LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年:对闽北地区稻香组形成时代的制约

闽北地区基岩的露头连续较差,但其独特的岩石组合及变质变形特征表明稻香组确实存在,在前人的研究工作中稻香组一直作为寒武纪浅变质岩系,曾测得其Sm-Nd模式年龄值为(500±35)Ma,但是由于测试方法的局限性,这一形成年龄的可靠性值得商榷。本次研究对稻香组气孔状玄武岩和硅质岩中的锆石进行激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱(LAICP-MS)U-Pb同位素年代学测试,为研究稻香组的层位归属提供了精确的地质年代学证据。结果表明,稻香组中气孔状玄武岩最新的一组年龄为(111.4±2.0)Ma,表明其形成于晚中生代早白垩世,这一年龄应代表稻香组形成年龄的下限,为稻香组形成的最早年龄提供了约束,这一结果也与硅质岩中最小一组年龄124 Ma相一致(硅质岩中最新的一组年龄代表了其形成年龄的下限)。气孔状玄武岩和硅质岩的年龄表明稻香组很可能包括了元古代-古生代-中生代的物质信息,需要进一步将其解体,至少应将形成于中生代的气孔状玄武岩和硅质岩单独划分出来。稻香组年龄的获得丰富了闽西北地区前寒武纪基底演化资料,为研究该区区域构造演化提供了新的年龄支持。

LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年存在的基体效应研究进展

激光剥蚀电感耦合等离子体质谱法(LA-ICP-MS)是开展锆石微区原位U-Pb同位素定年研究的重要技术方法。LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年存在的基体效应是影响其分析结果准确度和精密度的主要因素。依据前人有关基体效应的研究成果,总结了基体效应的类型主要有元素基体效应、高铀或高D_(dpa)基体效应以及α通量基体效应,详细阐述了各种基体效应的性质和产生机理,探讨了已建立的基体效应应对策略存在的问题和不足(引用文献46篇)。

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。

江苏沉积变质型磷矿带含磷岩系LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其地质意义

江苏沉积变质型磷矿带位于大别—苏鲁造山带东段,锦屏岩组是带内唯一赋矿地层,因其遭受过多期强烈的变形变质作用改造,层序杂乱,勘查难度大,研究程度低,目前其形成时代尚无定论。本文应用LAICP-MS锆石U-Pb定年方法,对锦屏岩组各类岩性进行测试,获得绿色片岩类岩石原岩年龄为(956±7)Ma~(691±14)Ma,浅色片岩类岩石原岩年龄不早于(833±39)Ma,片麻岩类岩石原岩年龄不早于(772±31)Ma。结合成矿带内含磷岩系中古生物化石资料,将锦屏岩组原岩形成时代界定为新元古代,将磷矿原始沉积时间限定在震旦纪,为江苏磷矿勘查与研究提供了新的基础资料。

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。

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。

鄂北耿集-板桥地区新元古代变火山岩系地层归属——来自锆石U-Pb测年、Hf同位素的证据

扬子克拉通北缘、鄂北枣阳市耿集-板桥地区震旦系—奥陶系中相间出露两套变火山岩系,其地层归属存在武当群和花山群的争议且长期缺乏深入研究。耿集-板桥地区野外调查、变火山岩系LA-ICPMS锆石U-Pb测年、Lu-Hf同位素分析结果表明:耿集地区变火山岩系主要为浅灰色、灰白色变酸性含砾晶屑岩屑凝灰岩、晶屑凝灰岩、玻屑凝灰岩、粉砂岩,与打鼓石群硅质条带叠层石白云岩共生,其中变酸性晶屑凝灰岩锆石年龄为821.7 Ma、ε_(Hf)(t)值为-2.44~9.70,其可能是扬子克拉通前南华纪基底青白口系花山群组成部分;板桥地区变火山岩系主要由灰白色变酸性晶屑岩屑凝灰岩、火山凝灰岩、酸性火山岩、粉砂岩组成,内部发育大量基性侵入岩,其中变酸性火山岩锆石年龄为741.2 Ma,ε_(Hf)(t)值为4.62~9.56,其应归属为南秦岭造山带南华系武当群,可能是印支期逆冲到扬子克拉通盖层上的残块。

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。

青海沟里地区斜长角闪岩锆石U-Pb年代学、Lu-Hf同位素特征及其指示意义

东昆仑造山带金水口群的沉积和变质时代一直存在争议。本文利用LA-ICP-MS技术对青海省都兰县沟里地区金水口群中的斜长角闪岩进行了锆石U-Pb年代学、Lu-Hf同位素研究。结果显示:斜长角闪岩中6个测点的碎屑锆石年龄集中在2.1~2.0 Ga之间,碎屑锆石最小年龄为1829 Ma,变质锆石的上交点年龄为(1905±300)Ma,误差较大,但暗示金水口群沉积时间漫长,沉积时代不晚于中元古代早期,故本文认为金水口群沉积时代在1800 Ma左右;年龄集中于2100 Ma的碎屑锆石具有麻粒岩相变质锆石特征。变质锆石年龄集中于450~420 Ma之间,12个点的加权平均年龄为(444.3±5.3)Ma,为早古生代,该年龄与东昆仑造山带响应原特提斯洋俯冲拼合并发生区域深熔作用的年龄基本一致;锆石^(176)Lu/^(177)Hf值较低,变质锆石ε_(Hf)(t)值为-35.41~-3.75,T_(DM2)介于3641~1666 Ma之间,源岩物质为古老地壳再循环的产物;古元古代碎屑锆石ε_(Hf)(t)值为-2.98~25.58,T_(DM2)介于2833~920 Ma之间,源区为来源于亏损地幔的陆壳,与太古宙TTG岩系相似,暗示阿尔金地块的TTG岩系为金水口群提供了部分物质来源。金水口群沉积于活动大陆边缘或初始裂谷盆地,上部沉积盖层冰沟群与万宝沟群沉积于浅海陆棚,沉积过程具有连续性。

通化地区中生代大川花岗岩岩体成因与REE赋存状态——来自岩石地球化学、锆石U-Pb定年和Hf同位素制约

吉林南部地区位于华北克拉通北缘东段,是一个经历了太古宙、元古宙、古生代、中生代以及新生代漫长地质历史演化的地质构造区,广泛发育晚中生代富集稀土元素的碱长花岗岩。本文选取该区富集稀土元素的大川花岗岩体,开展岩相学、锆石U-Pb年代学与Hf同位素、岩石地球化学研究,结果表明:该岩体主要由细粒、中粒和粗粒黑云母碱长花岗岩所组成,其次是花岗伟晶岩;主量元素具有高硅(w(SiO_(2))=72.56%~84.09%)、低铝(w(Al_(2)O_(3))=8.15%~14.76%)、准铝—强过铝质(A/CNK=0.98~1.60)的特征,属于高钾钙碱性系列;样品稀土质量分数较高(w(ΣREE)=88.53×10^(-6)~839.95×10^(-6)),(La/Yb)_(N)=2.30~41.24,富集轻稀土元素,亏损重稀土元素,稀土配分模式为右倾型,Eu负异常比较明显,δEu值为0.05~0.60,分异指数(ID=86.72~97.69)较高,固结指数(IS=0.16~1.13)较低,显示在岩浆演化过程中经历了斜长石、黑云母、磷灰石等矿物不同程度的分离结晶作用,结合岩相学特征,初步认为大川碱长花岗岩为高分异花岗岩;粗粒黑云母碱长花岗岩单颗粒锆石U-Pb同位素年龄为(120.8±1.6)Ma;锆石ε_(Hf)(t)值全部为负值(-10.7~-5.2),对应的Hf同位素二阶段模式年龄为2 587~2 090 Ma;基于同位素与岩石地球化学数据,初始岩浆起源于新太古代—古元古代陆壳物质的部分熔融,岩体为同源岩浆房经岩浆结晶分异作用后岩浆上侵就位的产物。岩矿鉴定及全岩微量显示,随着岩浆的演化,石英含量逐渐升高,黑云母含量逐渐降低,稀土总量也逐渐降低,稀土主要富集在粗粒黑云母碱长花岗岩相中。

西藏聂荣微陆块早侏罗世中期花岗岩及其包体的岩浆混合成因:锆石LA-ICP-MS U-Pb定年和Hf同位素证据

西藏早侏罗世聂荣岩体中偏基性包体与酸性寄主岩的岩浆源区性质和岩石成因以及相互关系尚未得到很好约束,直接限制了对聂荣微陆块在早侏罗世特提斯构造岩浆演化中的作用的认识。为探讨这一问题,本文对采自聂荣地区的一对花岗岩及其闪长岩包体样品进行了锆石U-Pb定年和原位Hf同位素分析。寄主花岗岩的结晶年龄为185·1±1·5Ma,闪长岩包体的结晶年龄为183·6±1·1Ma,指示酸性岩浆和基性岩浆同时侵位。寄主花岗岩的锆石εHf(t)值介于-17·8^-0·9,其Hf同位素地壳模式年龄变化于1·3~2·4Ga,闪长岩包体的锆石εHf(t)值和Hf同位素地壳模式年龄值分别分布于-11·9^-2·9和1·4~2·0Ga,均表现出很大的变化范围。同时于~185Ma结晶的两种岩浆锆石Hf同位素的不均一性和继承锆石的出现,指示了聂荣微陆块早侏罗世中期发生了古老基底深熔或重熔的熔体和富集岩石圈地幔来源的岩浆间的混合,之后再与围岩混染的岩浆作用过程。

青海柴达木山岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb定年及Hf同位素特征

柴达木山岩体是柴北缘地区最大的岩体之一。为确定柴达木山岩体成因及其与柴北缘早古生代造山作用的关系,采用LA-ICP-MS方法对柴达木山眼球状花岗岩和花岗闪长岩中的锆石进行了U-Th-Pb同位素及Hf同位素研究。柴达木山眼球状花岗岩及花岗闪长岩206Pb/238U年龄加权平均值分别为436.9Ma±2.8Ma及440.8Ma±7.3Ma,Th/U值均大于0.2,代表了岩浆的形成年龄。眼球状花岗岩和花岗闪长岩锆石Hf同位素地球化学特征相近,45个锆石Hf同位素分析值中42个锆石176Lu/177Hf值均介于0.000735-0.002786之间,176Hf/177Hf值变化范围为0.282264-0.282439,εHf(t)变化于-8.5--2.5之间,Hf同位素两阶段模式年龄为1.44-1.77Ga。研究表明,柴达木山岩体形成于437-446Ma,具有多期侵位特点,其原岩来自柴达木板块基底下地壳;结合柴北地区缘早古生代构造演化特点认为,柴达木山岩体为陆陆碰撞的产物。

广东鹦鹉岭钨多金属矿床中黑云母花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年和Hf同位素特征及其地质意义

钦杭成矿带不仅是扬子与华夏陆块的碰撞拼接带，而且也是华南地区独具特色的铜金和钨锡多金属成矿带。本文以鹦鹉岭钨钼多金属矿床含矿岩体-黑云母花岗岩为研究对象，首次开展了锆石 LA-ICP-MS U-Pb 同位素定年和Hf同位素特征研究。获得其锆石206Pb/238U同位素加权平均年龄为81.30.6Ma，其与已获得的辉钼矿Re-Os等时线年龄83.01.7Ma在误差范围内基本一致，表明鹦鹉岭多金属矿床成岩成矿作用同时发生于晚白垩世，即中生代燕山晚期。该岩体的锆石εHf（t）值大多数为负值，少部分大于0，变化于-5.72~1.40，平均值为-2.09，表明其主要成岩物质来自于壳源。εHf（t）-t图解上，εHf（t）均落在球粒陨石演化线之下，呈弱亏损的特征，指示地壳部分熔融的岩浆可能有少量地幔物质的加入。两阶段模式年龄tDM2=1.06~1.51Ga，指示成岩物质主要来源于中元古代古老地壳岩石的部分熔融。结合已有的地球化学、岩石学和区内高精度成岩成矿年龄资料，表明鹦鹉岭钨多金属矿床形成于华南岩石圈伸展-减薄的环境下。

北阿尔金构造带红柳沟钾长花岗岩地球化学特征、LA-ICP-MS锆石U-Pb定年和Hf同位素组成

出露于阿尔金构造带北缘红柳沟-拉配泉混杂岩带西段的红柳沟钾长花岗岩,SiO2>69.0%,Al2O3>13.0%,(K2O+Na2O)>7.0%,K2O/Na2O>1,A/CNK介于1.04～1.08之间,属高钾钙碱性系列的弱过铝质岩石。该岩石富集大离子亲石元素(LILE),亏损Nb、Ta、Sr、P、Ti等高场强元素(HFSE);∑REE偏低(128.47×10-6～150.67×10-6),Eu负异常中等(δEu=0.59～0.67),LREE相对富集,轻重稀土元素分馏明显,其Nb/Ta、Zr/Hf比值接近上地壳,锆石具有负的εHf(t)值(-7.13～-5.12),两阶段Hf模式年龄(TDM2)变化范围为1786～1912Ma,反映其源区物质主要来源于古老地壳。源岩判别图解和Al2O3/TiO2<100指示其为中上地壳变质砂屑质沉积岩部分熔融的产物。LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为500.3Ma±1.2Ma,结合锆石CL图像具有岩浆环带特征和Th/U>0.4,推断该年龄为花岗岩的形成年龄。综合区域地质背景,认为该岩石形成于与洋壳俯冲作用有关的陆缘火山弧环境。

稀有金属矿物微区同位素定年与示踪

作为战略性关键金属矿产资源,钨、锡、铌、钽、锂、铍、铷、铯、锆、铪、稀土等稀有金属,在国民经济与国家安全方面有着重要的研究意义。稀有金属矿石矿物微区同位素定年与示踪,是开展稀有金属矿床成矿作用研究的最直接手段,具有整体分析无可比拟的优点。近年来,钨锡铌钽锆铪稀土等稀有金属矿物微区U-Pb定年与Sr-Nd-Hf同位素示踪发展迅速,而锂铍铷铯等稀有金属矿物微区Rb-Sr/Lu-Hf定年正蓬勃发展。本文综述了黑钨矿、白钨矿、锡石、铌钽矿(铌钽氧化物类矿物的简称)、独居石、磷钇矿、氟碳铈矿等稀有金属矿物微区U-Pb定年与Sr-Nd-Hf同位素示踪技术主要进展,展望了锂云母、铁锂云母、铯沸石、钾长石(天河石)等微区Rb-Sr定年与磷钇矿、磷灰石、褐帘石、独居石、黑钨矿、白钨矿等微区Sm-Nd和Lu-Hf定年的广阔前景,获得如下认识:(1)低铀矿物U-Pb定年,除了采用高灵敏度磁式等离子质谱外,元素成像技术能很好地揭示微量元素之间相关性,进而快速锁定高U/Pb区域,提高低铀矿物U-Pb定年成功率;(2)铌钽矿-锡石激光微区Hf同位素能够直接示踪花岗岩-伟晶岩稀有金属成岩成矿物质源区,但这方面工作仍需进一步加强;(3)碰撞/反应池等离子质谱的出现,使高Rb/Sr、Sm/Nd或高Lu/Hf比矿物的同位素定年成为现实,是未来稀有金属激光微区同位素年代学发展的新方向;(4)实验方法研发与标准物质研制相辅相成、相互促进,仍是当前迫切需要解决的关键技术难题。随着战略性关键金属日渐成为国内外成矿作用研究的热点,钨锡铌钽锂铍铷铯锆铪稀土等稀有金属矿物微区同位素定年与示踪方法研究,必将为我国新一轮稀有金属矿床学研究做出应有的学术贡献。

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。

江西通江岭铜(钨)矿床石榴子石和锆石LA-ICP-MS原位U-Pb定年及其地质意义

长江中下游发育众多斑岩-矽卡岩型多金属矿床,由于缺乏精确的成矿时代数据,制约了对这些矿床成因和动力学背景的认识。通江岭铜钨矿位于长江中下游Fe-Cu-Au成矿带九瑞矿集区北侧,为近期新发现的斑岩-矽卡岩型矿床,经济矿物主要为黄铜矿和少量白钨矿,呈细脉状和浸染状产于斑岩与矽卡岩中。本文对赋矿岩体花岗闪长斑岩中的锆石和含矿矽卡岩中石榴子石进行LA-ICP-MS U-Pb同位素精确定年,锆石^(206)Pb/^(238)U的加权年龄为146.3±0.9 Ma(2σ,MSWD=1.13,n=33),石榴子石^(206)Pb/^(238)U加权平均年龄为142.9±2.1 Ma(2σ,MSWD=1.2,n=17),表明矽卡岩和岩体形成时代相近,成岩成矿作用过程连续。通江岭铜钨矿成岩、成矿时代与九瑞矿集区典型矿床成岩、成矿时代一致,同时也与长江中下游地区铜陵、安庆和部分鄂东南的典型铜多金属矿床成岩、成矿时代基本一致,均属于长江中下游成矿带晚侏罗世—早白垩世多金属成矿作用事件的产物。

黑龙江省团结沟浅成低温热液金矿床成因——锆石U-Pb定年、元素地球化学和Hf-S-Pb-He同位素证据

团结沟金矿床位于黑龙江省中部嘉荫县境内,是我国东北地区最大的浅成低温热液型金矿床。本文对与成矿有关的花岗闪长斑岩和花岗斑岩进行了系统的岩相学、锆石U-Pb定年、全岩主量和微量元素、LA-ICP-MS锆石原位微量元素、Hf同位素、LA-ICP-MS原位S同位素及矿石的载金矿物黄铁矿Pb-He同位素研究。结果表明:花岗闪长斑岩和花岗斑岩的锆石U-Pb年龄分别为(105.9±1.1)和(102.3±1.2)Ma,属于钙碱性-高钾钙碱性系列岩石;两者呈现富集轻稀土元素和Rb、K等大离子亲石元素,亏损P、Ti、Nb、Ta等高场强元素特征;花岗闪长斑岩中锆石Ce^(4+)/Ce^(3+)值为165~656(均值为322)、Ti饱和温度为605~715℃(均值为658℃),花岗斑岩中锆石Ce^(4+)/Ce^(3+)值为359~868(均值为480)、Ti饱和温度为606~680℃(均值为646℃);两者的锆石ε_(Hf)(t)值分别为6.9~8.1和5.6~8.2;黄铁矿的δ^(34)S值为-7.8‰~-0.2‰,均值为-3.5‰,普通铅同位素比值^(206)Pb/^(204)Pb值为18.160~18.399、^(207)Pb/^(204)Pb值为15.538~15.590、^(208)Pb/^(204)Pb值为38.135~38.340;黄铁矿中流体包裹体R/R_(a)值为0.75~1.23。综合研究表明:与成矿密切相关的岩浆为同源结晶岩浆演化产物,岩浆就位发生在早白垩世,初始岩浆可能来源于古太平洋板片俯冲背景下年轻下地壳物质部分熔融的产物,形成过程中混合部分幔源物质;成矿流体来自深源岩浆,具有壳-幔混源特征(地壳为主,地幔流体占8.23%~13.62%),花岗斑岩更高的氧逸度和更低的岩浆结晶温度为金富集过程和良好的运移提供了基础,有利于大规模金矿化。

LA-ICP-MS测定锡石U-Pb同位素年龄时两种普通铅扣除方法的原理及适用性比较

根据近年来激光烧蚀电感耦合等离子体质谱仪锡石微区原位U-Pb同位素定年的实验结果,结合相关资料,对实验过程中普通铅扣除的2种主要方法,即谐和图法和等时线法的原理、效果、优点和局限性进行了深入的比较。研究成果表明,2种主要方法各有不同的优点及局限性。在实际工作中,要想获得比较准确的测试结果,需要根据具体矿物样品的年龄范围、总的U和Pb含量、普通铅相对含量、测年精度要求等因素,灵活地选择普通铅扣除的方法。

豫西西峡地区青岗坪花岗闪长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb测年、Hf同位素组成及其地质意义

豫西地区发育大量加里东期的花岗岩,研究这些花岗岩对于了解二郎坪岩群和北秦岭的构造演化具有重要的意义。通过对豫西青岗坪地区侵入二郎坪岩群的花岗闪长岩进行全岩地球化学、锆石U-Pb测年和Hf同位素的综合分析,取得以下初步认识:豫西青岗坪地区花岗闪长岩的形成年龄为475.2Ma±2.7Ma,此年龄限定了二郎坪岩群构造侵位的上限。豫西青岗坪花岗闪长岩具有较低的MgO、Fe2O3、Cr、Ni含量和相对较低的Mg#值,这些地球化学特征表明豫西青岗坪花岗闪长岩应为加厚下地壳部分熔融的产物。结合已有的资料,认为在古生代早期(520～480Ma)北秦岭地区发生了较大规模的陆壳汇聚碰撞,导致下地壳的缩短、叠置,豫西青岗坪花岗闪长岩便是这一俯冲叠置下地壳部分熔融的产物。