热液中二氧化硅与成矿元素锡络合作用的实验标定

热液中二氧化硅与成矿元素锡络合作用的实验标定＊樊文苓陈紫新王声远田弋夫（中国科学院矿床地球化学开放研究实验室，贵阳５５０００２）关键词锡石溶解度二氧化硅的络合作用迁移形式前人对锡在流体中迁移形式的实验研究和热力学计算表明，锡（Ⅱ）的多种氯络合物是高温...     

LA-ICP-MS测定锡石U-Pb同位素年龄时两种普通铅扣除方法的原理及适用性比较

根据近年来激光烧蚀电感耦合等离子体质谱仪锡石微区原位U-Pb同位素定年的实验结果,结合相关资料,对实验过程中普通铅扣除的2种主要方法,即谐和图法和等时线法的原理、效果、优点和局限性进行了深入的比较。研究成果表明,2种主要方法各有不同的优点及局限性。在实际工作中,要想获得比较准确的测试结果,需要根据具体矿物样品的年龄范围、总的U和Pb含量、普通铅相对含量、测年精度要求等因素,灵活地选择普通铅扣除的方法。     

锡同位素研究进展及其在矿床学中的应用展望

锡同位素是一种新兴的非传统稳定同位素,其在考古学及天体化学中的运用显示出非常大的示踪潜力和价值,然而目前其在地质学(尤其是矿床学)中的研究和应用前景缺乏系统介绍.本文总结分析了世界上目前所发表的主要天然及人工样品的锡同位素数据,发现天然样品中锡同位素组成有较大差异,其中玻璃陨石最富重锡(其δ122/118 Sn值可达2.53‰),而黝锡矿(黄锡矿)最富轻锡(其δ120/116Sn值可达-1.71‰).其中,含锡矿物(如锡石和黝锡矿)中的锡同位素组成变化范围要远远大于全岩样品.地幔及地壳来源的不同岩性或地质体的全岩锡同位素组成有明显差别;锡同位素在一定条件下可以发生分馏,且分馏程度可能远远大于锡同位素的初始值差异.锡石锡同位素对成矿环境非常敏感,其形成时的流体成分、化学反应速率以及物化条件(如温度、盐度、氧逸度、pH值等)等因素均能影响其锡同位素的组成.深部流体(如岩浆来源)结晶的锡石富重锡,而浅部流体(如地层流体)的加入将使锡石富轻锡,因此锡石的锡同位素具有判别不同矿床成因类型的潜力.展望未来,锡同位素的研究有望在以下三方面取得突破:①各地球圈层锡同位素储库数据的精确测定;②矿物原位微区锡同位素的准确快速分析;③热液矿床锡同位素分馏机制的建立.聚焦岩浆-热液演化过程中含锡矿物的锡同位素组成变化,有望揭示含锡流体性质及物化环境,从成矿流体来源、演化、沉淀等角度探讨成矿过程中锡同位素分馏的控制因素及其示踪机制,建立复杂锡成矿系统中的锡同位素演化模型.系统的锡同位素研究可为深入认识多类型锡矿化的"源"、"运""储"过程提供新的思路,为判别有争议锡矿床的成因类型及成矿物质来源提供关键的锡同位素证据,进而为研究大规模锡多金属成矿作用提供全新的视角,具有重要的理论价值及现实意义.     

锡石的晶体结构和形态的关系

本文对不同成因类型的锡石晶体形态进行了研究,并从PBC(周期性键链)理论出发,讨论了锡石晶体形态与晶体结构的关系。笔者认为,锡石晶体具有三种F面,即s{111}、e{101}、m{110},与Hartman对同样结构类型的金红石晶面性质划分有所差异。据锡石晶面结构性质所推导的理想晶体形态图,与晶体测量所得到的天然晶体形态图总体上相吻合。     

新疆喀拉萨依含锡花岗岩体地质特征及成岩成矿机制

通过对大量实际资料的分析认为,喀拉萨依含锡花岗岩体形成于造山期后阶段,年龄300Ma左右,岩体中出露的肉红色和灰白色黑云母钾长花岗岩由强分异岩浆先后侵入形成,二者具同源演化关系;原始岩浆为上地壳变碎屑质沉积岩部分熔融形成的黑云母二长花岗质岩浆;发育于岩体边部的云英岩型锡矿化同岩浆期后富含氟的高温气液流体作用有关。     

Genesis of tin and tantalum mineralization in pegmatites from the Bynoe area,Pine Creek Geosyncline,Northern Territory

The tin‐ and tantalum‐bearing pegmatites of the Bynoe area are located in the western Pine Creek Geosyncline. They are emplaced within psammopelitic rocks in the contact aureole of the Two Sisters Granite. The latter is a Palaeoproterozoic, fractionated, granite with S‐type characteristics and comprises a syn‐ to late‐orogenic, variably foliated, medium‐grained biotite granite and a post‐orogenic, coarse‐grained biotite‐muscovite granite. The pegmatites comprise a border zone of fine grained muscovite + quartz followed inward by a wall zone of coarse grained muscovite + quartz which is in turn followed by an intermediate zone of quartz + feldspar + muscovite. A core zone of massive quartz is present in some occurrences. Feldspars in the intermediate zone are almost completely altered to kaolinite. This zone contains the bulk of cassiterite, tantalite and columbite mineralization. Fluid inclusions in pegmatitic quartz indicate that early Type A (CO₂ + H₂O ± CH₄) inclusions were trapped at the H₂O‐CO₂ solvus at P～100 MPa, T～300°C (range 240–328°C) and salinity ～6 wt% eq NaCl. Pressure‐salinity corrected temperatures on Type B (H₂O + ～20% vapour), C (H₂O + < 15% vapour) and D (H₂O + halite + vapour) inclusions also fall within the range of Type A inclusions. Oxygen and hydrogen isotope data show that kaolin was either formed in isotopic equilibrium with meteoric waters or subsequent to its formation, from hydrothermal fluid, underwent isotopic exchange with meteoric waters. Fluid inclusion waters from core zone quartz show enrichment in deuterium suggesting metamorphic influence. Isotope values on muscovite are consistent with a magmatic origin. It is suggested that the pegmatites were derived from the post‐orogenic phase of the Two Sisters Granite. Precipitation of cassiterite took place at about 300°C from an aqueous fluid largely as a result of increase in pH due to feldspar alteration.     

江西宜丰同安花岗细晶岩年代学及其成因研究

燕山期甘坊复式岩体是宜丰锂铌钽稀有金属矿田重要的赋矿岩体,细晶岩作为甘坊岩体晚阶段岩浆演化的产物,与区内细晶岩型稀有金属成矿作用关系密切,但前人对该类岩石及其成矿作用特征研究较薄弱。本文以甘坊岩体南侧同安矿区内的花岗细晶岩为研究对象,对其展开系统的岩相学、锡石U-Pb年代学和全岩地球化学分析。锡石U-Pb定年结果表明,同安花岗细晶岩形成时代为138.3 Ma。全岩地球化学分析结果显示,该类岩石具高磷铝、富碱钙、贫镁铁钛的特征,且A/CNK值(1.71～1.88)较高,σ值(1.40～1.72)较低,属于典型的强过铝质、高钾钙碱性岩石。全岩微量及稀土元素成分显示,同安花岗细晶岩具有稀土元素强烈亏损,相对富集Rb、U、Nb、Ta、Pb、P、Hf和明显亏损Ba、Th、Sr、Ti等元素的特征。综上所述,同安花岗细晶岩属高分异的S型花岗岩,来源于地壳浅部变沉积岩物质的部分熔融。在演化过程中,经历过早期高度结晶分异过程和晚期的岩浆-热液相互作用,其中早期的高度结晶分异过程对Li成矿起到了初始富集的作用,而演化晚期的岩浆-热液相互作用才是Li元素高度富集并成矿的关键。     

内蒙古沙章土锡铜多金属矿床成矿年代学及成因探讨

沙章土锡铜多金属矿位于内蒙古中部,近年来区内锡矿找矿工作的新发现,锡矿体为呈脉状、浸染状分布的电气石脉、电英岩及电英岩化蚀变岩,含锡矿物主要为锡石;铜矿体为浸染状分布的黄铜矿化电英岩化蚀变岩、方铅矿-闪锌矿-黄铜矿化蚀变岩,含铜矿物主要为黄铜矿,同时,经由钻探工程在矿床深部发现有闪长玢岩岩体。为了查清锡铜矿体成矿年龄及成矿物质来源,明确矿床成因类型,进一步指导找矿工作,文章在野外调查和室内综合研究基础上,对锡石开展了LA-MC-ICP-MS U-Pb定年及电子探针分析工作,并对共生的硫化物进行了硫同位素测试。测试结果显示,锡石成矿年龄为(316.3±8.9)Ma,为海西期晚石炭世阶段的产物;探针数据显示其成因为热液型锡石;硫同位素测试结果,δ³⁴S值为0.43‰～7.34‰,平均值4.39‰,具混合硫源特征。综上所述,笔者初步认为沙章土锡铜矿床的成因类型是与闪长玢岩有关的岩浆热液型。     

粤东铁坑坳铁锡多金属矿床锆石及锡石U-Pb年代学、Nd-Hf同位素特征及其意义

铁坑坳铁锡多金属矿床位于粤东莲花山断裂带西部,矿区出露的花岗岩类主要有粗粒二长花岗岩和花岗闪长斑岩,花岗质岩石与碳酸盐岩的接触带中发育铁锡多金属矿化。该矿区的成岩成矿时代尚不明确,成矿与哪一种岩体具有成因上的联系也不清楚。文章选择与铁锡多金属矿体相关的花岗岩类的锆石和块状矿石中的锡石,首次开展LA-ICP-MS U-Pb定年和Nd-Hf同位素研究。结果表明：粗粒二长花岗岩和花岗闪长斑岩的锆石U-Pb年龄分别为（132±1） Ma （n=24,MSWD=0.78）和（94±1） Ma （n=25,MSWD=1.80）;块状矿石中锡石U-Pb年龄为（130±3） Ma （n=36,MSWD=0.62）,成矿时代与粗粒二长花岗岩形成时代基本一致,均形成于早白垩世;粗粒二长花岗岩的锆石ε_Hf （t）变化于-4.9~-0.1,平均值为-2.8,地壳Hf模式年龄T_DMC=1192~1497 Ma,平均值为1366 Ma,全岩ε_Nd （t）值介于-8.8~-8.7,Nd同位素二阶段模式年龄T_DM2变化于1630~1642 Ma;花岗闪长斑岩的锆石ε_Hf （t）变化于-5.7~-2.9,平均值为-4.4,地壳Hf模式年龄T_DMC=1342~1523 Ma,平均值为1440 Ma,全岩ε_Nd （t）值介于-5.4~-4.9,Nd同位素二阶段模式年龄T_DM2变化于1291~1332 Ma。Nd-Hf同位素综合研究表明,粗粒二长花岗岩的源区物质主要来自于中元古代地壳,有少量幔源组分或新生地壳的加入,花岗闪长斑岩的源区物质中幔源组分或新生地壳的混入比例高于粗粒二长花岗岩。     

Preparation and Measurement of Cassiterite for Sn Isotope Analysis

Increased interest in the fractionation of Sn isotopes has led to the development of several techniques for preparing cassiterite (SnO₂, the primary ore of Sn) for isotopic analysis. Two distinct methods have been applied in recent isotopic studies of cassiterite: (a) reduction to tin metal with potassium cyanide (KCN) at high temperature (800 °C), with subsequent dissolution in HCl, and (b) reduction to a Sn solution with hydriodic acid (HI) at low temperature (100 °C). This study compares the effectiveness and accuracy of these two methods and contributes additional methodological details. The KCN method consistently yielded more Sn (> 70% in comparison with < 5%), does not appear to fractionate Sn isotopes at high temperatures over a 2‐hour period and produced consistent Sn isotope values at flux mass ratios of ≥ 4:1 (flux to mineral) with a minimum reduction time of 40 min. By means of a distillation experiment, it was demonstrated that HI could volatilise Sn, explaining the consistently low yields by this method. Furthermore, the distillation generated Sn vapour, which is up to 0.38‰ per mass unit different from the starting material, the largest induced Sn fractionation reported to date. Accordingly, the HI method is not recommended for cassiterite preparation for Sn isotopic analysis.