变质岩同位素年代学:Rb-Sr和Sm-Nd体系

对变质岩经历的进变质和退变质作用定年并构建其p-T-t轨迹是观测地壳运动过程的重要途径。全岩等时线和矿物等时线是变质岩Rb-Sr和Sm-Nd定年的两个基本方法。在变质过程中同位素均一化尺度是影响全岩等时线定年的主要因素。在一般情况下,变质过程中Rb-Sr同位素体系的均一化尺度远大于Sm-Nd体系,从而Rb-Sr全岩等时线可以给出有意义的变质年龄,而Sm-Nd数据不能。然而,对于低级变质作用,因其较高级变质作用有更丰富的流体,其Nd同位素均一化尺度可能变,从而使得一些全岩Sm-Nd等时线给出和Rb-Sr年龄一致的有意义变质年龄。对于矿物等时线定年,在变质作用时矿物之间能否达到同位素平衡则是关键。已经证明,超高压变质(UHPM)岩的退变质作用是开放体系,然而UHPM矿物的Sr-Nd同位素体系仍保持封闭。已观测到UHPM矿物和退变质矿物之间的Sr-Nd同位素不平衡,因此,高压矿物(如石榴石、多硅白云母)和退变质矿物或全岩的连线将会给出没有意义的偏老的Sm-Nd年龄和偏年轻的Rb-Sr年龄。由3个以上很好分开的矿物确定的等时线的良好线性、不同定年方法获得的年龄的一致性以及确定等时线矿物之间的氧同位素平衡可用于判定矿物间Nd同位素达到平衡。由于石榴石具有高Sm/Nd和Lu/Hf比,因此石榴石是榴辉岩或石榴辉石岩Sm-Nd或Lu-Hf定年最重要的矿物。然而由于石榴石非常宽的p-T稳定范围,石榴石可以在高级变质岩的前进变质和退变质作用中生长,从而具有复杂的环带结构。因此,如何从具有复杂结构的石榴石不同部位取样和分析并判断其成因就成为榴辉岩或石榴辉石岩Sm-Nd或LuHf矿物等时线定年的一个挑战。这需要今后做更进一步的研究。     

青海玉树多彩地玛铅锌矿C-O、S同位素组成及成矿物质来源分析

多彩地玛铅锌矿位于青藏高原东北缘的青海玉树地区,夹持于西金乌兰-金沙江缝合带与班公湖-怒江缝合带之间,属于"三江"北段铜铅锌银多金属成矿带。结合区域地质调查及研究现状,对矿区围岩碳酸盐岩和两期热液方解石脉开展了C-O同位素组成分析,对硫化物矿石矿物和重晶石进行了S同位素组成分析。结果表明:赋矿围岩中方解石的δ~(13)C和δ~(18)O值范围分别为-1.6‰~+3.0‰和+21.2‰~+27.6‰,属于正常海相碳酸盐岩沉积,C和O来自海水;方解石脉体的δ~(13)C和δ~(18)O的值范围分别为-1.5‰~+2.1‰和+15.2‰~+20.3‰,C来自海相碳酸盐岩的溶解作用,~(18)O因热液蚀变碳酸盐岩在水/岩反应中同位素交换作用的影响而明显亏损;硫酸盐重晶石的δ~(34)S值范围为+12.3‰~+15.7‰,硫化物方铅矿、闪锌矿和黄铁矿的δ~(34)S值范围为-8.2‰~+5.7‰,峰值为-2.0‰~-3.0‰,反映了总体富轻硫的特征,硫源主要为盆地热卤水萃取地层蒸发岩中硫酸盐,并通过有机质热分解反应还原为低价硫分馏而得到;硫化物较宽的δ~(34)S变化范围反映了成矿物质在盆地内流体活动期间与不同地层单元发生相互作用,盆地内富有机质地层中沉积或生物成因S也有可能为成矿提供了部分硫源。     

中国滇西南造山带变质岩的Sm-Nd和Rb-Sr同位素年代学

滇西南造山带的主体由多期变质的岩石单元组成。变质和变形年代的确定是研究它们构造演化的关键之一。哀牢山群和大勐龙群斜长角闪岩分别得到1367Ma和1436Ma的Sm-Nb等时线年龄,这代表了高级角闪岩相的变质时代。它们的形成年龄约为2000～1600Ma。崇山群黑云斜长片麻岩获得了与此相当的1900～1600Ma的Sm-Nd模式年龄。澜沧群的蓝片岩的Sm-Nd等时线年龄为1287Ma,绿片岩的Sm-Nd模式年龄为1300～1200Ma。上述各组岩石还获得了约为1000Ma、500～400Ma、300～180Ma和180～140Ma的几组Rb-Sr等时线或Sm-Nd和Rb-Sr模式年龄,分别代表了后期重要构造事件。     

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。     

云南乐红铅锌矿床成矿时代与成矿物质来源:Rb-Sr和S同位素制约

川滇黔交界地区是我国重要的铅锌矿产地,云南省鲁甸县乐红铅锌矿床是区内近年来探获的又一大型MVT型铅锌矿床。本文通过乐红铅锌矿床闪锌矿Rb-Sr测年获得等时线年龄为200.9±8.3 Ma,显示成矿作用发生于印支晚期。闪锌矿初始锶同位素比值特征指示了成矿金属物质为壳源,主要来自于基底地层和沉积盖层。矿床金属硫化物硫同位素特征表明乐红铅锌矿床硫源为海水硫酸盐,还原硫可能是海水硫酸盐经过热化学还原作用(TSR)而来。结合矿床地质特征与区内铅锌矿成矿地质背景,认为乐红铅锌矿床可能是在印支晚期华南板块与印支板块拼合造山作用下,引起成矿流体运移,进而在容矿构造内沉淀成矿的结果。     

贵州铜仁塘边铅锌矿床成矿时代和成矿物质来源——来自Rb-Sr同位素测年和S-Pb同位素的证据

对贵州铜仁塘边铅锌矿床开展闪锌矿Rb-Sr测年和黄铁矿、方铅矿、闪锌矿S、Pb同位素分析,以获得矿区的成矿年龄,探讨其成矿物质来源。塘边铅锌矿床闪锌矿Rb-Sr等时线年龄为477±5Ma(MSWD=1.2),与前人获得的卜口场矿区闪锌矿Rb-Sr等时线年龄486±6Ma在误差范围内一致,表明矿床形成于加里东早期。黄铁矿、方铅矿、闪锌矿S同位素变化于+25.2‰~+36.1‰之间,与湘西—黔东主要铅锌矿床相似,明显富集重硫,认为S可能来源于寒武系海水碳酸盐和/或下伏地层。方铅矿、闪锌矿Pb同位素~(208)Pb/~(204)Pb值为38.389~38.584,~(207)Pb/~(204)Pb值为15.737~15.790,206Pb/~(204)Pb值为18.181~18.217,μ值为9.75~9.86,显示铅主要来源于上地壳。     

江苏仑山金矿床流体包裹体、稳定同位素和成矿年代学研究

仑山金矿床位于宁镇矿集区东端。成矿期分为沉积成矿期和热液成矿期,后者可进一步划分为热液Ⅰ阶段和热液Ⅱ阶段。流体包裹体研究表明,热液Ⅰ阶段石英中的气液两相流体包裹体均一温度多集中在330~366℃之间,盐度w(Na Cl_(eq))变化于4.96%~6.74%之间,热液Ⅰ阶段方解石中气液两相流体包裹体均一温度多集中在150~240℃之间,w(Na Cl_(eq))变化于0.71%~9.80%之间,成矿流体为中高温低盐度流体;热液Ⅱ阶段石英、方解石和萤石的流体包裹体均一温度变化于124~260℃,盐度w(Na Cl_(eq))变化于1%~8%之间,成矿流体为中温低盐度流体。氢、氧同位素研究表明,热液Ⅰ阶段成矿流体为岩浆流体,热液Ⅱ阶段成矿流体以大气降水占主导,但仍有少量岩浆流体。硫同位素研究表明,仑山金矿床沉积成矿期硫除来源于三叠系青龙群膏盐层外,有机质也参与了沉积成矿期中金矿的形成。热液Ⅰ阶段硫来源于沉积成岩阶段黄铁矿的活化迁移和富集,岩浆硫也提供了成矿物质。萤石Sm-Nd测年分析表明,仑山金矿床热液Ⅱ阶段成矿年龄为(93.7±3.1)Ma,推断主成矿阶段形成于晚白垩世。仑山金矿床的形成代表着长江中下游成矿带最晚期的成矿作用。     

川滇黔地区铅锌矿床稳定同位素地球化学研究现状综合分析

川滇黔接壤区是中国重要的铅锌多金属成矿区,目前已经发现了会泽、天宝山、大梁子等超大型-大型铅锌矿床。文章通过系统总结分析区域内铅锌矿床稳定同位素(C、H、O、S同位素)数据,结合区域构造控矿特征,表明成矿热液的碳、氧主要来源于碳酸盐岩围岩,个别矿床可能有有机碳或幔源碳参与成矿作用。黔西北地区从靠SE侧威宁-水城构造带上的铅锌矿床至NW侧垭都-蟒硐构造带上的铅锌矿床,方解石的δ~(13)CV-PDB值从0.6‰~2.5‰转变为-5.3‰~1.5‰,δ18OV-SMOW值从23.3‰~25.5‰转变为11.3‰~20.9‰,均显示出逐渐变小的趋势;SN向小江断裂带内各矿床表现出线性关系,并且具有向δ~(13)CV-PDB、δ~(18)OV-SMOW都亏损的方向偏移趋势,NE向断裂带内的各矿床C、O同位素则表现为集中一致的分布特征。H、O同位素显示成矿流体具有建造水(热卤水和油田卤水)特征,部分可能有大气降水、变质水和岩浆水参与成矿作用。矿床硫源主要为同时代海水硫酸盐的热化学还原(TRS)形成的还原硫,个别矿床细菌还原硫酸盐(BSR)形成的富含轻硫的油气藏中的H2S可能为成矿过程提供了部分硫来源。黔西北地区铅锌矿床S同位素组成具有从SE侧至NW侧向轻硫方向偏移的趋势,SN向小江断裂带内铅锌矿床S同位素组成较为集中一致,NE方向断裂带内铅锌矿床S同位素则具有从SW侧至NE侧向轻硫方向偏移的趋势,TSR的反应强度和反应速率降低可能是导致向轻硫方向偏移的重要原因之一。     

四川天宝山矿床闪锌矿Rb-Sr年代学、稳定同位素及地质意义

四川天宝山铅锌矿床是赋存于震旦系灯影组白云岩中的大型铅锌矿床,一直以来缺乏精确的成矿年龄数据,致使其成矿构造环境存在争议.获取了闪锌矿Rb-Sr年龄,联合H-O、C-O同位素数据,以确定其成矿年代、成矿物质来源及成矿构造环境.闪锌矿Rb-Sr年龄为348.5±7.2 Ma(MSWD=1.10),表明矿床形成于早石炭世.热液矿物δD_H2O、δ18O值分别为-19.3‰~-58.1‰、-1.4‰~0.6‰,沿海水与地层有机质反应线分布,并有向雨水线漂移的趋势,说明成矿流体中水是海水与地层有机质反应并加入雨水的混合体.热液方解石δ13C、δ18O值明显分为两群,分别为-1.7‰~-1.6‰、12.9‰~15.2‰和-6.5‰~-4.9‰、19.3‰~20.2‰,暗示成矿流体中C、O可能来源于赋矿围岩溶解作用和有机质脱羧基作用.闪锌矿(87Sr/86Sr)_i值为0.710 42 ±0.000 13,高于赋矿围岩Sr同位素值而明显低于基底Sr同位素值,指示成矿物质主要来源于赋矿围岩与基底.结果表明川滇黔地区存在两期铅锌成矿作用,分别形成于晚泥盆世-早石炭世与古特提斯洋张开有关的伸展构造环境和晚三叠世-早侏罗世与古特提斯洋闭合有关的收缩构造环境.      

闽西南清流地区加里东期花岗岩锆石U-Pb年代学及Hf同位素组成研究

通过对玮埔岩体两个代表性样品进行锆石的LA-ICP-MSU-Pb测年获得的206Pb/238U加权平均年龄分别为(429.9±3.0)Ma、(446.3±4.0)Ma,证明该岩体确实不是最早认为的印支期花岗岩,而是加里东期岩体。同时对宁化岩体一个样品的锆石LA-ICP-MSU-Pb测年结果得到206Pb/238U加权平均年龄为(448.2±2.5)Ma,同样属于加里东期岩体。进一步对闽西南清流地区玮埔和宁化岩体的锆石Lu-Hf同位素组成分析表明,εHf(t)值主要集中在-0.8～-10.4之间,且Hf二阶段模式年龄(TDM2)集中在1.72～2.34Ga之间,表明其岩浆源区来自华夏地块元古代地壳物质。并结合其他己发表的相关年代学和地球化学资料,可以推断包括玮埔和宁化岩体在内的华南内陆地区加里东期花岗岩很可能是元古宙基底深熔而成的产物;其形成与陆内地壳物质叠置加厚所引起的再造作用关系紧密。     

黔西北地区铅锌矿床流体包裹体与硫同位素地球化学研究

黔西北铅锌成矿区位于扬子地块西南缘,矿床产于不同时代的碳酸盐岩建造中,其矿物组合和热液蚀变特征类似于MVT型铅锌矿床。本文通过对该区部分铅锌矿床的矿石显微岩相学结构、矿物学与地球化学、脉石矿物和闪锌矿中流体包裹体岩相学与显微测温学以及硫同位素地球化学等研究,确定了该类型矿床成矿流体的性质及其成矿过程。结果表明,黔西北地区不同赋矿层位铅锌矿床具有相似的成矿流体特征,为中低温(160~260℃)、较高盐度(10%~22%NaCleqv)、含有低密度的CO_2、CH_4和N_2的卤水,不同于MVT型铅锌矿床成矿流体特征;硫同位素地球化学研究揭示,这些铅锌矿床硫化物的δ~(34)S范围均落在对应赋矿地层时代蒸发岩中的硫酸盐和生物成因硫化物的δ~(34)S演化曲线上或其附近,表明这些铅锌矿床硫化物中的S可能主要来源于对应地层本身。结合地球化学热力学分析,认为Pb、Zn等成矿元素的Cl络合物是成矿元素的主要搬运形式,富含Pb、Zn的成矿流体与赋矿地层中富含H_2S还原性流体的混合是铅锌富集成矿的重要机制之一。     

东秦岭地区中生代金钼多金属矿C-H-O同位素组成研究

文章在系统收集近年来东秦岭地区主要的钼、金、铅锌银矿C-H-O同位素数据分析的基础上,对区内的C-H-O同位素组成进行了综合研究。其结果认为东秦岭钼金多金属矿床的成矿流体来源极为相似,初始成矿流体均为与岩浆活动有关的高温深源流体,随着岩浆活动和成矿作用的进行,大气降水与地壳岩石水岩反应作用后的浅源流体不断加入其中,使得矿床的成矿流体表现深源流体和具有雨水性质的浅部流体的混合特征;富含成矿物质的成矿流体聚集在地壳下部的拆离带,与下部地壳岩石相互作用,形成复杂的流体-岩浆混合体系,受构造运动控制,在不同的地球物理化学边界层沉淀成矿。     

宁芜盆地凹山和东山铁矿床流体包裹体和氢氧同位素研究

本文对宁芜地区凹山和东山铁矿床中的磷灰石流体包襄体进行了较为系统的测温研究,并测定了不同时期形成的磁铁矿、阳起石和石英的 H、O 同位素组成。凹山和东山铁矿磷灰石含有丰富的流体包裹体,原生气液包裹体包括早期细长管状、针状包裹体(类型Ⅱ)和晚期不规则状包襄体(类型Ⅰ);早期包裹体又可分为单一液相包裹体(类型Ⅱ-a)、气液两相(富气相)包襄体(类型Ⅱ-b)、气液两相(富液相)包裹体(类型Ⅱ-c)和气相、液相及固相多相包裹体(类型Ⅱ-d)四种亚类。包襄体中至少含有五种不同的子矿物。磷灰石包裹体记录了多个峰值温度,从600℃～800℃到～410℃和～270℃,分别对应于磷灰石(磁铁矿 透辉石)、阳起石和石英的形成。流体的盐度随温度的降低而逐渐减小,从高达～80%NaCl equiv。到<20%NaCl equiv。磷灰石形成时流体处于不均匀的状态,流体包裹体为非均一捕获。H、O 同位素研究显示成矿流体早期为演化的初始岩浆(水),在高温下形成了铁矿石;此后,成矿流体有可能与蒸发盆地卤水或大气降水发生混合;晚期则可能有较显著的大气降水加入。     

四川天宝山铅锌矿床的锌-硫同位素组成及成矿物质来源

四川天宝山铅锌矿床位于扬子板块西南缘,赋矿地层为上震旦统灯影组白云岩。尽管这个地区已有大量的科研工作,但其成矿物质来源仍然存在争议。本文主要测定了闪锌矿微区样品的锌和硫同位素组成,以及三个中段的闪锌矿单矿物、上震旦统灯影组白云岩和会理群天宝山组砂岩的锌同位素组成。闪锌矿微区样品的δ~(66)Zn值介于0.39‰~0.52‰之间,平均值为0.46‰,δ~(34)SCDT值介于4.24‰~4.87‰之间,平均值为4.59‰。同一块手标本上闪锌矿微区样品具有均一的锌同位素组成表明小尺度上(10×10cm~2)热液流体具有均一的锌同位素组成。在大尺度上(矿体),三个中段的闪锌矿的锌同位素组成范围变化较大,其δ~(66)Zn值介于0.15‰~0.73‰之间。同一块手标本上早期阶段的闪锌矿具有更重的锌同位素组成表明早期阶段的成矿流体可能具有更重的锌同位素组成。三个中段闪锌矿的锌同位素组成变化主要受成矿流体中锌同位素组成和成矿流体的迁移就位途径控制。上震旦统灯影组白云岩的δ~(66)Zn值介于0.06‰~0.35‰之间,平均值为0.21‰,暗示热液淋滤控制了灯影组白云岩的锌同位素组成。会理群天宝山组砂岩的δ~(66)Zn值为0.62‰,可能代表了未经热液淋滤的沉积端元的锌同位素组成。本次研究表明天宝山铅锌矿床的锌主要来源于上震旦统灯影组白云岩,但不能排除白云岩之上的沉积盖层、基底和更深物质的贡献;硫主要来源于上震旦统灯影组地层中的蒸发岩(主要通过热化学还原作用形成还原硫)。     

西藏冈底斯成矿带铅锌银矿床的S、Pb同位素组成及其地质意义

位于冈底斯斑岩铜矿带北侧的铅锌银矿化带是冈底斯成矿带的重要组成部分,具有巨大的成矿潜力。对冈底斯北侧铅锌银矿带的3个典型矿床进行的矿石矿物S、Pb同位素组成分析显示,各个矿床的金属硫化物的S同位素组成比较一致,δ34S为-3.9‰～-1.1‰,均值-2.42‰,与冈底斯斑岩铜矿床的S同位素组成接近。3个矿床矿石矿物的206Pb/204Pb范围为18.51523～19.76144,207Pb/204Pb变化于15.56129～15.85036之间,208Pb/204P介于38.50412～40.29409之间。3个铅锌银矿床的Pb同位素组成变化较大,可能指示它们具有不同的起源。在铅构造模式图上多偏离造山带Pb演化曲线而靠近上地壳Pb演化线。3个铅锌矿床的S、Pb同位素数据暗示,成矿物质主要来自上部地壳,具有复杂的演化历史。     

Rb—Sr Isotopic Chronology of the Au—Bearing Quartz Veins in Gold Depostits in the Eastern Part of North China Platform

In the eastern part of Chian there had occurred large-scale gold mineralization during the Mesozoic,resulting in a large number of inprotant gold ore-concentrated areas.In this paper we have selected some isotope data(including four gold deposits previously studied and two gold deposis in this work)of Au-bearing quartz veins of the representative gold deposits in six impor-tant gold ore-concentrated areas in the periphery of the North China Platform and calculated their metallogenic ages using the method of Ludwig(2.90 version).The results show that the repre-sentative gold deposits in the six gold ore-concentrated areas were formed during the Mesozoic.     

滇西兰坪盆地多金属矿床碳、氧、氢同位素组成及其地质意义

兰坪盆地多金属矿床碳、氧和氢同位素组成特征表明,成矿流体中的CO2源自海相碳酸盐岩(或蚀变海相碳酸盐岩)的热解作用和沉积有机物的氧化作用或脱羧基作用;成矿流体为古大气降水在一定地质条件下与盆地和基底岩石发生水-岩作用而形成的盆地热卤水,其中金顶铅锌矿床的成矿流体尚有变质水的混入.这表明盆地内多金属矿床的成矿物质应源自地壳(基底和盆地地层),喜马拉雅期盆地周缘碱性岩浆活动对盆地内多金属矿床的成矿作用贡献是间接的,沉积有机物直接参与了成矿作用.     

内蒙古西北部宝音图群Sm—Nd和Rb—Sr地质年代学研究

内蒙古西北部的宝音图群由角闪岩相的变质地层组成。该群中斜长角闪片岩的Sm-Nd全岩等时线年龄为2485±128Ma,可代表宝音图群的形成年龄。等时线的ε_(Nd)(t)值为2.73±2.81,说明岩浆来源于亏损的地幔源区。相同样品的Rb-Sr全岩等时线年龄为623±36Ma,显然反映后期Rb-Sr体系重新均一化的强烈影响,因此该年龄被解释为变质年龄。上述结果表明宝音图群形成于古元古代早期,应属华北板块北缘已知的最古老岩石地层单位,并保留了新元古代末期构造—变质事件的记录。这些认识有助于查明华北板块北缘元古宙构造演化的历史。     

辽宁猫岭大型金矿床成岩成矿年龄及同位素地球化学特征

猫岭矿床是华北克拉通北缘重要的含砷浸染型金矿之一,赋存于元古代辽河群变质岩中。矿体以脉状、似层状、透镜状等产出,受NE向和NW向韧性剪切带及次级断裂控制。选取猫岭矿床10件硫化物样品开展了Rb-Sr定年,获得Rb-Sr等时线年龄为2287±95Ma(MSWD=1.9),初始Sr同位素比值I_(Sr)=0.7117,显示成矿作用发生于古元古代早期。矿区内卧龙泉和猫岭岩体的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为183.0±1.8Ma、128.8±1.6Ma,表明晚中生代岩浆活动与猫岭金矿化无成因联系。成矿流体的δ~(18)O_W值为6.3‰~9.7‰,δD_W值为-97.2‰~-82.6‰,表明成矿流体主要来源于岩浆热液,混合部分大气降水。金属硫化物的δ~(34)S值为+4.3‰~+10.5‰,平均值为+7.9‰,与辽河群盖县组的硫同位素组成相似,表明硫源区为古元古代盖县组。猫岭矿床形成于古元古代伸展构造背景,与辽河群早期的同构造岩浆-热液活动有关,同期形成的强硅化圈保护金矿体免受后期地质作用的破坏。     

新疆肯登高尔铜钼矿地质和S、Pb、O、H同位素组成及Re-Os测年

肯登高尔是新疆西天山备受关注的一处铜钼矿,它处于博罗霍洛古生代岛弧带.矿体呈板状、不规则脉状和透镜状产在晚石炭世花岗闪长岩与上石炭统碳酸盐岩外接触带矽卡岩中,矿石中金属矿物以黄铜矿、辉钼矿为主,脉石矿物以透辉石、钙铁榴石为主;硫化物矿物呈自形晶或他形结构,网脉状、浸染状分布于矽卡岩中.内生成矿作用明显经历了矽卡岩和石英...