用激光烧蚀多接收器等离子体质谱(LA-MC-ICPMS)直接原位测定锡多金属矿床中的锡石U-Pb同位素年龄

锡石是锡多金属矿床中重要的矿石矿物,属于金红石族,当其有较高的铀-钍含量时,可以作为U-Th-Pb和Pb-Pb同位素测年的对象.因为锡石是许多锡多金属矿床中重要的矿石矿物,利用锡石U-Pb同位素测年直接测定锡多金属矿床的成矿(锡矿化)时代,是非常有潜力的一种直接测定矿床成矿时代的技术方法.     

适合于稀有金属矿床的同位素定年方法及其应用

同位素地质年代学是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时代的新兴学科,也是研究成矿时代的主要手段。本文结合所在实验室研究团队和前人的工作,介绍几种可以直接确定稀有金属成矿时代的同位素地质年龄测定方法及其在稀有矿床中的应用,以期为相关学科研究提供参考。主要是：①Re- Os法,是目前应用最成熟的直接确定金属矿床成矿时代的方法,定年矿物除了辉钼矿,已扩展到黄铁矿、沥青铀矿等;②U- Pb法,是地质学研究应用最广泛的方法,目前的测定对象已不局限于锆石,一些含铀的矿石矿物如锡石、独居石、磷灰石、铌钽矿物的U- Pb年龄也可以直接测定,有助于直接确定金属矿床的成矿时代;③Ar- Ar法,测定对象广泛,理论上含钾矿物均可作为测定对象;④Rb- Sr法,应用广泛,近年来在成矿时代研究中有了长足进展,可以利用包裹体Rb- Sr等时线来确定成矿时代,也可以用同源的不同矿物组合来进行定年。     

锡石U-Pb同位素体系的封闭性及其测年的可靠性分析

锡石是各种不同类型锡矿床中最重要的矿石矿物,其U-Pb/Pb-Pb同位素年代学研究对于精确厘定锡矿床的成矿时代以及进一步揭示其矿床成因等具有重要意义.本文通过计算锡石中Pb的扩散参数,从扩散动力学角度对U-Pb同位素体系的封闭性进行了研究,探讨了不同温度条件下锡石对其所含U-Pb同位素信息的保存能力.研究结果表明,锡石...     

LA-(MC)-ICP-MS锡石U-Pb定年研究进展

随着锡石U-Pb定年方法的不断进步,利用锡石微区原位U-Pb定年直接测定锡多金属矿床的成矿(锡矿化)时代已经具备了相对成熟的技术条件,成为锡矿床成矿年代学研究最直接和最有效的途径之一。本文结合近几年本实验室开展的相关研究工作,总结了LA-(MC)-ICP-MS锡石U-Pb定年方法的研究进展,简要评述了多接收器LA-MC-ICP-MS和单接收器LA-ICP-MS两种方法的优缺点。此外,文章还介绍利用LA-(MC)-ICP-MS锡石U-Pb定年方法在湖南芙蓉、云南个旧和广西大厂等超大型锡矿成矿年代学研究中取得的重要进展,指出这一方法目前存在的主要问题和技术难点在于普通铅的准确校正和理想标样的研制,选择合理的普通铅扣除方法和实验外标,有利于提高测定结果的精确度和准确性。同时本文提出通过进一步优化这一测年技术,可以获得锡多金属矿床准确的成矿年代学信息,为全面认识相关矿床的生成和演化历史提供技术支持。     

河北寿王坟铜矿黄铜矿铷锶同位素年龄测定及其成矿意义

本文以黄铜矿及其共生矿物为定年对象,采用亚样品取样和铷锶等时线定年方法测定了寿王坟铜矿的成矿时代.分析测试获得黄铜矿 黄铁矿单矿物组合的等时线年龄113.6Ma,黄铜矿 夕卡岩组合的等时线年龄112.3Ma和黄铜矿 黄铁矿 夕卡岩组合的等时线年龄115.0Ma.对比同一矿石亚样品,认为河北寿王坟夕卡岩型铜矿成矿时代为111.0Ma.实验表明,采用矿石亚样品取样方法和直接测定金属硫化物单矿物铷-锶同位素年龄可以有效地确定矿床成矿时代.     

闪锌矿流体包裹体Ar-Ar定年研究进展

各种同位素年代学方法已广泛的应用于矿床成矿年龄的测定,然而,对大多数矿床来说,要准确其成矿年龄还存在一定的困难.对于金属硫化物矿床,由于难于找到既能够代表成矿时代、同时又适合于常规同位素定年方法的测定对象,难以对其进行直接定年.Re-Os和La-Ce法适用面很窄,只有少数的特殊矿物可作为测定对象,Rb-Sr、Sm-Nd和Pb-Pb等时线法常因一组样品同位素组成相近而不能构成等时线.热液矿床中矿物通常含有较丰富的流体包裹体,其中存在着一定量的钾.本文尝试用流体包裹体的40Ar-39Ar测年方法,对金属硫化物矿床进行直接定年分析.     

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。      

同位素稀释热电离质谱法测定锡石U-Pb年龄探索

针对我国锡多金属矿床的定年问题,建立一种采用同位素稀释热电离质谱(ID-TIMS)法进行锡石U-Pb同位素定年的方法,并与激光烧蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)法进行对比验证。由于采用化学处理技术分别纯化了U和Pb,减少了普通铅的影响,大大提高了分析测定精度。将该方法应用于某地区石英-锡石-黑钨矿脉的锡石样品分析,获得了精确的U-Pb年龄值。     

中科院地化所:辉钼矿Re-Os同位素定年分析方法取得重要进展

精确厘定金属矿床的成矿时代对揭示成矿动力学背景,探讨成矿物质、成矿流体来源和建立切合实际的矿床成因模式具有重要意义。矿石矿物或金属矿物的Re-Os同位素体系是金属矿床直接定年和示踪的重要手段,辉钼矿含有较高的Re含量(ppm级别)且基本不含普通Os, 是最理想的定年对象。目前常用的辉钼矿Re-Os同位素分析方法是卡洛斯管密闭酸溶法,该方法具有空白低的优点,但流程相对复杂且卡洛斯管有发生爆炸的危险,需要专业人士操作,同时分析成本较高。     

锡石U-Pb定年方法评述

锡石物理化学性质稳定,不易受到后期热液蚀变作用的影响,已成为锡多金属矿床成矿年代学研究的首选矿物。目前,锡石的U-Pb定年方法主要包括同位素稀释热电离质谱法(ID-TIMS)和激光剥蚀(多接收)电感耦合等离子体质谱法(LA-(MC)-ICP-MS)。本文拟对这两类方法进行评述,总结其优缺点,并指出测年过程中的一些关键问题和技术难点,为广大地质工作者选择合适的锡石U-Pb定年方法提供参考。     

金属矿床的同位素直接定年方法

矿床的直接定年就是直接对成矿流体或矿石矿物进行同位素定年 ,这样确定的年龄就直接代表了成矿年龄。目前主要有石英和闪锌矿中流体包裹体的Rb Sr同位素定年、黄铁矿和石英中包裹体的Ar Ar同位素定年、金属硫化物的Rb Sr同位素定年、金属硫化物和氧化物的Sm Nd同位素定年、金属硫化物的Re Os同位素定年 ,以及单个矿石矿物的Pb逐步淋滤法定年     

云南蒙自白牛厂多金属矿床锡石原位LA-MC-ICP-MS U-Pb年代学

云南蒙自白牛厂多金属矿床位于个旧与都龙矿床之间,由于缺少年代学数据,多种成因观点相持不下。利用锡石原位LA-MC-ICP-MS U-Pb法对采自沉积作用最为显著的白羊矿段的两个锡石样品进行年代学研究,得出238U/207Pb-206Pb/207Pb等时线年龄分别为(87.4±3.7)Ma(MSWD=9.0)和(88.4±4.3)Ma(MSWD=9.9),与薄竹山花岗岩锆石U-Pb年龄(84.1±2.6～87.83±0.39)Ma在误差范围内一致,说明锡的成矿与岩浆作用关系密切。结合南岭地区其他锡多金属矿床锡石TIMS U-Pb年代学研究,锡石U-Pb定年在锡多金属矿床直接定年中具有很大优势,而原位LA-MC-ICP-MS U-Pb法定年在该类型矿床的年代学研究中更是开辟了一条新途径。由于锡石普通铅含量较高,在校正过程中会影响数据可靠性,因此该方法需进一步完善,以满足精确定年的需要。     

广东天堂铜铅锌多金属矿床Rb-Sr等时线年龄及其地质意义

文章选取8件闪锌矿、3件方铅矿和1件黄铁矿样品,采用Rb-Sr等时线定年方法测定天堂铜铅锌多金属矿床的成矿时代.获得闪锌矿等时线年龄为(98.1±1.6) Ma,闪锌矿+方铅矿等时线年龄为(99±2)Ma,闪锌矿+方铅矿+黄铁矿等时线年龄为(98.2±1.3) Ma,闪锌矿+黄铁矿等时线年龄为(97.87±0.96) Ma,方铅矿+黄铁矿等时线年龄为(98.6±4.2) Ma.Rb-Sr定年结果表明,天堂铜铅锌多金属矿床的成矿时代为98 Ma左右,矿床形成于晚白垩世早期,可能与135Ma之后太平洋板块的运动方向发生转向,使得中国大陆包括华南板块在内均处于持续伸展阶段有关.硫化物矿石Rb-Sr所得的Sr同位素初始比(87Sr/86Sr)i平均值为0.7117,小于陆源硅酸盐的值(0.720),高于地幔Sr的初始值0.707,结合笔者对该矿床所做的S、Pb等同位素组成特征研究,显示成矿物质来源于壳幔混合.研究表明,利用特定矿床的主要矿石矿物,采用Rb-Sr等时线定年方法通过共生矿物组合和单矿物相互约束,可以有效地确定成矿时代,这对了解矿床的成矿背景等具有一定的指示意义.     

大兴安岭南段维拉斯托锡多金属矿床LA-ICP-MS锡石和锆石U-Pb年龄及其地质意义

维拉斯托锡多金属矿床位于大兴安岭南段西坡的内蒙古克什克腾旗,是近年来发现的一个以锡为主,共伴生钨、锌、铜、钼、铷、铌和钽的大型矿床。矿化类型包括深部以锡为主,伴生锌、铷、铌和钽的蚀变花岗岩型矿体;中部以锡为主,伴生铜和锌的隐爆角砾岩型矿体及浅部锡、钨、锌、铜和钼的石英大脉型和网脉型矿体。该矿床的主要工业矿体为石英脉型,呈北北东向产于古元古界宝音图群和华力西期石英闪长岩中的断裂破碎带内,而蚀变花岗岩型和隐爆角砾岩型矿石的品位较低。文中选取1件石英脉型锡矿体中的锡石样品进行了LA-ICP-MS锡石U-Pb定年,获得锡石的206Pb/207Pb238U/207Pb等时线年龄为(136.0±6.1) Ma(MSWD=0.94),207Pb/206Pb238U/206Pb谐和年龄为(132.3±5.4) Ma(MSWD=2.8),表明维拉斯托锡多金属矿床形成于早白垩世;选取1件与成矿相关的北大山岩体花岗岩样品开展了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,获得206Pb/238U年龄为(140±2) Ma(MSWD=0.10),表明成矿岩体亦形成于早白垩世。维拉斯托锡多金属矿床属于与花岗岩有关的岩浆热液型矿床。通过统计大兴安岭南段主要锡多金属矿床的成矿年龄和成矿岩体的年龄,发现几乎所有的锡多金属矿床均形成于140～135 Ma期间,表明早白垩世是大兴安岭南段锡多金属矿床成矿高峰期。     

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.     

硫化物Rb-Sr同位素定年研究进展

针对金属矿床成矿年代确定混乱的问题,国内外许多矿床学家和同位素地球化学家对金属矿物常规同位素定年方法进行了有益的探索研究,尤其是对于矿石矿物以闪锌矿、方铅矿和黄铁矿为主的铅锌矿床,硫化物矿物Rb-Sr同位素定年方法显示出了其独特的优势。结合近几年开展的工作,总结国内外硫化物Rb-Sr同位素定年研究取得的成果、闪锌矿中Rb、Sr的赋存状态与定年机理以及定年适应性问题。采用闪锌矿Rb-Sr同位素组成数据拟合成等时线源自热液流体与闪锌矿之间Rb和Sr的不同分异作用,但并不是所有的闪锌矿均适合该定年技术。要成功获得年龄,需结合野外地质特征采集代表性的矿石样品,并在镜下鉴定基础上挑选合适的单矿物;在分析测试过程中,需尽可能去除次生包裹体和粘土矿物。     

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。     

四川可尔因矿田李家沟伟晶岩型稀有金属矿床锡石LA-MC-ICP-MS U-Pb定年及地质意义

四川李家沟伟晶岩型锂铌钽铍锡稀有金属矿床位于松潘-甘孜造山带中部、可尔因矿田东南部,是近年新发现的超大型矿床,成矿时代尚不清楚。本文在伟晶岩地质特征研究的基础上,对李家沟锂辉石伟晶岩中的锡石矿物开展电子探针成分分析以及LA-MC-ICP-MS U-Pb定年工作。电子探针波谱定量分析结果显示,李家沟矿床的锡石都是与稀有金属矿床有关的锡石,并非来自热液矿床的锡石。U-Pb定年结果显示,含锂辉石钠长石伟晶岩样品(LPD4H2)的~(207)Pb/~(206)Pb-~(238)U/~(207)Pb谐和年龄为211. 4±3. 3 Ma(n=28,MSWD=2. 9),可以代表稀有金属伟晶岩脉的年龄。表明李家沟稀有金属矿床形成于晚三叠世,与印支晚期的岩浆热液活动密切相关。区域成岩成矿年代学对比显示,李家沟与雪宝顶和甲基卡等矿床具有相似的成矿类型和成矿年龄,形成于造山后趋于稳定阶段。松潘-甘孜造山带印支晚期-燕山早期存在大规模的锂铌钽铍锡稀有多金属成矿事件。     

我国某些前寒武纪多金属矿床和岩石的Pb-Pb同位素研究

获得了我国40多个前寒武纪多金属矿床Pb-Pb等时线年龄，提出了我国前寒武纪铜矿的Pb-Pb等时线时代主要有4期，以1800Ma成矿最好。金矿Pb-Pb同位素等时线时代为2000-3430Ma，其中2000-2700Ma成矿强烈。     

广东锡坪钼铜多金属矿床辉钼矿Re-Os同位素定年及其地质意义

广东锡坪钼铜多金属矿床位于钦杭成矿带的西南端,为一大型的斑岩型矿床。本文利用辉钼矿Re-Os同位素定年方法对锡坪钼铜多金属矿床4件辉钼矿样品进行了成矿年代学测定,获得的模式年龄为85.15~88.34Ma,加权平均值为86.1±2.3Ma,对应的等时线年龄为89.9±3.4Ma,模式年龄和等时线年龄结果在误差范围内基本一致,指示锡坪钼铜多金属矿床的成矿时限为晚白垩世。锡坪钼铜多金属矿辉钼矿样品的Re含量较低,表明其成矿物质可能主要来自于壳源。钦杭成矿带成岩成矿作用以中生代燕山期为主,存在180~150Ma、110~80Ma两个爆发期,两期成岩成矿作用可能均与太平洋板块的俯冲有一定的关系。锡坪钼铜多金属矿床是在岩石圈伸展减薄环境下发生的大规模成矿作用的产物。