浅析同位素测年方法及其应用

成矿年代的确认是现代矿床研究的热点,本文仅简单的介绍了几种同位素测年的方法,包括:U-Pb法、Rb-Sr法、Sm-Nd、K-Ar法和Re-Os法,并对某些方法进行了具体实例研究,找出其中的优缺点。在综合几种方法的优缺点之后又进一步对现阶段地质年代定年的方法进行了综评。

湘东北七宝山铜多金属矿床成矿时代及成矿物质来源——石英脉Rb-Sr定年和S-Pb同位素组成

湘东北七宝山铜多金属矿床位于钦杭成矿带西段,是湘东北规模最大的铜多金属矿床。对七宝山矿床含矿石英脉中的石英矿物进行Rb-Sr同位素年龄测定,获得的Rb-Sr等时线年龄为153.4±2.0Ma(MSWD=1.8),^(87)Sr^(86)Sr初始值为0.71849±0.00026,与区内石英斑岩形成年龄(153~155Ma)相同,说明七宝山铜多金属矿床成因与石英斑岩体密不可分,成岩成矿年龄均在燕山期。为分析七宝山矿床成矿物质来源,对矿区内的黄铁矿进行了S、Pb同位素分析,矿石δ^(34)S为3.24‰~4.84‰,平均值为4.198‰;岩体δ^(34)S为2.22‰~3.86‰,平均值为2.805‰。δ^(34)S值总体变化较小,岩体δ^(34)S值较矿石小,更趋近于0值,说明岩体中硫极可能源于地幔;而矿床中硫来源于主体地幔硫和少量地壳硫混熔的混合硫源。Pb同位素变化范围也较小,矿石206Pb/^(204)Pb值变化范围为18.315~18.396,平均值为18.359;^(207)Pb/^(204)Pb值变化范围为15.629~15.737,平均值为15.675;^(208)Pb/^(204)Pb值变化范围为38.376~38.856,平均值为38.609。矿化岩体数值与之相似,结果显示,七宝山铜多金属矿床的Pb同位素组成具有下地壳富钍(铅)贫铀(铅)的特点。据此提出,矿床的成矿物质主要来自与含矿斑岩体有联系的深部岩浆分异演化而析出的含矿气-液流体。含矿斑岩体定位-结晶时,通过对周围受热地下水的对流循环作用,可以从围岩中萃取少量成矿物质加入成矿作用。

延边天宝山矿集区晚古生代岩浆-热液成矿的年代学证据——以新兴铅锌(银)矿床为例

延边天宝山矿集区已发现矽卡岩型铅锌铜矿床(立山和选厂后山)、隐爆角砾岩型铅锌(银)矿床(新兴)、沉积变质-热液改造型铜铅锌矿床(东风南山)和斑岩型钼矿床(东风北山)等四种成因类型、十余个矿床(点)。为确定矿集区内多金属成矿作用的期次,在已有工作基础上,本文首次采用LA-ICP-MS锆石U-Pb法和金属硫化物Rb-Sr法,对新兴铅锌(银)矿床开展了同位素年代学研究。结果表明,与角砾岩型铅锌(银)矿化密切相关的新兴花岗闪长岩的16个锆石测点的206Pb/238U年龄加权平均值为261. 1±3. 5Ma(MSWD=0. 46),角砾岩型矿石6件金属硫化物的Rb-Sr等时线年龄为259±3Ma(MSWD=1. 05),锶同位素初始值ISr=0. 71359,表明新兴矿床的成岩成矿时代为中二叠世晚期。结合矿集区内其它矿床的同位素测年资料分析认为,天宝山矿集区至少发生过晚古生代和早中生代两期岩浆-热液成矿事件,在中-晚二叠世形成了立山、选厂后山和新兴等多金属矿床,在早侏罗世则形成了东风北山斑岩型钼矿床。新兴矿床6件金属硫化物的Rb、Sr含量分别介于0. 1238×10-6～0. 7536×10-6和0. 3786×10-6～3. 247×10-6之间,初始Sr同位素比值(87Sr/86Sr)i介于0. 71350～0. 71371之间,均值为0. 71361,表明成矿物质以壳源为主,并有少量幔源物质的加入。综合研究表明,在中-晚二叠世(255～265Ma),受古亚洲洋俯冲作用的影响,天宝山矿集区发生了深源岩浆侵入,引发地壳物质同熔,形成富含Cu、Pb、Zn、Ag等金属元素的花岗闪长质岩浆,沿着构造裂隙上升至地壳浅部,侵位形成了矿集区内的立山、新兴、东风北山等多个晚古生代成矿(含矿)中酸性岩体。在花岗闪长岩与大理岩接触带附近,通过含矿热液交代作用,形成了立山、选厂后山等矽卡岩型铅锌铜矿床;随着岩浆期后热液在岩浆房顶部的不断聚集,挥发分的增加,当内压大于上部围岩压力时,发生隐爆作用,形成隐爆角砾岩,压力骤减引起流体不混溶,导致铅、锌、银等金属组分沉淀富集,形成新兴隐爆角砾岩型铅锌(银)矿床。