激光剥蚀-扇形磁场电感耦合等离子体质谱法同时测定锆石U-Pb年龄和微量元素含量

激光剥蚀-扇形磁场电感耦合等离子体质谱(LA-SF-ICP-MS)具有高灵敏度特征,被广泛应用于锆石等含U矿物原位微区U-Pb定年研究,但磁偏转式质量分析器的使用导致该质谱仪扫描速度相对较慢,可能影响U-Pb同位素与其他关键微量元素的同时采集。本文通过优化仪器信号稳定性和实验方法,对目前常用的7种锆石U-Pb标准样品进行U-Pb定年和Ti、REEs、Hf等关键元素同时定量分析,探讨了多元素同时分析方法的可行性及对于U-Pb定年结果的影响。实验结果表明,相对于LA-SF-ICP-MS仅检测U-Pb同位素方法,同时开展多元素含量检测可能会使U-Pb同位素信号强度稳定性下降,导致单点U-Pb年龄结果误差及离散程度增大。与仅测定U-Pb同位素年龄的测定结果相比较,根据不同锆石样品中U-Pb同位素含量高低,多元素同时检测获得分析点的206Pb/238U年龄和207Pb/235U年龄变化范围不同程度地增大,其中207Pb/235U年龄受影响明显,单点207Pb/235U年龄误差从~1.5%增大至~2.0%,单点年龄的相对标准偏差(RSD)从0.5%~1.3%增大至1.2%~3.3%。尽管如此,多元素同时检测方法对于各样品最终测定年龄没有明显的影响,相对于TIMS年龄,各样品的谐和年龄和206Pb/238U加权平均年龄偏差分别小于1.0%和0.7%,完全满足U-Pb同位素地质年代学测试要求。同时测定锆石样品中的关键微量元素含与其推荐值相对误差小于10%。因此,采用LA-SF-ICP-MS可以同时准确地测定锆石U-Pb年龄和微量元素含量,该方法亦可用于其他副矿物U-Pb年龄与关键微量元素同时测定。

白云岩储层成因的激光原位U-Pb定年和同位素地球化学新证据——以四川盆地西北部中二叠统栖霞组白云岩储层为例

以四川盆地西北部中二叠统栖霞组白云岩储层为例,采用激光原位U-Pb定年和碳、氧、锶同位素地球化学分析手段对白云岩中的孔洞和晶间孔成因进行了研究。白云岩的围岩与孔洞中的第1期白云石胶结物具有相近的U-Pb年龄和相似的碳、氧、锶同位素组成,表明孔洞在白云石化作用之前就已存在,孔洞为白云石胶结物从白云石化流体中沉淀提供了空间。致密的他形交代白云石与多孔的自形交代白云石之间存在密切的空间关系以及近乎一致的U-Pb年龄和同位素地球化学组成,这表明晶体形态和晶间孔发育状况受原岩结构控制,晶间孔实质上为自形白云石在原岩结构疏松区域生长,调整原有孔隙空间后所形成的孔隙。通过分析储层与非储层之间碳同位素的差异认为,早成岩期的大气淡水溶蚀作用是储集空间形成的关键,白云石化作用主要表现为对原岩中已有孔隙和孔洞的继承和调整。U-Pb年龄的约束可较好地消除储层岩石学和地球化学分析的多解性,从而获得储集空间成因的最合理解释。围岩与胶结物之间U-Pb年龄的一致可作为识别白云岩中继承性孔隙的潜在指标,在储层成因研究中具有重要的应用前景。

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。

应用方解石激光原位U-Pb同位素定年确定多旋回叠合盆地油气成藏绝对时间——以塔里木盆地塔河油田为例

多旋回叠合盆地油气成藏绝对时间一直是油气成藏研究需要解决的一个重大难题。以塔里木盆地塔河油田为例,在油包裹体观察和荧光光谱分析的基础上,通过阴极发光和微量元素分析划分方解石脉体形成期次,对不同期次方解石脉体进行激光原位U-Pb同位素定年获得油气充注绝对时间。研究结果表明,塔里木盆地塔河油田奥陶系储层方解石脉体中发育黄色和蓝白色荧光两种类型油包裹体。阴极发光和微区微量元素的差异性指示存在两期方解石脉体,其中发育黄色荧光原生油包裹体,两期方解石的年龄分别对应两期黄色荧光原油的充注时间。方解石脉体激光原位U-Pb同位素定年结果显示,第一期黄色荧光原油的充注时间为329.7Ma±1.6 Ma,第二期充注时间为249.3 Ma±2.6 Ma~220.5 Ma±7.3 Ma。激光原位U-Pb同位素定年技术结合烃类流体包裹体分析可以很好地用于确定多旋回叠合盆地油气成藏时间,对重建油气成藏动态过程具有重要作用。

滇西北红牛-红山矽卡岩型铜矿床石榴子石原位LA-SF-ICP-MS U-Pb定年及地球化学特征

红牛-红山铜矿床是义敦岛弧南段已发现最大的(远端)矽卡岩型矿床,目前其赋矿矽卡岩成岩时代缺乏直接的年代学证据。矽卡岩成岩年龄的精准测定对于该矿床在义敦岛弧南段中生代2期斑岩成矿事件中的定位具有重要意义。红牛-红山矿床矽卡岩中石榴子石可分为2期,早期石榴子石多见于贫矿矽卡岩,粗粒结构,为均质体;晚期石榴子石多见于富矿矽卡岩,细—中粒结构,发育振荡环带,具非均质光性异常。对2期石榴子石开展了原位LA-SF-ICP-MS U-Pb定年和微区成分分析,获得早期石榴子石和晚期石榴子石的U-Pb年龄分别为84.2±3.0 Ma和81.7±3.5 Ma。主量和微量元素含量表明,2期石榴子石属钙铁榴石-钙铝榴石系列,亏损Rb、Ba、K、Sr等,富集Th、U、P;其中,早期石榴子石相对富钙铁榴石组分、LREE/HREE值高,Eu呈高正异常,晚期石榴子石相对富钙铝榴石、LREE/HREE值低、Eu无异常。结合本区燕山晚期碰撞型斑岩成矿事件,认为约80 Ma为本矿床远端矽卡岩成岩成矿时期,成矿作用与同期酸性斑岩关系密切。石榴子石地球化学特征揭示,干矽卡岩阶段水/岩比值高,以渗滤交代作用为主,早期流体为氧化、高温、富铁、弱碱性的相对封闭体系,晚期为相对还原、相对低温、富铝、酸性的开放体系。

盆地流体年代学研究新技术:方解石激光原位U-Pb定年法

流体活动是沉积盆地内最活跃的地质营力,与盆地内油气的生成、运移和成藏关系密切,精确确定流体活动历史一直是具有挑战性和前沿性的研究方向.前期对流体活动历史的研究主要依附于流体包裹体分析,该方法很难完整恢复盆地经历的所有流体事件,更无法确定流体事件活动年代.方解石是盆地流体的直接产物,对其开展年代学研究可以准确揭示盆地流体活动历史,然而目前较为成熟的同位素稀释法方解石U-Pb等时线定年成功率较低、耗时较长.近些年研发成功的方解石激光原位U-Pb定年技术可以精确确定U含量低至10×10^(-9)的方解石的年代,具有空间分辨率高、测试效率高的优势.该技术已成功确定多个含油气盆地流体活动历史,显示其在盆地流体研究领域具有光明的应用前景.在详细的微观鉴定和成岩观察基础上,选取不同期次的方解石样品开展方解石激光原位U-Pb定年分析,并结合C-O同位素、微量元素研究,查明盆地流体特征及其演化历史,将是未来盆地流体研究领域的重要发展方向.

激光原位U-Pb同位素定年技术及其在碳酸盐岩成岩-孔隙演化中的应用

为解决溶液法难以实现的古老海相碳酸盐岩取样和超低U、Pb含量样品测年的难题,通过激光剥蚀进样系统与多接收电感耦合等离子体质谱仪的连用和对年龄为209.8 Ma实验室工作标样的开发和标定,建立了适用于古老海相碳酸盐岩的激光原位U-Pb同位素定年技术,并应用于四川盆地震旦系灯影组成岩-孔隙演化研究。通过充填孔洞、孔隙和裂缝中不同期次白云石胶结物的测年,指出灯影组白云岩储集层的埋藏成岩过程主要是原生孔隙和表生溶蚀孔洞逐渐被充填的过程。孔洞的充填作用发生在早加里东、晚海西—印支、燕山—喜马拉雅期3个阶段,孔隙的充填作用主要发生于早加里东期,未被胶结物充填的残留孔洞、孔隙和裂缝构成了主要储集空间,明确了四川盆地灯影组白云岩储集层的成岩-孔隙演化史。这些认识与该地区的构造-埋藏史、盆地热史具有很高的吻合度,说明测年数据的可靠性和激光原位U-Pb同位素定年技术的有效性,为古老海相碳酸盐岩成岩-孔隙演化研究和油气运移前有效孔隙评价提供了新的方法。

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)。

锆石铀-铅定年激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱原位微区分析进展

激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)技术是目前最常用的锆石U-Pb同位素年龄测定方法之一。该方法能够对单颗粒锆石内部年龄差异实现快速、准确的原位微区分析。文章总结了近年来激光剥蚀系统、ICP-MS技术以及LA-ICP-MS锆石U-Pb定年方法、相关应用实例研究的进展和现状。系统评述了激光发生器,剥蚀池,剥蚀参数(激光波长、脉冲宽度、剥蚀气体、孔径大小)以及四极杆和扇形磁场质谱仪对锆石U-Pb年龄数据的精度和准确度的影响。详细介绍了基于锆石年龄标准样品、标准溶液及其他标样的外标定量校准方法,单个U/Pb比值计算方法,普通铅校正方法以及同位素年龄与微量元素同时测定的方法。目前LA-ICP-MS锆石U-Pb定年技术主要应用于碎屑锆石的沉积物源区示踪和岩浆事件的年代学约束研究。

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。

华北克拉通南缘康山金多金属矿床成矿时代及流体演化——来自独居石U-Pb年龄、黄铁矿微量元素和原位S同位素制约

小秦岭-熊耳山金矿集区位于华北克拉通南缘,发育众多伴生铅锌银等金属的金矿,成为揭示克拉通破坏型金矿成因的天然实验室。产于小秦岭-熊耳山金矿集区内的康山金多金属矿床受控于北东向的中生代脆性断裂,赋存于新太古代变质岩和中元古代火山岩中。成矿过程可分为4个热液阶段:石英±黄铁矿阶段、石英-黄铁矿-黄铜矿-自然金阶段、多金属硫化物-自然金-石英-铁白云石阶段、石英-方解石±萤石阶段。本文获得康山金多金属矿床金成矿阶段热液独居石LA-ICP-MS U-Pb年龄为131.7±4.6Ma,与晚中生代华北克拉通破坏有关的岩浆热液成矿作用时代一致。本次研究开展的各阶段黄铁矿原位微量元素单点和扫面分析,发现第2阶段Au与Co、Ni、As呈正相关关系,且有明显的振荡环带,Cu、Ag、Sb、Pb、Bi这几种元素从黄铁矿颗粒的核部向边缘含量逐渐降低,且黄铁矿颗粒中出现富含这些元素的矿物包裹体,说明该阶段发生流体沸腾作用;而第3阶段黄铁矿中各微量元素含量为所有阶段中最低,黄铁矿无振荡环带且裂隙中有富含各微量元素的硫化物充填,说明各种元素在该阶段均得到充分卸载,且成矿流体的化学性质较稳定。结合前人关于该矿床各阶段流体包裹体分析结果,表明流体沸腾是Au的主要沉淀机制,而流体混合是Pb、Zn、Ag的主要沉淀机制。黄铁矿中微量元素含量指示,从第1阶段到第3阶段流体温度依次降低;第2和第3阶段流体fO2比第1阶段高且后两者相差不大。根据黄铁矿Co、Ni含量及比值的计算,认为第1和第2阶段黄铁矿为岩浆热液成因,第3阶段黄铁矿受围岩物质影响。黄铁矿原位S同位素分析得到第1至第3阶段黄铁矿δ34S分别为+6.6‰-+8.9‰、+5.0‰-+7.2‰和+6.0‰-+8.7‰,均与区域花岗岩类的S同位素值类似。综上所述,本文得出康山金多金属矿床形成于早白垩世与华北克拉通破坏有关的岩浆热液成矿作用。

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。

赣东北朱溪矿床云英脉型钨矿体及矽卡岩型钨铜矿体成因关系——来自石榴子石、白钨矿原位U-Pb年代学及微量元素特征的证据

朱溪矿床是江南钨矿带中产于燕山期中酸性侵入岩与晚古生代碳酸盐岩接触带附近以矽卡岩矿体为主的钨铜矿床,发育“上铜下钨”的空间分带。浅部发育矽卡岩型和脉型铜矿体,深部发育矽卡岩型钨铜矿体、云英细脉-网脉型钨矿体及蚀变花岗岩型钨矿体。浅部矽卡岩型铜矿体中石榴子石U-Pb年龄为152.6±2.6 Ma、深部云英脉型钨矿体中白钨矿U-Pb年龄为153.4±2.2 Ma、深部矽卡岩型钨铜矿体中白钨矿U-Pb年龄为153.9±2.7 Ma,三者时代在误差范围内一致,表明钨、铜矿化均形成于同一热液体系,结合云英脉型钨矿体和矽卡岩型钨铜矿体中两类白钨矿的微量元素特征分析,流体起源于富WO_(4)^(2-)、低Sr的高分异岩浆热液,白钨矿是以Ca^(2+)空位的方式置换REE^(3+),稀土元素的分配行为记录了不同类型矿化流体性质。云英脉型钨矿化形成于还原环境,且氧逸度的显著降低以及围岩提供大量Ca^(2+)促进了白钨矿的沉淀,而矽卡岩型钨铜矿化为相对开放的热液体系,后期经历了氧逸度升高,增强了流体富集金属Cu的能力,从而萃取活化围岩中的铜元素进入到流体中,随之温度降低使碳酸盐矿物和无水矽卡岩矿物发生交代,导致铜的沉淀。

锆石放射成因铅丢失对其微区原位U-Pb定年结果的影响及其数据校正方法

锆石微区原位U-Pb定年是目前最重要的同位素定年方法之一（Simonetti et al., 2006; Cocherie et al., 2008; Johnston et al., 2009），近年来众多学者利用该方法获得了许多精确的锆石U-Pb同位素年龄。

粤北石角围花岗岩型铀矿床沥青铀矿LA-ICP-MS原位U-Pb定年研究

石角围花岗岩型铀矿床位于粤北下庄铀矿田东部,沥青铀矿是矿床的主要矿石矿物,也是厘定成矿年龄的理想对象。前人采用同位素稀释法(ID-TIMS)和电子探针U-Th-totalPb化学定年法获得的成矿年龄为38~138Ma,但前人年龄变化范围大,可靠性有待考究,难以有效约束矿床的成矿时代。本文利用LA-ICP-MS原位微区分析技术,对石角围矿床矿石中沥青铀矿开展了原位U-Pb定年。研究表明:沥青铀矿的206Pb/238U年龄为52. 46~56. 89Ma,加权平均年龄为54. 68±0. 53Ma(MSWD=1. 19,n=18)。本次沥青铀矿原位U-Pb定年与前人相比更好地避免了矿物包裹体、后期次生变化、显微裂隙等因素的影响,获得的沥青铀矿原位U-Pb同位素年龄代表矿床的成矿年龄。本研究获得的石角围矿床成矿年龄(~55Ma)与华南花岗岩型铀矿床主成矿期(~50Ma)相一致,指示石角围矿床铀成矿作用与华南岩石圈局部伸展作用下的断裂构造活动密切相关。

砂岩型铀矿微区原位U-Pb同位素定年技术方法研究

铀矿物定年一直是成矿年代学中的难点,随着微区原位U-Pb同位素定年技术的发展,可以直接针对矿石矿物(铀矿物)进行同位素定年;但是其中的砂岩型铀矿由于其存在状态复杂,在原位定年中剥蚀要求高,也缺乏合适的外部校正标准物质,所以定年准确度有待提高。本文研究了两种微区原位U-Pb同位素测年的方法,对砂岩型铀矿定年进行了尝试,试图解决铀矿测年中的无基体匹配问题并提高砂岩型铀矿定年水平。一是建立了一种激光剥蚀多接收电感耦合等离子体质谱仪联合电子探针进行微区原位U-Pb同位素测年的技术(LA-MC-ICP-MS&EMPA)。通过优化实验方法,对秦岭陈家庄花岗岩型铀矿进行了测试,获得与同位素稀释热电离质谱法(ID-TIMS)一致的年龄结果,证明了微区原位U-Pb同位素测年无基体匹配标准物质分析的可行性;并利用此法获得鄂尔多斯盆地红庆河和塔然高勒砂岩型铀矿的微区原位U-Pb同位素年龄信息。二是尝试了利用飞秒激光剥蚀多接收电感耦合等离子体质谱法(fsLA-MC-ICP-MS)对红庆河和宁夏宁东砂岩型铀矿样品进行微区原位U-Pb同位素定年,并获得了微区原位U-Pb同位素年龄,表明飞秒激光剥蚀技术在砂岩型铀矿定年中有很好的应用前景。本文提出,比较单一且年龄偏老的单矿物样品可以选择LA-MC-ICP-MS&EMPA联合法进行分析,需要高空间分辨率的样品建议使用fsLA-MC-ICP-MS法。

沥青铀矿(GBW04420)的微区原位U-Pb定年分析

GBW04420是沥青铀矿铀铅同位素年龄国家标准物质,是TIMS法分析铀矿物铀铅含量和年龄的标准,最近在国内被大量应用于微区原位U-Pb定年分析。本文分别利用电子探针化学定年法(EPMA CHIME)、电子探针与质谱仪联用法(EMPA&SIMS/LA-MC-ICPMS)、二次离子质谱法(SIMS)、激光剥蚀电感耦合等离子体质谱法(ns/fsLA-MC/HR/Q-ICP-MS)、同位素稀释热电离质谱法(ID-TIMS),对GBW04420进行了U-Pb定年分析;发现GBW04420的沥青铀矿颗粒之间年龄是不均一的。甚至,在加拿大曼尼托巴大学SIMS实验室两次分析得到的结果不同。由此,作者认为对于沥青铀矿标准物质GBW04420作为基体匹配标准物质来进行分馏校正,需谨慎对待。

云南马厂箐铜钼矿床石榴子石LA-ICP-MS原位U-Pb定年及成分研究

云南马厂箐斑岩-矽卡岩型铜钼矿床位于金沙江-哀牢山成矿带东部,是与喜马拉雅期富碱斑岩侵入有关的大型多金属矿床。本文以其矽卡岩型矿化中的石榴子石为研究对象,利用电子探针和LA-ICP-MS原位U-Pb定年技术开展了成分和年代学测试分析。根据石榴子石的手标本及镜下特征,将其划分为早(Grt I)、中(Grt II)、晚(Grt III)三个世代,其中SiO_(2)、CaO、Al_(2)O_(3)、FeO含量分别为34.15%~36.97%、32.55%~34.40%、0.03%~10.47%、和15.6%~28.3%,属于钙铝榴石-钙铁榴石固溶体系列(Gro_(1-47)And_(51-99)),Grt I较Grt II和Grt III更富含钙铝榴石。三者均富含高场强元素(Th、U、Nb、Ti等)、亏损大离子亲石元素(Rb、Sr、Sc、Y、Sn等)。稀土配分总体呈现轻稀土相对富集、重稀土相对亏损的右倾型。GrtⅠ从核到边Eu均为负异常,GrtⅡ和GrtⅢ核部显示微弱的Eu负异常而边部显示强烈的Eu正异常。石榴子石化学成分及岩相学特征表明早-中期流体处于一个弱氧化、近中性、相对封闭的体系,以扩散交代为主;晚期流体则处于高氧逸度、酸性、相对开放的体系,以渗透交代为主。LA-ICP-MS原位U-Pb同位素测试获得49个石榴子石的U、Th、Pb含量分别为1.95×10^(-6)~56.85×10^(-6)、0.01×10^(-6)~4.74×10^(-6)和0.10×10^(-6)~9.45×10^(-6),T-W图解获得^(206)Pb/^(238)U下交点年龄为34.77±0.38Ma,限定了矽卡岩矿化的时间。综合研究区已有岩浆活动(38~34Ma)、斑岩型矿化(36~34Ma)时限,认为马厂箐斑岩型矿化和矽卡岩型矿化属于同一个岩浆-热液成矿系统的产物。

应用激光拉曼光谱研究锆石LA-ICP-MSU-Pb定年中的α通量基体效应

α通量基体效应是由标准锆石与样品锆石之间的晶体损伤(以α通量表示)不同引起的激光剥蚀速率和坑下分馏行为的差异,已被证实是导致锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果存在系统偏倚的重要原因。α通量越高,剥蚀速率越快,坑下分馏越明显,然而α通量基体效应的校正尚未引起足够的重视。本文采用激光拉曼光谱和LA-ICP-MS对八达岭花岗杂岩样品进行研究,结果表明:实际α通量(D_α~P)≤0.75×1018g-1的锆石样品,蜕晶化程度较弱,其定年结果存在的α通量基体效应可以忽略;D_α~P>0.75×1018g^(-1)的锆石样品,蜕晶化程度较高,其定年结果受α通量基体效应的影响明显,依据年龄差-D_α~P经验方程如y=347.8×exp(0.260×10^(-15)x)进行校正可获得准确的年龄结果。本研究认为:采用激光拉曼光谱和半高宽(FWHM)-D_α~P校准曲线获得目标锆石D_α~P,利用年龄差-D_α~P经验方程估计LA-ICP-MS系统偏倚,是校正α通量基体效应的可行途径。

基于激光原位U—Pb定年和元素面扫描的白云岩储层关键成岩期次定量研究——以塔东古城地区鹰山组为例

塔里木盆地古城地区奥陶系鹰山组三段(鹰三段)白云岩储层在形成过程中经历了多期成岩流体的叠加改造,使得储层表现出较强的非均质性,不同产状白云岩的白云石化路径及储层孔隙演化过程存在较大争议。为了明确鹰三段白云岩储层孔隙演化过程中各个期次成岩作用发生的相对次序及其与储层孔隙的耦合关系,精准锁定关键成岩作用的期次是揭示储层孔隙演化过程的关键。基于激光原位U—Pb同位素定年技术、激光原位元素面扫描及成像技术等,对4个样品的围岩基质(粉晶白云石、细—中晶白云石)、孔洞壁中—粗晶白云石和孔洞内充填物(方解石、云化渗流粉砂)等结构组分开展系统的激光原位U—Pb定年分析。结果表明,塔里木盆地古城地区鹰三段高能滩相原始沉积年龄约为475.35Ma,奠定了储层发育的物质基础。在储层孔隙演化过程中,先后经历了两期白云石化作用和一期钙质流体充填作用。其中第一期白云石化流体作用时间约为470.1Ma,造成了围岩细—中晶白云岩及局部渗流粉砂的白云石化。第二期白云石化流体作用时间约为452.1Ma,造成了围岩白云石晶体的进一步加大变粗,并形成了第二期孔洞壁中—粗晶白云石。钙质流体的充填不晚于448Ma,造成了局部储集空间的破坏。现存白云岩储层孔隙主体来自对先存孔隙的继承,断裂—热液改造是重要调整,而并非传统意义上构造—热液溶蚀造孔的概念。以上认识可以为塔里木盆地深层白云岩储层孔隙成因的研究及有效储层预测提供一定的依据。