金属矿床的同位素直接定年方法

矿床的直接定年就是直接对成矿流体或矿石矿物进行同位素定年 ,这样确定的年龄就直接代表了成矿年龄。目前主要有石英和闪锌矿中流体包裹体的Rb Sr同位素定年、黄铁矿和石英中包裹体的Ar Ar同位素定年、金属硫化物的Rb Sr同位素定年、金属硫化物和氧化物的Sm Nd同位素定年、金属硫化物的Re Os同位素定年 ,以及单个矿石矿物的Pb逐步淋滤法定年     

闪锌矿分相Rb-Sr体系定年机理初探

为了探究Rb、Sr在闪锌矿中的赋存状态及其Rb-Sr定年机理,对挑纯闪锌矿开展了矿物、稀盐酸提取相和硫化物相(王水溶解相)的Rb、Sr、Pb、Zn、Fe、Ca、Mg和Al含量分析。结果表明,挑纯闪锌矿中,79.19%-97.61%(平均90.47%)的Rb与Pb、Zn、Fe主要分布在硫化物相中,而70.30%-98.12%(平均82.92%)的Sr与Ca、Mg主要分布在稀盐酸提取相中,且其中的Sr与Ca+Mg含量之和大致呈正相关,指示硫化物相较之全矿物的Rb/Sr比值变化范围增大和Rb-Sr定年成功率得以提高,是因为通过稀盐酸提取过程去除了方解石、白云石等包裹体中的普通Sr对硫化物相中少量(2.34%-9.79%)放射成因Sr的掩饰作用。上述结果表明,闪锌矿Rb-Sr同位素定年可能是基于硫化物相而非所含流体包裹体和碳酸盐包裹体中的Rb和Sr,从原理上初步证实该定年方法是有意义的。通过条件实验,检验了稀盐酸提取过程可将碳酸盐包裹体中的Sr完全提取出来,且提取酸浓度和浸泡时间对等时线年龄没有影响,验证了闪锌矿分相Rb-Sr体系定年分析流程稳定可靠。     

广东天堂铜铅锌多金属矿床Rb-Sr等时线年龄及其地质意义

文章选取8件闪锌矿、3件方铅矿和1件黄铁矿样品,采用Rb-Sr等时线定年方法测定天堂铜铅锌多金属矿床的成矿时代.获得闪锌矿等时线年龄为(98.1±1.6) Ma,闪锌矿+方铅矿等时线年龄为(99±2)Ma,闪锌矿+方铅矿+黄铁矿等时线年龄为(98.2±1.3) Ma,闪锌矿+黄铁矿等时线年龄为(97.87±0.96) Ma,方铅矿+黄铁矿等时线年龄为(98.6±4.2) Ma.Rb-Sr定年结果表明,天堂铜铅锌多金属矿床的成矿时代为98 Ma左右,矿床形成于晚白垩世早期,可能与135Ma之后太平洋板块的运动方向发生转向,使得中国大陆包括华南板块在内均处于持续伸展阶段有关.硫化物矿石Rb-Sr所得的Sr同位素初始比(87Sr/86Sr)i平均值为0.7117,小于陆源硅酸盐的值(0.720),高于地幔Sr的初始值0.707,结合笔者对该矿床所做的S、Pb等同位素组成特征研究,显示成矿物质来源于壳幔混合.研究表明,利用特定矿床的主要矿石矿物,采用Rb-Sr等时线定年方法通过共生矿物组合和单矿物相互约束,可以有效地确定成矿时代,这对了解矿床的成矿背景等具有一定的指示意义.     

大兴安岭北部甲乌拉铅锌银矿床Rb-Sr同位素测年及其地质意义

甲乌拉铅锌银矿床位于内蒙古自治区满洲里市南西150km。矿床产于中蒙古-额尔古纳兴凯造山带南东缘之得尔布干断裂北西侧。本文在甲乌拉矿床选取7件闪锌矿和6件黄铁矿样品开展了Rb-Sr定年。获得闪锌矿的Rb-Sr等时线年龄为143.0±2.0Ma(MSWD=3.2),锶同位素初始值I Sr=0.71265;黄铁矿的Rb-Sr等时线年龄为142.0±3.0Ma(MSWD=5.7),锶同位素初始值ISr=0.71267;闪锌矿与黄铁矿的Rb-Sr等时线年龄为142.7±1.3Ma(MSWD=3.8),锶同位素初始值ISr=0.71266。上述定年结果表明,甲乌拉矿床形成于早白垩世初期。甲乌拉矿床硫化物的Rb和Sr含量分别介于0.1034×10-6～7.367×10-6和1.301×10-6～7.148×10-6之间,Sr同位素初始比值(87Sr/86Sr)i介于0.71238～0.71277之间,平均值为0.71264,暗示甲乌拉矿床的成矿物质主要来源于地壳。甲乌拉矿床形成于蒙古-鄂霍茨克造山过程的后碰撞阶段。     

铅锌矿床Rb-Sr定年研究综

本文在总结Rb-Sr等时线定年的基本前提和矿床Rb-Sr等时线定年存在的问题的基础上,综述了铅锌矿床流体包裹体和闪锌矿Rb-Sr等时线定年的研究进展,同时对该定年方法存在的问题进行了简要评述。综合分析表明,Rb-Sr等时线定年(尤其是闪锌矿Rb-Sr等时线定年)为铅锌矿床较理想的直接定年方法,但该定年方法还存在许多理论和技术问题,有待深入研究;铅锌矿床Rb-Sr等时线定年应以深入细致的地质、地球化学研究为基础,定年过程中必须严慎对待样品采集、样品挑选、流体包裹体溶液提取和质谱分析等各个环节。     

贵州铜仁卜口场铅锌矿床Rb-Sr与Sm-Nd同位素年龄及其地质意义

因铅锌矿床的定年一直比较困难,关于黔东铅锌矿带的时代和成因认识较为混乱。本文对位于该成矿带赋存于下寒武统清虚洞组藻灰岩中的贵州铜仁卜口场铅锌矿床开展了闪锌矿Rb-Sr与方解石Sm-Nd同位素定年。矿石光薄片显示方解石和不透明矿物沿网状裂隙充填交代。用于定年的方解石,部分与方铅矿沿着同一闪锌矿细脉充填,部分沿方铅矿细脉充填,表明方解石晚于闪锌矿形成,可能属于成矿期后期产物。获得闪锌矿矿物Rb-Sr等时线年龄466±13 Ma(MSWD=2.0)和闪锌矿矿物+弱酸提取相+硫化物相Rb-Sr等时线年龄483±9 Ma(MSWD=8.0),二者在误差范围内一致,应代表了该铅锌矿床的主成矿期。获得方解石Sm-Nd等时线年龄422±48 Ma(MSWD=0.71),可能代表了同一成矿作用的后期阶段。即卜口场铅锌矿床后期改造成矿作用可能存在早奥陶世(483~466 Ma)和早志留世(~422 Ma)两个阶段。闪锌矿和闪锌矿分相Rb-Sr等时线对应的初始87Sr/86Sr比值分别为0.70920和0.70908,方解石Sm-Nd等时线对应的初始143Nd/144Nd比值为0.511520(εNd(t)为–11.2),指示其流体来源具有Sr、Nd富集特征,为成矿流体主要是地层封存水与区域热液流体提供了佐证。     

云南镇康芦子园铅-锌矿的成矿年龄

芦子园铅锌矿为保山-镇康地块中一个重要的热液矿床。矿床赋存于早古生代碳酸盐岩中,经人工分选出矿石中的闪锌矿、黄铜矿、与矿石硫化物密切共生的热液石英及石英钾长石脉中的钾长石等共10件单矿物样品,采用Rb-Sr同位素定年分析,获得等时线年龄141.9±2.6 Ma,初始锶同位素组成为87Sr/86Sr(t=141.9 Ma)=0.714 497。揭示成矿作用时代与中特提斯怒江洋闭合时期大致相当,矿石初始锶同位素组成也与保山-镇康地块中燕山期花岗岩初始Sr同位素组成基本一致,指示矿床的成因可能与燕山期岩浆活动有关,是中特提斯怒江洋闭合过程中碰撞造山作用的响应。     

Re-Os同位素体系在金属矿床中的应用

Re-Os同位素体系已成为金属矿床定年和示踪的重要手段之一。文章在简述Re-Os同位素体系基本原理基础上,综述了国内外的最新研究成果,认为Re-Os同位素测试对象不再局限于辉钼矿和铜镍硫化物矿石,黄铁矿、毒砂、磁黄铁矿、镍黄铁矿、闪锌矿等也常作为测试对象用于金矿床、铅锌矿床、沉积喷流型钴(金)等矿床的定年。地壳岩石与原始地幔相比,具有较高的187 Os/188 Os比值、γOs值以及Re/Os比值,因此,硫化物或矿石的Re-Os同位素组成和普通Os—Re/Os比值图解可以揭示斑岩矿床、金矿、铅锌矿以及铜镍硫化物矿的成矿物质来源。辉钼矿则可以通过Re含量来示踪成矿物质来源。Re-Os同位素也可与其他同位素结合(如187 Os/188 Os-87Sr/86Sr)共同判明不同端元组分对成矿的贡献。     

密西西比河谷型铅锌矿床成矿年代学研究进展：兼论金顶矿床成矿年龄分歧

金属矿床精确定年仍是国内外科学研究的难题,妨碍了对成矿规律的认识和资源勘探目标的优选评价。针对密西西比河谷型(MVT)铅锌矿床,前期有人分别利用Re-Os法、U-Pb法、⁴⁰Ar-³⁹Ar法、Rb-Sr法、Sm-Nd法、古地磁测年法和裂变径迹法等不同手段对其成矿时代进行了探索性尝试。其中,Re-Os同位素测年技术虽然仍是疑难金属矿床直接定年的有效手段,但现有Re-Os同位素定年技术还达不到锆石U-Pb法的精度水平。本文以三江特提斯兰坪盆地金顶铅锌镉铊矿床为研究对象,在精细解剖矿床的基础上,开展单阶段硫化物精确识别和高纯提取,建立不同阶段硫化物矿物学标志。前期研究侧重于金顶矿床脉石矿物和黄铁矿等非直接成矿矿物的定年,且年龄变化范围较大(114～23Ma),难以对该矿床的形成时代给出精确的制约;为此,本文对该矿床的成矿矿物开展了高精度定年。5件闪锌矿矿物的Re-Os等时线年龄为129±10Ma(MSWD=126,n=5),对应成矿时代早于古新统云龙组和白垩系景星组赋矿围岩,尚不能代表真实的铅锌成矿时代。闪锌矿测年结果可能受富含Re和Os的有机质的...     

内蒙古东珺铅锌银矿床闪锌矿Rb-Sr定年及其地质意义

热液脉型铅锌多金属矿床是内蒙古得尔布干成矿带一重要矿床类型,由于缺乏适当的定年方法,该类矿床的成矿年龄及其形成的地质背景一直不明确。东珺铅锌银矿床是一新近发现的热液脉型矿床,本文在对采自该矿床的6件闪锌矿矿石样品进行了结构构造研究的基础上,对闪锌矿的Rb-Sr同位素进行了分析。结果表明,闪锌矿87 Rb/86 Sr和87 Sr/86 Sr同位素比值均有较大的分布范围,分别分布在0.283 8~6.503 0和0.713 685~0.725 241范围内,二者具有很好的线性关系,构成的等时线年龄为(130.2±4.4)Ma(2σ,MSWD=16),(87Sr/86Sr)0=0.713 176±0.000 057,指示矿床形成于早白垩世。早白垩世大兴安岭地区处于伸展构造体制,因此该类矿床是在拉张构造体制的背景下形成的,与区内早白垩世浅成-超浅成岩浆侵入活动有关,它代表了区内一重要成矿阶段与成矿类型。     

Rb-Sr direct dating of pyrite from the Pipela VMS Zn-Cu prospect,Rajasthan, NW India

In unaltered volcanogenic massive sulfide (VMS) ore deposits, variable Rb/Sr ratios in the ore mineral permits application of the Rb-Sr isotopic method to directly date the time of ore formation. In contrast, post-crystallization deformation and metamorphism would open the system to metamorphic fluids that would alter elemental ratios. To test whether the Rb-Sr isotopic systematics in the ore minerals had preserved the formation time in the ∼800 Ma metamorphosed VMS ores within the ∼1 Ga Ambaji-Sendra arc terrain, Rajasthan, NW India, common sulfides, pyrite and sphalerite from the Pipela Cu-Zn prospect, were analyzed for their geochemistry and Rb-Sr isotopic systematics. Trace and rare earth elements in these minerals are resident probably at crystal defects, whereas all inclusions (including those from metamorphic fluids) were removed by a simple crush leach method. Results of direct dating by the Rb-Sr method to the hydrothermal pyrite yielded an isochron age of 1025±76 Ma with an initial Sr ratio of 0.7051±0.0006, similar to previously determined zircon U-Pb age of 987 Ma from associated rhyolites. This suggests the applicability of the crush leach method to date formation time of metamorphosed pyrite ores.     

湘西花垣矿集区狮子山铅锌矿床闪锌矿Rb-Sr定年及地质意义

花垣矿集区位于扬子地块东南缘与雪峰(江南)造山带的过渡部位, 是湘西-鄂西成矿带的重要组成部分.狮子山铅锌矿床的发现是近年来湘西-鄂西成矿带矿地质勘查的重大进展之一, 该矿床位于矿集区中部, 主矿体呈层状、似层状展布, 与地层产状一致, 直接容矿围岩为下寒武统清虚洞组下段第三亚段藻灰岩, 矿体与围岩界线截然, 伴有方解石化等热液蚀变, 矿石矿物成分相对简单, 主要为闪锌矿, 少量方铅矿和黄铁矿.采用全溶方法和流体包裹体淋滤法对该矿床主成矿期的闪锌矿及其残渣进行Rb-Sr等时线法定年, 获得矿物相+残渣相的年龄为410±12 Ma(MSWD=2.20), 地质时代为早泥盆世, 明显晚于赋矿地层的时代.据此认为矿床的形成可能与加里东运动后构造伸展引起的盆地流体运移有关.该年龄对于整个花垣矿集区的铅锌成矿时代具有同样约束意义.闪锌矿+残渣的Sr初始值(87Sr/86Sr)_i为0.709 16, 高于赋矿围岩, 与上覆寒武系白云岩地层的87Sr/86Sr值相近, 表明矿床形成时有来自上覆地层物质的加入.结果表明, 采用闪锌矿Rb-Sr等时线定年方法通过单矿物及其残渣相互约束, 可以有效确定成矿时代.      

硫化物矿床中闪锌矿Rb-Sr等时线定年方法研究——以湘西新晃打狗洞铅锌矿床为例

本文对用研磨法和分步溶解技术提取流体相和硫化物相的实验条件进行了系统的研究,在此基础上建立和完善了闪锌矿分相Rb-Sr等时线定年的方法流程。通过对湘西打狗洞铅锌矿床Rb-Sr定年的示范研究,进一步验证了方法的有效性和应用前景,获得闪锌矿矿物Rb-Sr等时线年龄（473±76 Ma）,采用研磨法和分步溶解技术获得更精确的闪锌矿流体相＋硫化物相年龄（489.6±5.9 Ma）和全矿物＋矿物相（流体相＋硫化物相）的年龄（490±6.5 Ma）,表明湘西打狗洞铅锌矿床的成矿作用发生在早奥陶世,其成矿作用的发生可能与晚期成岩或区域构造热事件有关。     

相山铀矿田西部地区深部多金属矿化成矿年代与成矿流体演化:Rb-Sr同位素体系的制约

江西相山铀矿田科学深钻3号孔在深部-700 m发现大量铅锌多金属矿化脉,垂向上呈"上铀下多金属"的分布特征。本文选取深部多金属矿脉主成矿阶段(S3)自形闪锌矿样品6件和不同阶段的毒砂、黄铁矿、方铅矿、方解石等样品12件,以及围岩全岩样品17件,进行了Rb、Sr同位素组成研究。结果表明:(1)由闪锌矿Rb-Sr等时线法确定的相山铀矿田深部多金属矿化形成于121. 0±3. 5Ma,与围岩火山岩存在较大时差,可能与晚于围岩的深部次火山有关。根据穿插关系,多金属矿化略晚于碱性交代铀矿化,但明显早于酸性交代铀矿化;(2)多金属矿化脉体中金属矿物的Rb和Sr含量分别介于0. 041×10~(-6)～1. 38×10-6和2. 35×10-6～23. 11×10-6之间,Sr同位素初始比值(87Sr/86Sr)i变化较大,介于0. 706114～0. 718814之间,平均值为0. 713579,暗示相山铀矿田深部多金属矿化的成矿物质主要来源于地壳。初始流体Sr同位素值(0. 718665)明显高于成矿时赋矿围岩(流纹英安岩为0. 714581,碎斑流纹岩为0. 714417)的Sr同位素组成,表明多金属成矿流体和物质并非来自围岩火山岩;(3)由早到晚阶段的(87Sr/86Sr)i呈明显降低的演化趋势,表明成矿流体演化过程中受到大气降水的不断稀释作用。相山矿田的铀矿和深部多金属矿化同形成于华南中生代板内伸展构造背景。     

延边天宝山矿集区晚古生代岩浆-热液成矿的年代学证据——以新兴铅锌(银)矿床为例

延边天宝山矿集区已发现矽卡岩型铅锌铜矿床(立山和选厂后山)、隐爆角砾岩型铅锌(银)矿床(新兴)、沉积变质-热液改造型铜铅锌矿床(东风南山)和斑岩型钼矿床(东风北山)等四种成因类型、十余个矿床(点)。为确定矿集区内多金属成矿作用的期次,在已有工作基础上,本文首次采用LA-ICP-MS锆石U-Pb法和金属硫化物Rb-Sr法,对新兴铅锌(银)矿床开展了同位素年代学研究。结果表明,与角砾岩型铅锌(银)矿化密切相关的新兴花岗闪长岩的16个锆石测点的206Pb/238U年龄加权平均值为261. 1±3. 5Ma(MSWD=0. 46),角砾岩型矿石6件金属硫化物的Rb-Sr等时线年龄为259±3Ma(MSWD=1. 05),锶同位素初始值ISr=0. 71359,表明新兴矿床的成岩成矿时代为中二叠世晚期。结合矿集区内其它矿床的同位素测年资料分析认为,天宝山矿集区至少发生过晚古生代和早中生代两期岩浆-热液成矿事件,在中-晚二叠世形成了立山、选厂后山和新兴等多金属矿床,在早侏罗世则形成了东风北山斑岩型钼矿床。新兴矿床6件金属硫化物的Rb、Sr含量分别介于0. 1238×10-6～0. 7536×10-6和0. 3786×10-6～3. 247×10-6之间,初始Sr同位素比值(87Sr/86Sr)i介于0. 71350～0. 71371之间,均值为0. 71361,表明成矿物质以壳源为主,并有少量幔源物质的加入。综合研究表明,在中-晚二叠世(255～265Ma),受古亚洲洋俯冲作用的影响,天宝山矿集区发生了深源岩浆侵入,引发地壳物质同熔,形成富含Cu、Pb、Zn、Ag等金属元素的花岗闪长质岩浆,沿着构造裂隙上升至地壳浅部,侵位形成了矿集区内的立山、新兴、东风北山等多个晚古生代成矿(含矿)中酸性岩体。在花岗闪长岩与大理岩接触带附近,通过含矿热液交代作用,形成了立山、选厂后山等矽卡岩型铅锌铜矿床;随着岩浆期后热液在岩浆房顶部的不断聚集,挥发分的增加,当内压大于上部围岩压力时,发生隐爆作用,形成隐爆角砾岩,压力骤减引起流体不混溶,导致铅、锌、银等金属组分沉淀富集,形成新兴隐爆角砾岩型铅锌(银)矿床。     

云南保山金厂河铁铜铅锌多金属矿床Rb-Sr等时线测年及其地质意义

金厂河铁铜铅锌多金属矿床位于保山地块北部、NS向保山-施甸复背斜与NNW向澜沧江断裂锐角交汇部位的南部。矿体呈层状、似层状产于寒武系核桃坪组金厂河背斜的层间裂隙中,受NW向、NE向断裂交汇处的控制。选取闪锌矿及其共生的方铅矿、黄铜矿、石英样品,应用Rb-Sr同位素测年方法,获得闪锌矿等时线年龄为（118.9±5.9） Ma,闪锌矿+方铅矿等时线年龄为（119.3±1.7） Ma,闪锌矿+黄铜矿等时线年龄为（120.3±5.1） Ma,闪锌矿+石英等时线年龄为（117.0±2.4） Ma,闪锌矿+方铅矿+石英等时线年龄为（118.7±1.5） Ma,闪锌矿+方铅矿+黄铜矿等时线年龄为（119.6±1.6） Ma,闪锌矿+方铅矿+黄铜矿+石英等时线年龄为（118.9±1.4） Ma。Rb-Sr定年结果表明,金厂河铁铜铅锌多金属矿床的成矿时代为117~120 Ma,为早白垩世。热液矿物组合的 （⁸⁷Sr/⁸⁶Sr）_i平均值为0.713?885,与保山地块内志本山岩体的（⁸⁷Sr/⁸⁶Sr）_i值接近,指示其成矿物质主要来源于地壳,成矿作用与保山地块内燕山晚期花岗岩岩浆活动有关,结合矿区重力负异常特点,推测矿区内存在隐伏的中-酸性岩体。通过地球动力学背景探讨,认为该矿床的形成可能是对中特提斯洋闭合过程中腾冲地块与保山地块碰撞造山作用的响应,与地块内部受碰撞影响而导致地壳深熔所产生的岩浆作用有关。     

扬子陆块东南缘升天坪锌矿床地质特征、闪锌矿Rb-Sr定年及其地质意义

升天坪锌矿床位于扬子陆块东南缘雪峰山地区,是湘西地区产于陡山沱组的中型锌矿床。采用同位素稀释法对主成 矿期闪锌矿进行Rb-Sr同位素组成分析,获得等时线年龄为490 Ma,初始锶同位素组成87Sr/86Sr为0.71235。该等时线年龄代 表了该矿床的主成矿阶段年龄,说明矿床形成的地质时代为晚寒武世,成矿作用发生于加里东中期。成矿作用时代与闪锌 矿初始锶同位素比值特征反映成矿物质或成矿流体由基底岩石（板溪群） 和震旦系碳酸盐岩地层共同提供。结合矿床地质 特征与区内铅锌矿成矿地质背景,认为周边板块碰撞的远程效应为热液成矿提供了构造驱动力,加里东期的构造运动对升 天坪锌矿床的形成起着重要作用。升天坪锌矿床严格受地层控制,矿床类型为沉积-改造型层控矿床。     

广西佛子冲铅锌矿床闪锌矿铷锶同位素年代学研究

佛子冲铅锌矿床位于钦-杭成矿带西南地段、博白-岑溪深断裂带北端。铅锌矿体产于奥陶系浅变质泥质灰岩中,严格受近北北东向断层和岩体与地层接触面控制。通过研究佛子冲铅锌矿床闪锌矿单矿物特征和稳定同位素研究,以及采用闪锌矿Rb-Sr同位素测年方法,测得佛子冲铅锌矿床成矿年龄为134.7±3.5Ma,认为该矿床的形成与燕山晚期岩浆、构造活动有关。硫、氢和氧组成及锶同位素初始比值测试结果表明佛子冲铅锌矿床成矿物质来源主要源自岩浆热液提供。