温 (0℃～ 70℃ )下实验合成纯文石型碳酸钙矿物 ,以XRD和SEM技术对合成矿物的相组成和形貌进行了鉴定。将XRD与SEM及氧同位素分析技术相结合 ,研究了文石的生成速率与氧同位素分馏之间关系。对 0℃、2 5℃和 50℃条件下采用缓慢分解法合成的文石进行SEM观察发现 ,随着温度升高 ,矿物生成速率加快 ,氧同位素分馏逐渐趋于不平衡 ,导致 50℃条件下获得的文石 水体系氧同位素分馏是一种不平衡分馏 ,而0℃和 2 5℃条件下获得的低值代表平衡分馏。将 0℃和 2 5℃以下采用缓慢分解法获得的文石 水体系分馏低值与采用“两步法”的附晶生长法在 50℃和 70℃条件下获得的文石 水体系平衡分馏数据相结合 ,得到 0℃～ 70℃范围内文石 水体系氧同位素平衡分馏方程为 :10 3lnα =2 0 4 1× 10 3T -4 1 4 2。这个实验结果不仅与增量方法理论计算结果一致 ,而且与前人低温实验获得的文石或文石与方解石混合相碳酸钙 水体系 ,以及生物成因文石 水体系的氧同位素分馏结果相近。这是首次根据实验确定的无机成因文石 水体系热力学平衡氧同位素分馏系数 ,因此对于无机成因文石在古沉积环境和古气候研究中的应用具有重要参考价值。
- 周根陶郑永飞
- 关键词：文石氧同位素分馏系数
- 中国东南部花岗岩的碳含量和同位素比值被引量：3
- 2000年
- 本文应用EA-MS连线技术(将元素分析仪(EA)与气体质谱仪(MS)连接起来,进行硅酸盐岩石微量碳的含量和同位素比值测定)首次测定了中国东南部花岗岩及其部分磷灰石的全碳含量和同位素组成,结果发现,这些花岗岩的碳含量和同位素组成分布较宽(碳含量为0.04％～0.79％,δ^(13)C值为-7.5‰～-37.0‰)。磷灰石与全岩的δ^(13)C值呈正相关关系,指示自花岗岩浆上升到结晶以来未受到同化混染或热液蚀变扰动,所以全岩碳同位素组成反映了其源区δ^(13)C值的不均一性。对部分全岩进行HCl溶解后分析,结果表明碳在花岗岩中以不同的形式存在(碳酸盐碳和非碳酸盐碳)。碳含量和同位素组成分别成对数正态分布和双峰正态分布,反映了不同含碳储库的地球化学混合。结合已有的Nd、Sr同位素数据,发现碳同位素组成与钕、锶同位素和碳含量之间的相关性呈非简单壳幔两端元混合特征,其中地幔端元的δ^(13)C值约为-7‰,而地壳端元的δ^(13)C值变化较大(-20‰～-35‰),对应的初始Sr同位素比值变化也较大(0.715～0.735),但初始Nd同位素组成相对均一(ε_(Nd)=-18)。部分初始Sr同位素比值<0.710的Ⅰ型花岗岩同样具有低的δ^(13)C值,可能指示其火成岩原岩曾出露过地表,受到了有机碳的混染。
- 赵子福郑永飞龚冰赵彦冰
- 关键词：碳酸盐碳碳同位素花岗岩
- 中国东部幔源岩石的氧同位素激光探针分析被引量：1
- 1998年
- 对中国东部新生代玄武岩中橄榄岩包体和巨晶矿物的激光探针氧同位素分析结果表明,大多数矿物的σ^（18）O值与世界范围值一致,单斜辉石-橄榄石和斜方辉石-橄榄石矿物对的氧同位素测温给出了与阳离子配分温室计一致的温变。显然,中国东部大陆岩石圈地幔处于封闭体系条件下的氧同位素平衡状态。
- 李一良郑永飞支霞臣U.WiechertJ.Hoefs
- 关键词：氧同位素橄榄岩包体地幔矿物激光探针
- 大陆板块俯冲和折返的同位素地球动力学被引量：11
- 2002年
- 大别 -苏鲁造山带是扬子大陆板块与华北大陆板块之间在三叠纪时期俯冲 -碰撞所形成的超高压变质带。对该带超高压变质岩的稳定同位素研究发现 ,不仅含柯石英榴辉岩出现局部氧同位素负异常 (δ18O =- 10‰ ) ,而且区域上存在氧同位素分布的不均一性 (δ18O =- 10‰～+10‰ )。前者要求榴辉岩原岩在变质前经历过大气降水热液蚀变 ,说明俯冲板块具有大陆地壳特点 ;后者反映扬子板块具有快速俯冲变质的特征 ,否则将达到同位素均一化。榴辉岩氧同位素负异常的保存显示 ,这些超高压变质岩与地幔之间没有发生显著的化学相互作用。因此 ,载有榴辉岩原岩的板块俯冲到 2 0 0多公里深的地幔内部时 ,超高压岩石形成后在地幔中的滞留时间很短(<10Ma) ,致使它们与地幔之间的氧同位素交换没有达到再平衡。榴辉岩中不同矿物对氧同位素测温不仅给出了相互一致的结果 (6 5 0～ 75 0℃ ) ,而且这些温度与阳离子交换温度计的结果 (6 0 0～80 0℃ )相一致。因此 ,在榴辉岩相变质温度下共生矿物之间的氧同位素平衡已被“冻结” ,岩石冷却过程中的氧同位素交换再平衡没有发生 ,从而证明超高压榴辉岩在变质作用后经历了快速降压/冷却过程 ,对应于板块的快速抬升。这些结果首次从地球化学角度证明了大陆板块俯冲—超高压变质—折?
- 郑永飞傅斌龚冰
- 关键词：超高压变质带俯冲折返榴辉岩地球动力学变质作用
