江西九岭南缘古阳寨地区铍矿化伟晶岩独居石U-Pb定年及其地质意义

以江西九岭南缘古阳寨地区铍矿化伟晶岩为研究对象,选取规模较大的藏龙洞铍矿化伟晶岩脉,通过野外地质调查和LA-ICP-MS测定独居石U-Pb年龄测定,初步了解了九岭南缘古阳寨地区花岗伟晶岩地质特征。结果表明,九岭南缘古阳寨地区铍矿化伟晶岩成岩成矿年龄为(138.57±0.78) Ma,归属于早白垩世。铍矿化伟晶岩侵入于九岭南缘古阳寨中细粒含斑二云母二长花岗岩体内部,形成时代略晚于燕山期古阳寨岩体,显示两者在空间和时间上具有密切的成因联系,推测古阳寨地区铍矿化伟晶岩为古阳寨岩体二云母二长花岗岩结晶分异而成。建议针对古阳寨二云母二长花岗岩体内部和外接触带0~5 km范围内,加强调查力度,以期实现该区域内伟晶岩型铍矿找矿突破。

华北克拉通栖霞地区~2.9Ga变质基性火山岩锆石SHRIMP U-Pb定年、Hf-O同位素特征及构造意义

胶东地区是华北克拉通重要的早前寒武纪研究区之一。中太古代唐家庄岩群在形成时代、岩石成因及构造环境等方面一直少有研究。作者在栖霞地区对出露的唐家庄岩群变质表壳岩进行系统地质调查研究基础上,开展了变质基性火山岩全岩地球化学、锆石SHRIMP U-Pb和Hf-O同位素等分析研究。结果显示,变质基性火山岩岩浆锆石年龄为2907.9±6.3Ma,代表了中太古代唐家庄岩群的形成时间,并遭受新太古代早、晚期变质作用。这是~2.9Ga唐家庄岩群变质基性火山岩在胶东地区首次报道。岩石地球化学特征表现为相对富集大离子亲石元素K、Rb、Sr等,Th、Nb、Zr、Hf等高场强元素相对亏损,具有中等分异的REE配分模式。岩石中岩浆锆石具有相似的Hf、O同位素组成,εHf(t)值介于-0.68~+4.21,δ18 O值介于1.38‰~6.73‰。结合前人的工作,我们得出的主要结论如下:(1)胶东地区经历~2.9Ga岩浆事件,局部地段仍保留下了同时期的变质表壳岩;(2)唐家庄岩群是中太古代初始的洋盆环境中所形成的一套火山-沉积建造;(3)华北克拉通中太古代晚期是亏损地幔新生地壳加积的主要时期,局部地壳再循环了较老的陆源物质;(4)华北克拉通新太古代晚期经历了伸展构造背景,岩浆底侵作用使岩石发生强烈变质作用。

吉南夹皮沟地区变质侵入岩的锆石U-Pb定年、Lu-Hf同位素分析及其构造意义

吉南夹皮沟变质地体作为华北克拉通东北部太古宙基底的重要组成部分,其新太古代到古元古代的构造演化过程一直存在争议。为此,在详细野外地质调查基础上,选择三种代表性变质侵入岩,开展了锆石稀土微量元素、锆石U-Pb定年与Lu-Hf同位素分析工作。结果显示:夹皮沟地区紫苏花岗岩的侵位年龄为2504±8Ma,并记录有2476±13Ma的变质年龄;其锆石Hf模式年龄介于2.82~2.66Ga之间,εHf(t)值介于1.72~5.1之间,反映为新生地壳物质再循环的产物。变辉长岩体(斜长角闪岩)的侵位年龄为2529±14Ma,并记录有2484±23Ma的变质年龄。变基性岩墙(石榴角闪岩)的侵位年龄为2214±18Ma,并记录有1930±16Ma的变质年龄;其岩浆锆石具有异常高的εHf(t)值(7~15),并存在明显的重稀土亏损现象,推测其母岩浆来源于富含石榴石的岩石圈地幔。综合多种信息,认为吉南地区新太古代末期(2.50~2.48Ga)构造热事件受大规模地幔柱活动控制,古元古代中晚期(2.2~1.84Ga)构造热事件可能源于克拉通边缘板块俯冲引起的碰撞造山作用。

湘西沃溪金锑钨矿床燕山期幕式成矿作用:来自原位白钨矿U-Pb定年与黄铁矿元素-同位素的约束

沃溪矿床位于江南造山带中段,是一座同时具有金、锑、钨大规模成矿的大型金矿,近年的研究揭示其主要形成于燕山期,但该矿的成矿物质源区及矿床成因尚存争议。基于此,本文利用SEM、EPMA、LA-MC-IF-ICP-MS等原位分析技术,对该矿床多世代黄铁矿的结构、成分及同位素组成和成矿期白钨矿的U-Pb年代学进行了研究。在沃溪矿床中,识别出3个世代5种类型黄铁矿(Py),即成矿前Py1,成矿第二阶段Py2和第三阶段的Py3a、Py3b和Py3c。黄铁矿微区成分及围岩蚀变特征指示,成矿期Au、As和Cu耦合,Au主要以固溶体(Au+)的形式存在于Py3b的晶格中;As-取代S-进入黄铁矿是促进晶格金富集的主要因素;而强烈的水-岩反应是导致成矿期热液黄铁矿Co/Ni<1的原因。黄铁矿的原位微量元素和S-Pb同位素组成(δ34 S V-CDT值:Py2为-4.33‰~-1.61‰,Py3a为-6.36‰~3.59‰,Py3b为-4.36‰~3.59‰,Py3c为-2.21‰~-0.65‰;206 Pb/204 Pb、207 Pb/204 Pb、208 Pb/204 Pb值:Py2分别为18.029、15.618和38.653,Py3a分别为18.047~18.341、15.594~15.698、38.781~39.394)及其在环带结构中的变化,指示第二及第三成矿阶段流体性质存在显著差异。成矿第三阶段白钨矿的LA-ICP-MS U-Pb定年结果为132.7±7.9Ma(1σ,n=31,MSWD=0.43)。结合前人研究成果,我们认为沃溪金锑钨矿床主要形成于燕山期148~140Ma的黑钨矿(少量白钨矿、黄铁矿和金)和~130Ma的金-锑-白钨矿两阶段幕式成矿作用。早阶段成矿为下伏基底岩石重熔岩浆演化出的相对高温的还原性流体;晚阶段金-锑-白钨矿成矿以脉冲性幔源流体为主,金主要具地幔来源,而锑和钨可能来源于壳源与幔源流体混合演化出的富矿热液,成矿的脉动性可能与深部断层阀机制有关。金的主要沉淀机制为水岩反应和硫化作用,流体混合是辉锑矿与白钨矿的沉淀机制。富集交代的岩石圈地幔活化和古太平洋板块俯冲后撤、拆沉导致的岩石圈大规模伸展是江南造山带中段(湖南)燕山晚期金多金属大规模成矿的关键因素及构造背景,区域上具有进一步寻找陆内弧后伸展背景金多金属矿床的潜力。

鲁西韩旺BIF铁矿的形成时代——锆石SHRIMPU-Pb定年证据

鲁西地区太古宙表壳岩包括新太古代早期和晚期两期表壳岩,早期表壳岩主要由变质玄武岩-科马提岩组成,晚期表壳岩主要由变质火山岩-碎屑沉积岩和BIF(Banded Iron Formations)组成。韩旺铁矿位于鲁西的西北部,铁矿区内存在大量变质玄武岩-科马提岩,早期认为该BIF形成于新太古代早期,而新的研究认为鲁西地区BIF都形成于新太古代晚期。本文对韩旺铁矿区内与BIF互层的黑云变粒岩和侵入其中的片麻状花岗闪长岩开展锆石SHRIMP U-Pb定年,获得年龄分别为(2529±7)Ma和(2534±11)Ma。黑云变粒岩和片麻状花岗闪长岩的TREE、(La/Yb)N、Eu/Eu*分别为76×10^(–6)、19.8、0.84和82.7×10^(–6)、17.3、1.14,它们的岩浆锆石的εHf值、单阶段Hf同位素模式年龄分别为5.5~9.46、2.5~2.6 Ga和6.3~9.4、2.48~2.60 Ga。研究支持了鲁西地区BIF形成于新太古代晚期的认识。表壳岩形成、变质变形和花岗闪长岩侵入发生在一个很短的时间范围内。研究还表明,黑云变粒岩的原岩为英安质火山岩,很可能形成于新生玄武质岩浆的强烈结晶分异作用,花岗闪长岩形成于新生玄武质岩石部分熔融,形成过程中有陆壳物质的加入。

磷灰石ID-TIMS高精度U-Pb定年方法

磷灰石晶体结构呈六方晶系,具有相对高的封闭温度(350~550℃),能够容纳多种元素置换进入晶格内部,是火成岩、沉积岩、变质岩和矿床研究的重要定年矿物。然而,由于磷灰石通常具有较低铀含量和高普通铅含量,精准测定其年龄仍是当前U-Pb测年技术的一大挑战。本文基于^(208)Pb-^(235)U混合稀释剂,通过优化样品清洗、溶解以及柱色谱分离纯化U和Pb等化学前处理流程,建立了磷灰石同位素稀释-热电离质谱(ID-TIMS)高精度U-Pb定年方法,并准确测定了磷灰石标样MAD2和MAP-3的年龄,其^(206)Pb/^(238)U年龄加权平均值分别为474.6±1.7Ma和800.7±1.2Ma,单点定年精度优于0.4%,为磷灰石微区原位标样研发以及样品年龄精准测定提供技术支撑。采用MAP-3作为微区原位校正标样,对磷灰石Durango和Otter Lake进行LA-ICP-MS U-Pb测年分析,通过Tera-Wasserburg谐和图图解法扣除普通铅,获得下交点年龄分别为32.1±0.6Ma(MSWD=1.3,n=36)和910±13Ma(MSWD=1.6,n=36),与前人研究结果在误差范围内一致,进一步证实普通铅含量极低的MAP-3,是一个理想的磷灰石微区原位测年标样。与高普通铅的磷灰石标样相比,使用MAP-3作为外标能直接在数据处理软件中进行数据校正,有效地简化了数据处理过程,提高磷灰石微区原位U-Pb测年结果的可靠性。

LA-ICP-MS石榴子石U-Pb定年方法在异剥钙榴岩和矽卡岩年代学研究中的应用

本文利用Coherent GeoLas HD型193 nm ArF准分子激光剥蚀系统和Agilent 7900型四极杆电感耦合等离子体质谱仪,建立了LA-ICP-MS石榴子石U-Pb定年方法。利用该方法,对采自冀北地区晚古生代镁铁质-超镁铁质混杂岩体中的异剥钙榴岩和闽西南马坑式铁矿含矿石榴子石矽卡岩这两种岩石中的石榴子石开展U-Pb定年研究。在冀北地区晚古生代镁铁质-超镁铁质混杂岩体中的异剥钙榴岩中,获得石榴子石下交点年龄为(387.6±5.4) Ma (D496-1, MSWD=1.1, N=30)和(409.3±7.8) Ma (D493-1, MSWD=2.0, N=60),在马坑铁矿石榴子石矽卡岩中,获得石榴子石下交点年龄为(128.6±2.1) Ma (ZK7921-b24, MSWD=2.0, N=60)和(128.7±3.2)Ma(ZK7922-b1,用锆石91500校正,MSWD=1.8,N=42);在潘田铁矿的石榴子石矽卡岩中,获得石榴子石的下交点年龄为(128.7±1.7)Ma (PT-b1, MSWD=1.7, N=30)和(132.1±1.3) Ma(PT-b1样品,用锆石91500校正,MSWD=1.6,N=30)(除了指明使用锆石标样91500校正石榴子石未知样品外,其他皆用石榴子石标样Willsboro校正石榴子石未知样品的U/Pb分馏)。以上结果与Sm-Nd等时线年龄及前人报道的锆石U-Pb年龄在误差范围内一致。对马坑式铁矿石榴子石矽卡岩U-Pb定年结果表明,利用石榴子石标样Willsboro和锆石标样91500作为外标样校正同一样品中石榴子石U/Pb同位素分馏,获得的下交点年龄一致,206Pb/238U年龄的加权平均值也一致,说明石榴子石与锆石之间的基体效应较小,在缺乏石榴子石标样时,可用锆石标样91500代替。在上述研究基础上分析了石榴子石U-Pb定年方法在矽卡岩型矿床成矿时代研究及异剥钙榴岩年代学研究中的应用潜力,认为石榴子石U-Pb定年方法在矽卡岩型矿床及异剥钙榴岩年代学研究中具有巨大的应用推广前景,具有重要的理论指导和实际应用意义。

内蒙古根河三道桥铅锌银矿床C-H-O-S同位素和U-Pb定年研究及其意义

内蒙古根河三道桥大型铅锌银矿床位于大兴安岭得尔布干成矿带中北段,矿体主要呈脉状赋存于火山岩地层中。氢氧同位素研究表明,成矿期石英和绢云母的δD值变化范围为-149.1‰~-156.7‰,δ^(18)OH_(2)O值变化范围为-13.6‰~3.4‰;成矿后期石英δD值变化范围为-131.9‰~-147.7‰,δ^(18)OH_(2)O值变化范围为-16.5‰~-18.2‰。碳同位素分析结果表明,与矿化有关的方解石δ^(13)C值变化范围为-1.8‰~-3.1‰,δ^(18)O值变化范围为5.3‰~8.6‰。原位S同位素分析结果表明,硫化物的δ^(34)S值变化范围为2.3‰~5.6‰,与其西南侧下护林矽卡岩型铅锌银矿床中的硫化物的δ^(34)S值(1.2‰~5.9‰)基本一致。上述同位素组成特征指示成矿物质主要来源于岩浆热液,在上升到地壳浅部时有一定量的大气降水混入。锆石U-Pb年代学研究表明,矿化的闪长玢岩脉年龄为(136.0±0.7)Ma(MSWD=0.44);未矿化、穿切硫化物微细脉的闪长玢岩脉的锆石U-Pb年龄为(120.8±0.6)Ma(MSWD=0.49)。结合前人相关研究进展,认为三道桥铅锌银矿床形成于136.0~120.8 Ma期间(早白垩世),为伸展构造背景下与浅成侵入岩有关的中温热液型铅锌银矿床。

浙江龙游杂岩变质作用演化、锆石U-Pb定年及其构造指示意义

华夏地块加里东期构造热事件的属性问题一直存在较大争议,主要集中在是陆内造山作用还是陆间造山作用两种观点。龙游地区变质杂岩作为华夏地块东北部加里东期高级变质地体的重要组成部分,对其开展变质作用与锆石U-Pb年代学研究,可以为限定该期构造热事件的成因背景提供重要约束。在详细野外工作基础上,选择了5件代表性变质杂岩样品(2件长英质片麻岩样品和3件变基性岩样品)开展研究工作。通过岩相学与矿物化学,并结合定量相图计算,确定龙游地区高压基性麻粒岩经历了三个阶段的变质演化过程:(1)压力峰期阶段(M 1),矿物组合为Grt+Cpx+Pl+Hb+Qtz+Ilm,温压条件为855~865℃/1.04~1.15GPa;(2)温度峰期阶段(M 2),矿物组合为Grt+Cpx+Opx+Pl+Hb+Qtz+Ilm,温压条件为870~928℃/0.95~1.11GPa;(3)固相线降温、降压阶段(M 3),矿物组合为Cpx+Opx+Pl+Hb+Qtz+Ilm,温压条件为810~860℃/0.55~0.86GPa。总体构成顺时针样式的PT演化轨迹,反映其成因与造山作用有关。锆石U-Pb定年结果显示龙游地区长英质片麻岩碎屑锆石年龄集中于950~800Ma,高压基性麻粒岩碎屑锆石年龄集中于890~680Ma,显示物源主要来自于新元古代地体,并非古元古代变质基底。龙游地区变质杂岩主要记录了两个阶段的变质锆石U-Pb年龄,分别为460~440Ma和420~400Ma,前者可能代表了压力变质峰期阶段,后者则相当于温度变质峰期后的地体抬升冷却阶段年龄。综合各方面信息,可以认为华夏地块加里东期构造热事件很可能缘于增生后的扬子地块与某一未知陆块发生的陆-陆碰撞造山作用。

扬子陆块北缘大洪山地区莲沱组底部凝灰岩锆石U-Pb定年及其地层学意义

扬子陆块北缘莲沱组是华南新元古代的重要地层单元之一,但其沉积时限、区域对比关系、沉积环境与沉积期古地理存在诸多争论。对大洪山地区莲沱组底部的凝灰岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,获得凝灰岩样品的形成年龄为798.4±4.5 Ma(MSWD=0.40,n=13)。结合前人研究成果,将莲沱组的沉积时限限定为800~714 Ma,区域上可与板溪群及其相当地层中上部、休宁组、澄江组、开建桥组、武当群和随县群进行对比,为“晋宁造山运动”不整合面之上、南华冰期之下的一套裂谷充填产物,代表了裂谷盆地全面打开,沉积范围快速扩大的充填序列,其主体为冲积扇、河流及滨浅海沉积。莲沱沉积时期,扬子陆块北缘形成了一个向北逐渐变深的裂谷盆地,此时大洪山地区的莲沱组为围绕鄂北古隆起分布的冲积扇沉积,向北则变为以随县群为代表的滨浅海—半深海沉积。

柴达木盆地西缘古近系源-汇系统U-Pb定年和重矿物分析

受阿尔金山物源供给影响,柴达木盆地西缘的储层物性总体上差且非均质性强。为了实现有利储层分布预测,亟待开展源-汇系统精细划分。应用野外露头和钻井岩心样品,综合采用碎屑锆石U-Pb同位素定年、重矿物组合分析以及砂体展布分析等方法,开展了研究区古近系下干柴沟组上段的源-汇系统分析。结果表明:研究区可划分为七个泉、狮北、干柴沟、咸水泉和咸东共5个源-汇系统,不同源-汇系统表现出重矿物组合、标志重矿物含量的差异,以及不同的峰值年龄、峰值年龄组合和年龄谱图形样式;物源年龄主要在200~520 Ma之间,母岩以岩浆岩和变质岩为主。受这些物源供给,研究区相应地发育扇三角洲—湖底扇沉积体系,其规模差异较大。受多物源供给的影响,单一分析方法可能会导致源-汇系统划分的不确定性,因此采取多种分析方法相结合,并且互为验证,才能取得比较正确的认识。

基于原位方解石U-Pb定年与包裹体分析技术恢复储集层成岩-成藏过程——以准噶尔盆地南缘高泉地区白垩系清水河组为例

准噶尔盆地南缘深层成岩-成藏复杂性制约了其下组合油气勘探的进程。以准噶尔盆地南缘四棵树凹陷高泉构造油气藏为例,在白垩系清水河组储集层岩相及成岩作用分析的基础上,通过原位方解石U-Pb定年和流体包裹体分析技术,标定盆地热演化史,刻画高泉构造下组合油气成藏过程。研究表明,储集层中发育两期方解石胶结和3期油气充注,方解石形成年龄分别为(122.1±6.4),(14.2±0.3)~(14.4±1.0)Ma,油气充注事件为距今14.2~30.0 Ma低熟油充注,距今14.2 Ma以来成熟原油充注和距今2 Ma以来高熟天然气充注,油气藏以成熟油和高熟天然气充注贡献为主。距今2 Ma以来受喜马拉雅晚期南北向挤压冲断构造活动的影响,高泉构造圈闭发生了调整,主要成藏期有效圈闭规模明显减小,导致构造中低部位油气显示相对较弱,说明关键成藏期的圈闭有效性控制该区下组合的油气富集与分布。储集层方解石U-Pb定年技术和流体包裹体分析技术耦合,为精细刻画中国中西部复杂构造带的复杂成岩-成藏过程提供了有效方法。

江西上饶蔡家坪铅锌矿床地质特征和成矿岩体SHRIMP锆石U-Pb定年

蔡家坪铅锌矿床是近年来在北武夷成矿带内铜钹山中生代陆相火山盆地中新发现的铅锌矿床。在野外地质调查的基础上,通过钻孔揭露和岩矿鉴定等方法对蔡家坪铅锌矿床的地质特征进行分析,并对成矿流纹斑岩进行同位素定年。蔡家坪铅锌矿矿化类型可分为次火山岩型和层间破碎带型,矿床成因均与流纹斑岩关系密切;流纹斑岩SHRIMP锆石U-Pb定年显示其^(206)Pb/^(238)U与^(207)Pb/^(235)U的谐和曲线年龄为133±3 Ma,而^(206)Pb/^(238)U加权平均年龄为133.3±2.7 Ma,表明成岩时代为早白垩世,属于燕山中晚期。综合区域地质分析认为,该矿床的成岩成矿时代、成矿条件等与冷水坑铅锌银矿相似,找矿潜力较大。

青海锡铁山铅锌矿床赋矿火山岩LA-ICPMS锆石U-Pb定年及地质意义

锡铁山铅锌矿床是我国西北地区大型铅锌矿床之一,但是,有关其成矿时间问题一直缺乏较好约束。本文通过对靠近矿体底部的火山岩LA-ICPMS锆石U-Pb定年,获得了三组锆石U-Pb谐和年龄,分别变化于500~470 Ma,465~450 Ma和440~420 Ma,形成的三个权重平均年龄分别为(479.4±5.2)Ma,(455.5±6.1)Ma和(431.8±3.7)Ma。结合区域滩间山群成岩构造环境及矿床成矿构造背景,文章认为前两组权重平均年龄代表了早古生代滩间山群两期强烈火山作用的峰期年龄,其年龄跨度(500~455 Ma)代表了滩间山群岛弧火山作用的时间跨度。第三组权重平均年龄代表了滩间山群火山岩成岩之后区域造山事件的主期变质年龄。锡铁山海底喷流沉积成矿合理时间应在455 Ma左右。

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。

湘西沃溪金锑钨矿床白钨矿、黑钨矿与磷灰石U-Pb定年及其地质意义

沃溪矿床位于湘西雪峰隆起区的转折部位,是该区金锑钨矿床的典型代表。该矿床成矿元素及成矿期次较为复杂,各成矿阶段的形成时代长期存在争议。本次研究在对沃溪矿床详细野外调查及岩相学观察的基础上,对深部中段矿体中的白钨矿、磷灰石及浅部中段矿体中的黑钨矿开展了U-Pb同位素分析。依据本次所获年龄数据,结合观察到的矿脉交切关系、矿物共生组合等特征,本文认为沃溪矿床除了加里东期成矿作用之外,还存在燕山期成矿作用。其中,白钨矿形成相对较早,成矿年龄为149.0±12Ma、144.8±1.7Ma、139.8±6.1Ma;黑钨矿与白钨矿同时生成(或稍晚),成矿年龄为137.8±3.9Ma、134.8±5.1Ma;自然金、辉锑矿主要在白钨矿、黑钨矿形成以后通过沉淀而成,且自然金在晚阶段(125.8±5.6Ma、123.8±4.6Ma)石英-碳酸盐脉中仍有少量产出。综合已有年代学资料推测,沃溪矿床可能在经历了加里东期陆内造山成矿作用之后,还经受了燕山期伸展构造背景下深部流体不同程度的叠加改造作用。而该矿床发现的矿脉原地破裂后被后期矿物胶结等现象,则指示其矿脉的形成与液压致裂作用有关,这种作用导致矿脉反复裂开-愈合,有利于成矿元素(尤其是金)的活化迁移和再富集沉淀。

中国东北部夹皮沟矿集区金矿成矿过程——来自冰湖沟金矿床锆石U-Pb定年和微量元素示踪

夹皮沟矿集区发育众多石英脉型和蚀变岩型金矿床,区内的金矿床属于中温热液金矿床,并以中温低盐度流体、中侏罗世成矿、成因上与同期岩浆作用关系密切为主要特征。为了刻画同期岩浆-热液作用的过程,探讨其对金成矿的贡献,示踪区内金成矿作用过程,以区内的冰湖沟金矿床为例,开展了系统的矿床地质、岩相学,以及锆石的矿物学、年代学和地球化学研究。研究结果显示:1)金主要赋存在震碎角砾岩的胶结物中;2)根据锆石的晶体形态、内部结构、微量元素组成和U-Pb年龄,热液胶结角砾岩和角砾状矿石胶结物中锆石可划分为捕获锆石(第一组195~185 Ma)、继承锆石(第二组175~172 Ma)和热液锆石(第三组176~173 Ma),其中热液锆石(第三组)的U-Pb年龄为176~173 Ma,指示成矿作用发生在中侏罗世;3)第二、三组锆石具有较低w(Y)、高Y/Ho值,指示晚阶段花岗质熔体与富P和Ti的热液流体共存,同时它们的w(Hf)与Th/U、Yb/Gd值呈现出系统的演化趋势,指示岩浆经历了逐步的冷却和分异作用,并最终形成热液流体;4)第二组锆石与第三组锆石相比,具有较高的Ce/Ce^(*)值和Eu/Eu^(*)值,指示岩浆是高氧逸度的,而热液流体是低氧逸度的,同时锆石的不相容元素(如P、Y、LREE、Nb、Th、Pb^(*)等)的质量分数随着w(Hf)(从第二组到第三组)增加逐步增加,指示在岩浆分异及向热液演化过程中,不相容元素逐步进入热液流体相,并逐步富集。结合区域成果,由于岩浆具有高温、高氧逸度、富挥发组分,抑制了硫化物在其演化早阶段结晶,使得Au、S、Fe,以及不相容元素在晚阶段岩浆/热液流体中富集,形成初始含矿流体;在向上运移过程中,强烈的水岩反应、温压和氧逸度的降低,致使含矿流体处于不稳定状态,Au和硫化物大量沉淀,最终形成金矿床。从区域成矿背景、矿床地质、元素地球化学、成矿流体和成岩成矿年代学等角度综合分析,认为上述地质过程是夹皮沟矿集区大规模金成矿的根源。

LA-ICP-MS磷灰石-榍石U-Pb定年测试

利用西北大学大陆动力学国家重点实验室Agilent 7900四极杆电感耦合等离子体质谱和RESOLution S-155LR 193 nm ArF准分子激光,激光频率为6 Hz,束斑为67μm(磷灰石)、43μm(榍石),分别对5个标准磷灰石(Sume、Durango、Otter Lake、AP1和MRC-1)和4个标准榍石(Ontario、T4、T3和Pakistan)进行了原位微区U-Pb同位素测定。以MAP-3为标准样品,结合^(207)Pb普通铅扣除法,测定了磷灰石样品U-Pb加权平均年龄,结果为:Sume(566.7±5.3)Ma、Durango(31.2±0.6)Ma、Otter Lake(901.3±9.6)Ma、AP1(472.0±3.9)Ma、MRC-1(155.4±1.8)Ma;以榍石BLR-1为外标,通过^(207)Pb普通铅扣除法,测定了不同榍石样品U-Pb加权平均年龄,结果为:Ontario(1044.4±4.2)Ma、T4(1096.2±5.6)Ma、Pakistan(20.74±0.61)Ma、T3(1102.9±5.8)Ma。各个样品年龄测定值在误差范围内与推荐值一致。结果表明,该研究方法可以准确地对磷灰石、榍石进行原位微区U-Pb定年测定,数据结果准确度高且可靠。磷灰石U-Pb定年测试方法的建立对于研究中温热年代学提供了重要的年龄信息。榍石U-Pb定年测试方法的建立对于探讨与变质作用和热液作用相关的年龄信息、查明地质体的P-T-t轨迹提供了重要的证据。

榍石和石榴子石U-Pb定年和微量元素对矽卡岩型W矿成矿时代和成矿条件的指示:以皖南逍遥钨多金属矿床为例

逍遥矿床是安徽南部新发现的大型钨多金属矿床,其精细的岩浆-热液时限及成矿作用仍不明确。本文对其开展了石榴子石和榍石的U-Pb年代学和微量元素分析,发现逍遥矿床发育多阶段榍石(岩浆榍石和热液榍石),岩浆榍石与石英、磁铁矿、长石共生,而热液榍石与石英、方解石、辉钼矿、黄铜矿关系密切。逍遥矿床中石榴子石和榍石中均具有一定的U含量,其中石榴子石中U含量较低(平均为15.9×10^(-6)),岩浆榍石和热液榍石的U含量较高(平均值大于100×10^(-6))。石榴子石和榍石U-Pb同位素定年结果显示成岩和W多金属矿化均形成于150Ma左右,指示W多金属矿化与花岗闪长岩密切相关。岩浆榍石、钾长石、石英、磁铁矿矿物组合指示逍遥成矿岩浆具有氧化性强和富水的特征。逍遥钨矿中的石榴子石以钙铁榴石为主且富集W、Sn特征,指示早期流体为氧化性流体。此外,热液榍石中HFSE元素的高度富集表明其成矿流体为富碱、富F的热液系统,为钨、铅、锌、铜、银、钼多金属的富集提供了有利热液条件。综上所述,石榴子石和榍石能够有效指示矽卡岩W矿的成矿时代和成岩成矿条件。

束斑直径和能量密度对锆石U-Pb定年准确度的影响研究

激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)是锆石U-Pb定年常用的方法之一。应用LA-ICP-MS进行锆石U-Pb定年的过程中,束斑直径的大小和能量密度的高低是影响定年准确度的两个关键因素。本文开展了应用LA-ICP-MS在不同束斑直径和能量密度条件下对锆石标样91500和GJ-1 U-Pb定年结果准确度的对比研究,旨在优化LA-ICP-MS锆石U-Pb定年的方法,提高分析准确度,也为其他实验室开展类似的研究工作提供一定的借鉴。实验结果表明:在剥蚀频率、扫描速度、载气流速保持不变的前提下,当能量密度固定,随着剥蚀束斑直径从25μm增大至65μm的过程中,锆石91500和GJ-1在互为标样和盲样的条件下实测年龄结果与推荐值之间的相对误差(RE)不断减小(RE分别为0.61%、0.41%、0.13%和0.08%),即增加束斑直径降低了相对误差,提高了定年准确度。而当束斑直径固定时,能量密度≤3.5 J/cm^(2)时,随着能量密度不断增大,实测年龄结果与推荐值之间的相对误差逐渐减小(RE分别为8.69%、3.48%、3.95%、4.16%和0.41%),定年准确度逐渐增加;但是当能量密度大于3.5 J/cm^(2)时,能量密度增大导致剥蚀速率显著增大,在深度方向上的分馏效应明显增加,对比3.5 J/cm^(2)条件下,此时的实测年龄结果与推荐值之间的相对误差增大(RE分别为2.40%和0.83%),定年准确度降低。因此,在实际测试中,考虑到样品大小和尽可能少地对样品进行破坏,合理的能量密度和束斑大小可以有效提高定年的准确度。