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。     

闪锌矿中铅同位素比值精确测定时的化学分离方法

在铅同位素地质研究中,方铅矿、黄铁矿、闪锌矿等硫化矿物是重要的研究对象。利用其铅同位素比值的变化来探索金属矿床的成矿时代、物质来源,找矿方向及研究地球年龄和地球演化方面起了一定的作用。但是,由于这些矿物的铅同位素比值在自然界中变化很小,因此精确测定铅同,位素比值对于铅同位素地质研究具有重要意义。     

“同位素分析新技术与地质应用研究新进展”专辑特邀主编寄语

同位素定年和示踪技术已渗透到地球科学的各个方面, 成为确定地质事件时代和成岩成矿年龄、示踪成岩成矿物质来源和形成环境条件的重要手段, 推动地球科学发展的重要动力。随着分析技术的不断发展, 微区/微量同位素、非传统同位素、高维度同位素已成为当前国际同位素地球化学研究的前沿和重点领域, 近年来我国在该领域也取得长足发展和一系列重大成果。本“同位素分析新技术与地质应用研究新进展”专辑集中刊发了13篇这方面的文章, 主要涵盖了两个方向的研究成果: (1)同位素地质分析新方法及标准物质研制; (2)同位素地球化学研究新进展, 主要包括同位素示踪技术在矿床和海洋沉积环境中应用研究。本文将对收录本专辑论文的研究工作做一简要介绍, 对深入了解我国同位素地质分析技术及应用研究最新进展具有一定参考价值。     

MC-ICP-MS锂同位素溶液分析技术与应用

Li同位素是一种新兴的非传统稳定同位素示踪工具,在地质学、地球化学研究中具有广阔的应用前景。目前,Li同位素溶液分析技术主要采用热电离质谱仪（TIMS）和多接收电感耦合等离子质谱仪（MC-ICP-MS）,与TIMS相比,MC-ICP-MS具有分析精度高、样品量少、测试速度快等诸多优点。本研究团队近年来建立了MC-ICP-MS高精度Li同位素分析方法,在天然样品、标准物质以及石英包裹体的Li同位素测定中都取得了良好结果。以此为依托,研究团队建立了适用于西藏本地岩石成因研究的Li同位素地质端元,并将Li同位素应用于青藏高原岩石圈结构及其隆升历史、川西碳酸岩型稀土矿床富集机制、四川呷村VMS型矿床成矿流体来源和四川甲基卡硬岩型Li矿床富集机理等方面。本文比较详细地综述了这些研究进展,旨在加深对Li同位素溶液分析技术的理解,展示其在地球化学研究中的良好应用前景。     

MC-ICP-MS锂同位素溶液分析技术与应用

Li同位素是一种新兴的非传统稳定同位素示踪工具,在地质学、地球化学研究中具有广阔的应用前景。目前,Li同位素溶液分析技术主要采用热电离质谱仪（TIMS）和多接收电感耦合等离子质谱仪（MC-ICP-MS）,与TIMS相比,MC-ICP-MS具有分析精度高、样品量少、测试速度快等诸多优点。本研究团队近年来建立了MC-ICP-MS高精度Li同位素分析方法,在天然样品、标准物质以及石英包裹体的Li同位素测定中都取得了良好结果。以此为依托,研究团队建立了适用于西藏本地岩石成因研究的Li同位素地质端元,并将Li同位素应用于青藏高原岩石圈结构及其隆升历史、川西碳酸岩型稀土矿床富集机制、四川呷村VMS型矿床成矿流体来源和四川甲基卡硬岩型Li矿床富集机理等方面。本文比较详细地综述了这些研究进展,旨在加深对Li同位素溶液分析技术的理解,展示其在地球化学研究中的良好应用前景。     

湖南桂阳县白沙子岭锡矿床地质地球化学特征及其成因

白沙子岭锡矿床赋存于大义山复式花岗岩体内,发育蚀变花岗岩型和云英岩脉型两个主要矿床类型,两类矿床在空间上相伴产出.通过矿床成矿地质背景和地质特征的研究,运用同位素和包裹体测试成果,探讨了矿床成因及成矿作用过程.铅同位素表明,锡成矿物质为幔、壳源混合来源.氢、氧同位素特征指示成矿流体主要为沸腾岩浆水.云英岩脉型和蚀变花岗岩型锡矿脉(体)在空间上的耦合性以及它们的流体包裹体和硫、铅同位素特征表明,构造作用和岩浆演化的联合作用是成矿的主要控制因素.成矿温度为130～425℃,盐度为1.40%～11.22%,成矿压力为67×105～537×105Pa.矿床属中高温岩浆热液矿床.     

西北地区有色金属矿床成矿条件约束及勘查潜力

西北地区是中国大宗有色金属矿产资源的重要生产基地，由于大部分矿山开发已进入暮年，加快矿山后续资源的找矿勘查工作已成为重要的地质任务，也是保持西北地区有色金属矿业可持续发展的重要出路。通过对西北地区有色金属矿产区域成矿地质条件和成矿地质特征的分析，表明西北有色金属矿产主要形成于古生代造山系中，为鲜明的中亚成矿特色，成矿时代集中发育于晚古生代，但北祁连山是一个例外，形成于早古生代为特点。总体上西北地区可划分为lO个有色金属成矿带，提出北祁连的夕卡岩型钨、南秦岭的热水沉积—改造型铅锌和北山等地的斑岩型铜是最有找矿远景成矿类型和富有找矿潜力的地区。     

中国金矿床成矿年代学研究进展

成矿年代研究对于金矿成矿规律总结和找矿勘查工作具有重要意义。本文系统整理了全国610个大、中、小型金矿的近4000个成岩、成矿年代学数据(数据来源为截至2021年12月公开发表的相关文献资料)。在此基础上, 划分了我国金矿7个主要成矿期, 即新太古代—古元古代成金期(五台期)、中元古代—新元古代成金期(晋宁—雪峰期)、早古生代成金期(加里东期)、晚古生代成金期(海西期)、早中生代成金期(印支期)、晚中生代成金期(燕山期)和新生代成金期(喜马拉雅期); 文章探讨了我国不同地质时期金矿的分布特征、矿床类型和成矿环境。研究结果表明, 中国金矿床在各个地质时期都有产出, 最早的金矿形成于太古宙, 燕山期是我国金矿成矿的高峰期(主要集中于105~145 Ma), 其次为印支期。同时, 近年来的同位素年代学资料表明, 喜马拉雅期金矿不断被发现, 也是我国金矿重要的成矿期之一。总结出中国不同时代金矿的特点为: 成矿强度老弱新强、叠加成矿时间跨度大、新生代金矿资源潜力大。     

我国层控多金属矿床的铅、硫同位素研究

在对我国南方泥盆纪层控矿床作了较系统的铅和硫的同位素分析测定工作的基础上,综合其他地区、不同时代层控矿床的同位素数据,本文试图对我国层控矿床的铅、硫同位素特征及其在矿床研究中的意义作一粗浅的讨论和总结。据30多个矿床或矿区统计,大约有铅同位素数据近300个,硫同位素数据500多个。这些同位素资料对解释该类型矿床的成因、物质来源、成矿时代、成矿地球化学环境以及指导找矿勘探都具有重要意义。     

拉尔玛金矿床与夏家店金矿床地质地球化学特征对比

夏家店金矿床和拉尔玛金矿床均产于南秦岭地块古生代裂陷海槽沉积区,矿床赋存于上震旦统-下寒武统碳泥硅质沉积岩系中,矿床表现出微细粒浸染状特征.研究认为,两者在成矿地质背景、矿床地质地球化学、控矿构造、成矿时代、矿床成因、矿床类型等方面具有相似性和相应差别:两矿床分别产于东、西秦岭,各居一方;由氢氧同位素特征可知,夏家店金矿床成矿流体显示大气降水特征而拉尔玛金矿床成矿流体表现混合水特征;两矿床铅同位素均投点于造山带与上地壳演化线之间,表明成矿动力来自大陆造山作用;两矿床稀土元素配分模式均为轻微右倾,显示成矿物质对容矿围岩组分的继承;两矿床均为产于寒武系的类卡林型金矿床.     

冀东唐杖子、牛心山花岗岩体锆石SHRIMP U-Pb定年及其地质意义

冀东地区是一个金矿聚集区,但与国内外的矿集区相比,冀东地区却“只见星星不见月亮或少见月亮”,这可能是因为某些具有地区性特征的找矿标志尚未被人们所认识。本次工作采用SHRIMP锆石U-Pb法测得唐杖子金矿的花岗斑岩株的形成年龄为173Ma±2Ma,牛心山红色花岗岩的年龄为173Ma±2Ma,与峪耳崖岩体红色花岗岩的年龄174Ma±3Ma相吻合,同属中生代燕山早中期,应是同一岩浆活动的产物。如果金矿与该岩浆活动有关,那么这3个矿床就具有成因上的联系,即它们（也许包括更多的矿点）可能由一个热中心分异矿化形成,后经多次地壳活动形成目前的格局。     

云开地区燕山晚期花岗岩的岩石成因及构造意义: 锆石U-Pb年龄及Hf同位素证据

相比较丰富的前寒武纪和早古生代地质记录, 云开地区燕山晚期花岗岩类分布很少, 且未见详细的研究报道.对云开地区广西陆川米场、三叉冲钨矿床以及松旺钨锡钼矿床等3个典型地区的燕山晚期花岗岩进行了系统的LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb和Lu-Hf同位素研究.定年结果表明, 米场黑云母花岗岩、三叉冲黑云母花岗岩和松旺花岗岩的侵位年龄分别为113±1 Ma, 103±1 Ma和88±1 Ma, 为燕山晚期岩浆作用的产物.三叉冲黑云母花岗岩和松旺花岗岩具有较一致锆石ε_Hf(t)值(分别为-5.2~-2.7和-5.2~-3.6)和二阶段模式年龄T_DM2(分别为1.3~1.5 Ga和1.4~1.5 Ga), 指示为中元古代地壳物质再造的产物.米场黑云母花岗岩具有相对较高的ε_Hf(t)值(-2.3~1.4)和T_DM2(1.1~1.3 Ga), 并且其含有大量的镁铁质微粒包体(MME), 表明米场黑云母花岗岩很可能是壳源-幔源岩浆混合的产物.结合中国东南部构造-岩浆演化来看, 云开地区燕山晚期花岗岩的形成可能与白垩纪时太平洋板块向华南板块俯冲后板片的折返-断离有关.      

广西苍梧宝山铜多金属矿床花岗岩锆石U-Pb年龄及其地质意义

广西苍梧县宝山矿床位于大瑶山隆起区的东南部,是一个与石英斑岩有关的铜多金属矿床。本文对该矿区内花岗闪长岩、细粒花岗岩和石英斑岩进行了单颗粒锆石LA-ICP-MS U-Pb测年,获得了3件花岗闪长岩的~(206)Pb/~(238)U加权平均年龄分别为433.7±1.2 Ma、435.0±1.2 Ma和449.7±2.3 Ma;1件细粒花岗岩的~(206)Pb/~(238)U加权平均年龄为100.4±0.5 Ma,2件石英斑岩样品的~(206)Pb/~(238)U加权平均年龄分别为95.4±0.7 Ma和92.5±0.5 Ma。本文认为,宝山矿区存在晚奥陶世、早志留世、早白垩世晚期和晚白垩世早期等多期岩浆活动,与成矿有关的石英斑岩锆石U-Pb年龄揭示宝山铜铅锌多金属矿床形成于晚白垩世早期。这些高精度花岗岩锆石U-Pb测年数据为进一步深入研究大瑶山地区的岩浆活动及其成矿作用提供了重要的年代学依据。     

安徽青阳百丈岩钨钼矿床成岩成矿年龄测定及地质意义

百丈岩钨钼矿床是在老矿点基础上新查明的中型层控夕卡岩型钨钼矿床。文中对含矿岩体和矿石进行了成岩成矿年龄测定,获得百丈岩细粒花岗岩锆石SHRIMP U-Pb年龄为(130±1.5)Ma(n=14,MSWD=0.69),浸染状辉钼矿Re-Os同位素等时线年龄为(136.3±2.6)Ma(n=5,MSWD=0.64),模式年龄为(133.5±1.9)～(135.6±2.0)Ma。综合区域最新获得的高精度测年数据分析,结果表明,百丈岩钨钼矿床形成于早白垩世,和与之有密切成因关系的花岗岩体成岩是同期的,属于燕山晚期陆壳重熔型花岗质岩浆侵位的产物。     

江西相山矿田北部产铀花岗斑岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年及成因类型

相山铀矿田是中国迄今为止发现的最大的火山岩型铀矿床,其北部主要铀矿类型为花岗斑岩型铀矿床,铀成矿在时空和成因上与超淺成侵入相的花岗斑岩有关。前人多针对某一具体矿床含矿主岩开展工作,获得的花岗斑岩成岩年龄数据相差较大,影响了对相山花岗斑岩型铀矿的深入研究。选择相山北部横涧、游坊、沙洲、云际等铀矿床的含矿主岩——花岗斑岩系统开展野外地质调查、地球化学特征和LA-ICP-MS锆石U-Pb定年研究,以期厘定相山花岗斑岩型铀矿床含矿主岩的成岩时代和成因类型。花岗斑岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示,横涧、游坊、沙洲、云际的花岗斑岩206Pb/238U年龄加权平均值分别为135.6±1.3Ma(MSWD=0.45,n=26)、136.2±1.3Ma(MSWD=1.2,n=21)、133.4±11Ma(MSWD=0.67,n=24)及134.3±1.1Ma(MSWD=0.88,n=25),集中在132~137Ma之间,属于早白垩世。研究认为,相山北部花岗斑岩成因类型界于A型花岗岩与S型花岗岩之间的过渡型,为A-S型花岗岩。花岗斑岩岩浆起源于中元古代地壳,地壳物质作为主要成分参与了花岗斑岩的形成,同时有少量地幔物质的加入。花岗斑岩为板内构造界境下伸展体制的产物,可能是由于太平洋板块俯冲后,因板块后撤导致岩浆侵入作用的结果。     

浙西南毛断铅锌多金属矿床辉钼矿Re-Os年代学及地质意义

毛断铅锌多金属矿床位于浙西南江山-绍兴断裂和政和-大埔断裂间的隆起区,为区内代表性的铅锌多金属矿床之一.应用Re-Os同位素定年方法对该矿床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(138.6±2.0)Ma~(140.0±1.9)Ma,等时线年龄为137.7±2.7 Ma(MSWD=0.7),模式年龄加权平均值为139.0±0.8 Ma(MSWD=0.5).该年龄与毛断隐伏岩体成岩时代相吻合,表明成矿与成岩关系密切.辉钼矿Re-Os年龄的精确厘定,表明毛断铅锌多金属矿床为早白垩世初期华南岩石圈伸展背景下的产物.同时结合前人同时代的W、Mo、Pb、Zn等矿床的研究成果指出140±7 Ma可能为华南另一重要的成矿时限.      

西藏蒙亚啊铅锌矿床成矿年龄及其地质意义

本文利用LA-ICP-MS锆石U-Pb法和石英ESR法对冈底斯北带中的蒙亚啊铅锌矿床进行了年龄测定。LA-ICP-MS测试结果显示矿区的花岗斑岩结晶年龄为14.3±0.3 Ma(MSWD=2.6);矿石中与硫化物共生的石英ESR测试结果指示矿床大致形成于(10.0±1.0)Ma~(13.6±1.4)Ma。两种年龄结果比较相近,且与冈底斯巨量斑岩铜矿化时间一致。据此,蒙亚啊矿床很可能为岩浆热液交代形成的矽卡岩型矿床,为冈底斯斑岩-矽卡岩成矿系统的一部分。     

辽东地区中生代花岗岩的侵位时代:锆石和独居石U-Pb年代学

辽东地区中生代岩浆活动强烈,伴随着大规模的金成矿作用.五龙金矿是该地区规模最大的典型石英脉型金矿床,金矿体主要赋存于侏罗纪片麻状花岗岩和早白垩世花岗闪长岩中.因此,该地区中生代岩浆活动对金成矿作用具有显著的制约.选择辽东五龙金矿区片麻状花岗岩和三股流岩体进行岩相学、锆石和独居石U-Pb年代学研究.3个片麻状花岗岩的岩性均为黑云母二长花岗岩,矿物发生强烈的韧性变形,呈定向排列,锆石U-Pb年龄分别为159.2±1.8 Ma、160.2±1.8 Ma和156.1±1.2 Ma,三股流黑云母二长花岗岩样品的锆石U-Pb年龄为123.8±1.2 Ma.花岗岩样品中的独居石矿物学特征和化学组成显示均为岩浆成因,3个片麻状花岗岩的独居石年龄分别为158.1±1.9 Ma、157.5±1.4 Ma和153.5±1.4 Ma,三股流岩体的独居石U-Pb年龄为123.4±1.5 Ma.晚侏罗世片麻状花岗岩的独居石年龄比锆石年龄略小1.1~2.7 Ma,其中2个样品的冷却速率分别为55.56℃/Ma和57.69℃/Ma,表明晚侏罗世岩浆在高温阶段为一快速冷却作用过程,可能经历了快速的地壳抬升事件.锆石和独居石的U-Pb年龄结果表明片麻状花岗岩和三股流岩体分别形成于侏罗纪晚期和白垩纪早期,结合已有研究资料,辽东五龙矿集区主要发生了晚侏罗世和早白垩世两期岩浆活动,与古太平洋板块向欧亚大陆俯冲作用有关,并伴随着早白垩世金矿的形成.      

松潘-甘孜地块南缘燕山早期矽卡岩型钨钼矿床 ——来自大牛场成岩成矿年代学及锆石Hf同位素证据

矽卡岩型矿床是钨、钼、锡等矿产的重要来源之一,中国的矽卡岩型矿床绝大多数分布于中国东部,成矿时代主要为燕山期.川西九龙大牛场是在松潘-甘孜地块新发现的矽卡岩型钨钼矿床,其成岩成矿时代尚未得到精确限定.大牛场地区铁厂河花岗岩体以二长花岗岩为主,少量正长花岗岩,而钨钼矿体主要产于矽卡岩中.文章对该矿床开展锆石U-Pb定年、...     

闽东大湾钼铍矿的辉钼矿Re-Os同位素年龄——兼论福建省钼矿时空分布及构造背景

闽东大湾钼铍矿是海西(海峡西岸)经济区新近勘查取得重要进展的燕山期钼矿之一。铍钼矿体主要赋存于上侏罗统南园组火山岩中,隐伏的黑云母花岗岩体为主要的成矿母岩,属中-高温热液充填-交代型钼铍矿床。辉钼矿的Re-Os同位素测年结果显示,等时线年龄为92.2±1.3Ma,表明钼矿成矿时代为晚白垩世。结合近年来福建省钼矿成矿年代学资料,发现自闽西(武夷成矿带)到闽东(沿海火山岩成矿带),钼矿成矿时代从165～102Ma过渡到112～90Ma,显示逐渐变新的趋势。综合分析认为,165～131Ma的钼矿可能形成于岩石圈伸展背景,110～90Ma的钼矿可能形成于古太平洋板块俯冲背景之下。