流体包裹体40Ar/39Ar定年技术与应用

同位素地质年代学的各种定年方法都有其特定的测定对象（矿物或全岩）和适用范围,致使许多金属矿床难以进行年龄测定.为解决此难题,建立了流体包裹体40Ar/39Ar定年方法,经过30年的探索发展和不断改进完善,已广泛应用于热液矿床、变质岩和石英脉的形成年龄测定,甚至成功应用于松辽盆地深层天然气成藏年龄研究.在详细介绍流体包裹体提取技术和气体纯化技术的基础上,着重总结我们团队运用流体包裹体40Ar/39Ar定年技术在热液矿床和天然气藏形成年龄研究方面取得的重要成果,以及气体混合线的概念及其年龄意义.      

川西可尔因伟晶岩型稀有金属矿床的40Ar/39Ar年代及其构造意义

川西是中国重要的稀有金属矿产资源基地,川西可尔因伟晶岩型稀有金属矿床位于松潘-甘孜造山带主体的中心部位,对该造山带的演化过程具有重要的示踪意义.本文对可尔因地区根则岩体中白云母微斜长石伟晶岩脉和党坝白云母钠长石锂辉石伟晶岩脉进行了40Ar/39Ar定年研究,其白云母40Ar/39Ar坪年龄分别为176.25±0.14Ma和152.43±0.60Ma.结合前人对可尔因岩体的成因认识和K-Ar、Rb-Sr、U-Pb同位素定年结果,推断出在印支晚期-燕山早期,该地区经历了多期岩浆演化,且持续了较长的时间,而伟晶岩的稀有金属矿化发生在岩浆活动末期的相对稳定和封闭的环境中.这些地质现象说明,松潘-甘孜造山带在经历了印支末期-燕山早期的剧烈构造运动后,在150 Ma左右进入相对稳定发展的阶段,直至喜马拉雅运动造成地壳急剧隆升,这段稳定时期为各种成矿作用的发生提供了必要条件.     

流体包裹体~(40)Ar-~(39)Ar计时技术及其矿床定年应用

６０年代中叶建立的４０Ａｒ３９Ａｒ计时技术,已被广泛应用于测定各种矿物岩石的年龄,探讨区域性乃至全球性的重要地质问题。高精度４０Ａｒ３９Ａｒ计时技术的建立,使微钾矿物、流体包裹体４０Ａｒ３９Ａｒ定年成为可能。本文综合了笔者十多年来从事流体包裹体...     

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。     

藏西马攸木地区花岗斑岩体黑云母的40Ar/39Ar定年

对雅鲁藏布江成矿带西段松托嘎花岗斑岩中黑云母样品进行40Ar/39Ar快中子活化法测年,其坪年龄为19.67 Ma±0.52 Ma和15.66 Ma±0.31 Ma,等时年龄为19.84 Ma±0.40 Ma和14.29 Ma±0.29 Ma。测试结果及区域研究表明,冈底斯—雅鲁藏布江成矿带存在晚喜马拉雅期的岩浆活动,并可能为这一地区的铜金矿化提供热源和物源。     

内蒙古沙麦钨矿白云母40Ar/39Ar年龄及其地质意义

内蒙古沙麦钨矿床位于中亚造山带东段（或称兴蒙造山带）,矿体主要赋存在黑云母二长花岗（斑）岩内,主要矿化类型为伟晶岩型和云英岩型。本文利用40Ar/39Ar同位素测年方法对沙麦钨矿成矿阶段形成的白云母进行了年龄测定,获得白云母Ar-Ar坪年龄为138.4 ± 0.84 Ma,对应的正、反等时线年龄分别为137.32 ± 0.73 Ma和137.35 ± 0.73 Ma。所测坪年龄与正反等时线年龄具有很好的一致性,可以代表矿床钨矿体的形成年龄,表明该矿床的形成与沙麦地区燕山晚期的岩浆活动有关,这与区域上的成矿事件相吻合。结合区域地球动力学背景的研究成果,认为沙麦钨矿床形成于陆-陆碰撞造山后的陆内伸展环境。     

延边天宝山多金属矿床的矿物流体包裹体激光探针~(40)Ar/~(39)Ar测年及其地质意义

延边天宝山为一座大型中高温热液多金属(铅,锌,铜,钼等)矿床,由新兴铅锌、立山铅锌铜和东风铅锌铜钼3个中型矿床所组成,研究采用单矿物流体包裹体的40Ar/39Ar激光探针定年法对其含矿石英脉进行了精细的年代学测定以确定该矿床形成时代和成矿流体来源;实验室获得的40Ar/39Ar正反等时线年龄分别为(175±10)Ma和(175±18)Ma;经验证实剔除部分接近大气的成分点和过剩氩的成分点,重新计算的正、反等时线年龄分别为(179±11)Ma和(179.1±9.8)Ma,MSWD分别为0.95和0.99,40Ar/36Ar比值分别为297.8±2.7,297.6±2.5;结合区域地质特征,认为天宝山多金属矿床的成矿应发生在早侏罗世晚期,成矿流体是以岩浆热液为主、少量大气水和地壳流体参与的混合流体。     

滇东北峨眉山玄武岩中两阶段自然铜矿化的40Ar/39Ar与U-Th-Pb年龄证据

滇东北与峨眉山大火成岩省有关的自然铜矿化分布于鲁甸、茂林和迤车向斜的二叠纪玄武岩与上覆宣威组地层之间.与自然铜矿化有关的蚀变矿物--浊沸石 (LD- 14- 3、 YSD- 1和 YC- 1)均给出了一致的 40Ar/39Ar坪年龄和等时线年龄 (226～ 228 Ma).这类矿物不存在 Ca和 Cl的干扰,是合适的 40Ar/39Ar定年对象.但它们的 Ar封闭温度较低,在 100～ 110 ℃之间.所得年龄代表了第一次成矿作用的年龄.片沸石的 Ar封闭温度低于 70 ℃,无 Cl干扰的片沸石 LG- 2给出了 (134.0± 1.7) Ma 的 40Ar/39Ar稳定坪年龄, 并与 U- Th- Pb等时线定年结果相一致,表明该区在白垩纪早期存在第二次低温热液作用和自然铜矿化.因此无氯沸石 40Ar/39Ar定年可广泛应用于低温变质作用和冷却热历史研究. 38Ar含量高的阳起石和片沸石样品存在 Cl干扰对 40Ar/39Ar定年的影响.应用 40Ar/38Ar- 39Ar/38Ar等时线关系或 39Ar/38Ar- 36Ar/38Ar相关性进行 36Ar修正有可能获得有意义的年龄值;修正后的阳起石年龄为 235.7～ 238.6 Ma,片沸石年龄为 149.1 Ma,可与无氯沸石的年龄相比较.     

陕西华阳川铀多金属矿床黑云母~(40)Ar/~(39)Ar年龄及其地质意义

笔者采用Ar-Ar测年技术,获得华阳川铀多金属矿床碳酸岩中黑云母~(40)Ar/~(39)Ar坪年龄132.58±0.70 Ma,等时线年龄133.01±0.74 Ma,含黑云母闪石硫化物伟晶岩中黑云母的~(40)Ar/~(39)Ar坪年龄93.72±2.38 Ma,等时线年龄91.49±1.97 Ma。镜下特征显示,铌钛铀矿的形成晚于碳酸岩中的黑云母及含黑云母闪石硫化物伟晶岩中的黑云母。因此,铌钛铀矿的形成时间应晚于93.72±2.38 Ma。这表明成矿带内除了已知存在三叠纪碳酸岩型Mo-Pb矿和白垩纪斑岩型Mo矿的成矿过程之外,还存在早白垩世之后的岩浆热液型U-Nb-Ti成矿过程。     

甘肃拾金坡金矿床成因:来自40Ar/39Ar定年、成矿流体及H-O-S同位素证据

甘肃拾金坡金矿床是北山造山带南部的一处重要中型金矿床。矿体以石英脉和蚀变岩形式产出,受东西向断裂控制,赋矿围岩为早泥盆世拾金坡二长花岗岩。矿石中主要金属硫化物为黄铁矿及少量方铅矿、闪锌矿和磁黄铁矿。石英脉两侧花岗岩发生强烈的硅化、黄铁绢英岩化和绿泥石化。热液蚀变绢云母40 Ar/39 Ar坪年龄为(364.6±3)Ma,表明成矿作用发生在晚泥盆世。矿石石英中流体包裹体可分为早晚两期:早期流体包裹体群包含不同气液比水溶液包裹体和含CO2包裹体,指示成矿过程存在流体沸腾作用,其均一温度集中在280～325℃,盐度(w(NaCl))为7.86%～9.21%;晚期流体包裹体群只发育水溶液包裹体,均一温度集中于160～230℃,盐度为9.47%～11.10%。成矿流体属中温低盐度、富CO2流体。流体从早阶段演化到晚阶段,温度降低约100℃,压力由约113 MPa骤减到约11 MPa。流体包裹体的δ18 OH2O值为1.39‰～3.39‰,δD值为-71‰～-99‰。氢氧投图中,石英脉和蚀变岩样品构成良好的线性关系,暗示初始成矿流体主要来自变质热液,晚期有强烈大气降水加入。矿石金属硫化物δ34S值变化范围为4.44‰～11.33‰,峰值为8‰～9‰,呈塔式分布。与区域S同位素资料对比分析表明,石英脉型矿石S主要来自前寒武系基底,蚀变岩型矿石S更多地继承了花岗岩围岩S。综合分析认为,拾金坡金矿床属于造山型金矿,形成于造山晚期挤压—伸展转换环境。     

柴北缘锡铁山花岗质片麻岩深熔作用年代和冷却历史:来自浅色体~(40)Ar/~(39)Ar年代学证据

长英质浅色体广泛出露于柴北缘造山带中段锡铁山地体花岗质片麻岩中,多呈脉状、不规则透镜状顺区域片麻理走向产出,主要由钾长石、斜长石、角闪石、石英以及少量黑云母组成,是黑云母花岗质片麻岩深融作用的产物。温压估算获得其形成条件为P=(6.5~9.6)′102 MPa,T=640~690℃,达麻粒岩相。选取浅色体角闪石和钾长石单矿物进行激光阶段加热~(40)Ar/~(39)Ar定年。角闪石共进行了17个阶段,其中3~17阶段数据形成平坦年龄谱,坪年龄为442.5±4.0 Ma;构成年龄坪的数据对应的等时线年龄为441.6±3.9 Ma,相应初始捕获氩比值为303±4,暗示该角闪石样品不含过剩~(40)Ar。坪年龄~442.5 Ma解释为角闪石初始结晶年龄,代表了锡铁山地区黑云母片麻岩发生深融(混合岩化)的时代。共生钾长石阶段加热获得一个低温和一个高温坪,坪年龄分别为307.5±2.9 Ma和323.3±3.0 Ma;等时线图谱暗示该钾长石样品未受过剩~(40)Ar干扰。坪年龄分别代表浅色体冷却到钾长石封闭温度~200℃和~250℃的时间。~(40)Ar/~(39)Ar定年结果显示锡铁山黑云母片麻岩深熔作用后经历了低速抬升(0.1~0.2 km/Ma)和缓慢冷却(3~3.6℃/Ma)的演化历史。     

新疆哈密镜儿泉伟晶岩型稀有金属矿床40Ar-39Ar年龄及其地质意义

文章通过对哈密镜儿泉伟晶岩型稀有金属矿床中白云母的40Ar/39Ar同位素定年研究,测得该矿床的同位素年龄数据,其坪年龄为(243±2)Ma。这一结果显示,镜儿泉的含稀有金属伟晶岩脉是在印支期形成的,并且在形成之后没有再受到后期地质事件的影响。与阿尔泰成矿省相似,东天山在印支期也发生了伟晶岩型稀有金属的成矿作用。这表明,东天山地区的成矿演化与阿尔泰地区具有可比性,从而为2个地区的地质找矿指出了新的方向。     

川西扎乌龙花岗伟晶岩型锂矿床成矿作用过程——来自流体包裹体与同位素的证据

川西扎乌龙花岗伟晶岩型锂矿床位于甘孜-松潘造山带内,为大型锂矿床.前人基于对扎乌龙系统的流体包裹体研究,认为扎乌龙锂矿形成于500～580℃,压力350 MPa的环境.然而,对于扎乌龙成矿流体的来源及其何种流体挥发分对成矿起主导作用,仍缺乏有效制约.锂辉石型伟晶岩脉是扎乌龙锂矿最富集的类型,脉体内部分带性良好,可划分为4个带:石英-白云母带、斜长石带、钠长石-锂辉石带和石英-锂辉石带.根据地质现象和流体包裹体的岩相学观察,扎乌龙锂辉石型伟晶岩脉可划分为伟晶岩阶段和热液阶段2个主要阶段,锂矿化集中于伟晶岩阶段.文章对扎乌龙成矿流体的来源及成分开展了研究,即对锂辉石型伟晶岩各阶段的流体包裹体进行了激光拉曼光谱、群体包裹体和氢、氧、碳同位素分析.流体包裹体成分揭示,成矿流体由伟晶岩阶段的高温(500～580℃)、低盐度(w(NaCleq)0.8％～8.5％)、富挥发分(Li、P、B等)、弱碱性的硅酸盐水体系,向晚期中高温(300～400℃)、低盐度(w(NaCleq)4.4％～9.6％)、富CO2、弱酸性的盐水体系热液演化.氢、氧同位素组成表明早期成矿流体以岩浆水为主,晚期无明显的大气降水加入.碳同位素分析结果表明,二氧化碳主要来源于岩浆出溶.结合已有的研究成果,笔者认为相对封闭的成矿环境导致挥发组分的大量聚集和弱碱性环境,是扎乌龙锂矿富集与沉淀的主要控制因素.晚期贫F、富Cl的弱酸性热液流体有利于锂辉石的保存.     

柴北缘锡铁山印支期热液活动：来自榴闪岩石榴子石和石英脉真空击碎40Ar/39Ar年代学证据

为了示踪锡铁山超高压变质岩折返到浅部地壳后遭受后期热液流体叠加的年代及流体来源,首次采用真空击碎提取流体包裹体和粉末阶段加热⁴⁰Ar/³⁹Ar测年技术,对区内强退变质榴辉岩中的石榴子石与围岩片麻岩中接触部位的石英脉进行直接定年.石榴子石和石英都形成了单调递减的阶梯状表观年龄图谱.石榴子石真空击碎19至25阶段(末阶段)数据点构成平坦的年龄坪,对应的数据点在³⁶Ar/⁴⁰Ar-³⁹Ar/⁴⁰Ar图解上形成相关性很好的反等时线,等时年龄(222.6±16.7 Ma)与坪年龄(226.3±3.9 Ma)在误差范围内一致.真空击碎后的粉末进一步进行了分步加热分析(450～950°C共6阶段),获得了相对平坦的表观年龄图谱,对应坪年龄(212.0±9.0 Ma)和反等时线年龄(212.1±8.1 Ma)非常一致.石英脉09NQ39B则由19～29阶段数据点构成年龄坪,对应的坪年龄为222.8±1.2 Ma.榴辉岩中的石榴子石和石英脉同时记录了锡铁山地区印支晚期一期重...     

江南造山带中段正冲金矿矿床成因:来自流体包裹体和黄铁矿微量元素的证据

江南造山带上产出有大量金矿,但其成因存在争议,为厘清其成因,对该造山带上的正冲金矿床中的黄铁矿进行了LA-ICP-MS微量元素分析和流体包裹体研究.结果显示,正冲金矿的流体包裹体有含CO2包裹体、富CO2包裹体和水溶液包裹体,其中富CO2包裹体与水溶液包裹体共存,具有相似的均一温度,但盐度不同,说明流体不混溶可能导致了...     

大兴安岭北部砂宝斯金矿床含金石英脉 40Ar/39Ar年龄及其构造意义

砂宝斯金矿床是大兴安岭北部唯一一个大型岩金矿床。本文应用石英真空击碎和阶段加热40Ar/39Ar定年技术,首次获得了砂宝斯金矿床的成矿年龄。石英真空击碎40Ar/39Ar定年方法获得了石英脉中原生包裹体等时线年龄为130.1±1.3 Ma;石英粉末阶段加热40Ar/39Ar定年方法获得石英脉中钾长石微晶的等时线年龄为133.1±3.5 Ma。石英脉中原生包裹体和钾长石微晶的年龄较吻合,~130 Ma代表了含金石英脉的形成年龄。砂宝斯金矿床的成矿时代为早白垩世,形成于蒙古-鄂霍茨克造山带后碰撞阶段的挤压向伸展转换期。     

湖南清水塘铅锌矿床成因——来自流体包裹体和石英Rb-Sr定年证据

【研究目的】为探讨衡阳盆地及周边地区铅锌矿床的成因问题,本文对研究程度较高的清水塘铅锌矿床开展工作。【研究方法】通过矿床地质调查,不同阶段石英、方解石及闪锌矿的流体包裹体研究及石英Rb-Sr测年工作,探讨其成矿流体地球化学特征、演化与成矿过程。【研究结果】根据矿物组合及矿脉之间的穿切关系,本文将清水塘铅锌矿床成矿作用划分为黄铁矿-石英(Ⅰ)、石英-方铅矿-闪锌矿(Ⅱ)和重晶石-方解石(Ⅲ)3个阶段。流体包裹体研究表明,Ⅱ阶段石英、闪锌矿中均发育L和VL两种类型原生、次生流体包裹体;Ⅰ阶段石英、Ⅲ阶段方解石主要发育VL型原生流体包裹体。测温结果显示：Ⅱ阶段石英原生包裹体根据均一温度、盐度可细分为258~296℃、8.55%~9.21%NaCl eqv,260~298℃、3.61%~4.18%NaCl eqv,120~160℃、12.73%~18.22%NaCl eqv及145~168℃、3.06%~3.87%NaCl eqv 4组,而闪锌矿均一温度、盐度主要集中于102~178℃、10.24%~19.45%NaCl eqv;成矿流体属中—低温、中盐度的NaCl-H2O体系热液。结合包裹体产状和均一温度可知：Ⅱ阶段中盐度、低盐度流体具有不同的来源与演化过程,前者多成群分布,应为Ⅰ阶段中温(210~312℃)、中盐度(12.30%~19.30%NaCl eqv)流体演化而来;后者多沿矿物裂隙产出,可能为后期低盐度大气降水混合的结果。本文获得2组石英Rb-Sr等时线年龄分别为(88.8±2.4)Ma和(17.86±0.42)Ma,前者代表清水塘铅锌矿床的成矿时代,后者记录后期构造叠加的时代;二者均明显晚于矿区附近周家岭花岗岩((203.0±1.4)Ma)及邻区关帝庙岩体((223.4±1.9)Ma)的成岩时代。【结果】考虑到区内铅锌成矿流体与岩浆活动有关,结合清水塘、留书塘矿区硫化物S、Pb同位素组成特点推测矿区深部存在晚白垩世隐伏岩体,为铅锌成矿提供物质和能量来源。     

安徽庐江龙桥铁矿床金云母40Ar/39Ar定年:矿床成因的年代学证据

龙桥铁矿床是安徽庐枞盆地中的重要矿床,铁矿体主要赋存在中三叠统东马鞍山组。采集龙桥铁矿井下-355m中段矽卡岩矿体中与磁铁矿共生的金云母进行了40 Ar/39 Ar同位素年代学测试,得到坪年龄(147.13±1.45)Ma,代表了磁铁矿的形成时代。本区在中三叠世沉积了一套富含铁质的矿胚层;晚侏罗世-早白垩世,由于东部岩石圈伸展及郯庐断裂走滑热事件的影响,深部的成矿物质和热液开始上升并叠加改造含铁沉积矿胚层,热液叠加改造成矿作用从147Ma或更早就已经开始,此后矿床经历了区域火山喷发和正长岩体侵入等多次热事件的持续叠加改造成矿作用。龙桥铁矿矿床成因为沉积—热液叠加改造型。     

内蒙古赵井沟铌钽矿床燕山期成矿:来自LA-MC-ICP-MS独居石、锆石U-Pb和黑云母40Ar-39Ar年龄的证据

内蒙古武川县赵井沟铌钽矿是新近取得勘查突破的一例大型铌钽矿床.矿体赋存岩石为含天河石钠长花岗岩,其次为花岗细晶岩、云英岩及天河石花岗伟晶岩.运用LA-MC-ICP-MS法对矿区钠长花岗（细晶）岩脉、正长花岗岩中的独居石、锆石进行了U-Pb同位素年龄测定,同时对石英-黑云母脉中的黑云母进行了40Ar-39Ar定年.4件独居石的LA-MC-ICP-MS U-Pb年龄分别为124±2 Ma（MSWD=2.9,n=27）、124±3 Ma（MSWD=2.0,n=46）、121±1 Ma（MSWD=3.3,n=43）和124±2 Ma（MSWD=3.2,n=12）,1件锆石的LA-MC-ICP-MS U-Pb年龄为125±1 Ma（MSWD=1.6,n=18）;黑云母40Ar-39Ar坪年龄为133.84±0.79 Ma（MSWD=3.31）,40Ar/36Ar-39Ar/36Ar等时线年龄为134.55±0.79 Ma（MSWD=1.93）,反等时线年龄为134.58±0.80 Ma（MSWD=1.99）,这些年龄限定赵井沟铌钽矿形成于早白垩世.综合分析表明,燕山期是内蒙古地区重要的铌钽成矿期,赵井沟铌钽矿是燕山期伸展体制下构造岩浆活动的产物.      

吉林延边地区浅成热液金(铜)矿床的~(40)Ar/~(39)Ar激光探针测年与成矿时代讨论

延边地区是中国东北部陆缘浅成热液金铜矿床发育的地区之一,广泛发育着浅成热液金矿床、中温热液金(铜)矿床和中深成中高温热液富金铜矿床(类斑岩型);富金铜矿床的成矿时代发生在105～102 Ma,为了进一步确定浅成热液金矿床与中深成中高温热液富金铜矿床的成矿动力学背景,采用流体包裹体的~(40)Ar/~(39)Ar激光探针定年法,对该区典型浅成热液金矿床进行了精细的年代学测定,获得刺猬沟金矿床、五星山金矿床和杜荒岭金矿床的脉石矿物石英流体包裹体的~(40)Ar/~(39)Ar等时线年龄分别为(141±7)Ma、(123±7)Ma和(107±6)Ma,其中刺猬沟金矿床((141±7)Ma)和五星山金矿床((123±7)Ma)的脉石矿物石英流体包裹体含有过剩放射性成因~(40)Ar,而杜荒岭金矿床((107±6)Ma)的脉石矿物石英流体包裹体几乎不含或含极少量过剩放射性成因~(40)Ar。结合最新获得的相关地质体的精细年代学成果,认定该区浅成热液金矿床成矿作用均发生在早白垩世晚期,或发生在早白垩世晚期火山喷发、浅成岩浆就位之后,其形成环境与富金铜矿床一致,为古太平洋板块向亚洲大陆正北向俯冲转入Izanagi-Farallon板块西向俯冲的构造转换期。