Re-Os同位素定年对岩浆型Cu-Ni硫化物矿床成矿时代的制约

Re-Os同位素体系被认为是岩浆Cu-Ni硫化物矿床直接定年的有力工具。通过研究世界级典型岩浆Cu-Ni硫化物矿床的Re-Os等时线表面年龄,发现有时能得到成矿年龄,有时得到与成矿年龄不一致的表面年龄或根本得不到Re-Os等时线,还有时同一矿床的不同类型矿石给出不同的Re-Os等时线表面年龄。文章介绍了能够解释上述现象的理论模型。模型预测对与基性-超基性岩共生的Cu-Ni硫化物矿床,除一些特殊情况外,块状矿石可得到有地质意义的Re-Os等时线年龄,浸染状矿石常得到没有地质意义的假等时线;而浸染状矿石常得到有地质意义的Os同位素初始比值,而块状矿石给出的"Os同位素表面初始比值"往往没有地质意义。因此,建议在应用Re-Os同位素体系定年时要结合矿床类型、矿石类型以及成矿过程等因素综合考虑;对Re-Os数据的科学合理解释同样需要从矿床学和同位素地球化学的基本原理出发,结合矿床的实际情况,进行深入分析研究。     

新疆坡北基性-超基性岩带Ⅰ号岩体Sm-Nd和SHRIMP U-Pb同位素年龄及其地质意义

坡北基性_超基性岩带Ⅰ号岩体位于塔里木板块东北部北山裂谷带内,侵位于下石炭统红柳园组。该岩体规模较大、分异良好,是坡北岩带中寻找铜镍硫化物矿床最具代表性岩体之一。前人根据侵位地层的时代,间接推断该岩体形成于中、晚石炭世。笔者首次对该岩体不同岩相进行了同位素年代学研究,获得岩体Sm_Nd等时线年龄为(307±32)Ma(95%可信度,MSWD=0.12),辉长岩锆石SHRIMPU_Pb年龄为(278±2)Ma(95%可信度,MSWD=1.17)。鉴于铜镍矿化无论从时间上和空间上都与岩体的侵位密切相关,矿床成因类型为岩浆熔离型,说明坡北Ⅰ号铜镍矿区的成岩成矿作用发生于晚石炭世—早二叠世,是后碰撞构造背景下幔源岩浆上侵的产物。     

吉林红旗岭铜镍硫化物矿床Re-Os同位素特征及其意义

吉林红旗岭铜镍硫化物矿床主要由1号、2号及7号含矿岩体组成,主要矿石类型为浸染状矿石。其Re-Os等时线年龄研究显示:2号岩体Re-Os等时线年龄((215.0±24.0)Ma)与岩体的锆石SHRIMP U-Pb年龄((212.2±2.6)Ma)一致;而1号岩体Re-Os等时线年龄((237.0±16.0)Ma)则明显老于岩体的锆石SHRIMP U-Pb年龄((216.0±5.0)Ma)。这表明浸染状矿石的Re-Os等时线年龄具有一定的不确定性,应慎重使用。浸染状矿石的Re-Os等时线年龄偏老原因多被解释为地壳混染引起的Os同位素不均一所致,但研究显示:红旗岭1号岩体和2号岩体均有一定量的地壳物质混入,浸染状矿石的187 Os与188 Os初始比值分别为0.215±0.043和0.302±0.089,γOs值分别为67.5~155.8和113.9~206.9;且2号岩体地壳物质混入量略高于1号岩体,混入的壳源Os所占比例为20%~30%。这说明地壳物质混染并非是导致Os同位素不均一的主要原因,其主要原因仍需在今后的工作中深入研究;而地壳物质的混入可能是促进熔离成矿的关键因素。     

吉林省红旗岭矿区3号含矿岩体同位素年龄研究

通过对红旗岭矿区3号含矿岩体同位素年龄研究,该岩体锆石U-Pb年龄为(207±3)Ma,黑云母Ar-Ar年龄为(212.5±2.5)Ma,矿石Re-Os等时线年龄为(234±28)Ma,表明该含矿岩体形成于三叠纪晚期。该年龄和近年来对含矿基性-超基性岩体同位素年龄测定结果基本一致(205~230 Ma),说明它们均为三叠纪晚期岩浆作用的产物。根据岩体围岩年龄(Rb-Sr全岩等时线年龄(524±16)Ma和(357±23)Ma),认为该岩体成岩成矿主要形成于印支中晚期,是同一期构造岩浆活动的产物,岩浆及成矿物质来源具有同源性,从而形成了具有相同成因的矿床类型。     

哈密地区新发现铜镍硫化物矿床成岩成矿时代的测定及讨论

新疆东天山地区是我国一个重要的铜镍硫化物矿床密集区,近年来又取得了地质找矿的新进展,如白石泉、天宇和图拉尔根等。本文利用Re-Os同位素定年新技术,分别测定了天宇、坡北和白石泉3处铜镍硫化物矿产地的成岩成矿年龄,各自获得了835Ma、410Ma和286Ma的等时线年龄,表明东天山地区与基性超基性岩有关的铜镍硫化物矿床成矿作用不只是集中在海西一个时期,从而为地质找矿提出了新的方向。     

柴达木地块北缘牛鼻子梁镍铜矿床铂族元素和 Re-Os同位素特征

牛鼻子梁镍铜矿床是柴达木地块周缘新发现的一个岩浆硫化物矿床。该矿床所赋存的牛鼻子梁镁铁质-超镁铁质杂岩体出露面积约8km2,主要由橄榄岩、橄榄二辉岩、橄榄辉长岩、辉长岩组成。含矿岩石主要为橄榄岩和橄榄辉长岩。岩石和矿石的∑PGE含量(0.65×10-9～8.65×10-9)很低,可能是因为源区部分熔融程度较低导致的;在原始地幔标准化配分曲线图中,相对于Ni、Cu元素,PGE显示亏损,这是因为早期发生的硫化物熔离带走了大量PGE。星点状-浸染状矿石的(187Os/188Os)i比值为0.1944～0.5462,γOs值为56～338,显示在岩浆侵位和成矿过程中有较多地壳物质的加入。由于地壳混染而导致浸染状矿石Os同位素组成不均一,从而得出Re-Os等时线年龄(645Ma)大于岩体锆石年龄(367Ma)。     

湘中龙山大型金锑矿床成矿时代研究——黄铁矿Re-Os和锆石U-Th/He定年

龙山金锑矿床是湘中锑-金矿集区最重要的矿床之一,因缺少适合传统放射性同位素定年的矿物,其成矿时代以往未得到很好的限定,制约了对矿床成因的认识。由于分析测试技术的进步,Re-Os同位素定年技术得到了发展,可对热液矿床中形成的低Re、Os含量的硫化物进行较准确可靠的年龄测定,从而可为低温热液矿床的形成时代提供有效制约。锆石U-Th/He同位素定年,也是近年发展和成熟起来的定年技术,对低温热事件极其敏感,同样是约束低温成矿年龄的重要手段之一。本文采用矿床中黄铁矿Re-Os同位素和蚀变围岩中受成矿热事件影响的锆石U-Th/He同位素定年技术,对龙山金锑矿床的成矿时代进行了研究。定年结果显示:热液成因黄铁矿的Re-Os等时线年龄为195±36Ma,对应于印支晚期;锆石U-Th/He年龄为51.2~133.3Ma,经Ft校正后,U-Th/He年龄分布于93.78~258.29Ma之间,平均值为160.7±7.3Ma,对应于燕山早期。该矿床可能发生了200Ma和160Ma的两次成矿作用;或者矿床形成于200Ma左右,但是受到了160Ma左右岩浆热事件的改造,黄铁矿Re-Os年龄代表成矿年龄,而锆石U-Th/He年龄则代表第二期热事件发生的时间。无论是200Ma左右一次成矿,还是另有160Ma左右的成矿作用叠加,这两个年龄分别与区内两期岩浆活动的时间相当,这表明岩浆事件对驱动矿床的形成发挥了重要的作用。     

四川攀西红格矿区辉长岩和正长岩的SHRIMP U-Pb和Sm-Nd定年及其地质意义

用SHRIMP U-Pb和Sm-Nd定年技术,对攀西红格矿区含矿层状辉长岩、碱性正长岩进行了年龄测定。获得红格辉长岩中3种不同晶形锆石的U-Pb年龄分别为258.4±4.1Ma、1841±34Ma、2487±12Ma,由辉长岩、辉石和磷灰石所构成的Sm-Nd等时线年龄为253±14Ma;碱性正长岩中锆石的U-Pb年龄为257.2±1.5Ma。结果表明,红格辉长岩中具有典型基性岩锆石特征的锆石U-Pb年龄(258Ma)与同一地质样品的Sm-Nd年龄(全岩+矿物内部等时线年龄),以及同一矿区的正长岩锆石U-Pb年龄在测定误差范围内一致。鉴于层状辉长岩和碱性正长岩在空间上密切共生,在形成时间上一致,可以认为它们都属于晚二叠世末岩浆活动的产物;而1841Ma和2487Ma的锆石,可能是在基性-超基性岩浆的上侵过程中,从基底所捕获的岩浆锆石和继承锆石,其年龄信息,揭示了康滇地轴岩浆岩带的下部或结晶基底存在元古代甚至新太古代末期的岩石或物质。     

新疆葫芦铜镍硫化物矿床的地质特征与成矿时代

哈密葫芦铜镍矿是东天山地区典型的与基性-超基性岩有关的岩浆成因块状硫化物矿床.对其中含铜镍硫化物的基性-超基性岩用Re-Os等时线法定年,获得(283±13)Ma的等时线年龄.这表明,葫芦与东天山其他铜镍矿床乃至喀拉通克和箐布拉克铜镍硫化物矿床一样,主要形成于海西期,同位素年代学界定的成岩成矿时间大致在320~280 Ma,表明海西晚期在新疆北部为一个与基性-超基性岩有关的铜镍矿床成矿高峰期.     

浙江省桐村钼矿床Re-Os同位素年龄及地质意义

浙江桐村斑岩型钼矿床位于钦杭成矿带东段,紧邻赣东北成矿带,矿床的形成与燕山早期侵入的同熔型花岗岩有关,含矿岩体的成岩年龄165 ～168Ma.辉钼矿矿石呈浸染状产于岩体内部或岩体与围岩的接触带.本文首次对矿床中3件辉钼矿样品进行了Re-Os同位素年代学研究,测得辉钼矿的等时线年龄为162.2Ma±1.3 (MSWD =0.006),代表了成矿年龄.成矿成岩年龄具有一致性,矿床成因类型为斑岩-矽卡岩型钼(铜)矿床.     

南泥湖—三道庄钼(钨)矿的成岩成矿年龄新数据及其地质意义

南泥湖—三道庄矿床是东秦岭地区最大的斑岩-矽卡岩型钼（钨）矿,研究采用LA-ICP-MS方法对南泥湖—三道庄矿区内南泥湖花岗岩体和花岗斑岩脉开展锆石U-Pb法测年,获得矿区内花岗岩成岩年龄为（145.2±1.5）^146.7±1.2Ma。采集南泥湖矿区网脉状辉钼矿化样品和三道庄矿区浸染状辉钼矿化样品开展ICP-MS法辉钼矿Re-Os同位素测年,获得10个样品的模式年龄为（143.4±2.0）^146.5±2.3Ma（加权平均年龄为145.03±0.69 Ma）,等时线年龄为（146.0±1.1）Ma。表明矿区内花岗岩与矿脉的形成年龄一致,具有密切的成因联系。另外,此次测年工作确认了前人曾提出的158 Ma左右岩浆-热事件的存在,还揭示出东秦岭地区在175 Ma左右曾经历过另外一次岩浆热事件。前人测得南泥湖岩体年龄与其真实的形成年龄相差较大,这是因为岩浆岩中的锆石来源不均一,而测试的锆石数量有限,采用测量数据的加权平均值不能真实地代表岩浆岩中全体锆石的年龄特征。     

东天山梅岭铜矿床黄铁矿Re-Os等时线年龄:Os同位素不均一的结果

金属硫化物Re-Os等时线年龄的合理解释是揭示金属矿床成矿时代的关键.通过对新疆东天山梅岭铜矿床开展Re-Os同位素定年研究,结果表明浸染状和脉状矿石中黄铁矿样品在Os浓度和Os同位素比值方面都有很大的变化,这两类样品定义了很好的Re-Os等时线年龄,分别为523±59 Ma和707±99 Ma.由于得到的等时线年龄明显老于它们的实际地质成矿年龄,且187Os/188Os与普通Os的倒数（以1/192Os为例）之间存在着很好的相关性（R2分别为0.997 3和0.994 5）,因此这些样品存在着初始Os同位素组成不均一的现象,这些Re-Os等时线是混合等时线,没有地质意义.理论和数学公式推导显示观测到的Re-Os等时相关性是在形成时期没有达到完全的同位素平衡的二元混合的结果,这种同位素扩散不平衡产生的原因主要是在矿床形成时期Os同位素在金属硫化物与硅酸盐矿物之间的同位素扩散存在限制性.回归得到的Os的初始值更偏向于地壳值,表明矿床形成时期的地壳混染可能造成金属硫化物体系中的这种初始Os同位素不均一.因此,将Re-Os同位素体系应用于金属硫化物样品定年时,187Os/188Os与1/192Os之间是否存在相关关系可以作为Re-Os等时线年龄是否具有地质意义的判断标准.      

Re-Os Age of Cu-Ni Ores from the Huangshandong Cu-Ni Sulfide Deposit in the East Tianshan Mountains and Its Implication for Geodynamic Processes

An isochron age of 282±20 (95% conf. limit) Ma of the sulfide ores in the Huangshandong Cu-Ni sulfide deposit, the East Tianshan Mountains has been obtained through Re-Os isotopic measurement. The age implies that the Cu-Ni sulfide deposit and other related deposits in the same area occurred in a Permian extensional environment of post-collision instead of Devonian-Early Carboniferous ophiolite-related oceanic or island arc environments inferred before. It shares the same ages with the orogenic and epithermal gold deposit systems in the same area. An initial 187Os/188Os ratio of 0.25±0.04 (1σ) and a γos value of 99 on average display the participation of large quantities of crustal components into the rock-forming and ore-forming system during mineralization and magmatic emplacement.     

东昆仑祁漫塔格地区野马泉深部的华力西期花岗闪长岩U-Pb年龄及其意义

野马泉大型矿床是近年来在东昆仑祁漫塔格地区发现的与侵入岩有关的矽卡岩型铁铜多金属矿。利用锆石LA-ICP-MS U-Pb法测得野马泉花岗闪长岩的形成年龄为(392.4±2.2) Ma,属于华力西期。前人利用辉钼矿Re-Os法,获得矽卡岩型铜钼多金属矿石和矽卡岩型钼矿石的等时线年龄分别为(225.0±4.0) Ma(n=7,MSWD=0.24)和(230.1±4.7) Ma(n=5,MSWD=0.12)、在多期热液叠加、多期成矿作用中,早期成矿的热液很可能是野马泉花岗闪长岩(392.4±2.2 Ma)提供的。由于该区有较多的中酸性岩体存在,它们可能为铁铜多金属矿的主要来源,因此确定这些侵入体的形成年龄,对于在该区寻找矽卡岩型铁铜多金属矿具有重要的理论和实践意义。     

湘南新田岭大型钨钼矿床辉钼矿Re-Os同位素测年及其地质意义

新田岭矿床是湘南地区一大型矽卡岩-石英脉型钨钼多金属矿床,在成因上与骑田岭岩体早期侵位的角闪石黑云母二长花岗岩相关。分别对该矿床矽卡岩型和石英脉型矿石内的辉钼矿单矿物进行了Re-Os同位素测年,结果显示,矽卡岩型矿石中1件辉钼矿的187Re-187Os模式年龄为159.1±2.6Ma,6件石英脉型矿石中辉钼矿的187Re-187Os模式年龄为159.1～160.2Ma,加权平均值为159.4±1.3Ma,对应的等时线年龄为161.7±9.3Ma,与已有的矽卡岩内铁云母Ar-Ar年龄(157.1±0.3Ma)和石英脉内石英流体包裹体的Rb-Sr年龄(157.4±3.2Ma)在误差范围内相吻合,指示新田岭钨钼矿床的成矿时限大致可限定为157.1～161.7Ma,表明钨钼矿化与该区骑田岭岩体早期侵位的角闪石黑云母花岗岩(160～163Ma)具有密切的时间关系。结合已有的研究结果认为,新田岭大型钨钼矿床与骑田岭岩体早期侵位的角闪石黑云母二长花岗岩具有密切的时、空联系,而南部的芙蓉锡矿与晚期侵位的黑云母二长花岗岩更为密切,整个骑田岭A型花岗岩的侵位及相关的钨锡多金属成矿作用应为一个连续的演化过程,均为南岭地区150～160Ma钨锡多金属爆发式成矿作用的产物。该区在中-晚侏罗世(150～165Ma)岩石圈的伸展减薄背景下,软流圈地幔物质沿着深大断裂上涌,强烈的壳幔相互作用可能为大规模的花岗质岩浆活动及钨锡多金属的成矿大爆发提供了主要的热动力和部分物源。     

东天山卡拉塔格地区月牙湾铜镍硫化物矿床磁黄铁矿Re-Os同位素测定及其地质意义

新疆哈密月牙湾铜镍矿是近年来在东天山卡拉塔格地区新发现的岩浆型铜镍硫化物矿床.为确定该矿床的成岩、成矿时代及其成矿作用,利用锆石LA-ICP-MS U-Pb定年和硫化物Re-Os同位素等时线定年方法,分别对主含矿岩相橄榄辉长岩和矿石中的磁黄铁矿进行了年龄测定.橄榄辉长岩中锆石的206Pb/238U年龄为255~292 Ma,加权平均值为274±2.4 Ma,代表了橄榄辉长岩的成岩年龄;矿石中磁黄铁矿Re-Os同位素等时线年龄为271.9±9.5 Ma,代表了硫化物熔离成矿的年龄;187Os/188Os初始值为0.279 6±0.008 9,γ_Os值为117~126,指示在岩浆侵位及硫化物熔离成矿过程中有地壳物质加入.月牙湾镁铁质岩浆的成岩、成矿作用发生于早二叠世,与东天山黄山-图拉尔根一带典型铜镍硫化物矿床为同一时期的产物.      

东天山黄山岩体的侵位时代及其地质意义

东天山黄山—镜儿泉地区分布有众多镁铁质—超镁铁质岩体,岩体成群成带分布,受区域性韧性剪切带和断裂构造控制.为进一步确定黄山—镜儿泉基性—超基性岩带的侵位时代、成因和大地构造背景,对选自黄山岩体辉长岩相中单颗粒锆石进行了LA-ICP-MS U-Pb定年研究,将其结果[(284.5±2.5)Ma]与黄山岩体和黄山—镜儿泉一带其他基性—超基性岩中已有的定年成果进行了对比,并结合近年来该区研究成果,分析得到黄山辉长岩侵位于晚石炭世—早二叠世,此时正值东天山后碰撞大规模岩浆侵位和成矿时期.黄山镁铁质—超镁铁质岩带形成于后碰撞的伸展构造环境.     

云南澜沧老厂斑岩钼矿成岩成矿时代研究

2008年以来,滇西澜沧老厂矿区深部新发现巨厚斑岩型钼矿体,找矿取得重大突破。在对矿区矿化系统结构研究的基础上,应用锆石SHRIMP U-Pb法和辉钼矿Re-Os同位素测年法对成岩和成矿进行精确定年。结果表明：成矿花岗斑岩体的形成年龄为（44.6±1.1）Ma;辉钼矿Re Os等时线年龄为（43.78±0.78）Ma。证实矿区喜山期存在与隐伏花岗斑岩有关的大规模成矿作用,斑岩钼矿的成岩成矿期与滇西新生代岩浆作用高峰期吻合,老厂斑岩钼矿形成于陆内碰撞造山环境。     

SHRIMP Zircon U-Pb and Molybdenite Re-Os Datings of the Superlarge Donggou Porphyry Molybdenum Deposit in the East Qinling, China,and Its Geological Implications

Located in the eastern part of the East Qinling molybdenum belt, the Donggou deposit is a superlarge porphyry molybdenum deposit discovered in recent years. The authors performed highly precise dating of the mineralized porphyry and ores in the Donggou molybdenum deposit. A SHRIMP U-Pb zircon dating of the Donggou aluminous A-type granite-porphyry gave a rock-forming age of 112±1 Ma, and the ICP-MS Re-Os analyses of molybdenite from the molybdenum deposit yielded ReOs model ages ranging from 116.5±1.7 to 115.5±1.7 Ma for the deposit. The ages obtained by the two methods are quite close, suggesting that the rocks and ores formed approximately at the same time. The Donggou molybdenum deposit formed at least 20 Ma later than the Jinduicheng, Nannihu, Shangfanggou and Leimengou porphyry molybdenum deposits in the same molybdenum belt, implying that these deposits were formed in different tectonic settings.