云南金顶铅锌矿成矿时代厘定:来自沥青Re-Os同位素证据

MVT型铅锌矿由于成矿温度低,目前没有发现十分合适的定年矿物,此外,由于多期成矿作用叠加以及成矿物质存在多元混合,严重制约了对此类矿床成矿年代学研究.前人对云南金顶超大型MVT铅锌矿床成因、物质来源、成矿条件等方面研究取得了重要成果,但对其形成时代各有所云,至今仍未定论.笔者在总结了大量前人研究成果的基础上,通过对跑马坪和架崖山矿段沥青样品开展Re-Os同位素定年研究,表明古油藏形成于59.1 Ma,金顶铅锌矿床的形成时代可能为27.7 Ma.早期的油气藏为后期铅锌矿的形成提供了十分重要的条件,穹隆构造为金属成矿提供了储矿空间,由于遭受构造及热液作用的破坏,油气裂解释放大量的还原性物质,为Pb、Zn等成矿物质迁移、富集、沉淀提供了重要载体,进而形成了金顶超大型铅锌矿床.研究结果表明,沥青Re-Os同位素不仅能够为MVT型铅锌矿床成矿年龄的厘定提供一种有效的技术途径,同时还能够为油气藏的生成、破坏等事件发生时代提供有利依据.      

云南金顶超大型铅锌矿床沥青Re-Os法测年及地质意义

油气藏与金属矿床在世界许多沉积盆地内共存,油气成藏与金属成矿的动力学关系备受关注。云南兰坪金顶产有中国目前最大铅锌矿床,也是世界上唯一陆相沉积岩容矿、且形成于新生代的超大型铅锌矿床。矿床中常见沥青、重油等有机质,它们的形成早于或晚于铅锌硫化物成矿存在明显分歧,限制了对油气成藏与铅锌成矿关系的认识。本文针对金顶超大型矿区以古新统云龙组含砾砂岩和砂砾岩为主岩铅锌矿石中沥青,开展了Re-Os法同位素测年,获得68±5Ma的等时线年龄(MSWD=9.2,n=6),指示金顶古油气成藏形成于古新世,先于铅锌硫化物大规模成矿;烃类物质具有通过热化学还原硫酸盐提供铅锌成矿所需硫化氢的客观条件;油气成藏与铅锌成矿在云南金顶矿区很可能是一个先后发生的连续地质过程,成藏为成矿奠基,成矿伴随着油气藏的破坏。     

安徽铜陵新桥Cu-Au-Fe-S矿床黄铁矿Re-Os定年及成矿意义

安徽铜陵地区是长江中下游Cu-Au-Fe-S成矿带中的一个重要成矿区,新桥大型Cu-Au-Fe-S矿床为其重要的矿床之一.运用Re-Os同位素定年方法对该矿床中矿石的黄铁矿进行了精确定年测定,首次获得了黄铁矿的Re-Os等时线年龄为126±11Ma,初始OS值1.2±1.9（MSWD=2.6）,属早白垩世,代表了铁硫化物的成矿年龄.结合前人的精确同位素定年结果,认为铜陵地区存在两种成矿事件,一种是与Cu-Au-Mo矿有关的成矿事件,代表的铜钼金硫化物的成矿年龄为138.0～140.0 Ma;另一种与铁矿有关的成矿事件,代表的铁硫化物的成矿年龄为112.6～126 Ma.     

湘中龙山大型金锑矿床成矿时代研究——黄铁矿Re-Os和锆石U-Th/He定年

龙山金锑矿床是湘中锑-金矿集区最重要的矿床之一,因缺少适合传统放射性同位素定年的矿物,其成矿时代以往未得到很好的限定,制约了对矿床成因的认识。由于分析测试技术的进步,Re-Os同位素定年技术得到了发展,可对热液矿床中形成的低Re、Os含量的硫化物进行较准确可靠的年龄测定,从而可为低温热液矿床的形成时代提供有效制约。锆石U-Th/He同位素定年,也是近年发展和成熟起来的定年技术,对低温热事件极其敏感,同样是约束低温成矿年龄的重要手段之一。本文采用矿床中黄铁矿Re-Os同位素和蚀变围岩中受成矿热事件影响的锆石U-Th/He同位素定年技术,对龙山金锑矿床的成矿时代进行了研究。定年结果显示:热液成因黄铁矿的Re-Os等时线年龄为195±36Ma,对应于印支晚期;锆石U-Th/He年龄为51.2~133.3Ma,经Ft校正后,U-Th/He年龄分布于93.78~258.29Ma之间,平均值为160.7±7.3Ma,对应于燕山早期。该矿床可能发生了200Ma和160Ma的两次成矿作用;或者矿床形成于200Ma左右,但是受到了160Ma左右岩浆热事件的改造,黄铁矿Re-Os年龄代表成矿年龄,而锆石U-Th/He年龄则代表第二期热事件发生的时间。无论是200Ma左右一次成矿,还是另有160Ma左右的成矿作用叠加,这两个年龄分别与区内两期岩浆活动的时间相当,这表明岩浆事件对驱动矿床的形成发挥了重要的作用。     

硫化物Rb-Sr同位素定年研究进展

针对金属矿床成矿年代确定混乱的问题,国内外许多矿床学家和同位素地球化学家对金属矿物常规同位素定年方法进行了有益的探索研究,尤其是对于矿石矿物以闪锌矿、方铅矿和黄铁矿为主的铅锌矿床,硫化物矿物Rb-Sr同位素定年方法显示出了其独特的优势。结合近几年开展的工作,总结国内外硫化物Rb-Sr同位素定年研究取得的成果、闪锌矿中Rb、Sr的赋存状态与定年机理以及定年适应性问题。采用闪锌矿Rb-Sr同位素组成数据拟合成等时线源自热液流体与闪锌矿之间Rb和Sr的不同分异作用,但并不是所有的闪锌矿均适合该定年技术。要成功获得年龄,需结合野外地质特征采集代表性的矿石样品,并在镜下鉴定基础上挑选合适的单矿物;在分析测试过程中,需尽可能去除次生包裹体和粘土矿物。     

福建省永定大排铁铅锌多金属矿矿床特征及成矿时代

福建永定大排铁铅锌多金属矿床是闽西南地区近年来发现的大型多金属矿床。对矿区内蚀变花岗岩的锆石SHRIMP U-Pb定年和辉钼矿Re-Os同位素测年结果显示其分别形成于(127.0±1.8)Ma和(133.5±4.1)Ma,这一年龄与区内马坑铁矿及潘田铁矿的成岩成矿年龄相一致,指示区域上该期铁铅锌多金属矿与区内花岗质岩浆作用有密切的时间和成因联系,大排铁铅锌多金属的主成矿期可能为燕山期。结合已有的区域地质资料及研究成果,认为福建永定大排铁铅锌多金属矿床可能为层控矽卡岩型-斑岩型复合型矿床。     

滇东北会泽超大型铅锌矿Re-Os同位素特征及喜山期成矿作用动力学背景探讨

会泽超大型铅锌矿是滇东北铅锌多金属成矿域中典型的密西西比河谷型(MVT)或会泽型(HZT)矿床,因其独特的成矿系统以及矿床中富锗而被地质学者熟知,由于该类型矿床成矿温度较低且缺少合适的定年矿物,其成矿时代一直存在较大的争议。本文在会泽铅锌矿麒麟厂矿区1584中段0-11号穿脉坑道块状铅锌硫化物矿石中挑选了9件硫化物样品(黄铁矿、方铅矿和闪锌矿),采用负离子热表面电离质谱法进行Re-Os同位素分析,获得Re-Os等时线年龄为40.7±2.6 Ma(n=9),与模式年龄加权平均值40.0±2.6Ma(n=8)在误差内完全一致,闪锌矿和方铅矿模式年龄分别为38.24±0.41 Ma和36.57±0.40 Ma。上述同位素年龄揭示了会泽超大型铅锌矿的成矿时代可能为始新世。结合滇东北铅锌矿集区NE向逆冲断层和冲断褶皱控矿构造区域构造解析以及断裂、矿体构造-岩相蚀变特征,提出会泽超大型铅锌矿经历了燕山期、喜山期两阶段构造-流体贯入的成矿作用模型。     

铅锌矿床定年方法及川一滇。黔铅锌成矿域年代学研究进展

铅锌矿床的精确定年是研究矿床成因和建立切合实际成矿模式的关键。本文对当前广泛应用于铅锌矿床的定年方法进行评述,结合川一滇一黔铅锌成矿域成矿年代学研究进展,给出今后适用于本区铅锌矿床定年的矿物及合适的定年方法。     

闪锌矿流体包裹体Ar-Ar定年研究进展

各种同位素年代学方法已广泛的应用于矿床成矿年龄的测定,然而,对大多数矿床来说,要准确其成矿年龄还存在一定的困难.对于金属硫化物矿床,由于难于找到既能够代表成矿时代、同时又适合于常规同位素定年方法的测定对象,难以对其进行直接定年.Re-Os和La-Ce法适用面很窄,只有少数的特殊矿物可作为测定对象,Rb-Sr、Sm-Nd和Pb-Pb等时线法常因一组样品同位素组成相近而不能构成等时线.热液矿床中矿物通常含有较丰富的流体包裹体,其中存在着一定量的钾.本文尝试用流体包裹体的40Ar-39Ar测年方法,对金属硫化物矿床进行直接定年分析.     

东天山卡拉塔格地区月牙湾铜镍硫化物矿床磁黄铁矿Re-Os同位素测定及其地质意义

新疆哈密月牙湾铜镍矿是近年来在东天山卡拉塔格地区新发现的岩浆型铜镍硫化物矿床.为确定该矿床的成岩、成矿时代及其成矿作用,利用锆石LA-ICP-MS U-Pb定年和硫化物Re-Os同位素等时线定年方法,分别对主含矿岩相橄榄辉长岩和矿石中的磁黄铁矿进行了年龄测定.橄榄辉长岩中锆石的206Pb/238U年龄为255~292 Ma,加权平均值为274±2.4 Ma,代表了橄榄辉长岩的成岩年龄;矿石中磁黄铁矿Re-Os同位素等时线年龄为271.9±9.5 Ma,代表了硫化物熔离成矿的年龄;187Os/188Os初始值为0.279 6±0.008 9,γ_Os值为117~126,指示在岩浆侵位及硫化物熔离成矿过程中有地壳物质加入.月牙湾镁铁质岩浆的成岩、成矿作用发生于早二叠世,与东天山黄山-图拉尔根一带典型铜镍硫化物矿床为同一时期的产物.      

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。     

皖南东至兆吉口铅锌矿床成矿时代的厘定及其找矿指示意义

皖南东至兆吉口铅锌矿床是近年来在江南过渡带西段新发现的一个规模达中型的中-低温热液型矿床。目前揭露的铅锌矿体均赋存于东至断裂带及其西侧次级张(扭)性断裂及裂隙中。文章选取了该矿床主要矿石矿物闪锌矿以及与主成矿阶段金属硫化物紧密共生的石英,分别采用流体包裹体Rb-Sr法和40Ar-39Ar法进行同位素地质年龄测定。4件闪锌矿样品获得流体包裹体Rb-Sr等时线年龄为(128±1)Ma;2件石英样品获得流体包裹体40Ar-39Ar坪年龄分别为(128.74±3.02)Ma和(128.19±1.98)Ma,等时线年龄分别为(128.81±5.25)Ma和(128.30±3.47)Ma,反等时线年龄分别为(128.82±5.24)Ma和(128.31±3.47)Ma。同位素地质年龄测试结果基本一致,表明兆吉口铅锌矿床形成于128 Ma左右,成矿时代为早白垩世。该成矿年龄与赋矿闪长玢岩的形成时间((129.0±2.3)Ma~(128.4±2.7)Ma)一致,也与东至断裂燕山晚期的活动年龄((126.3±2.2)Ma)相近,表明该矿床成矿与燕山晚期的构造-岩浆活动密切相关,此时区域构造背景为强烈挤压后的伸展环境。这一矿化事件在成矿时代上明显晚于长江中下游成矿带中的断隆区(如铜陵、安庆-贵池等矿集区)的铜金多金属矿床和皖南成矿带中的钨钼多金属矿床(136 Ma),而与长江中下游成矿带断坳区的玢岩铁矿床的成矿时间(135~127 Ma)相近,指示长江中下游成矿带与皖南成矿带之间的江南过渡带中发育有燕山晚期较晚阶段(128 Ma左右)的铅锌矿化事件,为今后在该区开展铅锌多金属矿床找矿勘探提供了重要依据。     

江西九瑞地区东雷湾矽卡岩型铜多金属矿床锆石U-Pb和辉钼矿Re-Os年龄及其地质意义

东雷湾矽卡岩型铜钼金多金属矿床位于九瑞矿集区西北部。本文利用锆石LA-MC-ICP MS U-Pb同位素定年方法,对东雷湾的主要岩体花岗闪长斑岩成岩时代进行研究,获得花岗闪长斑岩的锆石U-Pb年龄为(142.24±0.52)Ma;同时采用辉钼矿Re-Os同位素定年方法对矿床石英硫化物中的辉钼矿进行定年,首次获得东雷湾矿床的成矿年龄:6件辉钼矿的Re-Os同位素模式年龄范围为(144.8±3.1)~(147.1±2.4)Ma,加权平均年龄为(146.12±0.97)Ma,等时线年龄为(143.3±5.2)Ma。成岩年龄与成矿年龄在误差范围内一致,存在较短的成岩成矿时差,表明成岩成矿过程连续。辉钼矿的Re含量指示东雷湾矿床的成矿作用与岩浆壳幔混合作用有关。东雷湾矿区的成岩成矿时代与九瑞矿集区典型岩体和矿床的成岩成矿时代相似,同时也与长江中下游地区铜陵、安庆和鄂东南(部分地区)的典型铜多金属矿床的成岩成矿时代基本一致。结合区域地质资料,本文认为东雷湾矿床是中国东部东西向印支期构造域向北东向古太平洋构造域构造体制大转折晚期成矿作用的产物。     

鄂东南地区Cu-Au-Mo-(W)矿床的成矿时代及其成矿地球动力学背景探讨：辉钼矿Re-Os同位素年龄

鄂东南地区Cu-Au-Mo-(W)矿床是长江中下游地区金属成矿带的重要组成部分。本文利用Re-Os同位素定年方法对该地区5个典型矿床(丰山洞铜钼金银多金属矿床、阮家湾钨铜钼矿床、千家湾铜金矿床、铜绿山铜铁金钼多金属矿床和铜山口铜钼矿床)进行了成矿时代的研究,获得其辉钼矿Re-Os同位素年龄分别为(144.0±2.1)Ma、(143.6±1.7)Ma、(137.7±1.7)Ma、(137.8±1.7)~(138.1±1.8)Ma和(143.5±1.7)~(142.3±1.8)Ma,代表各矿床的成矿时代。研究结果表明,鄂东南矿集区内的Cu-Au-Mo-(W)矿床与铜陵、安庆、九瑞矿集区内的矿床几乎是同时形成的,成矿时代可能主要集中于(140±5)Ma,相当于晚侏罗世-早白垩世。在综合已有的岩石学、地球化学和地球物理学资料的基础上,笔者认为,这一成矿事件的深部动力学过程可能是处于中国东部南北向印支期构造域向北东向古太平洋构造域大转折的背景下,与软流圈上涌和玄武质岩浆底侵而导致壳幔同熔有关。     

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.     

滇中荒田铅锌矿床Rb-Sr同位素年代学与C-O-S-Pb同位素地球化学特征

滇中荒田铅锌矿床赋存于下二叠统碳酸盐岩与上二叠统峨眉山玄武岩接触界面上,矿体主要呈似层状、透镜状产出。矿石矿物组合以闪锌矿、方铅矿为主,脉石矿物以石英、方解石、白云石为主。热液方解石C、O同位素组成表明荒田铅锌矿床成矿流体中CO_2的碳具有多元性,主要来源于幔源与海相碳酸盐岩的混合碳;硫化物硫同位素组成表明荒田铅锌矿床硫以岩浆硫为主,可能混有其他硫源(可能包括地层硫酸盐),铅同位素表明赋矿围岩、玄武岩和燕山期花岗岩均有可能为成矿提供了成矿物质,是多源混合后的产物;闪锌矿Rb-Sr同位素等时线年龄为(83.2±3.4)Ma,指示荒田铅锌矿床形成于晚燕山期,荒田铅锌矿床成矿动力学背景可能与右江褶皱带在中生代末期发生了大规模的岩石圈伸展有关。而晚二叠世海相喷发火山岩对矿区铅锌矿床的形成起了重要的盖层、赋矿层及矿化作用。综上,荒田铅锌矿床成矿流体中的不同组分来源不同,矿床类型为沉积-改造型矿床。     

黑龙江省漠河县洛古河多金属矿床成因与成矿时代

洛古河矿床为额尔古纳地块东北部的一个以铅锌为主、伴生铜钼的多金属矿床。为确定该矿床的成因、形成时代及构造背景,开展矿床地质特征研究和同位素测年工作。矿床地质研究表明,该矿床的主矿体主要呈层状、似层状和透镜状,赋存于额尔古纳河组大理岩与黑云母二长花岗岩的接触带附近;矿石中金属矿物主要为方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、黄铁矿、辉钼矿,矿石构造以浸染状构造和细脉状构造为主;围岩蚀变类型主要包括矽卡岩化、硅化、绢云母化、碳酸盐化和绿帘石化。同位素测年结果表明,钻孔中矿体附近的黑云母二长花岗岩锆石U-Pb年龄变化范围为137 Ma±3 Ma~123 Ma±1 Ma,加权平均值为131.4 Ma±2.1 Ma(n=21,可信度95%);矿区内花岗斑岩锆石U-Pb年龄变化范围为129 Ma±1Ma~116Ma±2Ma,加权平均值为121.8Ma±1.9Ma(n=16,可信度95%);矽卡岩型多金属矿石中辉钼矿Re-Os模式年龄为127.1 Ma±2.1 Ma。综合分析认为,洛古河矿床属接触交代型多金属矿床,黑云母二长花岗岩为成矿岩体,成岩成矿时代为130 Ma~120 Ma,属大兴安岭北部早白垩世强烈构造岩浆作用的产物。结合区域构造演化及同时代同类矿床对比分析,初步认为洛古河多金属矿床成岩成矿作用发生于蒙古—鄂霍次克洋俯冲闭合后的造山后伸展的构造背景。     

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。     

兰坪盆地金顶超大型铅锌矿床成矿年龄探讨

兰坪盆地金顶超大型铅锌矿床由于受样品和测年技术的制约,目前尚没有获得可靠的成矿年龄数据;矿区地质和矿床特征分析揭示成矿作用发生于沉积成岩和推覆体形成之后.据此结合区域构造演化特征,从赋矿层位、已有同位素定年结果和成矿流体有变质水参与三个方面论述该矿床的成矿时间范围.最后认为矿床的成矿年龄为27～34 Ma,该时期总体挤压背景下的局部拉张这种构造动力体制转换,可能是金顶超大型矿床形成的关键制约因素.     

对白云鄂博矿床U-Pb同位素年代学工作的几点思考

本文主要根据笔者的研究成果,结合近年来文献报道的资料,对白云鄂博矿床U-Pb同位素年代学工作中存在的一些问题,主要是U-Pb同位素定年矿物和定年方法的选择等问题进行讨论,并对U-Pb同位素定年技术在白云鄂博矿床地质研究中的应用潜力进行探讨。笔者的研究成果表明,白云鄂博矿床中适用于U-Pb同位素年龄测定的不同矿物和不同的U-Pb同位素定年技术方法各有不同的特点及局限性。在实际工作中,根据具体的年代学工作要求及从具体样品中分选得到的U-Pb同位素定年矿物的种类及其数量多少、粒度大小、年龄范围、U-Pb含量、测年精度要求等因素,灵活地选择测年矿物及测年方法,加强对定年矿物的成因矿物学研究,结合具体的地质背景对U-Pb同位素定年结果进行合理的地质解释,对于获得比较理想的成果是非常重要的。