K-Ar法与Ar-Ar法在油气成藏期定年的适用性

迄今，K-Ar年代学已从最初的常规K-Ar定年，发展到分步加热释氩Ar-Ar、激光显微探针At-At等多种定年方法。目前应用于油气成藏年代学的方法主要是白生伊利石K-Ar法定年和Ar-Ar法定年，前者在我国已经开展了将近十年，而后者在油气成藏年代学中的应用目前还处于摸索之中，它们都面临着很多的问题。

山东胶莱盆地北缘金矿Ar-Ar法和 Rb-Sr等时线年龄与成矿时代

位于山东东部中生代胶莱盆地北缘的蓬家夼、大庄子和发云夼等金矿是一类受中生代拉分盆地边缘低角度断层控制的构造碎裂-角砾岩型金矿.金矿体主要由角砾状和细脉浸染状矿石组成.通过对金矿石和煌斑岩脉的形成时代进行40Ar/39Ar法和Rb-Sr等时线定年,结果表明蓬家夼金矿40Ar/39Ar年龄为117.33～118.42 Ma.大庄子金矿40Ar/39Ar年龄为117.39 Ma,发云夼金矿黄铁矿Rb-Sr等时线年龄为128.49 ±7.2Ma.上述年代学资料证明受胶莱盆地北缘低角度断层控制的金矿形成时代在117～128Ma,这与胶东北部金矿的形成时代（115～126Ma）相同,从而说明胶东地区金矿为同期成矿,大规模成矿作用发生于晚燕山期（120±10 Ma）的构造体系转折期.

新一代Ar-Ar实验室建设与发展趋势:以中国科学院广州地球化学研究所Ar-Ar实验室为例

简单介绍了国外Ar-Ar实验室发展和我国Ar-Ar实验室建设概况,以中国科学院广州地球化学研究所新旧两个Ar-Ar实验室作对比,分析了该所新一代Ar-Ar实验室改进之处,指出气体提取系统-纯化系统小型化和实验流程自动化是Ar-Ar实验室的必然发展趋势,并以滇西龙陵花岗岩黑云母Ar-Ar定年结果为例,展示新一代Ar-Ar实验室获得的高质量的实验数据。向广大地质科研工作者介绍新一代Ar-Ar实验室的建设概况,以期推动我国Ar-Ar实验室的实验流程自动化建设,向国际先进水平实验室迈进。

RGA10质谱计的改进及在K-Ar、Ar-Ar同位素定年中的应用

对 RGA1 0质谱计离子源、分析室、样品提纯系统及数据处理系统等方面进行了改进 ,并增加了 3 8Ar大小球分取装置 ,使该仪器灵敏度、真空度及仪器的综合指标比过去有了较大改善 ,仪器的稳定性及测试样品的速度有了很大提高。仪器改造后三年来的实验证明 :Ar同位素的分析效率提高了 2至 3倍。

南大别山碧溪岭榴辉岩加里东期Ar-Ar年代学信息

笔者曾尝试把热液矿床流体包裹体Ar-Ar定年技术应用于碧溪岭超高压变质榴辉岩石榴子石流体包裹体定年研究,并获得了石榴子石流体包裹体Ar-Ar等时线年龄～450Ma。为了探索这个年龄信息的地质意义,继续开展了更广泛的研究工作,结果表明,加里东期年龄信息也记录于碧溪岭其他榴辉岩露头的石榴子石流体包裹体中,它们的Ar-Ar年龄谱和等时线非常相似;而碧溪岭榴辉岩体中的花岗片麻岩之角闪石和黑云母的Ar-Ar年龄谱平坦,其等时线年龄分别为(275±18)Ma和(273±4)Ma,明显早于当前主流学术观点的超高压峰期变质年龄240～220Ma。这些Ar-Ar年龄将有助于进一步认识大别-苏鲁地区超高压变质作用历史。

南大别角闪岩相退变质与热液活动:朱家冲榴辉岩与闪石脉Ar-Ar年代学研究

南大别山朱家冲榴辉岩中产有一条岩脉。电子探针分析结果表明,朱家冲榴辉岩中较大颗粒的白云母和岩脉中的白云母均为钠云母;而榴辉岩中细小颗粒的白云母则为多硅白云母;岩脉中的蓝绿色柱状矿物为闪石(amphibole)。采用激光阶段加热技术和真空阶段击碎技术,对朱家冲冷榴辉岩体和岩脉进行了Ar-Ar定年研究。选自榴辉岩和闪石脉的两个钠云母激光加热Ar-Ar年龄均约为200Ma,选自闪石脉的闪石真空击碎流体包裹体Ar-Ar年龄也约为200Ma,代表了热液活动钠云母化发生的时间;而提取流体包裹体后的闪石矿物粉末阶段加热Ar-Ar等时线年龄约为243Ma,则可能代表了朱家冲榴辉岩角闪岩相退变质作用发生的最小年龄。

^(36)Ar/^(39)Ar-^(40)Ar/^(39)Ar等时线方法的应用——以新疆查汗萨拉锑、银矿带为例

等时线方法在K Ar年代学中得到广泛应用 ,本文利用一种新的3 6Ar 3 9Ar 4 0 Ar 3 9Ar等时线方法 ,计算查南疆汗萨拉锑、银矿带中石英脉的40 Ar 3 9Ar实验数据 ,并与其他等时线方法进行对比 ,得到非常一致的结果。

同位素测年法研究现况

成矿年代的确认是现代矿床研究的热点,同位素测年法是通过具有天然放射性同位素的衰变规律精确测定矿物或岩石中放射性母体同位素和不断生成的稳定子体同位素之比来计算该矿物或岩石的地质年龄。在成矿年代研究中,同位素体系测年法越来越重要。从实验技术、理论研究等方面对常用的几种精度较高的同位素测年方法予以简要总结和介绍,主要包括U-Pb法、Ar-Ar法、Rb-Sr法、Sm-Nd法、Re-Os法等同位素测年方法,找出其中的优缺点。

我国重要矿产地成岩成矿年代学研究新数据

本文报道了2005年6月至2009年7月间,主要由全国重要矿产和区域成矿规律研究项目组负责完成的145处矿产地同位素年代学测试数据400个。这批数据3/4以上尚未公开发表,在此集中发表,以便于大家使用。这批数据主要是采用目前最新的锆石U-Pb、辉钼矿Re-Os、云母Ar-Ar等方法测定的,所选择的矿产地一部分是新发现的重要矿床(如安徽东源大型钨矿),一部分是无可靠年龄数据的老矿床(如贵州紫木凼大型金矿),还有一部分是对成矿时代存在长期争议的(如云南麻栗坡钨矿),所获得的结果对于典型矿床成因和区域成矿规律的研究提供了新依据,如西藏谢通门雄村铜金矿一批变化于177Ma与170Ma之间成岩、成矿年龄数据的获得,打破了以往冈底斯铜金矿主要形成于新生代的传统认识,对于揭示冈底斯成矿带成矿演化历史和指导找矿意义重大。

同位素地质年龄测定技术及应用

同位素地质年代学是地球科学、物理学、化学和技术科学相互交叉发展起来的一门新兴学科,是地球系统科学中一个年轻而充满活力的分支学科。它根据放射性同位素衰变规律确定地质体形成和地质事件发生的时代,以研究地球和行星物质的形成历史和演化规律。本文对几种常用的精度比较高的同位素测年方法从理论、实验技术、应用范围、使用的注意事项等方面予以简要总结和介绍,期望为地质同行们提供有益的参考。所涉及的同位素测年方法主要有U-Pb法、Ar-Ar法、Rb-Sr法、Sm-Nd法、Re-Os法、(U-Th)/He法等。①U-Pb法:是最早用来测定地质年龄的放射性方法之一,也是国内目前最重要的同位素测年方法。近10年来,近乎完美的锆石微区U-Pb年龄测定技术的引进对我国的地质科学研究起到了巨大的推动作用,并且其应用领域仍在进一步扩展中。②Ar-Ar法:已经成为同位素地质年代学研究最主要的方法之一。该方法具有以下特点:a.测量的时间域较宽,最老可到3800 Ma(月岩年龄),最年轻可测到千年级(意大利维苏威火山喷发年龄);b.测量对象广泛,原则上,所有的含钾矿物、岩石都可以用作Ar-Ar法同位素测年,甚至含有微量钾盐包裹体的非钾矿物如石英、闪锌矿等也有成功测定出Ar-Ar年龄的报道;c.独特的分步加热技术和内部组分的Ar同位素相关图处理技术不仅可以获得高精度的年龄,还可以揭示被测定对象所经历的多期地质演化信息;d.和激光技术配套可以直接在岩石光片上寻找待测矿物进行微区(几十微米—几百微米)Ar-Ar测年,从而能够获得变质岩P-T-t轨迹研究中最精确的时间信息;e.应用领域广泛,几乎所有的地质学分支学科中都有应用;f.是矿床年代学研究的最主要的技术手段;g.是同位素热年代学研究的支柱技术。Ar-Ar法测年也有其局限性:首先是分析技术复杂导致其成本高、分析周期长。其次中子参数测定的准确性直接影响样品年龄测定的准确性。核反冲效应会导致极细粒的粘土矿物Ar-Ar年龄结果偏高。对于古元古代和太古宙古老变质岩样品,由于可能存在K和Ar的自然扩散作用或后期变质、变形等多因素的扰动作用,用Ar-Ar法很难测出早期的变质事件年龄。③Rb-Sr法:是一个应用很广泛的方法,利用等时线技术可以测定侵入岩、火山岩、变质岩和某些沉积岩的同位素地质年龄。在用Rb-Sr同位素系统测定中酸性侵入岩和火山岩的年龄时,如果岩石迅速冷却,无论用全岩等时线法或矿物等时线法得到的年龄都可能是岩石的形成年龄。对于变质岩,矿物Rb-Sr等时线年龄一般代表岩石遭受最后一次强变质热事件Sr同位素均一化时间。对于沉积岩,可以利用Rb-Sr法测定成岩自生矿物年龄。对于金属矿床,可以用包裹体的Rb-Sr等时线确定矿床的形成时间。通过断层和韧性剪切带形成的矿物的Rb-Sr年龄测定,可以限定构造形成时间。Rb-Sr法最大缺点是,由于Rb的流动性,极易形成开放系统,从而得到不正确的年龄。此外,还经常受到假等时线的困扰。④Sm-Nd法:由于Sm-Nd体系的保存性能良好,抗蚀变和变质作用的能力较强,因此Sm-Nd法年龄能代表原岩生成的时间和反映成岩物质源区的特性。对于基性岩、超基性岩,对太古宙古老岩石,Sm-Nd等时线法是较好的测年方法。Sm-Nd模式年龄代表地壳岩石从CHUR地幔源中分异出来的时间,利用碎屑沉积岩的模式年龄可以鉴别沉积物的源区,判断岩石形成构造背景,了解其物源区存留地壳的平均年龄,揭示地壳形成和演化历史等。其缺点是由于Sm、Nd地球化学性质的类似,地质作用过程中难以发生相互分离,Sm、Nd在岩石中的比值变化范围就很小,给Sm-Nd等时线法测年带来了困扰,有时不能给出正确可信的年龄。⑤Re-Os法:是目前能够直接测定金属矿床矿化年龄的唯一成熟方法。但在实验技术和应用方面还存在不少问题:a.近年来发现有些金属矿床辉钼矿的Re-Os年龄高于其赋矿围岩的年龄,原因不明;b.黄铁矿等多数硫化物矿物含Re量很低,并含有一定程度的普通Os,对样品化学制备过程中低本底的要求很高,一般实验室难以达到,普通Os也难以准确扣除;c.后期的热液活动有时可以使Os同位素发生重置,因此,金属硫化物Re-Os同位素体系封闭温度及其影响因素是一个亟待解决的问题。⑥(U-Th)/He法:(U-Th)/He同位素系统的优势是其封闭温度是已有同位素体系中最低的,能够记录地质体经历较低温度范围的时代与温度信息。该方法在矿床年代学研究中也具有可观应用前景。其不足之处是因为封闭温度很低,在用于地质体定年时要特别关注冷却速率和再加热作用的影响。

中亚构造域多期叠加斑岩铜矿化:以阿尔泰东南缘哈腊苏铜矿床地质、地球化学和成岩成矿时代研究为例

新疆青河县新近发现哈腊苏铜矿床,正在进行的勘探证实具有大型铜储量前景。它位于阿尔泰东南缘,靠近额尔齐斯构造变形带。这个区域经历了古生代中期的洋-陆俯冲、古生代晚期的陆-陆碰撞以及其后的陆内活化等地质过程。铜成矿与哪种地质地质过程有关受人关注,矿床成因也存在斑岩型、热液脉型和火山岩型等不同认识。哈腊苏铜矿区主要出露中泥盆统基性火山岩(含苦橄岩)及侵入其中的不同时期含铜蚀变斑岩体,包括花岗闪长斑岩、斑状花岗岩、石英二长斑岩和石英闪长斑岩等,斑岩SiO_2质量分数为57.24%～65.45%,其中花岗闪长斑岩δ^(18)O_(V-SMOW)=7.9‰～8.6‰,ε_(Nd)(t)=7.3～8.5(接近于MORB值),(^(87)Sr/^(86)Sr)_t=0.70383～0.70410(接近原始地幔值),暗示岩浆起源于地幔或下地壳。矿区含铜蚀变斑岩全岩矿化(Cu 0.2%),矿体(Cu 0.3%以上)呈透镜状和不规则分枝脉状,产状与斑岩体相仿,95%以上矿体产于斑岩体内。围岩蚀变从矿体到斑岩再到基性火山岩围岩,发育钾长石黑云母化、黑云母绿泥石化、青磐岩化的分带,后期脉状线型钾长石化叠加于早期面状弥散型钾硅酸盐蚀变之上。没有次生硫化物富集现象,原生铜矿石出现细脉浸染型和脉状叠加型两种自然类型,前者以"黄铁矿+黄铜矿+辉钼矿"为典型金属矿物组合,后者呈在前者背景上的"石英+黄铁矿+黄铜矿"脉状叠加矿化。相对于前者,后者Cu、Au品位明显偏高(分别达到Cu 2.21%、Au 0.83 g/t)、微量和稀土元素总量降低,微量元素蛛网图和REE配分曲线更为平缓,Eu正异常更加显著。基性火山喷发、幔源岩浆侵入和多期矿化叠加是哈腊苏铜成矿的关键,早期斑岩型铜成矿基础上的后期构造热液矿化叠加显著。细脉浸染型铜矿石中共生黄铁矿-黄铜矿的硫同位素温度计指示斑岩型铜成矿温度为420～560℃。铜矿石硫化物δ^(34)S_(V-CDT)主体范围为-1‰～-4‰,矿石硫源自幔源斑岩体(有地层硫酸盐还原硫少量混入);黄铁矿^(206)Pb/^(204)Pb=18.052～18.461,^(207)Pb/^(204)Pb=15.501～15.606,^(208)Pb/^(204)Pb=37.813～39.335,与矿床所在区域喀拉通克岩浆Cu-Ni硫化物接近,成矿金属主体来自幔源斑岩;脉状矿化叠加型铜矿石中含铜硫化物石英脉晶出母液(δ^(18)O_(V-SMOW)=6.4‰～10.2‰,δD_(V-SMOW)=-89‰～-80‰)具有岩浆水的O、H同位素组成特点。通过成岩、成矿和热液蚀变的年代学研究获得:(1)含铜蚀变的斑状花岗岩(381.6±2.5)Ma和花岗闪长斑岩(371.8±9.6)Ma的U-Pb谐和年龄、细脉浸染型铜矿石中辉钼矿(376.9±2.2)Ma的Re-Os等时线年龄,是洋-陆俯冲期斑岩成岩成矿的年龄记录;(2)含铜蚀变石英二长斑岩(265.6±3.7)Ma的U-Pb谐和年龄和脉状叠加型铜矿石中钾长石(269.2±3.2)Ma的Ar-Ar坪年龄,是陆-陆碰撞晚期斑岩铜矿化蚀变的年龄记录;(3)含铜蚀变石英闪长斑岩(215.8±4.6)Ma的U-Pb谐和年龄和脉状叠加型铜矿石中钾长石(198.2±2.3)～(206.4±2.7)Ma的Ar-Ar坪年龄,是陆内构造岩浆活化期的年龄记录。多期构造-岩浆-热液矿化叠加作用是哈腊苏铜成矿的显著特征。该研究为认识中亚构造域斑岩铜矿床的多期叠加成矿作用特征积累了新资料。

粤北连平地区钨锡多金属矿床成矿时代研究

粤北连平地区钨锡多金属矿床类型主要为石英脉型。采用云母Ar-Ar法和石英包裹体Rb-Sr法,分别获得锯板坑含钨锡石英脉中的云母Ar-Ar坪年龄为(139.2±1.5)Ma(等时线年龄为143.6±3.9Ma,MSWD=0.30);鸡啼石含钨石英脉中石英包裹体Rb-Sr等时线年龄为(155.4±5.1)Ma(MSWD=2.1)。结果表明该区存在燕山早期和燕山早晚过渡期两期钨锡多金属成矿作用,并且认为(1)鸡啼石钨矿为南岭地区中生代大规模成岩成矿作用高峰期(150～160Ma)的产物;(2)南岭地区140Ma左右也有大型钨锡多金属矿的形成。这一成果为研究区域成矿规律,指导区域找矿提供了重要同位素年代学依据。

粤北乐昌市和尚田钨锡多金属矿成矿时代及其地质意义

粤北乐昌市和尚田钨锡多金属矿是近年来新发现的一个具有＂五层楼＂成矿特征的大型（云英岩）-石英脉型矿床。因其主要矿体的围岩是碳酸盐岩而不是碎屑岩且矿区离出露的花岗岩体较远而受到关注。测年结果显示：一条含矿（云英岩）-石英脉中的白云母Ar-Ar坪年龄和等时线年龄分别为158.91±0.96 Ma（MSWD=0.68）和157.8±1.8Ma（MSWD=1.80）、石英矿物Rb-Sr等时线年龄为166±7Ma（MSWD=1.01）;另一条含矿（云英岩）-石英脉中的石英矿物Rb-Sr等时线年龄为158.8±2.6Ma（MSWD=0.74）。它们在误差范围内一致,为粤北乃至整个南岭地区成岩成矿高峰期150~160Ma的产物。通过石英包裹体氢及石英氧同位素组成的初步分析,本文认为成矿流体主要来自岩浆水,在矿床深部可能存在隐伏花岗岩体。上述成果为研究区域成矿规律,指导类似无岩体出露的碳酸盐岩分布区的找矿勘查工作具有重要的现实意义。

河南桐柏老湾金矿白云母氩-氩年龄及其地质意义

河南老湾金矿是秦岭—大别造山带中代表性金矿之一,其容矿围岩是元古宙变质岩,矿体受到NWW向老湾剪切带的控制,同时附近又有燕山期花岗岩。结合前人工作,本次研究表明,老湾金矿的形成经历了一个漫长过程,其韧性剪切带的演化(138Ma)早在花岗岩(108～102Ma)之前就开始了。韧性剪切带既是导岩构造也是导矿构造,含金石英脉的定位最晚(91Ma)。这一漫长过程与秦岭—大别造山带在燕山期的演化过程一致。

湘南桂汝地区青石岭和大岭背钨矿成矿时代及其找矿指示意义

湘南桂汝地区沿诸广山复式花岗岩体西部及九峰岩体北部分布着大量钨多金属矿床(点),主要矿床类型有石英脉型、矽卡岩型、云英岩-石英脉型和破碎带蚀变岩型。采用石英流体包裹体Rb-Sr法和云母Ar-Ar法,分别获得青石岭钨矿含钨石英脉中石英矿物Rb-Sr同位素等时线年龄为157±7 Ma(MSWD=0.75),大岭背钨矿含钨云英岩-石英脉中铁锂云母40Ar-39Ar坪年龄为150±1 Ma,相应的等时线年龄为150±2 Ma(MSWD=0.71),反等时线年龄为150±2 Ma(MSWD=8.5)。它们同属于南岭成矿带燕山早期大规模成岩成矿作用高峰期的产物。

大别山碧溪岭榴辉岩450Ma年龄信息:石榴子石流体包裹体^(40)Ar-^(39)Ar定年初步结果

高压-超高压变质岩常含有过剩40Ar,排除过剩40Ar的干扰是获得可靠40Ar-39Ar年龄的关键。本文试图从流体包裹体40Ar-39Ar定年的角度,探讨榴辉岩40Ar-39Ar定年技术与过剩40Ar问题。采用真空击碎法提取流体包裹体,对碧溪岭浅色榴辉岩石榴子石进行40Ar-39Ar定年,获得了下降型年龄谱:最初9个阶段年龄谱总体上呈逐渐下降,表观年龄从2226Ma下降到753Ma,这是次生包裹体(含过剩40Ar)与原生包裹体(不含过剩40Ar)混合的结果;第10阶段至第22阶段(末阶段),年龄谱呈平缓波动,表观年龄变化小,对应坪年龄为(449±18)Ma(2σ,39Ar占59.5%),这是微小的原生流体包裹体的贡献,此13个数据点在36Ar/40Ar-39Ar/40Ar图上构成线性关系很好的反等时线,对应的等时线年龄(448±34)Ma代表了石榴子石的结晶年龄,40Ar/36Ar初始比值(292±5)表明原生包裹体不含过剩40Ar。

钨矿床成矿年代学的直接测定和间接测定

钨矿的成矿年代学是该类矿床的重点研究课题之一,其成矿年龄测定方法包括直接测定和间接测定。原理主要为同位素年代学方法,具体包括:辉钼矿Re-Os法、黑钨矿和白钨矿Sm-Nd法、地质体定年法、含矿石英脉Rb-Sr法、含矿脉体中云母K-Ar法及Ar-Ar法等。此外,对上述方法的测试原理、样品选择原则、主要测试单位等进行系统详细的阐述。钨成矿年龄的确定,将有助于划分成矿期次、建立成矿序列、掌握成矿规律,是进一步探讨区域内成矿与成岩关系的重要前提。

柴达木北缘鹰峰环斑花岗岩的时代及地质意义

柴达木北缘鹰峰环斑花岗岩是继北京密云沙厂及吉林宽甸等元古宙环斑花岗岩之后,在我国发现的又一典型的元古宙环斑花岗岩体,它出露于秦岭-昆仑造山带与华北板块结合带的北侧.对其进行锆石U-Pb和角闪石、钾长石 Ar-Ar同位素测年,结果表明,锆石 U-Pb上交点年龄(1776±33)Ma,代表了岩体的形成时代;下交点及矿物的^(40)Ar/^(39)Ar年龄则反映了岩体形成后曾受到区域强烈的加里东-海西构造运动的影响.鹰峰中元古代环斑花岗岩的发现,为中国西部大陆地壳基底及华北板块基底的克拉通化时间及其在中元古代发生的裂解事件提供了岩石学依据,说明中国古大陆在早中元古代之交的吕梁运动时曾发生过大陆的拼合.