关于硫化物Re-Os同位素定年的一些思考

随着Re-Os同位素分析技术的不断改进和完善,低Re含量的普通硫化物(黄铁矿、毒砂、黄铜矿等)广泛应用于各类金属矿床的年代学研究。但是由于对不同成因硫化物Re-Os同位素体系及定年体系基本条件认识不足,常常导致无地质意义的年龄或者等时线年龄构建的失败。本文对这些问题进行了梳理和分析,总结了硫化物Re-Os同位素定年需要注意的问题,提出了未来发展趋势。     

准确Re-Os定年应注意的几个问题

Re-Os同位素定年已经成为矿床学乃至于地质学领域最重要的定年技术之一.我们所测定的大量金属矿床Re-Os同位素年龄和围岩锆石U-Pb年龄非常一致.     

Re-Os同位素定年方法进展及ICP-MS精确定年测试关键技术

本文介绍了Re-Os同位素定年的基本原理、技术发展及应用现状;综述了样品分解和Re-Os分离富集的主要方法,重点对ICP-MS法进行Re-Os同位素定年做了较详尽的介绍,包括质量分馏校正、干扰校正、含量初测、取样量的确定、稀释剂的稀释比及稀释剂加入量等,以确保高精度测试;评述了ICP-MS最常见的测定对象-辉钼矿中Re-Os的失耦现象及降低其对Re-Os同位素定年影响的对策,文中描述了由测定同位素比值计算含量时的误差传递公式并重申了最佳稀释比。最后,指出了Re-Os同位素定年方法研究中应该关注的工作方向。     

闽西南中甲锡多金属矿床的Re-Os同位素年龄及其地质意义

矿床成矿时代是矿床成因研究的重要任务之一,长期以来只能通过间接方法确定。Re-Os同位素测年方法是直接精确测定辉钼矿及相关矿化模式年龄的有效手段。本文使用碱熔法和ICPMS技术对中甲锡多金属矿床辉钼矿Re-Os同位素年龄进行测定,结果表明,中甲锡多金属矿床矿化模式年龄为193~196 Ma,属燕山早期早阶段成矿,和成矿有关的黑云母花岗岩则形成于晚印支期-早燕山期。东南大陆在晚印支期开始了从特提斯构造域向环太平洋构造域的转换。燕山早期成矿的确定为区域上寻找新的成矿远景区提供了直接的年代学证据。      

黄铁矿Re-Os同位素定年在金属矿床研究中的应用

黄铁矿是地壳分布最为广泛的金属矿物,其Re-Os同位素体系在金属矿床成矿年代和示踪成矿物质来源研究中具有重要地质意义。文章简述了Re-Os同位素体系成矿定年和示踪成矿物质来源的基本原理,综述了近些年黄铁矿Re-Os同位素体系在金属矿床研究应用中取得的成果;认为该方法具有测试样品易选择、测试方法多样性等特征,但该方法目前尚存在黄铁矿样品选择的多样性、测试标样不成熟和分析结果误差较大等不足之处,有待进一步研究。     

Re-Os同位素体系在矿床地球化学中的应用

简述了Re-Os同位素地球化学体系的原理与方法,在此基础上重点介绍了国内外目前在矿床地球化学研究中,应用Re-Os同位素体系进行成矿作用年代学及矿质来源等方面研究的一些最新成果.认为Re-Os同位素体系是对矿床进行定年和示踪研究的有力工具,为成矿作用机制等的深入研究提供了新的思路.尽管Re-Os同位素定年研究中存在矿物适应性等问题,但本世纪初期Re-Os同位素体系的研究将会深刻地推动矿床地球化学的进步和发展.     

一种高纯度锇盐中锇含量的重量法测定

<正>Re-Os体系是一种重要的放射性同位素体系,187Re通过β衰变成187Os,因此可以利用Re-Os体系定年,它是目前厘定金属矿床成矿时代的最直接手段。Re和Os都是高亲铁性元素,集中分布在地核内,地幔及地壳丰度极低,对于常见地质样品,要想获得准确的Re、Os含量必须使用同位素稀释法进行测定。同位素稀释法是一种高精度的化学分析方法,向样品中加入已知质量和同位素组成的稀释剂,待样品溶解、同位素交换平衡后,测定样品+稀释剂的同位素组成变化,以此计算样品中待测     

Re-Os同位素测年法在油气成藏年代学的研究进展

铼—锇(Re-Os)同位素应用于油气成藏年代学是近10年来的一个前沿领域,在国际上已取得了重要成果,目前国内对此方法的应用还较缺乏。利用Re-Os同位素测年法开展页岩或沥青等富有机质沉积岩的研究,可以精确厘定油气运移和充注时间,也可以有效示踪烃源岩。在阅读国内外大量文献的基础上,概述了Re-Os同位素定年原理,分析了海水—沉积物中Re和Os元素的富集过程,总结了Re-Os同位素测年的测试对象、样品准备和分析测试方法。指出初始187Os/188Os比值不仅可以限定油气生成和油气充注的年龄,还可以有效评价源—油关系;放射成因的187Os/188Os比值与烃源岩年龄呈正相关。认为烃类成熟度、生物降解作用和水洗作用不足以造成Re-Os等时线图中出现离散点,而初始187Os/188Os比值变化、沉积后Re和Os的流动性和硫酸盐热化学还原作用是引起Re-Os等时线图中出现离散点的3个主要原因。Re-Os年龄的重现性和准确性与样品颗粒的大小及取样量密切相关。相对于其他同位素测年法,Re-Os同位素测年法的最大优势在于对直接参与油气成藏的地质体进行研究,可以得到油气成藏期的直接证据。最后探讨了现阶段ReOs同位素体系研究中尚存在的问题,就未来研究热点和发展方向做出展望,以期能有效推动Re-Os同位素定年相关的理论和技术的深入发展。     

“同位素年代学与区域地质矿产”专栏成果简评

地质工作离不开岩矿测试,岩矿测试的最终目标之一是为地质找矿服务。《岩矿测试》2012年第3期开辟"同位素年代学与区域地质矿产"专栏,陆续报道同位素年代学与区域地质矿产领域的新进展,尤其是通过Re-Os、LA-MC-ICPMS、SHRIMP U-Pb等同位素年代学     

滇西马厂箐钼铜金矿床中赋矿斑状花岗岩定年及其地质意义

马厂箐钼铜金多金属矿床是三江成矿带上与喜马拉雅期富碱斑岩有关的典型矿床之一。本文采用锆石LA-ICP-MS U-Pb和辉钼矿Re-Os定年方法,结合前人研究,进一步分析讨论了该矿床的成岩成矿年代学;结合矿化石英脉和斑状花岗岩中石英斑晶ESR测年研究,进一步证实了赋矿斑状花岗岩和流体作用与系列成矿的成因关系。     

Re-Os同位素体系在金属矿床中的应用

Re-Os同位素体系已成为金属矿床定年和示踪的重要手段之一。文章在简述Re-Os同位素体系基本原理基础上,综述了国内外的最新研究成果,认为Re-Os同位素测试对象不再局限于辉钼矿和铜镍硫化物矿石,黄铁矿、毒砂、磁黄铁矿、镍黄铁矿、闪锌矿等也常作为测试对象用于金矿床、铅锌矿床、沉积喷流型钴(金)等矿床的定年。地壳岩石与原始地幔相比,具有较高的187 Os/188 Os比值、γOs值以及Re/Os比值,因此,硫化物或矿石的Re-Os同位素组成和普通Os—Re/Os比值图解可以揭示斑岩矿床、金矿、铅锌矿以及铜镍硫化物矿的成矿物质来源。辉钼矿则可以通过Re含量来示踪成矿物质来源。Re-Os同位素也可与其他同位素结合(如187 Os/188 Os-87Sr/86Sr)共同判明不同端元组分对成矿的贡献。     

福建漳平北坑场钼多金属矿床辉钼矿Re-Os同位素年龄

福建漳平钼多金属矿床位于闽西南晚古生代坳陷东缘。中生代以来,闽西南坳陷经历了强烈的构造岩浆作用的改造,并伴随多期次成矿作用的发生。已有同位素年代学研究成果表明该区存在早侏罗世、中侏罗世以及早白垩世成矿作用,但缺少与晚侏罗世大规模岩浆作用相关的成矿年代学记录。本文选取漳平北坑场钼多金属矿床开展辉钼矿的Re-Os同位素年代学研究。根据Re-Os同位素测年结果,结合矿床围岩蚀变及矿化特征以及与岩体的相互关系,指出钼矿化的形成经历了多个成矿阶段,其中小规模的矿化发生在148.8±2.2Ma。主矿化阶段形成的矿床以细脉或网脉状赋存于下二叠统翠屏山组石英细砂岩中,其等时线年龄为139.8±2.3Ma~143.7±2.1Ma,为晚侏罗世~早白垩世成矿。成矿物质主要来源于特提斯向环太平洋构造域转换后闽西南地区晚侏罗世－早白垩世壳源花岗岩浆。     

难熔元素和代表性放射性同位素体系分析技术的进展、问题和应用展望

Pt-Os、Re-Os和Hf-W同位素体系的母体和子体Pt、Os、Re、Hf和W以及其它铂族元素(PGE)化学性质上都是难熔的,我们将这些元素和相关同位素称为难熔元素和难熔元素放射性同位素体系。难熔元素及其放射性同位素体系不仅可以直接测定金属矿床、油气藏和沉积岩系的年龄,而且还可以有效示踪地球深部的核幔反应等过程,这是其它地球化学工具不可替代的。本文评述了当前Pt-Os、Re-Os和Hf-W同位素体系和PGE元素分析技术的研究进展,指出：(1)目前Re-Os同位素定年误差仍较大,迫切需要优化改进分析技术,大幅提高Re-Os同位素定年的准确度和成功率;(2)Pt-Re-Os和W同位素的分析技术需要简化繁琐的化学分离流程和提高仪器分析的效率,同时探索建立新的化学分离和仪器分析方法,进一步提高分析精度,实现对更低Pt、Re、Os和W含量样品的准确分析,才能更有效地示踪地球深部物质循环过程;(3)PGE的元素分析技术尚需改进,分析精度仍需要进一步提升。我们预期随着进一步提升难熔元素和代表性放射性同位素的分析精度,显著降低同位素定年误差,其将在核-幔、幔-幔和壳-幔物质循环过程示踪、金属矿床精细...     

密西西比河谷型铅锌矿床成矿年代学研究进展：兼论金顶矿床成矿年龄分歧

金属矿床精确定年仍是国内外科学研究的难题,妨碍了对成矿规律的认识和资源勘探目标的优选评价。针对密西西比河谷型(MVT)铅锌矿床,前期有人分别利用Re-Os法、U-Pb法、⁴⁰Ar-³⁹Ar法、Rb-Sr法、Sm-Nd法、古地磁测年法和裂变径迹法等不同手段对其成矿时代进行了探索性尝试。其中,Re-Os同位素测年技术虽然仍是疑难金属矿床直接定年的有效手段,但现有Re-Os同位素定年技术还达不到锆石U-Pb法的精度水平。本文以三江特提斯兰坪盆地金顶铅锌镉铊矿床为研究对象,在精细解剖矿床的基础上,开展单阶段硫化物精确识别和高纯提取,建立不同阶段硫化物矿物学标志。前期研究侧重于金顶矿床脉石矿物和黄铁矿等非直接成矿矿物的定年,且年龄变化范围较大(114～23Ma),难以对该矿床的形成时代给出精确的制约;为此,本文对该矿床的成矿矿物开展了高精度定年。5件闪锌矿矿物的Re-Os等时线年龄为129±10Ma(MSWD=126,n=5),对应成矿时代早于古新统云龙组和白垩系景星组赋矿围岩,尚不能代表真实的铅锌成矿时代。闪锌矿测年结果可能受富含Re和Os的有机质的...     

福建漳平北坑场钼多金属矿床辉钼矿Re-Os同位素年龄及其地质意义

福建漳平钼多金属矿床位于闽西南晚古生代坳陷东缘。中生代以来,闽西南坳陷经历了强烈的构造岩浆作用的改造,并伴随多期次成矿作用的发生。已有同位素年代学研究成果表明该区存在早侏罗世、中侏罗世以及早白垩世成矿作用,但缺少与晚侏罗世大规模岩浆作用相关的成矿年代学记录。本文选取漳平北坑场钼多金属矿床开展辉钼矿的Re-Os同位素年代学研究。根据Re-Os同位素测年结果,结合矿床围岩蚀变及矿化特征以及与岩体的相互关系,指出钼矿化的形成经历了多个成矿阶段,其中小规模的矿化发生在148.8±2.2Ma。主矿化阶段形成的矿床以细脉或网脉状赋存于下二叠统翠屏山组石英细砂岩中,其等时线年龄为139.8±2.3～143.7±2.1Ma,为晚侏罗世—早白垩世成矿。成矿物质主要来源于特提斯向环太平洋构造域转换后闽西南地区晚侏罗世—早白垩世壳源花岗岩浆。     

石油系统Re-Os同位素体系封闭性研究进展

Re-Os同位素定年在石油生成及富有机质沉积岩的绝对定年方面取得了良好的应用效果,并且石油的Os同位素初始值还可以作为油源示踪的指标。分析了Re-Os同位素定年方法在富有机质体系中应用的原理,探讨了影响同位素体系封闭性的各种因素,指出熟化作用、生物降解及水洗作用、脱沥青作用不会影响Re-Os同位素体系的封闭性,而硫酸盐热化学还原作用、成矿流体作用及幔源岩浆混染会扰动Re-Os同位素体系。目前石油系统中Re-Os同位素研究存在的主要问题可归结为2个方面:1石油系统有机质中Re-Os同位素的地球化学行为;2Re-Os同位素年龄的精度及其指示意义。对于这2个方面,开展有机相及现代海藻与Re-Os同位素相关性的研究将有助于了解Re和Os在有机质中的具体富集形式;对控制Re-Os同位素分馏的因素(如沉积环境及有机质类型)的研究将会有助于鉴别哪些地层以及什么样的样品能用来进行Re-Os定年。     

西藏列廷冈铁多金属矿床辉钼矿Re-Os定年及其地质意义

列廷冈铁多金属矿床不仅是西藏林周盆地已发现的众多铁多金属矿床中工业价值、找矿远景最好的矿床之一,而且是冈底斯成矿带Fe、Cu、Mo、Pb、Zn等多矿化元素组合的典型代表。本次研究利用辉钼矿Re-Os同位素年代学测试方法,对列廷冈矿床8件辉钼矿进行了精确定年,首次明确了矿床成矿时代。测试结果表明,辉钼矿模式年龄为(60.97±0.92)Ma~(63.19±0.93)Ma,等时线年龄为(62.28±0.66)Ma(MSWD=0.74),矿床形成于古新世,与印度—亚洲大陆主碰撞阶段在冈底斯成矿作用有关。矿床辉钼矿Re含量变化于0.54×10-6~84.72×10-6,指示矿床成矿物质来源主要为壳幔混源。列廷冈矿床成矿时代和成矿物质来源的厘定,对于区域上开展古新世铁多金属矿床的找矿预测具有十分重要的意义。     

云南个旧卡房矽卡岩型铜(锡)矿Re-Os年龄及其地质意义

云南个旧超大型锡多金属矿田是一个驰名中外的超大型锡多金属矿田,卡房是该矿田的一个重要的铜(锡)矿床.本文利用Re-Os同住素定年方法对卡房矽卡岩型矿体中5件辉钼矿样品进行了成矿时代测定,获得辉钼矿Re-Os同位素模式年龄为82.95±1.16Ma～83.54±1.31Ma,等时线年龄为83.4±2.1 Ma.该年龄和老卡岩体的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄85±0.85Ma相吻合,表明成岩和成矿关系密切.辉钼矿Re含量显示成矿过程有地壳和地幔的共同参与.该Re-Os定年结果显示个旧卡房矽卡岩型铜(锡)矿床与云南都龙锡锌矿床、云南白牛厂银多金属矿床、广西大厂锡多金属矿床以及广西王社铜钨矿床的成矿年龄接近,表明这些矿床的形成受控于相同的地球动力学背景,同为华南中生代晚期大规模成矿作用的产物.     

青海赛什塘铜矿床辉钼矿Re-Os年代学及硫同位素地球化学研究

赛什塘铜矿位于东昆仑多金属成矿带最东端的鄂拉山地区,是青海省重要的矽卡岩型铜矿床之一。本文首次对矽卡岩中的辉钼矿进行了Re-Os定年研究,结合最新获得的不同类型矿石中硫化物硫同位素数据,讨论了成矿时代、矿床成因及成矿动力学背景。结果表明,5件辉钼矿Re-Os等时线年龄为224.5±1.8Ma(MSWD=0.15),加权平均年龄为223.4±1.5Ma(MSWD=0.65),指示成矿作用发生于晚三叠世;14件硫化物硫同位素δ34SV-CDT值介于-4.6‰~1‰,平均-1.73‰,显示硫主要来源于深源岩浆。赛什塘铜矿床的成矿作用与晚三叠世岩浆活动密切相关,结合矿床地质特征认为其属于典型的矽卡岩型矿床。综合东昆仑带内铜多金属矿床已有年代学资料及区域构造的演化特征,认为鄂拉山地区与东昆仑西段祁漫塔格地区的铜多金属矿床形成于相似的地球动力学背景下,赛什塘铜矿床的形成与古特提斯构造的演化过程中兴海小洋盆闭合后产生的后碰撞背景有关。     

Re-Os同位素在沉积地层精确定年及古环境反演中的应用进展

Re-Os同位素亲有机质的性质,使得富有机质沉积岩在沉积的过程中能够吸附富集海水中的Re、Os,沉积岩的沉积压实过程也是其中Re-Os同位素体系封闭计时的过程,沉积岩Re-Os同位素等时线年龄代表地层沉积时代,Os同位素初始比值187Os/188Os反映沉积时海水的Os同位素比值。Re-Os同位素体系在富有机质沉积岩中的成功应用,能够直接确定地层沉积时代,从而对地层界线进行直接厘定,并且能够对一些沉积矿床形成时代、冰川事件发生时代进行厘定和限制。通过沉积岩Re-Os同位素特征,可以对古环境进行反演,有助于了解全球大气海洋的演化,气候的变化,对研究生物灭绝等重大地质事件发生的时限和机制以及金属矿床的成矿物质来源具有重要意义。文章阐述了Re-Os同位素在富有机质沉积岩中应用的原理,并列举了Re-Os同位素在沉积地层精确定年及古环境反演中应用实例,说明了富有机质沉积岩Re-Os同位素分析精度及其影响因素,以使Re-Os同位素体系作为一种强有力的工具,解决更多的沉积地层时代问题以及更好地对古环境进行反演。