油气成藏定年的Re-Os同位素方法应用研究

Re和Os易于被有机物捕获而富集,并长期稳定地保存在烃源岩、原油和沥青中而保持良好的封闭体系.可以对烃源岩、原油和沥青进行Re-Os同位素直接定年,获得与油气成藏相关的精确的绝对年龄信息.Re-Os同位素实验分析包括样品的溶解、Re和Os的化学分离与纯化、Re和Os同位素的质谱测定.原油中沥青质组分的Re,Os同位素组成能够近似代表全油的Re,Os同位素组成,对原油进行Re-Os同位素分析实质就是对原油中的沥青质组分中的Re-Os同位素体系进行分析,其年龄记录的是油气生成的年龄,原油和烃源岩的187Os/188 Os比值的对比可以进行油源示踪.沥青Re-Os同位素等时线年龄揭示的是油气大量生成运移的时间,年龄数据分散的主要原因是具有不同187 Os/188 Os初始比值的烃源岩对Re-Os体系的贡献.川西龙门山北段矿山梁下寒武统沥青Re-Os同位素组成和等时线年龄指示了油气生成和运移的时间发生在～164 Ma,并来源于两种烃源岩.Re-Os同位素体系的封闭性、等时线年龄的精度和油气地质意义、烃源岩多期熟化作用和混源作用的影响等方面还值得进一步深入研究.Re-Os同位素方法将在油气成藏年代学领域,特别是在碳酸盐岩地区的油气成藏定年方面具有广泛的应用前景.     

东天山梅岭铜矿床黄铁矿Re-Os等时线年龄:Os同位素不均一的结果

金属硫化物Re-Os等时线年龄的合理解释是揭示金属矿床成矿时代的关键.通过对新疆东天山梅岭铜矿床开展Re-Os同位素定年研究,结果表明浸染状和脉状矿石中黄铁矿样品在Os浓度和Os同位素比值方面都有很大的变化,这两类样品定义了很好的Re-Os等时线年龄,分别为523±59 Ma和707±99 Ma.由于得到的等时线年龄明显老于它们的实际地质成矿年龄,且187Os/188Os与普通Os的倒数（以1/192Os为例）之间存在着很好的相关性（R2分别为0.997 3和0.994 5）,因此这些样品存在着初始Os同位素组成不均一的现象,这些Re-Os等时线是混合等时线,没有地质意义.理论和数学公式推导显示观测到的Re-Os等时相关性是在形成时期没有达到完全的同位素平衡的二元混合的结果,这种同位素扩散不平衡产生的原因主要是在矿床形成时期Os同位素在金属硫化物与硅酸盐矿物之间的同位素扩散存在限制性.回归得到的Os的初始值更偏向于地壳值,表明矿床形成时期的地壳混染可能造成金属硫化物体系中的这种初始Os同位素不均一.因此,将Re-Os同位素体系应用于金属硫化物样品定年时,187Os/188Os与1/192Os之间是否存在相关关系可以作为Re-Os等时线年龄是否具有地质意义的判断标准.      

沥青Re-Os同位素年龄地质意义解读

Re、Os亲有机质的特性使得Re-Os同位素在富有机质地质样品中得到了广泛应用;沥青由大量重组分有机质组成,对Re、Os具有较强的富集能力,并且沥青样品中Re-Os同位素封闭性较好,因此沥青Re-Os同位素已经成为当今国际上研究的一个热点。然而,沥青Re-Os同位素年龄究竟是代表烃源岩的沉积时代、油气成藏时代、还是油气藏破坏后油气运移时代,至今还没有明确的定论。本文对新疆乌尔禾沥青矿、四川矿山梁沥青矿样品进行了Re-Os同位素分析,结果显示,乌尔禾沥青矿Re-Os同位素年龄为269±9Ma,老于周围白垩系砂岩地层沉积时代,Os同位素初始比值¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os(Os_i)为0.367±0.028,小于二叠纪海水的Os_i同位素比值,表明得到的乌尔禾沥青Re-Os同位素年龄反映的是乌尔禾油气藏的成藏时代。矿山梁沥青矿Re-Os同位素年龄为537.3±5.2Ma,老于围岩(寒武系、奥陶系、志留系地层)沉积时代,Os同位素初始比值为0.716±0.028,与早寒武世海水的Os_i同位素比...     

Re-Os同位素定年对岩浆型Cu-Ni硫化物矿床成矿时代的制约

Re-Os同位素体系被认为是岩浆Cu-Ni硫化物矿床直接定年的有力工具。通过研究世界级典型岩浆Cu-Ni硫化物矿床的Re-Os等时线表面年龄,发现有时能得到成矿年龄,有时得到与成矿年龄不一致的表面年龄或根本得不到Re-Os等时线,还有时同一矿床的不同类型矿石给出不同的Re-Os等时线表面年龄。文章介绍了能够解释上述现象的理论模型。模型预测对与基性-超基性岩共生的Cu-Ni硫化物矿床,除一些特殊情况外,块状矿石可得到有地质意义的Re-Os等时线年龄,浸染状矿石常得到没有地质意义的假等时线;而浸染状矿石常得到有地质意义的Os同位素初始比值,而块状矿石给出的"Os同位素表面初始比值"往往没有地质意义。因此,建议在应用Re-Os同位素体系定年时要结合矿床类型、矿石类型以及成矿过程等因素综合考虑;对Re-Os数据的科学合理解释同样需要从矿床学和同位素地球化学的基本原理出发,结合矿床的实际情况,进行深入分析研究。     

石油系统Re-Os同位素体系封闭性研究进展

Re-Os同位素定年在石油生成及富有机质沉积岩的绝对定年方面取得了良好的应用效果,并且石油的Os同位素初始值还可以作为油源示踪的指标。分析了Re-Os同位素定年方法在富有机质体系中应用的原理,探讨了影响同位素体系封闭性的各种因素,指出熟化作用、生物降解及水洗作用、脱沥青作用不会影响Re-Os同位素体系的封闭性,而硫酸盐热化学还原作用、成矿流体作用及幔源岩浆混染会扰动Re-Os同位素体系。目前石油系统中Re-Os同位素研究存在的主要问题可归结为2个方面:1石油系统有机质中Re-Os同位素的地球化学行为;2Re-Os同位素年龄的精度及其指示意义。对于这2个方面,开展有机相及现代海藻与Re-Os同位素相关性的研究将有助于了解Re和Os在有机质中的具体富集形式;对控制Re-Os同位素分馏的因素(如沉积环境及有机质类型)的研究将会有助于鉴别哪些地层以及什么样的样品能用来进行Re-Os定年。     

马关县都龙锡矿中辉钼矿铼-锇同位素特征及意义

云南马关县都龙锡矿万龙山矿区深部辉钼矿尚属首次发现,对此辉钼矿样品应用Re-Os同位素定年方法进行了测定,获得Re-Os同位素等时线年龄为88. 9±3. 5 Ma,模式年龄为89. 2±1. 5～91. 8±1. 3Ma。该Re-Os同位素等时线年龄与文山老君山花岗岩体中白云母花岗岩的形成年龄(87. 6±1. 4) Ma～(91. 7±1. 8) Ma、花岗斑岩的结晶年龄为(87. 3±2. 1) Ma、二云母花岗岩的成岩年龄(84. 3±2. 2) Ma～(85. 0±1. 3) Ma相吻合,表明滇东南地区的晚白垩世时期,存在大规模花岗岩成岩及锡成矿活动,两者关系密切。     

关于硫化物Re-Os同位素定年的一些思考

随着Re-Os同位素分析技术的不断改进和完善,低Re含量的普通硫化物(黄铁矿、毒砂、黄铜矿等)广泛应用于各类金属矿床的年代学研究。但是由于对不同成因硫化物Re-Os同位素体系及定年体系基本条件认识不足,常常导致无地质意义的年龄或者等时线年龄构建的失败。本文对这些问题进行了梳理和分析,总结了硫化物Re-Os同位素定年需要注意的问题,提出了未来发展趋势。     

Re-Os同位素体系在矿床地球化学中的应用

简述了Re-Os同位素地球化学体系的原理与方法,在此基础上重点介绍了国内外目前在矿床地球化学研究中,应用Re-Os同位素体系进行成矿作用年代学及矿质来源等方面研究的一些最新成果.认为Re-Os同位素体系是对矿床进行定年和示踪研究的有力工具,为成矿作用机制等的深入研究提供了新的思路.尽管Re-Os同位素定年研究中存在矿物适应性等问题,但本世纪初期Re-Os同位素体系的研究将会深刻地推动矿床地球化学的进步和发展.     

橄榄岩-熔体相互作用过程中Re-Os体系的变化趋势

橄榄岩的Re-Os同位素体系作为探讨岩石圈地幔形成年龄的重要手段已受到人们越来越多的重视.     

Re-Os同位素在沉积地层精确定年及古环境反演中的应用进展

Re-Os同位素亲有机质的性质,使得富有机质沉积岩在沉积的过程中能够吸附富集海水中的Re、Os,沉积岩的沉积压实过程也是其中Re-Os同位素体系封闭计时的过程,沉积岩Re-Os同位素等时线年龄代表地层沉积时代,Os同位素初始比值187Os/188Os反映沉积时海水的Os同位素比值。Re-Os同位素体系在富有机质沉积岩中的成功应用,能够直接确定地层沉积时代,从而对地层界线进行直接厘定,并且能够对一些沉积矿床形成时代、冰川事件发生时代进行厘定和限制。通过沉积岩Re-Os同位素特征,可以对古环境进行反演,有助于了解全球大气海洋的演化,气候的变化,对研究生物灭绝等重大地质事件发生的时限和机制以及金属矿床的成矿物质来源具有重要意义。文章阐述了Re-Os同位素在富有机质沉积岩中应用的原理,并列举了Re-Os同位素在沉积地层精确定年及古环境反演中应用实例,说明了富有机质沉积岩Re-Os同位素分析精度及其影响因素,以使Re-Os同位素体系作为一种强有力的工具,解决更多的沉积地层时代问题以及更好地对古环境进行反演。     

马关县都龙锡矿中辉钼矿铷-锶同位素特征及意义

云南马关县都龙锡矿万龙山矿区深部辉钼矿尚属首次发现,对此辉钼矿样品应用Re-Os同位素定年方法进行了测定,获得Re-Os同位素等时线年龄为88.9±3.5 Ma,模式年龄为89.2±1.5~91.8±1.3Ma。该Re-Os同位素等时线年龄与文山老君山花岗岩体中白云母花岗岩的形成年龄(87.6±1.4)Ma~(91.7±1.8)Ma、花岗斑岩的结晶年龄为(87.3±2.1)Ma、二云母花岗岩的成岩年龄(84.3±2.2)Ma~(85.0±1.3)Ma相吻合,表明滇东南地区的晚白垩世时期,存在大规模花岗岩成岩及锡成矿活动,两者关系密切。     

Re-Os同位素测年法在油气成藏年代学的研究进展

铼—锇(Re-Os)同位素应用于油气成藏年代学是近10年来的一个前沿领域,在国际上已取得了重要成果,目前国内对此方法的应用还较缺乏。利用Re-Os同位素测年法开展页岩或沥青等富有机质沉积岩的研究,可以精确厘定油气运移和充注时间,也可以有效示踪烃源岩。在阅读国内外大量文献的基础上,概述了Re-Os同位素定年原理,分析了海水—沉积物中Re和Os元素的富集过程,总结了Re-Os同位素测年的测试对象、样品准备和分析测试方法。指出初始187Os/188Os比值不仅可以限定油气生成和油气充注的年龄,还可以有效评价源—油关系;放射成因的187Os/188Os比值与烃源岩年龄呈正相关。认为烃类成熟度、生物降解作用和水洗作用不足以造成Re-Os等时线图中出现离散点,而初始187Os/188Os比值变化、沉积后Re和Os的流动性和硫酸盐热化学还原作用是引起Re-Os等时线图中出现离散点的3个主要原因。Re-Os年龄的重现性和准确性与样品颗粒的大小及取样量密切相关。相对于其他同位素测年法,Re-Os同位素测年法的最大优势在于对直接参与油气成藏的地质体进行研究,可以得到油气成藏期的直接证据。最后探讨了现阶段ReOs同位素体系研究中尚存在的问题,就未来研究热点和发展方向做出展望,以期能有效推动Re-Os同位素定年相关的理论和技术的深入发展。     

西藏墨竹工卡县甲马多金属矿床几组年龄数据的比较与成因研究

甲马矿床是西藏腹地冈底斯带已投入开采的大型多金属矿床,有关其成因的研究直接影响着该带多金属矿床的区域找矿方向及对冈底斯带地球动力学过程的成矿效应研究.目前对该矿床成因尚无统一的认识,关键在于未获得成矿年龄的可靠结果.本文比较了前人和本文获得的Rb-Sr(260Ma和54Ma)、裂变径迹(>25～22Ma)和Re-Os(模式年龄15.4～15.5Ma,等时线年龄15.18Ma和模式年龄15.23～15.62Ma,等时线年龄15.41Ma)等年龄数据,认为Re-Os同位素年龄数据最为可靠,应作为矿床的成矿年龄.矿床Re-Os同位素年龄与矿区外围花岗闪长斑岩全岩K-Ar同位素年龄一致,显示甲马夕卡岩及其中的多金属矿床为斑岩-多底沟组灰岩接触带岩浆热液交代-充填成因,该矿床属冈底斯中段的后碰撞岩浆热液成矿系统.预计该区深部及外围存在斑岩型-夕卡岩型-脉型含金多金属矿化.     

炭质泥岩Re-Os和碎屑锆石U-Pb同位素定年对广东大宝山铜矿床成矿时代的约束

Re-Os同位素作为一种强有力的技术工具,在黑色页岩沉积时代的精确定年中得到了广泛应用.随着高精度负离子热电离质谱(N-TIMS)测试技术的发展,炭质泥岩Re-Os同位素年龄测试越来越多地被应用于厘定沉积时代.广东省大宝山铜矿成岩成矿时代争议一直是制约成因机制研究的关键因素.本文通过Carius管中逆王水溶解炭质泥岩粉...     

东秦岭南泥湖钼（钨）矿田Re—Os同位素年龄及其地质意义

位于华北克拉通南缘东秦岭钼矿带的南泥湖为一超大型夕卡岩斑岩型钼(钨)矿田,本研究采用电感耦合等离子体质谱仪法对南泥湖钼矿田三个矿床6件辉钼矿进行了Re-Os同位素年龄测定,获得南泥湖矿床的辉钼矿Re-Os模式年龄为141.8±2.1 Ma;三道庄矿床的辉钼矿Re-Os模式年龄为144.5±2.2～145.0±2.2Ma,平均为145.0±2.2 Ma;上房沟矿床的辉钼矿Re-Os模式年龄为143.8士2.1～145.8±2.1 Ma,平均为144.8±2.1 Ma;6件样品的等时线年龄为141.5±7.8 Ma(2σ),准确厘定了成矿时间.Re-Os同位素还表明:南泥湖钼矿的成矿物质来源以下地壳成分为主,但混有少量地幔组分.南泥湖钼矿是在中国东部中生代构造体制大转换中形成,属于中国东部中生代大规模成矿作用的一部分.     

河南商城县汤家坪钼矿辉钼矿铼-锇同位素年龄及地质意义

为查明商城县汤家坪大型钼矿床形成的时代,建立钼多金属矿成矿模式,利用电感耦合等离子体质谱仪对汤家坪等3个钼矿床的7件辉钼矿样品进行了Re-Os同位素年龄测定,获得汤家坪钼矿床辉钼矿Re-Os等时线年龄为(113.1±7.9)Ma,准确厘定其成矿时代为早白垩世;测得天目沟钼矿床辉钼矿Re-Os同位素模式年龄为(121.6±2.1)Ma,大银尖钼矿床辉钼矿Re-Os同位素模式年龄为(122.1±2.4)Ma,初步确定大别山钼成矿带的成矿年龄大约在(122.1±2.4)～(113.1±7.9)Ma之间。结合前人研究成果,认为大别山北麓钼成矿作用的地球动力学背景为燕山晚期大别造山带在伸展机制下岩石圈减薄,中国中东部区域构造-动力体制由近EW向构造为主向近SN向构造为主的大转换时期。     

浙西南毛断铅锌多金属矿床辉钼矿Re-Os年代学及地质意义

毛断铅锌多金属矿床位于浙西南江山-绍兴断裂和政和-大埔断裂间的隆起区,为区内代表性的铅锌多金属矿床之一.应用Re-Os同位素定年方法对该矿床5件辉钼矿样品进行了成矿时代测定,获得辉钼矿Re-Os同位素模式年龄为(138.6±2.0)Ma~(140.0±1.9)Ma,等时线年龄为137.7±2.7 Ma(MSWD=0.7),模式年龄加权平均值为139.0±0.8 Ma(MSWD=0.5).该年龄与毛断隐伏岩体成岩时代相吻合,表明成矿与成岩关系密切.辉钼矿Re-Os年龄的精确厘定,表明毛断铅锌多金属矿床为早白垩世初期华南岩石圈伸展背景下的产物.同时结合前人同时代的W、Mo、Pb、Zn等矿床的研究成果指出140±7 Ma可能为华南另一重要的成矿时限.      

新疆阿尔泰蒙库铁矿床的辉钼矿Re-Os年龄及意义

蒙库大型铁矿位于阿尔泰南缘麦兹盆地,赋存于晚志留世-早泥盆世变质火山-沉积岩系中,容矿岩石为石榴石矽卡岩、变粒岩、浅粒岩和大理岩.矿体总体顺层分布,空间上与矽卡岩密切相关.对1号矿体含黄铁矿辉钼矿石英大脉中辉钼矿Re-Os同位素年代学进行了研究,7件样品的Re-Os同位素模式年龄为(261.6±3.7)～(264.0±...     

江南造山带西南缘石英脉型金矿中毒砂Re-Os同位素定年研究

江南造山带西南缘的贵州东南部地区石英脉型金矿产于低绿片岩相的板溪群浅变质岩中,具有典型的造山型金矿特征。与江南造山带其他造山型金矿一样,其成矿时代具有较大的争议,金矿的形成与造山运动的关系还不清楚,制约了对本区金矿成矿作用的深入研究。本文采集了平秋和八克两个石英脉型金矿中与金成矿作用密切相关的含金石英脉中毒砂样品进行高精度的Re-Os同位素分析,分别得到235±3.4 Ma和410±52 Ma两个Re-Os同位素等时线年龄,八克金矿毒砂样品的年龄误差较大的原因是毒砂中Re含量较低所致,但其中低含量高射性样品计算得到的Re-Os同位素模式年龄仍然与其等时线年龄一致。两个矿床的毒砂Re-Os同位素年龄揭示了江南造山带石英脉型金矿与加里东期和印支期两次陆内造山运动有关,是华南显生宙陆内造山运动的产物。     

青海西南三江北段早古新世成岩、成矿事件：陆日格斑岩钼矿LA ICP MS锆石U Pb和辉钼矿Re Os定年

对青海南部西南三江多金属成矿带北段陆日格斑岩钼矿床开展了锆石LA-ICP-MS U-Pb和辉钼矿Re-Os同位素定年研究.研究表明,陆日格黑云母花岗斑岩、细粒花岗斑岩的锆石LA-ICP-MS 206Pb/238U加权平均年龄分别为62.1±0.4Ma、61.7±0.3Ma,所测锆石均显示岩浆成因特点,锆石U-Pb年龄可代表斑岩的结晶年龄;5件辉钼矿的Re-Os加权平均模式年龄为60.7±1.5Ma,锆石U-Pb同位素年龄与辉钼矿的Re-Os年龄非常吻合,所获年龄准确厘定了陆日格矿床的岩浆活动与矿化时限为早古新世.陆日格与三江带中北段主要斑岩型矿床成岩成矿年龄相差近20Ma,表明三江北段自古新世起,区域内至少有两期较大规模的斑岩成矿作用,作为目前已知新生代三江成矿带最早的一次岩浆成矿事件,陆日格斑岩钼矿具有非常重要的理论与找矿工作意义.