南岭中段主要锡矿床He、Ar同位素组成及其意义

对南岭中段主要锡矿床的黄铁矿等进行了流体包裹体的He、Ar同位素研究。结果表明,成矿流体的⁴⁰Ar/³⁶Ar≈288～371,³He/⁴He≈0.09～28.58Ra ,不同地区流体包裹体He、Ar浓度变化较大,而在同一地区⁴⁰Ar/³⁶Ar、³He/⁴He值比较一致;⁴⁰Ar/³⁶Ar值介于大气饱和水(包括大气降水和海水)的同位素组成（⁴⁰Ar/³⁶Ar≈295.5）和夏威夷热点（⁴⁰Ar/³⁶Ar=350～360）之间,³He/⁴He值大大高于大陆地壳特征值（³He/⁴He≈0.03Ra）,介于地壳特征值与原始地幔特征值（³He/⁴He≈8.57Ra）和夏威夷热点特征值（³He/⁴He≈27.14Ra）之间,表明成矿流体与地幔柱的活动有关,为地幔、地壳和大气水的混合产物,以地幔流体为主。这一结果为南岭地区锡多金属矿床为壳幔相互作用的产物及区域地幔柱的存在提供了新证据。     

稀有气体同位素示踪成矿古流体研究进展

稀有气体(特别是He、Ar)是一种研究成矿古流体来源的灵敏示踪剂。地球不同圈层的稀有气体同位素具有不同的特征同位素比值。测试样品流体包裹体中的稀有气体同位素值,从测试值中排除掉包裹体形成后各种后生过程对流体初始同位素组成的影响。把得到的结果与前人研究总结的特征值进行比较分析,可以示踪成矿流体来源,从而探讨各种矿床的成矿机制与成矿作用。归纳了近年来用稀有气体同位素来示踪成矿流体的研究进展,概括了其在不同类型矿床中的应用现状,并指出当前该方法存在的问题及发展趋势。     

稀有气体同位素示踪成矿古流体研究进展

稀有气体（特别是He、Ar）是一种研究成矿古流体来源的灵敏示踪剂。地球不同圈层的稀有气体同位素具有不同的特征同位素比值。测试样品流体包裹体中的稀有气体同位素值，从测试值中排除掉包裹体形成后各种后生过程对流体初始同位素组成的影响。把得到的结果与前人研究总结的特征值进行比较分析，可以示踪成矿流体来源，从而探讨各种矿床的成矿机制与成矿作用。归纳了近年来用稀有气体同位素来示踪成矿流体的研究进展，概括了其在不同类型矿床中的应用现状，并指出当前该方法存在的问题及发展趋势。     

东天山黄土坡铜锌矿床成矿流体的氦-氩同位素示踪

黄土坡铜锌矿床是东天山卡拉塔格地区一中型海相火山岩型块状硫化物（VHMS）矿床,赋存于早志留世海相火山-沉积岩系中。矿体产于酸性火山角砾岩与凝灰岩之间,主矿体呈厚大的扁豆状,矿石主要呈块状、浸染状、条带状和网脉状构造。本文报道了黄土坡铜锌矿床成矿流体的氦和氩同位素组成,黄铁矿流体包裹体的³He 含量低,介于0.039×10^-12 cm³ STP/g～0.64×10^-12 cm³ STP/g,n（³He）/n（⁴He）值为 0.11～0.94 Ra,介于壳源He与幔源He之间。⁴⁰Ar 含量变化于 3.49×10^-8cm³ STP/g～34.25×10^-8 cm³ STP/g 之间,n（⁴⁰Ar）/n（³⁶Ar）介于301.40～425.98 之间。成矿流体中有幔源 He（1.71%～10.97%）和放射性成因 Ar（⁴⁰Ar*含量为1.96%～30.63%）。结合矿床包裹体及 H-O-S 同位素特征,认为幔源流体和富放射性成因He 和Ar 的海水参与了成矿。     

甘肃礼县中川地区金矿流体的来源与成因

甘肃省礼县中川地区属于礼（县）岷（县）金矿带的东段,其成矿作用与中川花岗杂岩体有密切的关系。此次研究在已知金矿体上采集标本,碎样后挑选石英晶体,运用英国Micromass公司生产的MM5400质谱计,在1 600℃条件下,让石英释放稀有气体,测量其中的⁴He、²⁰Ne、⁴⁰Ar等稀有气体,通过稀有气体的示踪作用,研究成矿流体的来源。测试结果表明：礼县中川地区金矿的成矿流体中的⁴He和⁴⁰Ar来源于中川花岗杂岩体;Ar同位素比值符合地壳流体特征;在³He/⁴He-⁴He/²⁰Ne体系图上,7个样品中,有4个点位于100%地壳流体来源线上,3个点位于5%上地幔与30%上地幔流体之间,说明成矿热流成分主要是地壳流体,含有10%左右的上地幔热流,即礼县中川地区金矿成矿流体具有混合热液特征。     

甘肃礼县中川地区金矿流体的来源与成因

甘肃省礼县中川地区属于礼（县）岷（县）金矿带的东段,其成矿作用与中川花岗杂岩体有密切的关系。此次研究在已知金矿体上采集标本,碎样后挑选石英晶体,运用英国Micromass公司生产的MM5400质谱计,在1 600℃条件下,让石英释放稀有气体,测量其中的⁴He、²⁰Ne、⁴⁰Ar等稀有气体,通过稀有气体的示踪作用,研究成矿流体的来源。测试结果表明：礼县中川地区金矿的成矿流体中的⁴He和⁴⁰Ar来源于中川花岗杂岩体;Ar同位素比值符合地壳流体特征;在³He/⁴He-⁴He/²⁰Ne体系图上,7个样品中,有4个点位于100%地壳流体来源线上,3个点位于5%上地幔与30%上地幔流体之间,说明成矿热流成分主要是地壳流体,含有10%左右的上地幔热流,即礼县中川地区金矿成矿流体具有混合热液特征。     

延边海沟金矿床石英流体包裹体激光探针40Ar/39Ar测年与成矿背景

海沟金矿为一大型贫硫化物石英脉型金矿床,长期以来其形成时代一直存在争议,致使矿床成因研究受到较大影响,成矿预测等方面研究进展缓慢。采用石英流体包裹体的⁴⁰Ar/³⁹Ar激光探针定年法对该金矿床进行了精细的年代学测定,获得主成矿阶段石英流体包裹体的⁴⁰Ar/³⁹Ar正、反等时线年龄分别为（170±20） Ma和（172±16） Ma,MSWD分别为0.31和0.35,⁴⁰Ar/³⁶Ar比值分别为298±4和299±4;进一步剔除接近大气的成分点和过剩氩高的成分点,计算获得等时线年龄为（170±38） Ma（⁴⁰Ar/³⁶Ar Int.=299±10）和（165±52） Ma（⁴⁰Ar/³⁶Ar Int.=303±23）。结合已有同位素年代学研究成果,进一步明确了海沟金矿床主成矿期发生在早侏罗世晚期,成矿作用与中生代库拉板块向亚洲板块俯冲、特别是由此引发的华北板块东缘与兴蒙造山带东段的强烈拼贴并诱发的岩石圈加厚、减薄作用密切相关。     

新疆准噶尔北缘索尔库都克铜钼矿氦-氩同位素组成及地质意义

索尔库都克铜钼矿床位于准噶尔北缘,矿体呈似层状、透镜状、脉状产于中泥盆世北塔山组安山岩和矽卡岩中。采用稀有气体同位素质谱法,对矿床中绿帘石矽卡岩、安山岩和矿石3种产状的黄铁矿中流体包裹体氦和氩同位素组成进行测试分析。测试结果显示,黄铁矿中流体包裹体的4He含量为(0.882 1~13.341 0)×10-8cm3STP/g,3He/4He为0.88~1.76 Ra(Ra为大气中的3He/4He,Ra=1.4×10-6),幔源He占13.27%~26.93%,表明成矿流体中氦主要来源于地壳。40Ar含量为(4.237 6~13.970)×10-8cm3STP/g,40Ar/36Ar为301.07~331.55,40Ar*含量占1.71%~10.87%,表明成矿流体中Ar主要来源于大气降水。3种产状的黄铁矿中氦、氩同位素组成及特点相似,结合矿床流体包裹体和稳定同位素研究,认为成矿流体来源于壳-幔相互作用的岩浆流体和大气降水,矿床的形成与安山岩和矽卡岩关系密切,暗示矿床成因为矽卡岩型。     

江西相山铀矿田深部多金属矿化成矿流体来源:流体包裹体He-Ar同位素证据

江西相山铀矿田西部地区实施的铀矿科学深钻3号孔在深部–700 m发现大量铅锌银多金属矿化脉,垂向上呈"上铀下多金属"的分布特征。本文对深部多金属矿化主成矿阶段的黄铁矿、闪锌矿、方铅矿进行了流体包裹体He和Ar同位素组成测定,结果表明,相山深部多金属矿化主成矿阶段的黄铁矿、闪锌矿和方铅矿具有较一致的He、Ar同位素组成,矿物内流体包裹体的~3He含量范围为4.55×10^–14～1560×10^–14 cm^3·STP/g,~4He含量范围为1.05×10^–7～525×10^–7 cm^3·STP/g,~3 He/~4He为2.98×10^–7～4.96×10^–7,即0.21～0.35 Ra,介于地壳(0.01～0.05 Ra)和饱和大气水(1 Ra)之间,明显低于地幔的~3 He/~4He值(6～9 Ra),⁴⁰Ar浓度为0.969×10^–7～157×10^–7 cm^3·STP/g,⁴⁰Ar/³⁶Ar值为303.7～573.9,略高于饱和大气水的Ar同位素组成,结合矿石和蚀变岩石中Li元素富集特征,本文认为相山西部地区深部多金属成矿流体以地壳流体和大气降水为主,成矿流体富Li元素是He同位素明显高于地壳的原因,可能存在少量幔源流体的加入。另外,通过对比前人研究的该地区铀矿化矿石中黄铁矿He-Ar同位素组成,并结合前人对该地区幔源组分明显参与铀成矿的认识,本文认为多金属矿化和铀矿化成矿流体可能并非同一来源。     

原位U-Th/He同位素定年技术研究进展及其低温矿床学应用前景

应用传统单颗粒方法对目标矿物进行定年具有较高要求(如U、Th等母体同位素均匀分布),需要耗时的酸溶过程,同时还需进行α粒子射出效应校正。原位U-Th/He同位素定年技术是近年发展起来的一种定年技术,其主要原理是采用激光加热目标矿物,并通过与激光系统连接的稀有气体质谱(Alphachron)和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)分别完成 ~4He和U、Th等母体同位素分析,将 ~4He和U、Th分析结果代入年龄公式计算即可获得目标矿物的U-Th/He年龄。本文阐述了原位U-Th/He同位素定年技术的主要原理、实验测试流程、适用矿物等,重点对原位U-Th/He同位素定年的技术难点和低温矿床学应用前景进行了分析。相对于传统单颗粒方法,原位测试方法解决了两个关键问题:1无需进行α粒子射出效应的校正,提高了定年结果的可靠性和准确度;2能完成母体同位素分布不均匀样品的测试,扩展了U-Th/He同位素定年的应用范围。尽管原位U-Th/He同位素定年技术在侧向加热效应、剥蚀坑体积测定以及标准矿物等方面尚存在一些亟待解决的问题,但已在硅酸盐、磷酸盐、钛铁氧化物等矿物的年代学研究方面展示了良好的应用前景。随着原位U-Th/He同位素定年技术的发展和进步,尤其是硫化物的U-Th/He同位素定年的发展,将为解决低温矿床的年代学问题提供一种新的思路。     

矿物中4He同位素提取和含量测定研究

(U-Th)/He定年是一种有效的低温热年代学定年技术,现已被广泛应用于地质研究的各个领域,而矿物中4He同位素的有效提取和含量准确测定是该技术的关键。磷灰石和锆石是(U-Th)/He定年最常用的矿物,其4He提取条件及铀钍含量测定方法都较为成熟;而其他矿物(如磁铁矿、橄榄石、针铁矿、石榴子石等)的研究则相对较少。文章介绍了当前国内外(U-Th)/He研究中采用的4He同位素提取方法———真空炉加热法和激光加热法,激光加热法因具有低4He背景值和耗时短的优点而成为主要的提取方法。以磷灰石样品测试为例,介绍了成都地质矿产研究所建立的采用激光加热法和四极杆质谱提取4He同位素及其含量测量过程、含量计算和校正方法。指出未来(U-Th)/He测试技术除继续改进现有分析方法外,应加强对更多不同矿物的测试研究。     

He,Ne and Ar composition in a neutron activated sea-floor basalt glass

We have measured the composition of He, Ne and Ar in the glassy rim of a fresh oceanic basalt from the East Pacific Rise. Three splits of the sample were subjected to neutron irradiation prior to analysis to investigate the noble gas release as a function of different neutron doses. The shapes of the observed ³⁹Ar-⁴⁰Ar degassing profiles depend critically on the irradiation dose due to a severe redistribution of excess ⁴⁰Ar. This shows that the application of the ³⁹Ar-⁴⁰Ar method for dating of glassy samples requires the utmost care.Including the He and Ne results from the irradiated specimens, it was possible to determine the concentrations of Li and Mg and to estimate upper limits for Na and F in addition to the concentrations of K, Ca and Cl which are measured routinely as a byproduct of the ³⁹Ar-⁴⁰Ar dating method. This provides a useful extension of the ³⁹Ar-⁴⁰Ar technique since it may help to identify the outgassing sites during stepwise heating experiments. Furthermore it allows one to study the diffusion behavior of He and Ne isotopes artificially produced during irradiation. In our samples the activation energies of ³He and ²¹Ne tend to increase with growing neutron doses.     

粤北诸广南部铀矿田流体包裹体的氦氩同位素组成及成矿流体来源示踪

粤北诸广南部铀矿田是我国重要的花岗岩型铀矿产地之一,有关诸广南部花岗岩型铀矿田的成因,多年来一直存在较大的争议。本文以诸广南部铀矿田典型铀矿床成矿期萤石、方解石和黄铁矿中流体包裹体为测试对象,研究了成矿流体的He、Ar同位素地球化学。研究表明,萤石流体包裹体的~3He/~4He比值为0. 021～0. 186Ra,~(40) Ar/~(36)比值为298. 4～2515. 7;方解石流体包裹体的3He/4He比值为0. 027～0. 209Ra,~(40) Ar/~(36)比值为295. 9～327. 2;黄铁矿流体包裹体的3He/4He比值为0. 021～1. 543Ra,~(40) Ar/~(36)比值为326. 9～1735. 1; He-Ar同位素系统显示成矿流体的3He/4He比值略高于地壳氦同位素特征值(0. 01～0. 05Ra),但低于幔源氦同位素特征值(6～9Ra),~(40) Ar/~(36)比值接近或高于大气氩的同位素组成(~(40) Ar/~(36)=295. 5),成矿流体为壳-幔混合来源。结合H-O、He-Ar、C和Sr等多元同位素证据表明,成矿流体由两个端元组成:一是含有一定放射性成因Ar的大气降水的地壳流体,二是含幔源He的地幔流体。进一步研究表明,受NNW向断裂控制的棉花坑、书楼丘、长排等铀矿床受地幔流体影响比较大,而受NE向断裂控制的蕉坪、东坑、烟筒岭铀矿床受大气降水影响比较大。     

西藏列廷冈-勒青拉矽卡岩型Fe-Cu-Pb-Zn多金属矿床白云母~(40)Ar/~(39)Ar年龄及其地质意义

以列廷冈-勒青拉Fe-Cu-Pb-Zn多金属矿床为研究对象,通过对其Fe矿化阶段白云母的定年研究,从成矿流体演化持续时间的角度对该问题进行了新的探索。系统的野外踏勘、显微镜下观察和电子探针工作表明,列廷冈-勒青拉矿床中发育与磁铁矿共生的白云母。对白云母进行的Ar-Ar同位素测年工作表明,白云母Ar-Ar坪年龄为51.00±0.38 Ma,等时线年龄为50.45±0.62 Ma,认为其代表了列廷冈-勒青拉矿床氧化物阶段铁矿化过程中开始结晶的白云母达到Ar-Ar体系封闭后的年龄。对比前人得出的辉钼矿年龄(61.96±0.58 Ma),提出二者年龄的差异可能由于不同同位素体系在不同矿物中封闭温度的不同所致,认为该矿床热液演化经历了较长时间,演化过程导致的温度梯度的出现加剧了岩浆热液中带来的多金属物质(如Pb、Zn、Cu、Fe)的分异,为矿区多种金属矿物的共存提供了重要条件;该矿床所属的冈底斯北成矿亚带相比较于其它两个成矿亚带具有更长的岩浆演化时间和区域矿化持续时间,与其丰富的矿种组合发育相一致。     

年轻火山岩的定年:进展与问题

年轻火山岩定年对人类的起源与进化、地质年表建立、古环境演化、火山灾害、岩浆演化及地球动力学等研究非常重要。由于年轻样品放射性成因子体积累较少、大气氩含量高,微量的过剩氩极难识别,使得年轻火山岩及其沉积地层高精度定年一直是地质年代学中最具挑战性的课题之一。过去几年,年轻火山岩定年在技术上的进展主要体现在定年精度和准确度不断提升,尤其是利用新型多接收稀有气体质谱对单颗粒样品进行逐步升温~(40)Ar/~(39)Ar定年,是方法学上最重要的进展之一。本文总结了年轻火山岩~(40)Ar/~(39)Ar定年的现状、影响因素和相关定年技术及应用,以引起大家的关注和思考,共同提高我国年轻火山岩定年的技术水平。利用新型多接收质谱和创新的实验方法,通过对全球重要火山喷发事件和年轻国际标准样的研究,广泛开展实验室间的对比是提高国内~(40)Ar/~(39)Ar年代学水平并在年轻火山岩定年中取得突破的重要途径,也是当前~(40)Ar/~(39)Ar年代学研究的重要方向。     

内蒙古大青山逆冲推覆体系中生代逆冲构造活动的40Ar-39Ar定年

内蒙古大青山呼和浩特段北侧发育3条走向北东东、指向北西的逆冲断层,并与被其分割的3个逆冲席体及一个原地系构成大青山逆冲推覆体系。逆冲断层上盘底部发育较深层次的糜棱岩,下盘顶部多发育低温的千糜岩。本研究在构造地质调查基础上,结合宏-微观岩石矿物学分析,采用⁴⁰Ar-³⁹Ar定年对该逆冲体系的活动时间进行约束。逆冲断层带内3个千糜岩绢云母⁴⁰Ar-³⁹Ar年龄范围为120~119Ma,另一样品给出了120Ma的概率统计峰值年龄。千糜岩为低温同变形变质产物,细粒绢云母为同变形新生矿物,其⁴⁰Ar-³⁹Ar年龄可代表变形年龄。侵位在断层内弱变形的花岗闪长岩为同构造晚期侵位,角闪石⁴⁰Ar-³⁹Ar年龄限定其冷却时间下限为121Ma,概率统计峰值年龄为119Ma。逆冲断层上盘底部发育较高温的糜棱岩,而低温千糜岩的形成时间应属于变形后期。因此,120Ma至119Ma期间,大青山逆冲推覆体系的逆冲作用应已是处于变形晚期。     

内蒙古呼和浩特变质核杂岩韧性拆离带40Ar-39Ar定年及其构造含义

晚中生代,内蒙古大青山依次经历晚侏罗世盘羊山逆冲推覆、早白垩世呼和浩特变质核杂岩伸展、早白垩世大青山逆冲推覆断层及早白垩世以来高角度正断层复杂构造演化。其中,呼和浩特变质核杂岩韧性剪切带的冷却时间和抬升机制的制约尚不明确。本文在野外考察和显微构造分析基础上,采用逐步加热40Ar-39Ar定年法对韧性剪切带内不同单矿物的冷却年龄进行了测定。角闪石、白云母、黑云母和钾长石单矿物40Ar-39Ar冷却年龄处于120~116Ma之间。结合已有年龄数据及单矿物封闭温度,构建了韧性剪切带的冷却曲线。结果表明,韧性剪切带在122~115Ma期间存在一个明显的快速冷却过程。这一阶段快速冷却是与变质核杂岩拆离断层相关核部杂岩拆离折返作为大青山逆冲推覆断层上盘抬升的结果。     

伊春火成岩带二股矽卡岩型铁多金属矿床40Ar-39Ar年代学及其地质意义

文章在矿床地质特征研究基础上,首次确定了伊春火成岩带内的二股铁多金属矿床的成矿时代。结合前人研究成果,分析了伊春火成岩带早中生代金属矿床的成矿时限,成矿规律及找矿方向。金云母40Ar_39Ar同位素测年结果表明,二股铁多金属矿床的成矿年龄为(181.0±4.2)Ma。伊春火成岩带内早中生代金属成矿作用分为:早期(200~181 Ma)与二长花岗岩有关的矽卡岩型_热液脉型铁多金属矿床成矿作用;晚期(178~175 Ma)与花岗斑岩有关的斑岩型钼矿床成矿作用。晚三叠世—早侏罗世花岗岩类侵入岩(如二长花岗岩)与铅山组碳酸盐岩接触部位是伊春火成岩带内矽卡岩型_热液脉型铁多金属矿床成矿的有利部位。     

胶东邓格庄金矿床成因:地质年代学和同位素体系制约

邓格庄金矿地处华北克拉通胶东半岛东部苏鲁超高压带内,黄金储量已超过50t,是胶东牟平-乳山成矿带第二大石英脉型金矿床。矿体产于昆嵛山岩体和荆山群变质岩接触带附近的昆嵛山岩体中,金矿体受控于金牛山断裂带西侧的次级断裂。矿石中的硫-铅-氢-氧同位素值表明成矿流体主要来源于岩浆,具有以地壳为主兼具地幔混合特征,通过深渊断裂发生迁移,在成矿晚期遭受天水混染。围岩昆嵛山二长花岗岩高精度的锆石U-Pb年龄为155. 8Ma,成矿前期蚀变岩中蚀变矿物钾长石和绢云母~(40)Ar-~(39)Ar精确测年结果分别为123Ma和104Ma。结合近年来前人的研究资料,我们建立了胶东金矿集区中生代岩浆岩演化序列,将其划分为160～150Ma、130～110Ma、110～100Ma三个阶段,并给出了大规模爆发式成矿的年龄峰值(120±10Ma)。认为邓格庄金矿既非以变质流体为特征的典型造山型金矿,也非浅成低温热液型金矿,而是伴随华北克拉通岩石圈减薄、软流圈物质上涌、地壳拉张而使壳幔混合流体在浅部以大纵深脉状集中成矿为基本特征的中温岩浆热液型金矿。     

安徽庐枞盆地矾山酸性蚀变岩帽形成时代及其地质意义

酸性蚀变岩帽是岩浆热液流体和围岩在近地表相互作用的产物,是斑岩-浅成低温热液成矿系统的重要指标。发育在长江中下游成矿带庐枞盆地内的矾山酸性蚀变岩帽产出面积较大( 20km~2)。前人对该酸性蚀变岩帽中的明矾石矿床的地质和地化特征进行了相关研究,但详细的年代学研究工作尚未开展。为精确厘定矾山酸性蚀变岩帽的形成时代,本文开展了明矾石~(40)Ar-~(39)Ar法和金红石原位U-Pb法定年。矾山酸性蚀变岩帽中明矾石共有三种类型:ⅠA型明矾石主要呈交代蚀变发生在热液蚀变早阶段,与石英、粒状黄铁矿或赤铁矿、少量金红石共生;ⅠB型明矾石形成于热液蚀变晚阶段,主要呈叶片状集合体充填在开放空间中,与石英、星点状赤铁矿、粒状金红石集合体共生,少量金红石和赤铁矿沿明矾石解理裂隙分布;Ⅱ型明矾石是表生明矾石,主要呈细粒集合体沿裂隙分布,与赤铁矿、高岭石、地开石共生。三类明矾石形成于不同环境下:ⅠA和ⅠB型明矾石形成于岩浆热液环境下,是大矾山明矾石矿区的主要产物;Ⅱ型细粒明矾石分布在矾山酸性蚀变岩帽的非明矾石矿区,是表生环境下的产物。ⅠA型明矾石的~(40)Ar-~(39)Ar定年的坪年龄为131±6Ma,代表了矾山酸性蚀变岩帽的形成时代。与Ⅱ型明矾石密切共生的金红石U-Pb定年结果为32. 7±4Ma,在该期间,整个盆地内无岩浆活动发生,该年龄反映了矾山酸性蚀变岩帽经历表生氧化作用的时间。明矾石和金红石定年结果分别对应岩浆热液和表生明矾石的形成时代。在利用明矾石进行找矿工作时需先明确明矾石成因,矾山酸性蚀变岩帽中深成明矾石是下一阶段的找矿研究的基础。