榍石LA-ICP-MS U-Pb定年技术研究

榍石具有较高的U含量和封闭温度,是一种重要的适用于U-Pb定年的副矿物。然而,基体效应与普通Pb校正成为制约榍石LA-ICP-MS U-Pb定年发展的主要因素。本文以~(206)Pb/~(238)U为例,采用基体归一化因子(F_(AVG))评估了锆石与榍石U-Pb定年标准的基体效应,结果显示榍石F_(AVG)几乎都大于1.20,而锆石F_(AVG)明显都小于1.20,表明锆石与榍石U-Pb定年标准存在显著的基体效应。以BLR-1榍石标准为外部校准标样,OLT1榍石获得的谐和年龄1014.9±4.8Ma(95%置信水平,n=23,MSWD=0.32)与SHRIMP谐和年龄1017.1±3.6Ma及ID-TIMS谐和年龄1014.6±1.3 Ma在误差范围内一致,同时获得~(206)Pb/~(238)U、~(207) Pb/~(235) U、~(207) Pb/~(206) Pb加权平均年龄在误差范围内与其谐和年龄一致;而以91500锆石为外部校准标样,OLT1榍石获得的~(206)Pb/~(238)U加权平均年龄为891.3±9.5 Ma(n=23,MSWD=5.3),与ID-TIMS测得的谐和年龄相比偏低约12%。经~(207)Pb法校正后,TCB榍石获得的~(206)Pb/~(238) U加权平均年龄1015.6±6.2 Ma(n=16,MSWD=0.84)与ID-TIMS谐和年龄1018.1±1.7Ma在误差范围内一致。本研究表明,采用基体匹配的榍石标准为外部标样,利用LA-ICP-MS对榍石进行U-Pb定年也能获得与ID-TIMS相一致的年龄,精度(2RSE)小于2%。     

榍石LA-ICP-MS U-Pb定年中元素分馏的影响及校正研究

同位素地质年代学是探索地质体时空演化及地球动力学等问题的基础学科,应用最为广泛的当属含铀副矿物的U-Pb定年技术。榍石具有相对较低的U-Pb体系封闭温度,并广泛发育于岩浆岩、各类变质岩、热液成因岩石以及少量沉积岩中,是一种理想的中高温地质事件定年矿物。利用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定榍石U-Pb年龄时,不可避免地要解决高普通铅以及元素分馏效应对测试的影响。本文对榍石LA-ICP-MS实验过程中的元素分馏行为进行研究,采用相同基体的标准样品与未知样品对比,发现了榍石不同颗粒之间元素分馏行为不一致的现象;同时采用不同的元素分馏校正方法,分别应用于锆石、独居石和榍石进行对比研究,认为分馏行为一致的副矿物定年可以采用"指数法"和"均值法"对数据进行校正,但是对于榍石这种分馏行为不一致的副矿物,定年时只有采用"截距法"对数据进行校正才可以获得正确的年龄。进而将此结论应用于秦岭造山带老牛山地区岩浆成因榍石样品,得到的结果与锆石年龄一致,表明"截距法"可以避免分馏行为不一致导致的校正不准确的问题。本研究成果为榍石LA-ICP-MS U-Pb定年方法的完善提供了一种思路。     

安徽庐枞盆地罗河铁矿床中榍石LA-ICP-MS U-Pb定年及其意义

罗河铁矿床位于长江中下游铁铜金成矿带庐枞矿集区,已探明资源量约10亿吨,是成矿带内最大的铁矿床。矿床主成矿阶段广泛发育热液成因榍石,以榍石-硬石膏-磷灰石组合为特征,在矿床-800~-900m和-1500~-1600m两个不同深度稳定发育,为确定成矿时代和成矿流体演化提供了良好的研究对象。本次工作对罗河铁矿床深部和浅部两层矿体中热液榍石开展了年代学及地球化学研究,结果表明榍石中存在(Al,Fe)~(3+)+(F,OH)~-=Ti~(4+)+O~(2-)置换反应,并富含Zr、Nb和REE等元素。榍石中Zr含量估算矿床成矿温度约700℃,指示玢岩型矿床比矽卡岩型铁矿床具有更高的成矿温度,高温条件有利于Ti元素的迁移。榍石的稀土元素配分图均呈现出明显右倾,并具较高的稀土元素总量以及明显的负Eu异常特征,轻稀土富集表明其结晶早于磷灰石和绿帘石等矿物,形成于高温热液环境,不同深度榍石的Eu异常变化表明成矿流体的氧逸度从深部到浅部有所升高。热液榍石原位微区LA-ICPMS U-Pb定年结果表明,上、下两层榍石形成时代分别为130.0±0.9Ma和129.1±0.8Ma~129.7±0.8Ma,表明罗河铁矿床两层矿体是同一成矿系统的在不同深度的产物。矿床成矿时代与区内隐伏闪长岩体成岩时代一致,结合矿床地质特征研究,本文认为闪长玢岩是矿床的成矿母岩。罗河铁矿床属于燕山晚期岩浆热液活动的产物,形成于区域早白垩世岩石圈减薄的环境。     

额尔古纳地块新元古代花岗岩榍石原位微区LA-ICP-MS U-Pb定年及其地质意义

本文首次报道了额尔古纳地块新元古代花岗岩榍石原位微区LA-ICP-MS U-Pb定年数据,以明确其形成时代,进而为准确厘定额尔古纳地块新元古代岩浆作用期次提供新的证据,并进一步揭示其地质意义。研究区内分别采自满归岩体和莫尔道嘎岩体的2个代表性样品中的榍石呈菱形自形—半自形晶,不具有变质榍石特有的杏仁孔或孔洞特征,暗示其为岩浆成因。对原生榍石的定年结果显示,满归岩体和莫尔道嘎岩体数据点的线性拟合性均较好,拟合线下交点年龄分别为873±22 Ma和783±31 Ma,均与²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄(872±18Ma和789±17 Ma)相一致。同时结合已有研究成果表明,原定为额尔古纳地块新元古代最早期岩浆作用产物的满归岩体实际形成于～850 Ma,而非前人认为的957～927 Ma;莫尔道嘎岩体形成于～790 Ma,也并非前人认为的～762 Ma。综合校正后的岩体年龄以及近年来前人研究成果,现阶段额尔古纳地块新元古代岩浆作用期次可大致分为五个阶段,即915～905 Ma、～847 Ma、818～808 Ma、～792 Ma和～738 Ma。     

榍石LA-SF-ICP-MS U-Pb定年及对结晶和封闭温度的指示

磷灰石作为含铀副矿物在各种类型地质样品中广泛存在,其U-Pb封闭温度~500℃,是良好的热年代学研究对象。但是磷灰石相对较低的铀含量和较高普通铅含量以及缺少基体匹配标准样品等问题限制了磷灰石LA-ICP-MS U-Pb定年技术的发展和应用。本文采用激光剥蚀高分辨电感耦合等离子体质谱(LA-HR-ICP-MS)针对Madagascar磷灰石样品MAD2进行U-Pb定年分析,探讨其U-Pb同位素均一性及直接用作磷灰石LA-ICP-MS U-Pb定年标准样品的可行性。结果表明：该样品U、Pb含量均值分别为23.8×10^-6和13.5×10^-6,颗粒内²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb和²⁰⁶Pb/²³⁸U比值均一性较好,加权平均值分别为0.0943±0.0006和0.0794±0.0004,可以用于直接校准磷灰石LA-ICP-MS U-Pb同位素分析过程中的元素分馏效应,无需普通铅校正。以MAD2为标准样品,结合²⁰⁷Pb普通铅扣除法,测定了不同年龄磷灰石样品U-Pb年龄,结果为：McClure Moutain(521±5Ma)、Tory Hill-apt(1021±16Ma)、Durango(30.7±1.5Ma)、房山岩体闪长岩磷灰石(~131Ma),各样品年龄测定值与推荐值在误差范围内一致,表明本文建立的LA-ICP-MS U-Pb定年方法和同位素比值校准方案的可行性和准确性。本文采用的校准和数据处理方案有效地降低了磷灰石LA-ICP-MS U-Pb定年数据处理难度,有利于方法的推广和应用。

     

榍石LA-SF-ICP-MS U-Pb定年及对结晶和封闭温度的指示

榍石富含U、Th,贫Pb,是U-Pb定年的理想矿物之一。本文采用激光剥蚀-高分辨等离子体质谱建立榍石U-Pb定年方法,采用25~30μm激光斑束,准确测定榍石U-Pb标准样品BLR-1（~1048Ma）、OLT-1（~1014Ma）和Pakistan（~21.4Ma）,以及年轻榍石样品（<100Ma）U-Pb年龄,提高了检测准确性和空间分辨率。综合对比共生锆石和榍石U-Pb年龄、榍石颗粒微量元素和U-Pb年龄环带及不同成分岩浆岩（SiO₂含量48.1%~77.0%）中岩浆榍石的结晶温度,结果表明：岩浆演化过程中,榍石具有宽泛的结晶温度（600~900℃,峰值~750℃）,主要集中于岩浆演化中晚期结晶,榍石U-Pb同位素封闭温度接近或略低于锆石,因此同一岩浆体系中锆石与榍石的年龄差异可能反映了该熔体较晚达到榍石饱和,而非熔体热演化历史或封闭温度信息。     

豫西崤山后河岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb定年

与豫西小秦岭和熊耳山地区相类似,崤山北部也出露一系列中酸性小岩体,但与之相关的成矿作用明显较弱,因此长期未获得应有的关注。崤山北部小岩体的形成时代与区域成岩成矿时代之间的匹配关系对其深部构造演化研究及成矿潜力评价具有重要意义,鉴于此,作者对后河岩体进行了LA—ICP—MS锆石U-Db定年。后河岩体定年样品HH01的岩性为中一细粒黑云母二长花岗岩,30个锆石测点中有27个测点的测定值位于207PB/235U-206Pb/238U一致线上,相应的206Pb/238U年龄介于124～134Ma之间,加权平均年龄为128±1Ma（MSWD=I．02）,属早白垩世。后河岩体是岩石圈拆沉作用的产物,其形成时代处在东秦岭地区广泛而强烈的成岩成矿作用时限内,且显示了Au、Ag、Cu、Mo、W等元素的异常富集,具有较大的内生金属成矿潜力。     

湖北金山店大型矽卡岩型铁矿热液榍石特征和原位微区LA-ICPMS U-Pb定年

本文对湖北金山店大型矽卡岩型铁矿床的矽卡岩和钠长石化岩体中的热液榍石进行了LA-ICPMS微量元素和UPb同位素定年分析,结果表明,与方柱石和透辉石矽卡岩中的榍石相比,钠长石蚀变岩中的榍石具有明显偏低的稀土元素含量和明显的轻重稀土分异、更小的δEu值、较低的Th、U、Lu含量和Th/U、Lu/Hf比值,以及高的Hf含量,表明二者的形成环境有所差异。热液榍石中的Ti可能主要来自于蚀变过程中岩体含Ti副矿物榍石、钛铁矿和金红石等矿物的分解。热液榍石原位微区LA-ICPMS U-Pb定年结果表明,矽卡岩和钠长石蚀变岩中的榍石形成时代分别为129.5±1.1Ma~130.4±1.2Ma和127±12Ma,与前人所得的成岩成矿时代在误差范围内一致,代表了成矿阶段的热液活动时间。热液榍石的年龄与鄂东南地区铁-铜矿化类型时代相近,均形成于区域早白垩世岩石圈减薄的环境。研究结果表明热液榍石原位微区LA-ICPMS U-Pb定年是确定矽卡岩型铁矿矿床年代的一种有效方法。     

勉略带关帝坪角闪岩岩石地球化学特征及LA-ICP-MS锆石U-Pb定年

关帝坪蛇绿岩位于勉县关帝坪地区,具典型的堆晶结构,是勉略蛇绿岩带的重要组成部分。对其中的角闪岩进行了岩石地球化学和LA-ICP-MS锆石U-Pb测年分析。结果表明角闪岩具高MgO、CaO,低K2O的特征,为钙碱性系列,TiO2含量与活动大陆边缘及岛弧区火山岩相似,富集大离子亲石元素Ba、Th、U,显著亏损Nb、Ta,略微富集轻稀土元素,轻重稀土元素分馏不明显,具有岛弧玄武岩的地球化学特征,与勉略带印支期花岗岩可能具有一定的同源性,可能是印支期勉略洋盆向北俯冲的产物,并受到了大陆壳的混染。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果,表明角闪岩的成岩年龄为(222.5±2.1)Ma,表明其形成于晚三叠世。该年龄略早于研究区花岗岩的成岩年龄,二者的成对性关系说明在勉略古洋壳向北的俯冲一直持续到晚三叠世岛弧火山岩的形成或者更晚时期,之后才进入了碰撞造山阶段。     

祁漫塔格苏鲁格萨依花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年及其地质意义

祁漫塔格是青海省内一个重要的多金属成矿区。近年来,新发现了多处与花岗岩有关的钨、锡、铜、多金属矿床。本文报道了祁漫塔格西段苏鲁格萨依花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年数据,15颗岩浆锆石给出的206Pb/238U年龄加权平均值为(450±5.5)Ma,代表了花岗岩的结晶年龄。结合区域地质背景,认为该岩体形成于祁漫塔格洋由俯冲向碰撞转换的构造背景下。     

榍石的高压结构研究

利用同步辐射和金刚石压腔(DAC)技术对天然矿物榍石进行原位高压能散模式X射线实验研究,结果表明榍石在3.9 GPa和10.9 GPa分别发生P 21/a→A 2/a和A 2/a→A 1结构相变,并首次确定10.9 GPa→25.1 GPa榍石结构很可能稳定保持A 1相。基于此认为榍石能在地球较深部位稳定存在,此外,本研究对探索地球深部T i和S i元素的地球化学行为也有一定帮助作用。     

青海南山东段花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年及其地质意义

青海南山东段花岗岩类岩石类型为二长花岗岩、花岗闪长岩及英云闪长岩。通过高精度LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测年,获得二长花岗岩、花岗闪长岩的年龄分别为241±3Ma、245±2Ma和249±3Ma,可代表其成岩年龄。花岗岩类构造环境判别图显示,岩石具俯冲型花岗岩类特征,可能代表早三叠世宗务隆洋的北向俯冲过程。通过对青海南山东段侵入岩体形成时代、岩石成因、构造环境等的研究,为青海宗务隆造山带在印支期的构造环境演化和动力学机制提供了重要的依据。     

湖南杏枫山钨矿床热液榍石的地球化学特征、U-Pb定年及其地质意义

杏枫山钨矿床是湘中地区近年新发现的、产出于浅变质岩系中的矽卡岩型钨矿。本文通过电子探针与LA-ICP-MS等技术手段,对杏枫山矿区矽卡岩中的热液榍石进行了主、微量元素组成以及U-Pb年代学研究。研究表明,榍石具有以下特征：(1)较低的∑REE、TiO₂含量,极低的Th/U,以及较高的Al₂O₃和F含量,这些均为典型热液榍石的地球化学特征;(2)富W而亏损Mo,表明其形成的热液流体具有富W贫Mo的特征;(3)稀土配分模式为左倾的、轻稀土显著亏损的重稀土富集型,正Ce、Eu异常表明其形成环境较为还原。此外,榍石原位U-Pb定年结果显示该矿形成于215.2±2.7Ma,与邻近白马山钛铁矿花岗岩形成的时间一致,基于地质及年代学证据,我们认为该矿的形成与白马山印支期的岩浆热液活动有关。结合前人的研究结果,我们发现湘中地区钨成矿与印支期还原性花岗质岩浆岩密切相关,为湘中印支晚期区域性成矿作用的产物。

     

南秦岭城口火山岩锆石LA-ICP-MS U-Pb定年和地球化学研究

南秦岭大巴山城口断裂带出露一套玄武安山岩、安山岩组合,火山岩锆石LA-ICP-MS U-Pb定年测试结果为716±4Ma,表明其为新元古代岩浆产物;岩石地球化学研究表明火山岩富集轻稀土元素,原始地幔标准化微量元素蛛网图显示以富集大离子亲石元素Cs、Ba、Th、U及高场强元素分异为特征,Nb、Ta强烈亏损以及低的Ti(Ti O_20.85%)含量,与典型的岛弧火山岩相似;微量元素La/Nb、Th/Yb及Hf/Ta比值特征也显示岛弧岩浆属性,相对高的Zr/Y、Ta/Yb和低的Zr/Nb比值区别于大洋岛弧火山岩,具有明显的大陆亲缘性,表明城口火山岩形成于陆缘岛弧环境。综合已有的地质、地球化学及同位素年代学研究表明新元古代晚期扬子板块北缘及南秦岭地区为一活动陆缘岩浆杂岩弧,暗示中国华南板块很可能位于Rodinia超大陆的边缘部位。     

东天山中段火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年及其地质意义

东天山大草滩断裂北侧头苏泉组火山岩的岩石类型从玄武岩连续变化到流纹岩,以低钾拉斑系列和钙碱性系列为主。各类岩石的稀土元素总量较高,ΣREE=46.17×10^-6 ~134.6×10^-6,LREE相对HREE富集;富集Sr、Ba、Th等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta等高场强元素,具有较高的Th/Ta和Ta/Yb比值。这些地球化学特征表明,头苏泉组火山岩形成于具有陆壳基底的岛弧环境。对火山岩中的锆石进行激光探针等离子体质谱(LA-ICP-MS)U-Pb微区测定,获得了322.9±6.4Ma的形成年龄。结合已有的地质调查成果,认为位于大草滩断裂南北两侧的火山岩均形成于陆壳基底的岛弧环境,在石炭纪处于相同的大地构造背景;康古尔塔格和大草滩断裂都无分化意义,整个东天山可能都是塔里木板块的活动陆缘。     

氧化物型含铀矿物LA-ICP-MS U-Pb 年龄测定中的基体效应及其校正方法

基体效应是矿物微区原位LA-ICP-MS U-Pb测年中备受关注的问题,因为其对测年结果准确性的影响不容忽视。通过介绍斜锆石、金红石、锡石、铌铁矿、晶质铀矿、沥青铀矿等氧化物型含铀矿物微区原位LA-ICP-MS U-Pb同位素测年过程中基体效应的影响和校正方法,简要评述其校正方法的优点、局限性,探索规律和相似性,解决寻找和研制稀有矿物标样的难题。对含铀矿物进行准确的微区原位LA-ICP-MS U-Pb同位素年龄测定,对于全面认识众多地质事件和矿床的生成演化历史,进而更准确地构建其年代构造格架、建立更合理的成岩成矿模式具有重要的科学意义。     

台湾东部未变形花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年及其地质意义

台湾源头山位于台湾岛东部太鲁阁带的北部,主体为花岗闪长岩-辉长岩"浆混岩"组合,发生了强烈变形变质,其中央分布有未变形的侵入体,具有典型岩浆岩特征,代表了变形变质期后的岩浆事件。通过开展野外地质调查和岩石学、同位素年代学研究,揭示了变形变质作用前后侵入岩在岩石特征及主量、微量元素方面存在明显差别,表明二者是不同构造岩浆事件的产物。未变形的侵入岩为石英闪长岩,具有高Pb、Rb、U、Th、Zr轻度富集特征,属典型的I型花岗岩,其LA-ICPMS锆石U-Pb年龄为82±1Ma,属晚白垩世坎潘期。这是台湾东部地区变形变质事件结束的标志,其后台湾东部进入了一个非挤压的新构造作用阶段。     

滇西九顶山斑状花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年及其地质意义

<正>1区域地质背景九顶山斑岩型铜钼金多金属矿床大地构造位置处于扬子板块西缘与金沙江-哀牢山深大断裂构造带东侧交会部位。而金沙江-哀牢山成矿带是西南三江地区重要的多金属成矿带之一,也是世界上著名的构造岩浆带之一,构造运动频繁,岩浆活动强烈,成矿作用特殊,形成了丰富多样的铜、钼、金多金属矿产资源。矿区内出露古     

非基体匹配分馏校正的LA-ICP-MS锡石微区U-Pb定年方法研究

锡石原位微区U-Pb同位素测年,样品制备简单,具有高空间分辨率、高性价比、高效率等显著优势,是锡多金属矿床直接定年的有效手段.然而,基体效应的影响和标样的缺乏是制约该方法发展的关键.本次研究在He做载气以及加入不同辅助气(N2、水蒸气)条件下使用锆石作为外部标准物质对锡石标准和样品进行元素、同位素分馏校准,并采用Ter...