四川马尔康党坝花岗伟晶岩型稀有金属矿床成矿时代的限定:来自LA-MC-ICP-MS锡石U-Pb定年的证据

四川党坝花岗伟晶岩型稀有金属矿床位于四川西部可尔因矿田东南部,松潘甘孜造山带中部,是近年新发现的以锂为主,共伴生铌、钽、铍、铷、锡的超大型矿床。本文在花岗伟晶岩地质特征研究的基础上,对花岗伟晶岩中的锡石矿物开展电子探针成分分析以及LA-MC-ICP-MS U-Pb定年工作。电子探针波谱定量分析结果显示,党坝矿床的锡石都是与稀有金属伟晶岩有关的锡石,并非来自热液作用的锡石。U-Pb定年结果显示,锂辉石钠长石伟晶岩脉(DB2)和含锂云母锂辉石钠长石伟晶岩脉(DB1)两件样品的207Pb/206Pb-238U/207Pb谐和年龄分别为208.1±1.9Ma(n=31,MSWD=2.5)和199.3±1.6Ma(n=11,MSWD=0.68),可以代表花岗伟晶岩脉的形成时代,并且表明党坝花岗伟晶岩型稀有金属矿床形成于晚三叠世,与印支晚期的岩浆热液活动密切相关。松潘甘孜造山带稀有金属矿床成矿年代学对比显示,党坝、李家沟、雪宝顶和甲基卡等矿床具有相似的成矿类型和成矿年龄,形成于造山后构造背景。松潘甘孜造山带印支晚期和燕山早期存在大规模的锂铌钽铍锡稀有多金属成矿事件。

LA-MC-ICP-MS方解石U-Pb定年技术

方解石在成岩过程、生物作用、热液过程等多种地质环境中广泛形成,激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)方解石U-Pb定年技术在解决关键地质问题中具有广阔的应用前景。方解石中U含量相对低(<5.0×10^(-6)),普通Pb占比高(238 U/206 Pb<1),这对仪器灵敏度提出了高要求。相比于Q-ICP-MS和SF-ICP-MS,MC-ICP-MS具有同位素同时测定优势,分析精度更高。前人优化了仪器参数,对提高灵敏度进行了一些尝试,为了最大化的提高灵敏度,本研究基于Neptune Plus型号MC-ICP-MS,系统优化锥组合和辅助氮气,使得U和Pb元素灵敏度最优。研究表明采用Jet+X锥结合氮气增敏(N 2=4.0mL·min^(-1))条件下仪器灵敏度最高,相比于常规条件(S+H锥未结合氮气增敏),U和Pb的信号强度分别提高4倍和3倍。同时我们发现氮气增敏情况与锥组合有很大的关系,当采用X型号截取锥时,氮气的引入可以使得U的信号强度提高,而采用H型号截取锥时,氮气的引入并没有改变信号强度。基于优化后的仪器参数,本文建立了高空间分辨率(~85μm)LA-MC-ICP-MS方解石U-Pb定年方法。采用三个方解石U-Pb定年标准物质对方法进行了验证,所得结果与ID-TIMS定值结果在误差范围内一致,证明我们的方法对低U(~0.03×10^(-6))样品的分析是有效的。初步测定了两个实验室内部标准物质:TLM和LSJ07。一次测量TLM的结果为219.8±2.3Ma(2s,n=30),两次测量LSJ07的结果为26.4±0.2Ma(2s,n=30)和26.7±0.2Ma(2s,n=30)。这两个标准物质的普通铅占比相对较低,是潜在的方解石U-Pb定年标准物质。我们发现激光束斑大小的改变明显影响到结果的准确度,这可能与不同束斑下的分馏效应差异性有关,特别是当束斑小于60μm时。因此我们建议在进行方解石U-Pb定年时,标样和未知样品要严格匹配激光参数,最后初步讨论了方解石U-Pb体系的封闭情况。

四川可尔因矿田李家沟伟晶岩型稀有金属矿床锡石LA-MC-ICP-MS U-Pb定年及地质意义

四川李家沟伟晶岩型锂铌钽铍锡稀有金属矿床位于松潘-甘孜造山带中部、可尔因矿田东南部,是近年新发现的超大型矿床,成矿时代尚不清楚。本文在伟晶岩地质特征研究的基础上,对李家沟锂辉石伟晶岩中的锡石矿物开展电子探针成分分析以及LA-MC-ICP-MS U-Pb定年工作。电子探针波谱定量分析结果显示,李家沟矿床的锡石都是与稀有金属矿床有关的锡石,并非来自热液矿床的锡石。U-Pb定年结果显示,含锂辉石钠长石伟晶岩样品(LPD4H2)的207 Pb/206 Pb-238 U/207 Pb谐和年龄为211.4±3.3 Ma(n=28,MSWD=2.9),可以代表稀有金属伟晶岩脉的年龄。表明李家沟稀有金属矿床形成于晚三叠世,与印支晚期的岩浆热液活动密切相关。区域成岩成矿年代学对比显示,李家沟与雪宝顶和甲基卡等矿床具有相似的成矿类型和成矿年龄,形成于造山后趋于稳定阶段。松潘-甘孜造山带印支晚期-燕山早期存在大规模的锂铌钽铍锡稀有多金属成矿事件。

桂北一洞锡多金属矿床LA-MC-ICP-MS锡石U-Pb测年及其地质意义

桂北一洞锡多金属矿床位于扬子板块东南缘、江南造山带西段的宝坛地区,一般认为其成因上与平英复式岩体具有密切关系。但由于缺乏直接的成矿年龄数据,其形成年龄主要是通过平英复式岩体的成岩年龄间接确定的,因此其成矿年龄还存在较大的争议。利用锡石微区原位LA-MC-ICP-MS U-Pb测年方法,对采自一洞锡多金属矿床韧性剪切带内矿体的锡石样品进行测年分析,获得锡石的207Pb/206Pb-238U/206Pb谐和年龄为(829.0±15.0)Ma(MSWD=31),该年龄值与笔者获得的平英复式岩体中含锡元素最高的第四期次(含)电气石中细粒黑云母(二长-)碱长花岗岩(Pt3ξγT^4)的形成年龄[(831.1±7.1)Ma]在误差范围内基本一致。表明锡多金属矿的成矿物质可能主要来源于平英复式岩体的第四次岩浆作用,而后期的构造活动使锡多金属元素从源岩中运移出来,并在韧性剪切带中富集成矿。

内蒙古大井锡多金属矿床锡石LA-MC-ICP-MS U-Pb测年及其意义

<正>大井矿床位于大兴安岭南段锡-多金属成矿带,是中国北方最大的锡多金属矿床,其Sn、Ag、Zn均达到大型规模,Cu、Pb达到中型规模,另外还伴生有S、Co、In等多种可综合利用的组分。矿脉主要呈脉状、网脉状产于上二叠统林西组粉砂岩、细砂岩夹中粒杂砂岩及炭质板岩中,矿区未见深成岩体出露,但霏细岩、英安斑岩、闪长岩等浅成岩脉发育,因岩脉与矿脉空间关系密切,故前人(张德全,1993;任耀武等,1996;赵一鸣等,1997)多将岩脉的K-Ar年龄(主要为155.3~177.2 Ma)当成矿床的成矿年龄,

10μm尺度锆石U-Pb年龄的LA-MC-ICP-MS测定

利用激光烧蚀多接收器等离子质谱系统,采用离子计数器与法拉第接收器同时接收U-Pb同位素的技术,对4个标准锆石GJ-1,91500,M257和TEMORA采用10μm剥蚀斑直径、单点剥蚀模式测定,得到了(602±3)Ma(n=32)、(1058±3)Ma(n=29)、(561.9±2.5)Ma(n=32)和(414.7±2.3)Ma(n=36)的结果;对GJ-1和TEMORA采用5μm剥蚀斑直径、曲线扫描模式测定,得到(596.9±4.5)Ma(n=22)、(417.9±2.5)Ma(n=32)的年龄,均与文献参考值在误差范围内一致。10μm斑径单点剥蚀得到I9801、05SD07-01两个典型变质锆石年龄分别为(426±2)Ma(n=30)、(1815±10)Ma(n=16),5μm斑径曲线扫描得到I9801、05SD07-01年龄分别为(427±3)Ma(n=32)、(1789±32)Ma(n=15),均为其可信年龄结果。利用LA-MC-ICP-MS系统对小颗粒锆石、锆石变质增生边或其他成因增生边进行10μm尺度内U-Pb定年是可行的。

磷灰石微区原位LA-MC-ICP-MSU-Pb同位素定年

利用激光剥蚀多接收器电感耦合等离子体质谱法(LA-MC-ICP-MS),建立了磷灰石微区原位U-Pb同位素定年新方法,本文给出了这一新方法的分析流程,报道了利用这一新方法对5个磷灰石样品的分析结果,并应用同位素稀释-热电离质谱法(ID-TIMS)对一些样品定年结果进行了验证。磷灰石工作标样SDG的U-Pb同位素年龄:(1596±15)Ma(MSWD=1.5,n=7,LA-MC-ICP-MS),(1602±13)Ma(MSWD=0.578,n=5,ID-TIMS);某铁矿石中磷灰石的LA-MC-ICP-MSU-Pb同位素年龄:(125±14)Ma(MSWD=0.68,n=25),(124.2±3.5)Ma(MSWD=1.5,n=37);新疆阿尔金地区片麻岩中磷灰石的LA-MC-ICP-MSU-Pb同位素年龄:(250.8±3.9)Ma(MSWD=8.6,n=26),(245.4±2.9)Ma(MSWD=2.1,n=39)。

南蒙古地区西南欧玉花岗岩LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb定年及其地质意义

对蒙古国南戈壁省东部的西南欧玉岩体黑云母花岗岩锆石进行了阴极发光照相,结果显示,其具有明显的振荡环带,为典型的岩浆锆石特征。对22颗锆石进行了LA-MC-ICP-MS U-Pb年龄测定,结果显示,21个测点的^(206)Pb/^(238)U年龄介于334±2~335±2Ma之间,年龄加权平均值为335±1Ma,表明西南欧玉岩体形成于早石炭世。

广西栗木锡多金属矿区锆石和锡石U-Pb年龄及其地质意义

年代学研究是花岗岩型稀有金属矿床研究的重要内容,多种定年方法的联合有助于对岩浆演化及稀有金属元素富集成矿过程的精细刻画。论文选择栗木矿区具代表性的金竹源、老虎头和水溪庙花岗岩型钨锡铌钽矿床和(长石)石英脉型钨锡矿床,进行LA-ICP-MS锆石U-Pb和LA-MC-ICP-MS锡石U-Pb年代学研究。结果显示,老虎头细粒铁锂云母钠长石花岗岩锆石U-Pb年龄为(216.3±1.7)Ma,长石石英脉型钨锡矿床锡石UPb年龄为(210.1±4.9)Ma;两件金竹源花岗岩型钨锡铌钽矿床锡石U-Pb年龄分别为(219.6±1.5)Ma和(219.9±2.2)Ma,石英脉型钨锡矿床锡石U-Pb年龄为(217.3±3.2)Ma;水溪庙长石石英脉型钨锡矿床锡石U-Pb年龄为(210.7±2.5)Ma。本次研究可以看出,金竹源花岗岩的成岩年龄与花岗岩型钨锡铌钽矿床及石英脉型钨锡矿床的成矿年龄间隔较小,表明含矿花岗岩可能在较短时间内经历了岩浆冷凝结晶、富集成矿和热液锡矿化过程,是短暂矿化事件的产物,而非以往认为的岩浆-热液长时间演化的结果。同时,基于不同测年方法的对比结果显示,在含锡花岗岩中,锡石年龄既能代表锡矿的成矿年龄,也能代表花岗岩的结晶年龄;花岗岩中未受蚀变的锆石年龄和锡石年龄基本一致,但锆石蜕晶化后经流体交代作用及重结晶作用导致U-Pb同位素系统重置的时间普遍晚于实际成岩年龄。

北秦岭二郎坪群抱树坪组碎屑锆石LA-MC-ICP-MS U-Pb定年及物源特征

北秦岭造山带中二郎坪群构造属性及形成时代一直存在争议,其中的抱树坪组更是缺少年代学数据报道。为了进一步厘定抱树坪组时代及形成的构造环境,对其碎屑锆石开展LA-MC-ICP-MS定年及物源研究。结果表明,取自原划分为抱树坪组中的斜长黑云石英岩(18P_(3)TW2)和含透辉黑云阳起斜长变粒岩(18P_(3)TW3)具有完全不同的锆石年龄谱特征,揭示它们属于不同时代的地层。18P_(3)TW2碎屑锆石年龄谱为多峰,锆石来源于北秦岭微陆块及华北地块,缺乏早古生代岩浆弧锆石,最年轻的一组锆石年龄为493~972Ma。18P_(3)TW3碎屑锆石年龄谱为单峰,其中最年轻一组锆石年龄为420~440Ma,主体来源于二郎坪岛弧岩浆岩。通过野外特征、锆石年龄组成和物源特征综合分析,18P_(3)TW2所代表的地层形成于盆地初期,没有大规模火山活动,不应归属于抱树坪组。18P_(3)TW3所代表的抱树坪组地层形成于盆地晚期,主体沉积时代为奥陶纪—志留纪,最晚地层可能延续到早泥盆世。结合区域地质背景,抱树坪组形成于早古生代商丹洋向北俯冲所产生的弧后伸展盆地构造环境。

LA-ICP-MS测定锡石U-Pb同位素年龄时两种普通铅扣除方法的原理及适用性比较

根据近年来激光烧蚀电感耦合等离子体质谱仪锡石微区原位U-Pb同位素定年的实验结果,结合相关资料,对实验过程中普通铅扣除的2种主要方法,即谐和图法和等时线法的原理、效果、优点和局限性进行了深入的比较。研究成果表明,2种主要方法各有不同的优点及局限性。在实际工作中,要想获得比较准确的测试结果,需要根据具体矿物样品的年龄范围、总的U和Pb含量、普通铅相对含量、测年精度要求等因素,灵活地选择普通铅扣除的方法。

LA-(MC)-ICP-MS锡石U-Pb定年研究进展

随着锡石U-Pb定年方法的不断进步,利用锡石微区原位U-Pb定年直接测定锡多金属矿床的成矿(锡矿化)时代已经具备了相对成熟的技术条件,成为锡矿床成矿年代学研究最直接和最有效的途径之一。本文结合近几年本实验室开展的相关研究工作,总结了LA-(MC)-ICP-MS锡石U-Pb定年方法的研究进展,简要评述了多接收器LA-MC-ICP-MS和单接收器LA-ICP-MS两种方法的优缺点。此外,文章还介绍利用LA-(MC)-ICP-MS锡石U-Pb定年方法在湖南芙蓉、云南个旧和广西大厂等超大型锡矿成矿年代学研究中取得的重要进展,指出这一方法目前存在的主要问题和技术难点在于普通铅的准确校正和理想标样的研制,选择合理的普通铅扣除方法和实验外标,有利于提高测定结果的精确度和准确性。同时本文提出通过进一步优化这一测年技术,可以获得锡多金属矿床准确的成矿年代学信息,为全面认识相关矿床的生成和演化历史提供技术支持。

藏南错那淡色花岗岩LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb年龄、岩石地球化学及其地质意义

藏南错那淡色花岗岩位于喜马拉雅造山带的东部。对其进行LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb定年,结果显示,结晶年龄为17.7±0.3Ma,代表中新世的地壳深熔作用。淡色花岗岩样品具有高的Si O2(74.46%~75.57%)、Al2O3(14.07%~14.64%)和K2O(4.19%~4.85%)含量,高的K2O/Na2O值(1.09~1.31)和A/CNK值(1.15~1.25),富集Rb、Th和U,亏损Ba、Nb、Sr、Zr等元素,显示高的Rb/Sr值(17.75~29.50)和强烈的负Eu异常(δEu=0.18~0.26),属于壳源成因的高钾钙碱性过铝质S型花岗岩。样品具有高的Isr值(0.78982~0.79276)和低的εNd(t)值(-19.5^-18.2),可与大喜马拉雅结晶杂岩(GHC)中的变泥质岩对比,暗示其来自变泥质岩的部分熔融。样品的Isr值较高,而Sr浓度较低,且随着Ba浓度的增加,Rb/Sr值逐渐降低,表明淡色花岗岩是无水条件下白云母部分熔融的产物,部分熔融可能与藏南拆离系(STDS)伸展拆离导致的构造减压有关。错那淡色花岗岩的形成反映了地壳伸展减薄背景下,构造减压导致的中下地壳中含水矿物脱水熔融,并沿STDS上升侵位的动力学过程。

四川甲基卡稀有金属矿床134号脉锡石U-Pb定年与地质意义

伟晶岩型锂矿是重要的新兴产业资源,具有重要的战略价值,是我国亟需紧缺的关键矿产。然而,成矿年代学制约了该类型锂矿的成矿作用和成矿机理研究。四川甲基卡稀有金属矿床是我国最大的锂矿床,以134号伟晶岩脉为典型代表。134号伟晶岩脉主要由锂辉石、钽铌铁矿、锆石、曲晶石、绿柱石、锡石、微斜长石、正长石、石英、白云母等组成。本文采集了134号脉中部矿石样品,分选获得锡石,通过LA-MC-ICP-MS锡石U-Pb测年,获得134号伟晶岩脉的锡石U-Pb年龄为203.7±4.6Ma(n=19,MSWD=2.8),代表了该伟晶岩型锂矿床的成矿年龄,表明其成矿作用发生在印支晚期。印支运动晚期稳定的构造环境,为稀有金属的聚集、成矿创造了有利条件,有助于形成甲基卡超大型稀有金属矿床。

湘南香花岭矿田铁砂坪锡多金属矿床U-Pb年代学及成矿规律

当前中国以全球26%的锡资源支撑全球45%的锡消费量,锡矿储采比持续降低,锡资源增储迫在眉睫。湘南香花岭地区是南岭乃至全国重要的锡资源基地。为揭示香花岭东部铁砂坪锡多金属矿床的深边部资源潜力,本文在野外地质调查基础上,开展了铁砂坪矿床成岩成矿年代学研究,系统总结了成矿规律。研究表明铁砂坪矿床发育5类矿体:矽卡岩锡矿体、产于碳酸盐岩中脉状锡铅锌矿体、产于碳酸盐岩中脉状钨矿体、产于碎屑岩中脉状锡矿体及产于碎屑岩中石英脉型黑钨矿矿体。年代学测试结果表明北部的隐伏花岗岩独居石U-Pb年龄为148.7 Ma,大冲矿段锡石U-Pb年龄为146.0 Ma,而南部茶山矿段获得的锡石U-Pb年龄为157.4 Ma,推测铁砂坪南北两个矿段锡成矿时代存在11 Ma时间差。矿体受花岗岩环带控矿规律和北东向断裂联合控制。识别了4个北东向等距的矿段:白砂岩—鸿运矿段、大冲—顺兴矿段、反背塘矿段、茶山矿段。本文总结的成矿规律不仅对铁砂坪矿床深边部勘查具有重要指导,还对南岭地区锡多金属矿的勘查也具有借鉴作用。

新疆麻扎—吐鲁沟一带新生代中新世酸性岩体岩石化学特征、LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb定年

新疆麻扎—塔吐鲁沟一带属西藏—三江造山系内羌塘弧盆系内塔什库尔干—甜水海地块,位于该单元的最西缘,构造作用强烈,岩浆活动频繁。主要对该区中新世酸性岩体分布特征、岩石化学特征进行分析,对岩石形成的时代采用LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb进行定年。

锡石激光烧蚀电感耦合等离子体质谱法U-Pb同位素定年中普通铅扣除方法原理及适用性的比较

根据作者的研究成果，结合近年来文献报道的资料，对锡石微区原位激光烧蚀电感耦合等离子体质谱法（LA-ICPMS）U-Pb同位素定年中初始普通铅扣除的主要方法，即谐和图法和等时线法的原理、效果、方法的优点和局限性、以及针对具体样品选择初始普通铅扣除方法的基本原则等问题进行讨论，并对类似的非锆石类含铀矿物微区原位LA-ICPMSU-Pb同位素年龄测定中的初始普通铅扣除方法的关键问题进行探讨。

锡石U-Pb同位素定年的理论基础及方法进展

锡石是最主要的锡矿矿石矿物,常见于部分花岗岩中,其晶格中常富含的U可作为定年矿物。近年来随着U-Pb/Pb-Pb同位素年代学的发展,锡石应用于U-Pb同位素定年日趋广泛。本文介绍了锡石用于U-Pb同位素定年的前提条件及理论基础,阐述了锡石的利用历史及其研究现状,并对测试方法的进展做了较系统的叙述,提出锡石年代学在矿床学及岩石学研究中具备更宽广的应用前景。

内蒙古花敖包特银多金属矿床成矿作用:来自锆石和锡石U-Pb年龄的约束

花敖包特超大型银多金属矿床位于大兴安岭南段,矿体主要呈脉状赋存于二叠系寿山沟组的断裂中,部分矿体呈囊状产于寿山沟组与华力西期蛇绿岩的接触带中。矿体主要包括银铅锌锑矿体、锡铜矿体、铜铅锌矿体、锡矿体和银矿体。花敖包特矿床可划分为4个成矿阶段,分别为石英-锡石-毒砂-黄铁矿阶段(Ⅰ阶段)、石英-绢云母-锡石-黄铜矿-毒砂-磁黄铁矿-闪锌矿-黝铜矿阶段(Ⅱ阶段)、石英-绢云母-萤石-方解石-闪锌矿-方铅矿-黄铁矿-辉锑矿-含银硫盐矿物阶段(Ⅲ阶段)和石英-方解石-黄铁矿-辉银矿-深红银矿阶段(Ⅳ阶段)。对花敖包特矿区2件次流纹岩样品开展了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,分别获得135.4±0.8Ma和134.8±0.8Ma的年龄。对成矿Ⅰ阶段锡矿石和Ⅱ阶段锡铜矿石进行了LA-ICP-MS锡石U-Pb定年,分别获得136.3±2.0Ma和134.3±1.7Ma的加权平均年龄。定年结果表明,花敖包特矿床次流纹岩、锡矿体和锡铜矿体均形成于早白垩世。尽管二者形成时间相近,但脉体穿切关系及矿化分带特征均表明次流纹岩并非成矿物质和成矿流体的主要来源。本文认为,花敖包特矿床真正的成矿地质体为隐伏于矿区深部的次火山岩钟,其矿床成因类型为与次火山岩相关的热液矿床。

四川岔河锡矿床松草堡堡锡铜矿段成矿年代学研究:基于LA-ICP-MS锡石U-Pb定年

四川岔河锡矿是位于扬子陆块西缘的一个大型锡矿床,目前控制的锡储量超过8.17万t,成矿年代数据的缺乏制约了对该锡矿的成矿地质背景及矿床成因的认识。该矿床中,松草堡堡锡铜矿段相对特殊,矿体产出于摩挲营花岗岩顶部的断层破碎带中,锡石与长石、电气石、白云母、黄铜矿等矿物共生;对锡石开展LA-ICP-MS U-Pb定年测试,获得其U-Pb年龄为892±21 Ma(n=28,MSWD=0.8),表明岔河锡矿形成于新元古代,可能为罗迪尼亚超大陆聚合过程中扬子陆块和华夏陆块碰撞拼合的产物。结合区域和前人的认识,建议下一步找矿工作应围绕新元古代花岗岩与天宝山组接触带及其附近的断裂展开。