三江特提斯马厂箐斑岩铜钼矿床成矿时间尺度探讨：来自石英中Ti-Al扩散年代学的约束

近年来,斑岩矿床成矿时间尺度的研究趋向精细化和多样化。利用高精度同位素测年、元素扩散年代学以及热力学数值模拟等方法,斑岩矿床的成矿时间尺度被精确限定在几十年到几十万年之间。石英作为一种在各个成矿阶段脉体中稳定存在的矿物,成为精细研究热液脉冲过程的良好对象。本文以三江特提斯马厂箐斑岩铜钼矿床为研究对象,基于对各阶段脉体关系和矿物组合精细梳理,利用石英中Ti和Al的扩散年代学方法,在限定成矿时间尺度同时也对扩散年代学的适用性提出几点思考。马厂箐矿床的脉体具有多阶段活动特征,据其脉体穿插关系和矿物组成划分出多个热液脉冲阶段。选取样品中可以分别代表两个成矿阶段的A2脉和B3脉石英进行元素扩散模拟。结果显示,早阶段石英CL强度和Ti元素关联度更高,使用Ti扩散模型限定的成矿时间尺度为10.5～57.5 ka;而主成矿阶段CL强度和Al元素关联度更高,使用Al扩散模型限定的成矿时间尺度为522.3 ka。综合分析认为,使用元素扩散年代学限定斑岩成矿的时间尺度可能会受到温压条件、模拟位置、元素测试分辨率和精度等因素的影响,因而需要结合成矿条件和矿物生长特征合理构建扩散模型。     

地质年代学主要数据库现状分析与展望

地质年代学包括绝对地质年代学和相对地质年代学两大主要分支。历经百余年发展,地质年代学在理论体系、技术手段和分析方法等方面均取得了显著进步。因此,现代地质年代学在获取数据的质和量方面都有极大地提升。不同定年方法在适用温度范围内相互衔接、相互印证,所能揭示的地质演化历史也更为完整。如以高时间分辨率和高空间分辨率为代表的同位素年代学研究,分别提供了高质量的精确定年数据和海量的微区分析结果,搭建起了地质事件的精细时间框架,为理解地质事件的过程、速率以及地球系统协同演化奠定了基础。在地质年代学数据海量增长的同时,数据的储存和管理也日益得到重视。以数据集成、共享和互通为目标,一批数据库应运而生。文章尝试系统梳理地质年代学领域已有的主要数据库,并结合高时间分辨率定年和高空间分辨率分析领域的研究进展,探讨大数据时代进一步发展地质年代学的机遇与挑战。     

Advances in research of the time scales of porphyry deposits: A case study of the Yulong porphyry Cu-Mo deposit in the eastern TibetSCIEI北大核心CSCD

精确限定多期次岩浆-热液活动的时间尺度一直是剖析斑岩矿床形成过程的热点和难点。借助矿物的高精度同位素定年、热力学数值模拟以及石英的钛扩散模型等方法,斑岩矿床中岩浆-热液活动的时间尺度已经被限定在几万年之内。本文以三江特提斯超大型玉龙斑岩铜(钼)矿床为例,重点识别含矿热液脉中普遍存在的石英,利用钛元素的扩散年代学方法,精确限定斑岩矿床中多期岩浆-热液流体活动的时间尺度。扩散模型表明玉龙斑岩矿床热液活动的时间尺度为32000~870000年,有力支持了超大型斑岩矿床可以在几万至几十万年甚至更短时间内形成的观点。此外,为避免钛扩散模型产生较大的误差,需要在精确测定石英中钛含量的基础上,结合矿床地质背景或其他实验方法合理地估测温度和压力条件。研究认为,将矿物的高精度同位素定年与元素的扩散年代学相结合,可以在更为精细的尺度上完善斑岩矿床岩浆-热液活动的时间框架。     

扩散年代学原理及其在岩浆体系研究中的应用SCIEI北大核心CSCD

扩散年代学是近年来发展极为迅速的一种研究特定过程持续时间的方法,目前已在岩浆体系研究中得到了极大的应用。该方法利用精细的原位测试分析技术研究扩散环带,模拟各种岩浆过程中再平衡的时间尺度。本文对这种方法的原理、发展简史和研究基础做了全面的回顾,重点介绍了其在限定岩浆喷发各个过程时间尺度上的运用,包括岩浆分异和岩浆混合后在岩浆房中的滞留,喷发前岩浆从浅部岩浆房上升至地表过程,以及岩浆同化混染和去气作用。最后,对扩散年代学应用中可能存在的问题进行了讨论,包括如何选择扩散体系,如何区分生长与扩散效应,如何正确认识扩散的边界条件和各向异性等。     

石英的结构和微量元素特征研究进展及其在岩浆-热液矿床中的应用

石英(SiO₂)具有稳定的化学性质和晶格结构,因此在地质演化过程中可以保存成岩成矿的基本信息。本文系统总结了国内外关于石英中微量元素的种类、分布、含量变化等诸多研究,详细论述了石英中微量元素的赋存状态和进入石英晶格中的机制,以及控制这些微量元素进入石英中的因素:如温度、压力、pH值和流体/熔体成分等;介绍了岩浆-热液矿床中石英复杂多样的结构,包括:单向固结结构(UST结构)、石英眼、晶洞以及雪球结构;评述了石英中微量元素的具体应用:石英的Ti温度计(TitaniQ)、Ti的扩散计时器、石英中Al温度计、Al的pH计,以及石英微量元素比值对岩浆-热液过程的指示作用;最后总结了阴极发光(CL)在揭示石英中微量元素的扩散过程、石英的世代关系等方面的应用,及相关的分析测试方法。据此,利用石英的特性可了解寄主岩石的成因,并分析岩浆-热液矿床中成矿流体的演化过程及石英中微量元素的沉淀机制,为找矿勘查提供依据。     

元古宙蛇绿岩地质年代学研究方法探讨

确定元古宙蛇绿岩形成时代的最佳方法是同位素地质年代学研究。元古宙蛇绿岩往往遭受过多期热-构造事件的改造,其地质年代学研究应依据单颗粒锆石U－Pb稀释法或Pb－Pb蒸发法的年龄数据,在具体操作上须正确区分岩浆结晶锆石和变质重结晶锆石。Sm－Nd、Rb－Sr及Pb－Pb等时线年龄具有多解性的特点．不宜用于元古宙蛇绿岩的定年,其地质意义的解释应结合区域地质构造背景及地质地球化学特征的综合研究。     

辽北地区中生代石英闪长岩的形成时代

辽北地区位于华北陆块和华北北缘古生代坳陷带2个Ⅱ级大地构造单元上,后期构造岩浆作用强烈,尤以侏罗纪岩浆活动最为强烈,广泛发育不同类型的花岗岩。关于研究区内中生代石英闪长岩的形成时代,一直缺乏深入的年代学研究。笔者在区内进行1∶5万区域地质调查中,对石英闪长岩采样并作LA-ICP-MS测年,获得锆石U-Pb年龄为(173±0.88)Ma(MSWD=5.8),在一定误差范围内,综合所测锆石的CL图像特征,准确约束了区内中生代石英闪长岩的形成时代。结合前人资料将区内中生代石英闪长岩的形成时代确定为中侏罗世。这一成果为研究辽北地区岩浆作用及其构造演化提供了新的年代学证据。     

柴北缘西段早古生代构造-热事件及其构造环境

柴北缘前寒武纪基底岩系发育、岩浆活动频繁,对它们进行年代学研究与对比是探索区域构造过程与成因联系的有效手段.对达肯大坂岩群西段条带状混合片麻岩、黑云斜长片麻岩、二云斜长石英片岩及侵入其中的片麻状石英闪长岩进行了物质组成及变质－变形特征研究.LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年代学测试均获得了达肯大坂岩群约460 Ma和约430 Ma两组峰值年龄信息.结合区域构造演化,认为约460 Ma的次峰值年龄是柴北缘早古生代大陆深俯冲过程中构造－岩浆事件的地质记录;而约430 Ma变质作用时代与片麻状石英闪长岩的结晶年龄(429.0±4.1 Ma)基本一致,结合片麻状石英闪长岩地球化学及达肯大坂岩群锆石稀土元素特征,认为该期变质作用为同期岩浆事件导致的构造－热事件的响应.片麻状石英闪长岩具有明显亏损Nb-Ta、Zr-Hf等高场强元素,富集Pb,指示了与板块俯冲作用相关的造山岩浆作用特征.该研究可为进一步揭示欧龙布鲁克地块西段早古生代构造－热事件的性质提供重要信息.      

从地层到地时

地层学作为基础学科,其研究跟随和服务于地球科学,得到了迅猛发展。在中国确立的10枚"金钉子"已经成为国际地层标准的重要内涵,对关键地史转折期和重大地质事件的综合年代学研究已为国际同行瞩目。在地层划分与对比中,时间(地质年代)是最基本的要素,其分辨率已在部分地区和时代达到了从百万年级至万年级精度的提升。地层学正在依据自然规律和研究的需要,构建地质学的时间单位谱,提供与人类社会接轨的时间单位和地质时间坐标。国际Earthtime(地时)计划正努力通过对不同定年方法和实验室产生的年龄数据进行校正和整合,逐步提高各种定年的技术和水平。中国定年的技术、流程等尚未统一,精度有待提高,更缺乏国际范围内的技术合作与数据资源整合。要实质性地提高国内精确定年水平,仅靠单个实验室加入国际Earthtime计划是不够的,需要整合国内力量,联合国内实验室合作进行高精度定年,促进国内同位素年代学实验室采用国际标准化实验流程和国际标样稀释剂等办法开展高精度同位素测试;更为重要的是汇集多领域地层学家开展综合研究,于是,"地时-中国"(Earthtime-CN)计划应运而生。"地时-中国"计划的目的是在中国形成一个发展和应用高分辨率地质年代表的研究平台;意义是建立与国际Earthtime组织的联系与合作,组织国内年代学和定年技术之间的联合研究,进一步提高中国高精度地质年代学和定量年代地层学研究的水平和国际影响;任务是在国际Earthtime计划中,更强调不同学科的共同运作。在协助国内同位素年代学实验室更新技术方法,开展高精度同位素定年之外,围绕环境变迁与生物演化对具体地层界线进行多方位年代学和多重地层学研究,致力于强化定年精度及其可比性。"地时-中国"计划不应是单一学科研究,也不仅限于定年技术和水平的提高。单一年代学方法难以彻底提高时间精度和解决对比问题。"地时-中国"计划将比国际Earthtime涉及领域更广泛。在同位素定年之外,更要强调生物地层、磁性地层、旋回地层、化学地层和定量地层学的联合攻关。由此构建的定年标准和工具方可使地质年龄达到前所未有的时间精度和分辨率,并可应用于地学各个领域,从而逐步完成中国与国际地层的准确对比;另外,她将紧密配合"深时"研究,赋予地质历史以多维空间,使一系列有关重大地质历史转折期、重大地质事件、古生态-古气候-古环境突变等重要科学研究具有全球整合的渠道与框架,进而为系统地球科学研究做出应有贡献。     

庐山变质核杂岩伸展拆离和岩浆作用的年代学约束

庐山变质核杂岩是华南中生代岩石圈减薄事件的浅层响应。研究伸展拆离和岩浆作用在其形成过程中的相互关系,对于认识地壳浅层的伸展减薄过程和变质核杂岩的形成机制具有重要的意义。在宏观和显微构造研究的基础上,分别对基底拆离断层和玉京山岩体进行了40Ar/39Ar年代学和锆石U-Pb年代学研究,为伸展拆离和岩浆作用提供了年代学约束,主要获得了以下认识:(1)变质核杂岩核部玉京山花岗岩体的锆石LA-ICP-MSU-Pb年龄为(133.0±2.1)Ma,代表了变质核杂岩核部岩浆活动的启动时间。(2)基底拆离断层下盘韧性剪切带内的白云母40Ar/39Ar年龄(140.4±1.7)Ma代表了庐山变质核杂岩的形成时间,也代表了庐山地区岩石圈伸展减薄的时间,即岩石圈伸展减薄始于早白垩世。(3)庐山变质核杂岩是中生代不同尺度的伸展拆离和岩浆活动共同作用的结果,在地壳浅层的具体形成过程中伸展拆离早于岩浆侵位,基底拆离断层的减压效应为深部岩浆的上升侵位创造了条件,岩浆侵位造成山体的隆升,又引发了盖层的重力滑脱。     

变质岩中锆石U—Pb计时问题评述——兼论大别造山带锆石定年

锆石是U－Pb计时的首选对象，对于地质历史复杂的变质岩地区，如大别碰撞造山带的年代学研究，具有不可替代的重要性。变质岩中锆石经历了Pb的扩散丢失作用；晶格损伤导致的蜕晶化作用；增生－混合作用和重结晶作用。这些过程对锆石计时的准确性和有效性带来不同程度的影响。为了使测定的年龄有确定的地质意义，在进行锆石U－Pb定年前，必需对锆石进行成因矿物学和矿物内部结构研究，特别是阴极荧光和背散射电子成像研究，通过内部结构特征确定锆石成因过程。在化学U－Pb法定年时注意普通铅校正和^204Pb测定值对年龄的影响，尽量选择单一成因锆石。特别强调在大别造山带年代学中引入锆石微区离子探针定年技术。     

激光剥蚀电感耦合等离子体质谱副矿物U-Th-Pb定年新进展

激光剥蚀电感耦合等离子体质谱（LA-ICP-MS）副矿物U-Th-Pb定年技术为精确厘定地质演化历史、探讨成岩成矿等重要地质作用过程提供重要的时间参数,是地质年代学快速发展的重要技术支撑.总结了LA-ICP-MS副矿物U-Th-Pb定年技术在元素分馏校正、非基体匹配分析、标准样品研发、普通铅校正、高空间分辨率及高效率分析等方面取得的重要进展.展望未来,需更进一步深入探讨和研究元素分馏及基体效应机理,研发更多种类的高质量副矿物标样,建立更多更准确、更精密、更高空间分辨率及更高效的LA-ICP-MS副矿物U-Th-Pb定年新方法和新技术,以实现从更微观和更精细的角度探讨地质问题,并持续为高效解决地球与行星科学研究领域重大科学问题提供关键支撑.      

高分辨率古环境指示器--湖泊纹泥研究综述

作为高分辨率古环境指示器,湖泊纹泥在重建晚第四纪特别是近代全球环境变化中具有特殊的地位和意义。纹泥携带的各种季节信息反映了区域生物学、地球化学、沉积学对季节性驱动力的响应,而且纹泥本身可以提供反映沉积环境和气候变化的精确计年,近３０年来湖泊纹发展历史表明,纹泥的应用主要集中于以下三个方面：纹波计年、纹泥厚度变化和纹泥沉积物分析,其中纹 精确测年是一切应用的基础。可以看出,在古环境研究中,纹泥作为一     

国外电子探针铀-钍-铅定年方法及其在构造分析中的应用前景

对电子探针U-Th-Pb定年方法的基本原理、样品的制备和分析、年龄计算方法和误差分析进行了较系统的介绍,并对电子探针定年在构造分析中的应用前景作了展望.电子探针定年方法适用于经历了包括流体作用和重结晶作用变质事件的单一和复杂成因的独居石、锆石矿物,不仅是一个评价变质和变形时间的有效普查工具,而且它的原位性和高分辨能够用来制约构造变形和变质作用过程的绝对时间和速率,在构造分析中具有广阔的应用前景.     

第四纪主要定年方法及其在新构造与活动构造研究中的应用综述

新构造与活动构造的定量或半定量研究很大程度上依赖于对地层序列及其时间标尺的确立,获取相对精确的地层年龄和事件的发生年龄是决定新构造与活动构造定量研究程度的最主要因素.目前,约27种定年技术能够应用于沉积物定年和晚新生代的变形测定,这些技术方法可以分为数值（绝对）定年法、相对定年法和校正定年法.数值定年法可得到相对明确的绝对年龄值,因此最为常用,但应用范围受限于测试物质或对象的不同,因而准确定年还需要辅以相对定年法或校正定年法.相对定年法应用范围广泛,但缺乏足够的精确性,需要特定的标准来比对.校正定年法仅在部分情况下适用,且其适用性取决于对已知地质事件的认可度,如火山爆发或磁极倒转.所有定年方法都有其特定的定年条件和适用范围,且可能受到各种干扰因素的影响导致误差,如在数值定年的过程中可能出现一些非分析性错误.因此对于第四纪定年法在新构造与活动构造研究中年龄结果的可靠性评估,需要综合沉积物的地貌-地层相对时序、不同定年方法比较或相同方法在地层上的时序一致性等来实现.近年来,已有方法的持续改良和试验性方法的不断发展使得新构造与活动构造定年精度和定量化研究程度得到极大提升,尤其是14C、光释光、U系、宇宙成因核素（10Be,36Cl和26 Al等）和热年代学等常用定年方法为新构造与活动构造的定量研究提供了重要的年代学手段和依据.此外,土壤发育、岩石风化和地形改造程度等相对定年法的不断发展,也为新构造变形及活动性研究提供了很多必需的辅助年龄约束.     

交叉定年技术及其在高分辨率年代学中的应用

高分辨率年代学标尺是高分辨率过去环境变化的研究基础。树轮年代学中的交叉定年技术是一种较为成熟的高分辨率年代学研究方法 ,其技术的核心是找到一个受共同的环境限制因子控制的可量化指标 (如树轮宽度 ) ,通过一定数量的样本进行交叉比较 ,来得到一个高分辨率的年代学序列。该技术中一些有益的概念和方法可以推广应用于其它高分辨率过去环境变化的研究中 ,文中通过对树轮年代学中的交叉定年技术原理的研究 ,剖析交叉定年技术的方法及其核心技术内涵 ,为该技术的扩展应用提供内在的科学依据 ,并对其应用前景进行探讨。     

江西朱溪铜钨矿床成因:来自矿物学和年代学的启示

江西景德镇朱溪铜钨矿床是近年来发现的一个世界级超大型铜钨矿床。矿床地质特征、矽卡岩矿物学和成矿岩体年代学的研究表明,矿体赋存于上石炭统黄龙组大理岩与新元古界双桥山群变质岩之间的不整合界面之上,空间上具有明显的矿物组合分带特征。根据矽卡岩产状、矿物共生组合和相互关系,把成矿作用划分为矽卡岩阶段、退化蚀变阶段、石英-硫化物阶段、碳酸盐-萤石阶段。代表性的矽卡岩矿物组合有石榴子石、透辉石、透闪石、硅灰石、符山石、蛇纹石、绿泥石等。电子探针分析表明,石榴子石为钙铝榴石—钙铁榴石系列,辉石为透辉石—钙铁辉石系列。同位素年代学及岩浆与成矿关系的研究表明：花岗闪长岩与早期矽卡岩型矿化相关,矿化范围较小,矿石品位较低;黑云母花岗岩与云英岩型和晚期矽卡岩型的矿化相关,矿化范围较广,矿石品位较高,并获得黑云母花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为（147.7±2.2）Ma。综合分析指出,朱溪铜钨矿床为晚侏罗世花岗岩浆有关的热液与晚古生代碳酸盐岩发生多阶段交代作用而形成,成矿作用以矽卡岩型和云英岩型为主。     

同位素地质年代学新进展与发展趋势

同位素地质年代学为地球与行星科学研究提供时间坐标,厘定深时地质过程发生和持续的时间,从而为不同地质作用的因果联系和协同演化提供定量制约.新世纪以来,在以EARTHTIME为代表的地质年代学共同体努力下,同位素地质年代学在高精度、高空间分辨率和高效率等维度取得长足进步,与其他学科的结合也更加紧密深入.结合正在兴起的相对定...