湘南荷花坪锡多金属矿床成矿年代研究

荷花坪锡多金属矿床是本世纪初在南岭中段湘南地区新发现的一个大型矿床,区内的锡多金属矿化产在王仙岭岩体东南内、外接触带,已发现有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ号4个主要锡多金属矿体。其中,Ⅰ、Ⅱ和Ⅳ号矿体由早期矽卡岩型和晚期蚀变碎裂岩型矿石组成,Ⅲ号矿体则由独立产出的蚀变碎裂岩型矿石组成,且包含有部分碎裂花岗斑岩。以往研究已对Ⅳ号矿体中的矽卡岩型矿石和Ⅲ号矿体中含矿斑岩脉分别采用辉钼矿Re-Os法和锆石SHRIMP U-Pb法进行了测年,获得的年龄分别为224.0±1.9Ma和142±2Ma。本文补充了晚期蚀变碎裂岩型矿石的~(40)Ar/~(39)Ar测年,结果显示,Ⅱ号矿体中蚀变碎裂岩型矿石白云母样品和石英样品的坪年龄分别为151.88±1.58Ma和155.39±7.04Ma;Ⅳ号矿体中蚀变碎裂岩型矿石石英样品的坪年龄为156.94±1.64Ma。结合前人研究资料综合分析,认为荷花坪矿区存在印支晚期(224Ma)、燕山早期(151~156Ma)和燕山晚期(142Ma)三期成矿作用,分别与区内印支期中粗粒含电气石黑云母花岗岩、燕山早期中粗粒黑云母花岗岩和燕山晚期花岗斑岩脉有关,不同期成岩、成矿作用的构造环境均为岩石圈的拉张伸展。湘南地区印支期(205~224Ma)基性岩浆活动及荷花坪矿床印支期成岩、成矿过程中均有幔源物质的参与,它们共同指示南岭地区中生代构造体制的转换或岩石圈伸展减薄可能始于印支主期(230~244Ma)之后的224Ma左右,即晚三叠世。     

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。     

华北克拉通南缘鲁山太古宙基底的形成和演化

鲁山地区保存和出露很好的太古宙基底岩石。文章报道了2件魏庄片麻岩的原岩年龄分别为(2867±5)Ma和(2768±5)Ma,变质作用时代分别为(2775±6)Ma和(2775±56)Ma。结合已发表数据,魏庄片麻岩原岩形成时代可大致分为2867~2928 Ma和2765~2768 Ma两个阶段;榆树庄片麻岩原岩形成于2829~2897 Ma、2752~2778 Ma和2723 Ma;斜长角闪岩原岩形成于2838~2845 Ma、2747~2794 Ma和2730 Ma。尽管三者岩性上存在差异,但原岩形成的期次和时代相当,指示它们在成因上可能存在联系。鲁山多地陆续发现2.8~2.9 Ga的岩石,表明该地区存在一定规模的中太古代基底。通过与胶东、霍邱等地对比,笔者认为华北克拉通南缘可能存在中太古代的古老陆块,其重要的初生地壳生长事件发生在2.9~3.0 Ga。     

LA-ICP-MS测定锡石U-Pb同位素年龄时两种普通铅扣除方法的原理及适用性比较

根据近年来激光烧蚀电感耦合等离子体质谱仪锡石微区原位U-Pb同位素定年的实验结果,结合相关资料,对实验过程中普通铅扣除的2种主要方法,即谐和图法和等时线法的原理、效果、优点和局限性进行了深入的比较。研究成果表明,2种主要方法各有不同的优点及局限性。在实际工作中,要想获得比较准确的测试结果,需要根据具体矿物样品的年龄范围、总的U和Pb含量、普通铅相对含量、测年精度要求等因素,灵活地选择普通铅扣除的方法。     

High-reliability zircon separation for hunting the oldest material on Earth: An automatic zircon separator with image-processing/microtweezers-manipulating system and double-step dating

Despite the recent development in radiometric dating of numerous zircons by LA-ICPMS, mineral separation still remains a major obstacle, particularly in the search for the oldest material on Earth. To improve the efficiency in zircon separation by an order of magnitude, we have designed/developed a new machine-an automatic zircon separator(AZS). This is designed particularly for automatic pick-up of100 μm-sized zircon grains out of a heavy mineral fraction after conventional separation procedures. The AZS operates in three modes:(1) image processing to choose targeted individual zircon grains out of all heavy minerals spread on a tray,(2) automatic capturing of the individual zircon grains with microtweezers, and(3) placing them one-by-one in a coordinated alignment on a receiving tray. The automatic capturing was designed/created for continuous mineral selecting without human presence for many hours. This software also enables the registration of each separated zircon grain for dating, by recording digital photo-image, optical(color) indices, and coordinates on a receiving tray. We developed two new approaches for the dating; i.e.(1) direct dating of zircons selected by LA-ICPMS without conventional resin-mounting/polishing,(2) high speed U-Pb dating, combined with conventional sample preparation procedures using the new equipment with multiple-ion counting detectors(LA-MIC-ICPMS).With the first approach, Pb-Pb ages obtained from the surface of a mineral were crosschecked with the interior of the same grain after resin-mounting/polishing. With the second approach, the amount of time required for dating one zircon grain is ca. 20 s, and a sample throughput of 150 grains per hour can be achieved with sufficient precision(ca. 0.5%).We tested the practical efficiency of the AZS, by analyzing an Archean Jack Hills conglomerate in Western Australia with the known oldest(4.3 Ga) zircon on Earth. Preliminary results are positive; we were able to obtain more than 194 zircons that are over 4.0 Ga out of ca. 3800 checked grains, and 9 grains were over 4300 Ma with the oldest at 4371 ± 7 Ma. This separation system by AZS, combined with the new approaches, guarantees much higher yield in the hunt for old zircons.     

北淮阳东段西汤池岩体地球化学特征、锆石U-Pb定年及成因

西汤池岩体位于安徽北淮阳地区舒城县西汤池一带。西汤池似斑状二长花岗岩具高硅、富碱质特征,为铝饱和碱性系列岩石。稀土元素含量中等,(La/Yb)_N与HREE/LREE值较高,重稀土相对轻稀土亏损明显,Eu呈弱负异常,属轻稀土富集型。大离子亲石元素(Rb、K、La、Nd等)明显富集,而高场强元素(Nb、Ta、P、Ti等)亏损。通过LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,获得西汤池二长花岗岩~(206)Pb/~(238)U年龄为(125.5±1.6)Ma,为早白垩世岩浆活动的产物。基于前人关于北淮阳地区区域地质背景方面的研究成果和本次地球化学构造环境判别方面的研究,认为西汤池二长花岗岩属A_1型花岗岩,形成于后碰撞的伸展构造环境。     

断层泥中石英碎砾溶蚀形貌的测年研究

考虑到同一条断层的同一个位置所取的断层泥中,不同碎砾的溶蚀形貌并不相同,即使是同一个碎砾,其不同的表面,溶蚀形貌也可能不同,将统计学参数估计的方法引入结果处理中,并把在金川水电站坝区F1断层一次所取得断层泥样品碎砾的各个表面的总体当作一个整体进行处理,得出此断层的活动时间可能为早更新世的结果。与ESR法测得的结果基本一致。     

柴达木盆地时序量预测与多因子建模

以新一轮国土资源大调查“柴达木盆地地下水资源及其环境问题调查评价”项目为依托,围绕时序预测建模软件(Time Series Forecast V1.0)的研发与应用,按照现代预测学理论对柴达木盆地的水文、气象等多因子时序量进行了百年预测。针对多因子综合评价模型提出并采用了先进可行的“主成分”分析法,建立了“特征向量”与“综合指标”的对等关系,从而避免了以往诸多评价模型中人为因素的干扰,提高了预测结果的可信度。     

基于克里格法刻画砂岩型铀矿U、Ra和U-Ra平衡系数垂向分布规律——以二连盆地芒来铀矿床为例

砂岩型铀矿是绿色经济可采的重要能源矿种,目前是世界上重要的铀矿勘探类型之一。二连盆地芒来铀矿床、鄂尔多斯盆地纳岭沟铀矿床铀矿体多呈板状产出,板状铀矿体成因备受关注。为研究砂岩型铀矿内部U、Ra和铀镭平衡系数（Kp）分布的垂向分布规律,本文以二连盆地芒来铀矿床为例,采用具有网格精度高优点的克里格插值法研究U、Ra和Kp垂向分布规律,分别利用放射性样品分析数据和定量伽马测井五点式反褶积法反演U含量数据,通过克里格法精细刻画砂岩型矿体中U、Ra和Kp分布的垂向分布规律。研究发现,该矿床板状矿体内部具有卷状的特征,Kp分布形态可以用来判断含氧含铀水的运移方向以及氧化强弱。该方法对研究铀矿体形态、铀矿成矿规律和后续地浸开采具有重要意义。     

科尔沁沙地粗—细组分的碎屑锆石U- Pb年龄特征：对定量物源及区域构造- 岩浆演化事件的指示

追踪干旱—半干旱地区大型沙地的物源和风- 河流相互作用机制对于理解陆地景观格局演变、地表过程与地貌动态以及大气圈和岩石圈之间的联系至关重要。然而,目前科尔沁沙地的物源仍存在较大争议,且缺乏具有统计意义的锆石U- Pb年龄数据库。因此,本研究对科尔沁沙地地表风成沙进行多点取样,根据不同粒级(＜63 μm和＞63 μm)选取1500颗碎屑锆石进行U- Pb测年分析,并利用逆向蒙特卡罗模型对其物源进行定量约束。结果表明,从目视定性的角度看,科尔沁沙地的碎屑锆石U- Pb年龄谱特征非常相似。但定量重建结果显示沙地的物源整体上以中亚造山带的贡献为主(50. 5%~61. 3%),然而东南部体现出华北克拉通的绝对优势(~75. 8%)。科尔沁沙地的物源存在空间异质性,沙地西部和北部的锆石年龄谱极为相似,与南部锆石年龄特征显著不同。科尔沁沙地的碎屑锆石U- Pb年龄特征基本不受粒度分异的影响,但沙地东南部除外。本文认为,风与河流的协同作用及其由此导致的沉积分异和再循环作用解释了科尔沁沙地碎屑锆石的U- Pb年龄特征。结合区域构造演化历史,科尔沁沙地在~2. 5 Ga和~1. 85 Ga的U- Pb年龄峰值分别是前寒武纪华北克拉通的生长、拼合与碰撞过程中的两期构造事件的产物。此外,~1. 7 Ga的锆石年龄可能是对Columbia超大陆聚合与裂解的综合响应。古生代以来的锆石年龄峰值(500~400 Ma、300~250 Ma、130~110 Ma)记录了在古亚洲洋的俯冲闭合、蒙古- 鄂霍次克海俯冲碰撞和古太平洋的俯冲、回退的区域构造背景下多期区域构造- 岩浆事件。