大兴安岭南段道伦达坝铜钨多金属矿床年代学研究:来自石英包裹体40Ar-39Ar年龄的证据

道伦达坝铜钨多金属矿床位于大兴安岭南段西坡中部,矿体形态规模受断裂构造控制,矿床成因类型为中高温热液脉型.本文应用双真空分步加热炉对钨锡矿化伴生的石英中流体包裹体开展40Ar-39Ar定年研究,得到黑钨矿-锡石-石英脉中石英样品(DL)流体包裹体40Ar-39Ar反等时线年龄为(140.6±2.2) Ma,与前人获得的LA-ICP-MS锡石U-Pb年龄(134.7~136.8 Ma)趋于一致,指示石英包裹体40Ar-39Ar年龄具有较好的地质意义,表明应用分步加热技术对含有富钾流体包裹体的石英矿物开展40Ar-39Ar定年研究可以获得有效的年龄结果.

延边海沟金矿床石英流体包裹体激光探针^(40)Ar/^(39)Ar测年与成矿背景

海沟金矿为一大型贫硫化物石英脉型金矿床,长期以来其形成时代一直存在争议,致使矿床成因研究受到较大影响,成矿预测等方面研究进展缓慢。采用石英流体包裹体的40Ar/39Ar激光探针定年法对该金矿床进行了精细的年代学测定,获得主成矿阶段石英流体包裹体的40Ar/39Ar正、反等时线年龄分别为(170±20)Ma和(172±16)Ma,MS WD分别为0.31和0.35,40Ar/36Ar比值分别为298±4和299±4;进一步剔除接近大气的成分点和过剩氩高的成分点,计算获得等时线年龄为(170±38)Ma(40Ar/36ArInt.=299±10)和(165±52)Ma(40Ar/36ArInt.=303±23)。结合已有同位素年代学研究成果,进一步明确了海沟金矿床主成矿期发生在早侏罗世晚期,成矿作用与中生代库拉板块向亚洲板块俯冲、特别是由此引发的华北板块东缘与兴蒙造山带东段的强烈拼贴并诱发的岩石圈加厚、减薄作用密切相关。

石英^(40)Ar-^(39)Ar阶段加热法定年的实验技术改进及意义

40 Ar 3 9Ar阶段加热法测定石英年龄始于 1986年。近年来通过样品清洗、提高真空度、提高质谱计灵敏度、减小样品用量、增加熔样阶段等实验技术改进 ,数据质量比过去有所提高。但关键问题是选择有代表性的石英样品 ,并预先对样品做镜下鉴定和电子探针分析 ,挑选钾含量较高的石英用于定年 ,以便减少失败 ,提高年龄数据测试的成功率。当钾含量高于 0 0 5 %时 ,一般都可在中温 (70 0～ 10 0 0℃左右 )阶段获得 3个以上视年龄构成的坪年龄和等时年龄 ,比过去马鞍型年龄谱中由一个最小视年龄作为成矿年龄要准确。

延边天宝山多金属矿床的矿物流体包裹体激光探针^(40)Ar/^(39)Ar测年及其地质意义

延边天宝山为一座大型中高温热液多金属(铅,锌,铜,钼等)矿床,由新兴铅锌、立山铅锌铜和东风铅锌铜钼3个中型矿床所组成,研究采用单矿物流体包裹体的40Ar/39Ar激光探针定年法对其含矿石英脉进行了精细的年代学测定以确定该矿床形成时代和成矿流体来源;实验室获得的40Ar/39Ar正反等时线年龄分别为(175±10)Ma和(175±18)Ma;经验证实剔除部分接近大气的成分点和过剩氩的成分点,重新计算的正、反等时线年龄分别为(179±11)Ma和(179.1±9.8)Ma,MSWD分别为0.95和0.99,40Ar/36Ar比值分别为297.8±2.7,297.6±2.5;结合区域地质特征,认为天宝山多金属矿床的成矿应发生在早侏罗世晚期,成矿流体是以岩浆热液为主、少量大气水和地壳流体参与的混合流体。

利用自生伊利石激光加热^(40)Ar-^(39)Ar定年技术探讨惠州凹陷新近系油气充注时间

油气成藏年代学是新兴的学科发展方向。烃类充注之后,砂岩储层中自生伊利石停止生长,故可利用自生伊利石的年龄来推断储集层中油气藏形成的最老年龄。砂岩样品中存在的有机质在质谱仪离子源中产生的覆盖40Ar峰的有机碎片离子m/e36-m/e40将导致错误的同位素分析和年龄谱结果。经预处理后的伊利石样品加热后在质谱仪离子源中确实产生了有机碎片离子m/e36-m/e44,为获得可靠的分析结果,必须完全清除有机杂质气体。在攻克了有机杂质气体纯化技术之后,笔者开展了珠江口盆地惠州凹陷内3个富油气二级构造带油气藏砂岩自生伊利石40Ar-39Ar法定年研究,采取样品清洗、循环冷冻—加热法破碎样品、经苯-甲醇混合试剂洗油、采用离心机分离粘土矿物。自生伊利石激光阶段加热40Ar-39Ar定年最初低温阶段综合年龄结果表明,惠州凹陷珠海组和珠江组自生伊利石加权平均年龄分别为(12.1±1.1)Ma和(9.9±1.2)Ma,惠州凹陷新近系油气成藏关键时间为10Ma左右。结合该区断裂发育史、油气成藏组合和流体包裹体均一化温度等资料进一步分析认为,中中新世末—晚中新世末的晚期断层活化加强了新近系油气的成藏。

吉林延边地区浅成热液金(铜)矿床的^(40)Ar/^(39)Ar激光探针测年与成矿时代讨论

延边地区是中国东北部陆缘浅成热液金铜矿床发育的地区之一,广泛发育着浅成热液金矿床、中温热液金(铜)矿床和中深成中高温热液富金铜矿床(类斑岩型);富金铜矿床的成矿时代发生在105～102 Ma,为了进一步确定浅成热液金矿床与中深成中高温热液富金铜矿床的成矿动力学背景,采用流体包裹体的^(40)Ar/^(39)Ar激光探针定年法,对该区典型浅成热液金矿床进行了精细的年代学测定,获得刺猬沟金矿床、五星山金矿床和杜荒岭金矿床的脉石矿物石英流体包裹体的^(40)Ar/^(39)Ar等时线年龄分别为(141±7)Ma、(123±7)Ma和(107±6)Ma,其中刺猬沟金矿床((141±7)Ma)和五星山金矿床((123±7)Ma)的脉石矿物石英流体包裹体含有过剩放射性成因^(40)Ar,而杜荒岭金矿床((107±6)Ma)的脉石矿物石英流体包裹体几乎不含或含极少量过剩放射性成因^(40)Ar。结合最新获得的相关地质体的精细年代学成果,认定该区浅成热液金矿床成矿作用均发生在早白垩世晚期,或发生在早白垩世晚期火山喷发、浅成岩浆就位之后,其形成环境与富金铜矿床一致,为古太平洋板块向亚洲大陆正北向俯冲转入Izanagi-Farallon板块西向俯冲的构造转换期。

流体包裹体^(40)Ar/^(39)Ar定年技术与应用

同位素地质年代学的各种定年方法都有其特定的测定对象(矿物或全岩)和适用范围,致使许多金属矿床难以进行年龄测定.为解决此难题,建立了流体包裹体^(40)Ar/^(39)Ar定年方法,经过30年的探索发展和不断改进完善,已广泛应用于热液矿床、变质岩和石英脉的形成年龄测定,甚至成功应用于松辽盆地深层天然气成藏年龄研究.在详细介绍流体包裹体提取技术和气体纯化技术的基础上,着重总结我们团队运用流体包裹体^(40)Ar/^(39)Ar定年技术在热液矿床和天然气藏形成年龄研究方面取得的重要成果,以及气体混合线的概念及其年龄意义.

铜绿山Fe-Cu(Au)矽卡岩矿床花岗伟晶岩及其文象结构的成因:来自钾长石^(40)Ar/^(39)Ar年龄、微量元素和石英中流体包裹体的证据

铜绿山Fe-Cu(Au)矿床是长江中下游铁铜成矿带最重要的矽卡岩型矿床之一,矿床的形成与铜绿山石英闪长岩岩株有关.矿区东南部发育有花岗伟晶岩,其形成时间介于石英闪长岩和矽卡岩之间.花岗伟晶岩主要由钾长石、斜长石和石英组成;由石英和钾长石组成的文象结构非常发育.激光阶段加热40Ar/39Ar定年表明,花岗伟晶岩的侵位时间为136.5±0.7Ma(2σ),与石英闪长岩的侵位时代和铜绿山矿床的成矿时代完全一致.铜绿山石英闪长岩与花岗伟晶岩的钾长石具有非常相似的主量元素,平均组成分别为Or81Ab18和Or78Ab21.根据岩相学观察和地球化学分析认为,花岗伟晶岩中的文象结构是在快速冷却体系条件下、钾长石晶体生长边界层的SiO2和Al2O3浓度因生长不平衡发生周期性变化而导致石英和钾长石交替生长形成的.铜绿山石英闪长岩和花岗伟晶岩中钾长石的大离子亲石元素(LILE)含量均较高,但与前者相比,花岗伟晶岩中钾长石的Rb、Pb含量明显增加,Ba、Sr含量显著降低,Li、Cs含量略微降低.大离子亲石元素图解(Rb-Ba、La-Ba、K/Ba-Ba、Rb/Sr-Ba)指示花岗伟晶岩是铜绿山石英闪长岩岩浆晚期高度结晶分异演化的结果.但花岗伟晶岩钾长石中Pb、Li、Ga等元素的变化却与岩浆结晶分异演化趋势相悖,表明流体作用在花岗伟晶岩的形成过程中扮演了重要角色.花岗伟晶岩中的石英发育大量熔融包裹体和高盐度流体包裹体,后者的均一温度为260～435℃,进一步证实花岗伟晶岩是从流体-熔体共存体系中结晶的.

柴北缘锡铁山印支期热液活动:来自榴闪岩石榴子石和石英脉真空击碎^(40)Ar/^(39)Ar年代学证据

为了示踪锡铁山超高压变质岩折返到浅部地壳后遭受后期热液流体叠加的年代及流体来源,首次采用真空击碎提取流体包裹体和粉末阶段加热^(40)Ar/^(39)Ar测年技术,对区内强退变质榴辉岩中的石榴子石与围岩片麻岩中接触部位的石英脉进行直接定年.石榴子石和石英都形成了单调递减的阶梯状表观年龄图谱.石榴子石真空击碎19至25阶段(末阶段)数据点构成平坦的年龄坪,对应的数据点在^(36)Ar/^(40)Ar-^(39)Ar/^(40)Ar图解上形成相关性很好的反等时线,等时年龄(222.6±16.7 Ma)与坪年龄(226.3±3.9 Ma)在误差范围内一致.真空击碎后的粉末进一步进行了分步加热分析(450~950°C共6阶段),获得了相对平坦的表观年龄图谱,对应坪年龄(212.0±9.0 Ma)和反等时线年龄(212.1±8.1 Ma)非常一致.石英脉09NQ39B则由19~29阶段数据点构成年龄坪,对应的坪年龄为222.8±1.2 Ma.榴辉岩中的石榴子石和石英脉同时记录了锡铁山地区印支晚期一期重要热液流体和热液蚀变事件,推测流体来源为沿区域性韧性剪切和透入性片理带入的浅部流体.强烈的晚期流体活动可能是导致该地区榴辉岩发生强烈退化变质作用,以及超高压变质指示矿物(如柯石英、金刚石等)难以保存的原因之一.

松辽盆地深层CO_2气藏^(40)Ar-^(39)Ar成藏年龄探讨

因缺乏合适的同位素年龄测定矿物,油气成藏年龄从未被准确测定.松辽盆地深层CO2气藏储层营城组火山岩之石英发育CH4-CO2-盐水次生包裹体,这种次生包裹体乃是气藏充注时捕获在石英裂隙中的流体形成的,为开展40Ar-39Ar成藏年龄研究提供了极佳的测定对象.火山岩储层石英次生包裹体40Ar-39Ar定年获得了高度线性相关的等时线,等时线年龄为(78.4±1.3)Ma,表明松辽盆地深层CO2气藏充注发生于白垩纪晚期.首次报道了高精度的天然CO2气藏成藏年龄数据,建立了油气成藏年龄测定新技术,证实了邱华宁在2006～2007年项目设计中提出的"以流体包裹体40Ar-39Ar定年技术解决油气成藏年龄"的研究思路和技术路线的正确性.

皖南东至兆吉口铅锌矿床成矿时代的厘定及其找矿指示意义

皖南东至兆吉口铅锌矿床是近年来在江南过渡带西段新发现的一个规模达中型的中-低温热液型矿床。目前揭露的铅锌矿体均赋存于东至断裂带及其西侧次级张(扭)性断裂及裂隙中。文章选取了该矿床主要矿石矿物闪锌矿以及与主成矿阶段金属硫化物紧密共生的石英,分别采用流体包裹体Rb-Sr法和40Ar-39Ar法进行同位素地质年龄测定。4件闪锌矿样品获得流体包裹体Rb-Sr等时线年龄为(128±1)Ma;2件石英样品获得流体包裹体40Ar-39Ar坪年龄分别为(128.74±3.02)Ma和(128.19±1.98)Ma,等时线年龄分别为(128.81±5.25)Ma和(128.30±3.47)Ma,反等时线年龄分别为(128.82±5.24)Ma和(128.31±3.47)Ma。同位素地质年龄测试结果基本一致,表明兆吉口铅锌矿床形成于128 Ma左右,成矿时代为早白垩世。该成矿年龄与赋矿闪长玢岩的形成时间((129.0±2.3)Ma^(128.4±2.7)Ma)一致,也与东至断裂燕山晚期的活动年龄((126.3±2.2)Ma)相近,表明该矿床成矿与燕山晚期的构造-岩浆活动密切相关,此时区域构造背景为强烈挤压后的伸展环境。这一矿化事件在成矿时代上明显晚于长江中下游成矿带中的断隆区(如铜陵、安庆-贵池等矿集区)的铜金多金属矿床和皖南成矿带中的钨钼多金属矿床(>136 Ma),而与长江中下游成矿带断坳区的玢岩铁矿床的成矿时间(135~127 Ma)相近,指示长江中下游成矿带与皖南成矿带之间的江南过渡带中发育有燕山晚期较晚阶段(128 Ma左右)的铅锌矿化事件,为今后在该区开展铅锌多金属矿床找矿勘探提供了重要依据。

盆地断层活动定年技术进展及发展趋势

断层的活动期次对盆地的形成与演化及油气运移成藏起着重要的控制作用,精确厘定断层活动期次及其年龄是盆地构造及油气成藏研究中的一项必不可少的工作,也一直是研究中的一个难点.针对这一问题,论文基于断层带内部结构的分析及前人研究成果,简要评述了常用的自生伊利石K-Ar/Ar-Ar定年法和石英电子自旋共振ESR(electron spin resonance)定年技术,重点综述了方解石激光原位U-Pb定年、石英流体包裹体^(40)Ar/^(39)Ar定年和低温热年代学技术应用于断层活动时间研究的基本原理、实验方法和典型实例,并探讨了存在的问题,分析了发展的趋势,指明了下一步研究的方向.认为这些技术对断层活动期次和油气勘探研究具有重要指导意义,未来将在盆地断裂研究中发挥重要作用,有着广阔的应用前景.