锡石U-Pb同位素定年中的年龄校正策略——兼论矿石矿物U-Pb同位素定年中的年龄校正问题

<正>利用矿石矿物的同位素定年测定矿床的成矿时代,是直接测定矿床成矿时代的重要方法。许多矿石矿物有较高的U-Th含量,可以作为U-Th-Pb和Pb-Pb同位素年龄测定的对象。例如锡石是锡多金属矿床中重要的矿石矿物,当其有较高的U-Th含量时,可以作为U-Th-Pb和Pb-Pb同位素年龄测定的对象。利用锡石U-Pb同位素定年直接测定锡多金属矿床的成矿(锡矿化)时     

适合于稀有金属矿床的同位素定年方法及其应用

同位素地质年代学是根据放射性同位素衰变规律,确定地质体形成和地质事件发生时代的新兴学科,也是研究成矿时代的主要手段。本文结合所在实验室研究团队和前人的工作,介绍几种可以直接确定稀有金属成矿时代的同位素地质年龄测定方法及其在稀有矿床中的应用,以期为相关学科研究提供参考。主要是：①Re- Os法,是目前应用最成熟的直接确定金属矿床成矿时代的方法,定年矿物除了辉钼矿,已扩展到黄铁矿、沥青铀矿等;②U- Pb法,是地质学研究应用最广泛的方法,目前的测定对象已不局限于锆石,一些含铀的矿石矿物如锡石、独居石、磷灰石、铌钽矿物的U- Pb年龄也可以直接测定,有助于直接确定金属矿床的成矿时代;③Ar- Ar法,测定对象广泛,理论上含钾矿物均可作为测定对象;④Rb- Sr法,应用广泛,近年来在成矿时代研究中有了长足进展,可以利用包裹体Rb- Sr等时线来确定成矿时代,也可以用同源的不同矿物组合来进行定年。     

闽西南中甲锡多金属矿床的Re-Os同位素年龄及其地质意义

矿床成矿时代是矿床成因研究的重要任务之一,长期以来只能通过间接方法确定。Re-Os同位素测年方法是直接精确测定辉钼矿及相关矿化模式年龄的有效手段。本文使用碱熔法和ICPMS技术对中甲锡多金属矿床辉钼矿Re-Os同位素年龄进行测定,结果表明,中甲锡多金属矿床矿化模式年龄为193~196 Ma,属燕山早期早阶段成矿,和成矿有关的黑云母花岗岩则形成于晚印支期-早燕山期。东南大陆在晚印支期开始了从特提斯构造域向环太平洋构造域的转换。燕山早期成矿的确定为区域上寻找新的成矿远景区提供了直接的年代学证据。      

云南个旧锡多金属矿床锡石矿物化学特征及其成因意义

云南个旧锡多金属矿床处于滇东南锡矿带的西端,是全球最大的锡多金属矿床之一。锡石作为个旧锡矿床中最主要的矿石矿物,其矿物化学特征对矿床成因具有重要的指示意义。本文运用扫描电镜、电子探针等手段对个旧锡多金属矿床中6种不同类型矿石中的锡石进行了详细的内部结构和矿物化学特征研究,并对其可能的成因进行了探讨。扫描电镜研究结果发现,除层间氧化矿型锡石较破碎外,其余类型锡石内部均发育有明显的环带结构。电子探针分析结果显示：各类型矿石中锡石的SnO₂质量分数变化范围为97.700%~101.728%;Ta₂O₅、FeO、ZrO₂、HfO₂平均质量分数较高,指示锡石形成于高温热液环境;（Fe+Mn）/（Nb+Ta）显示个旧锡矿区各类型矿石中的锡石具有热液锡石的特征,且各类型锡石中Nb₂O₅和MnO的质量分数极低,说明成矿热液可能来自于高度分异的花岗质岩浆,而Nb、Ta质量分数说明成矿作用发生于酸性-弱酸性环境中;In₂O₃质量分数显示了成矿温度及压力从块状硫化物型矿石、矽卡岩型矿石、电气石细脉带型矿石、含锡白云岩型矿石到层间氧化矿型矿石有逐渐降低的趋势;云英岩型矿石中锡石的In₂O₃质量分数较高还需进一步论证。锡石形成过程中岩浆热液物理化学条件的变化导致其内部环带结构的形成,电子探针数据显示锡石的环带结构中化学成分呈"锯齿状"变化,显示成矿作用发生于动荡的环境中,说明锡石沉淀具有多期多阶段的特征。     

锡石U-Pb定年方法评述

锡石物理化学性质稳定,不易受到后期热液蚀变作用的影响,已成为锡多金属矿床成矿年代学研究的首选矿物。目前,锡石的U-Pb定年方法主要包括同位素稀释热电离质谱法(ID-TIMS)和激光剥蚀(多接收)电感耦合等离子体质谱法(LA-(MC)-ICP-MS)。本文拟对这两类方法进行评述,总结其优缺点,并指出测年过程中的一些关键问题和技术难点,为广大地质工作者选择合适的锡石U-Pb定年方法提供参考。     

LA-(MC)-ICP-MS锡石U-Pb定年研究进展

随着锡石U-Pb定年方法的不断进步,利用锡石微区原位U-Pb定年直接测定锡多金属矿床的成矿(锡矿化)时代已经具备了相对成熟的技术条件,成为锡矿床成矿年代学研究最直接和最有效的途径之一。本文结合近几年本实验室开展的相关研究工作,总结了LA-(MC)-ICP-MS锡石U-Pb定年方法的研究进展,简要评述了多接收器LA-MC-ICP-MS和单接收器LA-ICP-MS两种方法的优缺点。此外,文章还介绍利用LA-(MC)-ICP-MS锡石U-Pb定年方法在湖南芙蓉、云南个旧和广西大厂等超大型锡矿成矿年代学研究中取得的重要进展,指出这一方法目前存在的主要问题和技术难点在于普通铅的准确校正和理想标样的研制,选择合理的普通铅扣除方法和实验外标,有利于提高测定结果的精确度和准确性。同时本文提出通过进一步优化这一测年技术,可以获得锡多金属矿床准确的成矿年代学信息,为全面认识相关矿床的生成和演化历史提供技术支持。     

锡石U-Pb同位素体系的封闭性及其测年的可靠性分析

锡石是各种不同类型锡矿床中最重要的矿石矿物,其U-Pb/Pb-Pb同位素年代学研究对于精确厘定锡矿床的成矿时代以及进一步揭示其矿床成因等具有重要意义.本文通过计算锡石中Pb的扩散参数,从扩散动力学角度对U-Pb同位素体系的封闭性进行了研究,探讨了不同温度条件下锡石对其所含U-Pb同位素信息的保存能力.研究结果表明,锡石...     

湖南香花岭锡多金属矿床同位素地球化学研究

笔者对湖南香花岭锡多金属矿床成矿期不同的矿物组合进行矿物包裹体温度和硫、铅同位素测定,获得了锡石-硫化物阶段平均-温度为350℃,硫化物阶段平均均-温度为250℃.锡石-硫化物中黄铁矿的δ34为-1.O‰～+5.4‰;闪锌矿的δ34S为+0.8‰-+5.8‰;磁黄铁矿的δ34S为+1.5‰～5.2‰;方铅矿的δ34S为-1.0‰+3.6‰,具有变化范围小,组成稳定的特点.方铅矿的206Pb/204Pb值为17.785～19.341,207Pb/204Pb值为15.416～16.452,208Pb/204Pb值为38.357～42.579.硫同位素指示硫来源于岩浆,铅同位素指示是多来源.     

湖南芙蓉锡多金属矿床成矿流体地球化学

湖南芙蓉锡多金属矿床是我国最近发现的与A型花岗岩具有成因联系的超大型锡多金属矿床.本文对该矿床主要的四种矿化类型(矽卡岩型、云英岩型、蚀变花岗岩型、锡石硫化物型)进行了系统的流体包裹体地球化学和稳定同位素地球化学研究.研究结果表明:该矿床中流体包裹体类型复杂,包括富含CO_2包裹体、气液包裹体、含子晶包裹体和气相包裹体.矽卡岩型矿石中流体包裹体均一温度主要集中在400～450℃,云英岩和蚀变花岗岩型矿石的均一温度相对下降,主要分布于250～350℃之间,锡石硫化物型矿石中包裹体温度进一步下降.成矿流体主要由高盐度CaCl_2-NaCl-KCl-H_2O流体(盐度多集中在32.2 wt%～50.6 wt%NaCl.eqv)和富含CO_2的CO_2-CH4-NaCl-H_2O低盐度流体(盐度多集中在32.2 wt%～50.6wt% NaCl.eqv)组成.芙蓉锡矿云英岩型矿石成矿流体中的水主要以岩浆水为主,锡石硫化物型矿石成矿流体中的水具有岩浆水和大气降水混合的特征,成矿流体中的碳为岩浆碳与沉积碳酸盐不同比例混合的结果.芙蓉锡多金属矿床的成矿流体应主要来源于骑田岭黑云母二长花岗岩岩浆结晶期后分异出的岩浆热流体.岩浆热流体沿岩体周围裂隙对围岩和原生矽卡岩进行热液交代,在造成绢云母化、白云母化、绿泥石化等热液蚀变现象的同时,导致了大规模的锡矿化.减压沸腾和低温流体与高温流体混合造成的沸腾作用是导致芙蓉锡矿锡沉淀的主要机制.     

广东省揭西县淘锡湖锡多金属矿床成矿花岗岩研究

广东省揭西县淘锡湖锡多金属矿床位于粤东地区莲花山断裂带南西段,为中型锡多金属矿床。文章以与矿化关系密切的花岗斑岩为研究对象,从花岗斑岩与成矿的物质来源、时空关系等方面进行系统研究。主量、微量元素、S同位素及锆石Hf同位素分析结果表明:花岗斑岩为该区成矿提供物质来源; 花岗斑岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为141.8±1.0 Ma,表明其形成于早白垩世初期,与锡石毒砂共生的辉钼矿Re-Os同位素等时线年龄为139.0 ±1.1 Ma,与花岗斑岩的形成时间基本相同。结合矿区地质特征,认为花岗斑岩是淘锡湖锡多金属矿床最主要的成矿花岗岩。     

福建龙岩中甲锡多金属矿床成因机理

通过对中甲锡多金属矿床围岩地层含矿性、稀上元素、微量元素、流体包裹体、稳定同位素的研究以及矿化时代的厘定,可以得出中甲锡多金属矿床成矿物质主要来源于燕山早期的黑云母花岗岩及其后期分异的石英斑岩体,部分来源于奥陶系罗峰溪群变质石英砂岩;成矿热液早期以岩浆水为主,后期有外来水的参人;Re- Os同位素测年结果表明锡多金属矿床成矿年龄为193x l0⁶～195×10⁶ a,属燕山早期阶段成矿;锡多金属成矿历经高温-中高温热液交代的演化过程。     

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...     

西藏甲玛铜多金属矿床矽卡岩中辉钼矿铼-锇同位素定年及其成矿意义

西藏甲玛铜多金属矿床中辉钼矿是主要的矿石矿物,普遍发育,产出于不同的矿石类型(角岩型、矽卡岩型、斑岩型)矿石中。辉钼矿大多分布于裂隙、节理面上和石英脉或不同岩性岩石中。矽卡岩型矿石中辉钼矿呈微细粒浸染状、团斑状、脉状等,直接分布于矽卡岩中或矽卡岩中后期的石英脉中。采集西藏甲玛铜多金属矿床矽卡岩型矿石中不同产状的辉钼矿,进行铼-锇同位素测年,得到等时线年龄为(15.34±0.10)Ma,模式年龄变化于(15.21±0.22)Ma～(15.50±0.22)Ma,说明甲玛的辉钼矿成矿年龄集中在15Ma左右。结合前人的年代学研究成果,认为甲玛铜多金属矿成矿时代与冈底斯斑岩铜矿带斑岩铜矿的成矿年龄相近,可以否定甲玛铜多金属矿海底喷流沉积成矿成因的观点,为甲玛铜多金属矿的成矿成因和斑岩-矽卡岩型矿体的深部找矿提供了理论依据。     

铜锡复合成矿研究进展与展望

铜与锡具有不同的地球化学性质,然而铜锡共生或复合成矿现象在世界主要铜、锡成矿带中比较常见,如中国的右江、南岭(湘南)、大兴安岭南段(内蒙东部)、葡萄牙伊比利亚、秘鲁安第斯、英格兰德文郡、德国厄尔士山、日本西南、俄罗斯远东、加拿大新不伦瑞克等成矿带均为铜锡复合矿床的集中产区。铜锡复合矿床主要为岩浆热液矿床,以矽卡岩型、脉状矿床为主,兼有火山热液沉积型、斑岩型及云英岩型等。铜矿体的主要矿石矿物为黄铜矿,兼有斑铜矿、黝铜矿、辉铜矿等;锡矿体的主要矿石矿物为锡石,兼有黝锡矿。铜锡复合矿床的成矿物质来源(尤其是铜、锡成矿元素的来源是否具有一致性)尚有不少争议,锡普遍被认为是岩浆来源,而铜的来源具有多样性。成矿流体演化过程中的氧化还原环境的改变及流体的混合是导致铜锡复合成矿的主要原因。目前对于铜锡复合成矿的研究,主要是从矿床的年代学、单矿物(黄铜矿、锡石)微量元素及传统同位素地球化学、流体包裹体等方面入手,但对厘定铜锡复合成矿过程的作用有限。铜锡复合矿床的成因及勘查模型的建立具有重要的理论价值及现实意义。本文提出未来研究可以从多种非传统稳定同位素(例如Cu、Sn、W、Zn同位素)的联合示踪探索、成...     

与花岗岩有关锡矿成岩成矿作用研究若干问题讨论

文章基于近年来大量典型锡矿床和成矿区带成岩成矿作用及高温高压实验研究成果,对锡矿成矿年代学、成矿花岗岩类型、物质来源、源区物质的熔融条件及锡在岩浆中的存在形式、熔体-流体相间分配行为及热液流体中的存在形式等方面的研究进展及存在问题进行了系统综述,指出:①锡石原位U-Pb测年已成为直接测定锡成矿年龄的有效手段,近年来发展起来的多种矿石矿物U-Pb测年方法与传统蚀变矿物测年方法的结合,将为研究锡多金属矿床多期次成矿作用叠加、矿集区内不同类型矿床成因联系及区域矿床组合模型的建立提供关键的年代学依据;②锡的富集成矿不仅与花岗质岩浆的高程度的结晶分异密切相关,而且受源区组成及部分熔融条件的制约;③全球锡多金属矿床的不均匀分布、与准铝质花岗岩有关锡矿的富集成矿机制以及各类复杂的锡-钨-铜-钼-铅-锌银多金属矿种组合差异及其金属元素富集机制亟待查明;④已有的关于锡在花岗质熔体、热液流体相中的存在形式及两相间的分配行为的高温高压实验结果受锡与贵金属容器间合金效应的影响,人工合成流体包裹体等新的实验方法的开发及XAS同步辐射和激光拉曼等原位分析技术的应用,将为研究花岗岩浆-热液过程锡的迁移、富集及沉淀成矿机制提供更为直接、可靠的实验依据。     

茅坪钨锡矿床基本地质特征

江西茅坪钨锡矿床是由钨锡似层状云英岩型、钨钼石英脉型、钨锡硫化物脉型矿体组成的大型钨锡多金属矿床.成矿岩体是侵位于寒武系的燕山早期地壳重熔型花岗岩.矿化、蚀变具明显分带特征,矿带中矿物组合、成矿元素、矿物包裹体、氧同位素、稀土元素等特征均有明显的演化规律.     

中科院地化所:辉钼矿Re-Os同位素定年分析方法取得重要进展

精确厘定金属矿床的成矿时代对揭示成矿动力学背景,探讨成矿物质、成矿流体来源和建立切合实际的矿床成因模式具有重要意义。矿石矿物或金属矿物的Re-Os同位素体系是金属矿床直接定年和示踪的重要手段,辉钼矿含有较高的Re含量(ppm级别)且基本不含普通Os, 是最理想的定年对象。目前常用的辉钼矿Re-Os同位素分析方法是卡洛斯管密闭酸溶法,该方法具有空白低的优点,但流程相对复杂且卡洛斯管有发生爆炸的危险,需要专业人士操作,同时分析成本较高。     

云南个旧锡多金属矿床锡石LA-ICP-MSU-Pb年代学

<正>成矿年代学是矿床学研究的重要内容,精确的成矿年龄对于理解矿床成因、矿化过程及指导找矿具有十分重要的意义。目前对锡矿床形成年龄的厘定,主要借助与锡石伴生矿物的同位素定年来间接约束(如白云母40Ar-39Ar、辉钼矿Re-Os法等)。在一些矿床中,这些伴生矿物并非与锡石同时形成,且部分矿物的同位素体系封闭温度较低,容易受后期构造热事件的叠加或扰动。锡石是锡矿床主要的矿石矿物,属于四方晶系中的金红族类,晶格中常常含有较高含量的U,晶体结构较为稳定,U-Pb同     

湘南地区钨锡多金属矿床矿石矿物组合、矿化蚀变特征及成矿流体组成

采用岩矿鉴定、扫描电镜和电子探针等手段,对湘南地区多个钨锡多金属矿床的矿化蚀变进行了研究和总结.结果 表明,湘南地区钨锡多金属矿化蚀变矿物组成复杂,但各矿区普遍存在锡石、黄铜矿、黑钨矿(或白钨矿)、闪锌矿、方铅矿等金属矿物,萤石和黄玉常见,云母化、钾长石化、绿泥石化、尖晶石化等热液蚀变普遍,表明成矿流体具有类似或相同的来源及组分;各矿田(或矿床)的成矿流体均富含B和F等挥发分及Fe和Mn,钨、锡和铜矿化密切共生,钨锡多金属矿石中可见Nb和Be矿化,表明Li、Be、Nb、Ta、W、Sn、Bi、Cu、Pb、Zn等矿化为类似成矿流体的产物;初步研究认为湘南地区的钨锡多金属矿化是同一岩浆房分异演化的成矿流体的产物,提出了成矿的概念模型.     

平桂地区夕卡岩成矿作用过程中锡的地球化学行为

平桂地区含锡夕卡岩中的锡是否可为工业利用,是多年来未解决的问题.要解决这一难题,首先应查清矿石中锡的赋存状态.而锡的赋存状态又与成矿作用和锡的地球化学行为密切相关,因此,在矿石物质成分研究的基础上,探讨锡的地球化学行为有重要的现实意义. 根据不同类型矿石(岩石)中锡的赋存状态和锡石的产出特征,初步认为锡元素在夕卡岩发育的早期(450～500℃)主要呈类质同象分散在钙铁榴石中;在夕卡岩发育的晚期(300～450℃),锡元素多进入磁铁矿、阳起石等矿物晶格,仅有少量锡以锡石形式沉淀;在热液成矿期(150～350℃),尤其是中低温热液