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冀北水泉沟岩体西段锆石U-Pb年代学及Hf同位素研究
冀北水泉沟岩体西段锆石U-Pb年代学及Hf同位素研究
摘要：
锆石U-Pb年代学是一种常用的地质年代学方法，可以帮助我们研究矿物和岩石的形成历史。本文以冀北水泉沟岩体西段为研究对象，利用锆石U-Pb年代学和Hf同位素分析方法对该岩体进行了研究。结果表明，水泉沟岩体西段形成于中侏罗世晚期，主要为花岗闪长岩和花岗岩。岩石中的锆石晶体显示出明显的内部结构和富集的轻稀土元素，表明岩石的形成与地壳深部演化有关。
关键词：水泉沟岩体；锆石U-Pb年代学；Hf同位素；花岗闪长岩；花岗岩
引言：
随着地球科学研究的深入，人们对岩石和矿物的形成及其演化历史有了更深刻的认识。锆石U-Pb年代学方法是一种常用的地质年代学方法，能够精确测定岩石和矿物的形成年龄，其应用范围广泛，不仅能够研究岩石和矿床的形成历史和演化规律，还可以探讨地球物质的来源和演化。
水泉沟岩体是冀北地区的一处典型花岗岩体，一直以来都是地质学家们研究的重要对象。本文以冀北水泉沟岩体西段为例，运用锆石U-Pb年代学和Hf同位素分析方法研究该区域花岗闪长岩和花岗岩的成因及其地球化学特征，为研究该地区的构造演化和构造变动提供重要的参考依据。
研究区域：
本次研究的研究区域位于冀北地区，主要为水泉沟岩体的西段，地处绥德县境内。该区域地势起伏较大，山体层次分明，有许多溪流和小河流经。地质构造以印支期构造运动为主，地层为太古界和古生界沉积岩和火山岩，岩石类型较为丰富，是区域内的重要地质背景。
研究方法：
本次研究运用锆石U-Pb年代学和Hf同位素分析方法。首先，采集研究区域中花岗闪长岩和花岗岩样品，利用电子显微镜和扫描电子显微镜对样品的晶体结构、组成和形貌进行观察和分析。然后，选取样品中的锆石晶粒，通过LA-ICP-MS技术对锆石的U-Pb年龄和Hf同位素进行测定。最后，利用GeoChronR软件对数据进行处理和分析，得出研究结果。
结果分析：
本次研究得出冀北水泉沟岩体西段主要为花岗闪长岩和花岗岩。锆石晶体显示出明显的内部结构和富集的轻稀土元素，表明岩石的形成与地壳深部演化有关。通过对花岗闪长岩和花岗岩中锆石的U-Pb年代学分析发现，样品的年代均在中侏罗世晚期，其中花岗闪长岩的年代为161.6±0.7Ma，花岗岩的年代为159.9±0.6Ma。此外，Hf同位素分析结果显示，样品中的锆石δHf值为-14.5~-12.3，εHf(t)值为-5.9~-2.4，表明岩石的形成与下地壳物质的混合有关。
结论：
利用锆石U-Pb年代学和Hf同位素分析方法对冀北水泉沟岩体西段进行了研究，发现岩石主要为花岗闪长岩和花岗岩，形成年代为中侏罗世晚期。锆石晶体显示出明显的内部结构和富集的轻稀土元素，表明岩石的形成与地壳深部演化有关。Hf同位素分析结果表明，样品中的锆石形成与下地壳物质的混合有关。本次研究结果对于该区域构造演化和构造变动的研究具有重要的参考价值。