独居石和磷钇矿在热液中溶解行为的实验研究：对U-Th-Pb年龄有效性以及稀土元素成矿的约束

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基本信息

  • 批准号：
    41773058
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    69.0万
  • 负责人：
    周丽
  • 依托单位：
    中国科学院地球化学研究所
  • 学科分类：
    D0306.实验和计算地球化学
  • 结题年份：
    2021
  • 批准年份：
    2017
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Monazite and xenotime U–Th–Pb dating has been increasingly used for geochronological studies. Monazite and xenotime are usually accessory minerals but can also be ore minerals of the rare earth element (REE) deposits, representing light and heavy REE minerals, respectively. As a carrier of elements such as RE, Y, U, Th and Pb, the dissolution behavior of monazite and xenotime in hydrothermal fluids constrains the fractionation and enrichment of REE, as well as the usefulness of age determinations by the U-Th-Pb method. However, presently the basic experimental data for the dissolution of monazite and xenotime in hydrothermal fluids are scarce and conflicting, making the understanding of REE mineralization and their U–Th–Pb age results puzzling. In this project, we use both synthetic and natural monazite and xenotime, combining the methods of in-situ synthetic fluid inclusion sampling and in-situ mineral dating, to find out (1) the key physical-chemical factors controlling REE transportation, fractionation and precipitation; (2) U-Th-Pb age reset mechanisms of the monazite and xenotime in hydrothermal fluids. This study could provide direct experimental constraints on REE mineralization and better geological interpretation for monazite and xenotime U-Th-Pb dating.
独居石和磷钇矿是用于各类岩石U-Th-Pb定年的重要副矿物，同时也是稀土矿床最主要的矿石矿物。独居石和磷钇矿作为REE、Y、U、Th和Pb等元素的载体矿物，其在热液中的溶解行为约束着稀土元素的富集成矿以及U-Th-Pb年龄的有效性。由于目前有关热液中独居石和磷钇矿溶解行为的基础实验数据还相当匮乏，且存在不一致性，导致对稀土成矿作用的理解以及U-Th-Pb年龄数据的地质解释存在许多困难和混乱。本项目拟以天然以及合成的独居石和磷钇矿为研究对象，采用人工合成包裹体原位流体取样和矿物微区定年等方法，系统研究不同温压下含F-、Cl-、SO42-和CO2热液中独居石和磷钇矿的溶解度以及所含U-Th-Pb体系的封闭性，查明控制热液中稀土元素迁移、分异以及沉淀的关键因素，揭示热液过程中U-Th-Pb年龄重置的机制和特征，为研究稀土元素的选择性富集成矿以及合理解释独居石和磷钇矿的年龄数据提供实验依据和约束。

结项摘要

稀土磷酸盐矿物独居石和磷钇矿是稀土矿床最主要的矿石矿物，同时也是各类岩石中常见的副矿物，广泛用于U-Th-Pb定年。开展热液中独居石和磷钇矿的溶解行为研究，对于揭示稀土元素的成矿机制以及合理解释独居石和磷钇矿的年龄数据具有重要意义。. 本项目以天然以及合成的独居石和磷钇矿为研究对象，以高温高压实验为技术手段，广泛开展了热液体系独居石和磷钇矿的溶解和交代实验。通过加与不加CO2的独居石和磷钇矿晶体生长实验，结果发现CO2的加入有利于独居石和磷钇矿的结晶以及生长，揭示出热液富CO2有利于稀土的结晶富集。通过不同温压下含F-、Cl-和SO42-溶液体系的独居石和磷钇矿溶解度实验，尽管分析结果低于检测限，但反映出独居石和磷钇矿在这些热液体系的溶解度极低，说明REE3+和PO43-并不能同时迁移，揭示出流体混合作用是稀土富集成矿的一种重要机制，其中PO43-是导致稀土沉淀的关键因素。通过Na2CO3溶液体系天然独居石和磷钇矿的交代实验，结果却显示在实验条件下形成了Na2CO3熔体与水流体的不混溶，并且反应后的样品边缘均产生了溶蚀结构。通过对未蚀变区域以及边缘蚀变混合区域分别进行定年，独居石的年龄分别为402.9±4.4 Ma和348.0±4.6 Ma，磷钇矿的年龄分别为488.2±6.1 Ma和471.5±7.4 Ma，揭示出Na2CO3熔体对独居石年龄的扰动比磷钇矿更强烈，这一研究结果为合理解释受交代作用影响的独居石和磷钇矿年龄重置问题提供了新的思路。

项目成果

期刊论文数量（3）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Observation of the Chemical Structure of Water up to the Critical Point by Raman Spectroscopic Analysis of Fluid Inclusions
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  • DOI：
    10.1021/acs.jpcb.9b02129
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B
  • 影响因子：
    3.3
  • 作者：
    lizhou;Terrence Patrick Mernagh;Charles Le Losq
  • 通讯作者：
    Charles Le Losq
Intrusion related gold deposits in the Tanami and Kurundi-Kurinelli goldfields, Northern Territory, Australia: Constraints from LA-ICPMS analysis of fluid inclusions
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  • DOI：
    10.1016/j.oregeorev.2019.103189
  • 发表时间：
    2019-12
  • 期刊：
    Ore Geology Reviews
  • 影响因子：
    3.3
  • 作者：
    Zhou Li;Mernagh Terrence P.;Lan TingGuang;Tang Yanwen;Wygralak Andrew
  • 通讯作者：
    Wygralak Andrew
水热体系中Na_2SO_4/K_2SO_4溶解度的热力学计算
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    地球科学进展
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张为;周丽;唐红峰;李和平;王力
  • 通讯作者：
    王力

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  • 通讯作者：
    周丽
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  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
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  • 作者：
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  • 通讯作者：
    周丽

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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