LA-ICP-MS石榴子石U-Pb定年方法在异剥钙榴岩和矽卡岩年代学研究中的应用

本文利用Coherent GeoLasHD型193 nm ArF准分子激光剥蚀系统和Agilent 7900型四极杆电感耦合等离子体质谱仪, 建立了LA-ICP-MS石榴子石U-Pb定年方法。利用该方法, 对采自冀北地区晚古生代镁铁质-超镁铁质混杂岩体中的异剥钙榴岩和闽西南马坑式铁矿含矿石榴子石矽卡岩这两种岩石中的石榴子石开展U-Pb定年研究。在冀北地区晚古生代镁铁质-超镁铁质混杂岩体中的异剥钙榴岩中, 获得石榴子石下交点年龄为(387.6±5.4) Ma (D496-1, MSWD=1.1, N=30)和(409.3±7.8) Ma (D493-1, MSWD=2.0, N=60), 在马坑铁矿石榴子石矽卡岩中, 获得石榴子石下交点年龄为(128.6±2.1) Ma (ZK7921-b24, MSWD=2.0, N=60)和(128.7±3.2) Ma (ZK7922-b1, 用锆石91500校正, MSWD=1.8, N=42); 在潘田铁矿的石榴子石矽卡岩中, 获得石榴子石的下交点年龄为(128.7±1.7) Ma (PT-b1, MSWD=1.7, N=30)和(132.1±1.3) Ma (PT-b1样品, 用锆石91500校正, MSWD=1.6, N=30)(除了指明使用锆石标样91500校正石榴子石未知样品外, 其他皆用石榴子石标样Willsboro校正石榴子石未知样品的U/Pb分馏)。以上结果与Sm-Nd等时线年龄及前人报道的锆石U-Pb年龄在误差范围内一致。对马坑式铁矿石榴子石矽卡岩U-Pb定年结果表明, 利用石榴子石标样Willsboro和锆石标样91500作为外标样校正同一样品中石榴子石U/Pb同位素分馏, 获得的下交点年龄一致, 206Pb/238U年龄的加权平均值也一致, 说明石榴子石与锆石之间的基体效应较小, 在缺乏石榴子石标样时, 可用锆石标样91500代替。在上述研究基础上分析了石榴子石U-Pb定年方法在矽卡岩型矿床成矿时代研究及异剥钙榴岩年代学研究中的应用潜力, 认为石榴子石U-Pb定年方法在矽卡岩型矿床及异剥钙榴岩年代学研究中具有巨大的应用推广前景, 具有重要的理论指导和实际应用意义。     

西藏尼雄矿田日阿铜矿床矽卡岩矿物学特征及地质意义

尼雄矿田位于冈底斯成矿带西段中部隆格尔南木林岩浆岩带的北侧.日阿铜矿床位于尼雄矿田的东南端,矿体产于晚白垩世侵入岩与下拉组灰岩接触带的矽卡岩或矽卡岩化大理岩中,主要矽卡岩矿物有石榴子石、透辉石、蛇纹石、金云母、绢云母、硅镁石、阳起石、透闪石、绿帘石、绿泥石等.电子探针分析表明,矿区石榴子石主要为钙铁榴石,次为钙铝榴石;辉石以透辉石为主;金云母明显富镁贫铁,且富含挥发分F;闪石类矿物属钙角闪石系列;绿泥石富镁贫铁.推断成矿流体大致经历了5个演化阶段:①干矽卡岩阶段,高温(＞450℃)、低pH值、氧化-弱氧化;②湿矽卡岩阶段,温度降低,pH值和氧逸度逐渐升高;③氧化物阶段,温度进一步降低,pH值升高(碱性),氧逸度则呈降低趋势;④石英硫化物阶段,中等温度(200～300℃),高pH值(碱性),低氧逸度;⑤碳酸盐阶段,低温(160～203℃),低pH值,低氧逸度.此外,矿区还存在多金属矿化的可能.     

安徽无为县蔚山地区铁铜矿地质特征及其发现意义

蔚山铁铜矿位于安徽省无为县,是近年庐枞矿集区发现的新类型矿床,矿体主要赋存在石炭系黄龙组、船山组透辉石矽卡岩中,呈层状产出,主要矿石矿物为黄铁矿、磁铁矿等,少量黄铜矿,脉石矿物主要为方解石、透辉石等,矿床成因为矽卡岩型铁矿。从目前施工钻孔分析,形成矽卡岩的侵入岩体主要为花岗斑岩,结合地磁异常推断深部可能有规模更大的岩体,因此区内存在寻找(层控)矽卡岩型铁(铜)矿的较大潜力。     

豫西银家沟硫铁多金属矿床流体包裹体和同位素特征

河南省银家沟硫铁多金属矿床位于华北克拉通南缘华熊地块内,是东秦岭地区最大的硫铁多金属矿床,以其硫铁储量大及共、伴生元素复杂区别于东秦岭其他以钼为主的矿床.成矿的全过程可以划分为矽卡岩期、硫化物期和表生期,包括磁铁矿阶段、脉状石英-辉钼矿阶段、石英-黄铁矿-黄铜矿-斑铜矿-闪锌矿阶段、网脉状石英辉钼矿阶段、石英绢云母-黄铁矿阶段、方解石-方铅矿闪锌矿阶段和玉髓褐铁矿阶段.流体包裹体研究表明,银家沟矿床主要发育气液两相水溶液包裹体(W型)、含CO2三相包裹体(C型)和含子矿物多相包裹体(S型).钾长花岗斑岩的石英斑晶中流体包裹体均一温度介于341～＞550℃之间,盐度介于0.4％～44.0％ NaCl eqv之间,属H2O-NaCl-CO2体系;脉状石英-辉钼矿阶段流体包裹体均一温度介于382～416℃之间,盐度介于3.6％～40.8％ NaCl eqv之间,属H2O-NaCl体系;石英-方解石-黄铁矿黄铜矿-斑铜矿-闪锌矿阶段流体包裹体均一温度介于318～436℃之间,盐度介于5.6％～42.4％ NaCl eqv之间,属H2O-NaCl体系;网脉状石英-辉钼矿阶段流体包裹体均一温度介于321～411℃之间,盐度介于6.3％～16.4％ NaCl eqv之间,属H2 O-NaCl体系;石英-绢云母黄铁矿阶段流体包裹体均一温度介于326～419℃之间,盐度介于4.7％～49.4％ NaCl eqv之间,属H2O-NaCl体系.银家沟矿床成矿流体主要为高温、高盐度流体,总体上属于H2O-NaCl±CO2体系.成矿热液的δ18 OH2O值为4.0‰～8.6‰,δ18 Dv-SMOW值为-64‰～-52‰,表明成矿流体来自岩浆水.矿石金属硫化物的δ18 SV-CDT值介于-0.2‰～6.3‰之间,平均为1.6‰,具深源硫特征,硫主要来自分异很差的由火成物质组成的下地壳,官道口群白云岩亦提供了部分重硫.矿床金属硫化物的206 Pb/204 Pb值介于17.331～18.043之间,207 Pb/204 Pb值变化于15.444～15.575之间,208 Pb/204 Pb值变化于37.783～38.236之间,总体上与银家沟岩体的铅同位素范围一致,暗示铅主要来自矿区内的燕山期中酸性岩体,地层在成矿过程中亦提供了少量物质.银家沟矿床属斑岩-矽卡岩型,形成于中生代EW向构造体制向NNE向构造体制转变阶段,成矿流体多期次的沸腾作用是矿质沉淀的主要机制.     

西藏班戈县拉青铜多金属矿床地球化学特征和年龄

拉青矿床位于班公湖-怒江缝合带南侧,属于矽卡岩型铜多金属矿床.矿区岩浆岩发育,矿化二长花岗岩为其成矿岩体.对二长花岗岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,获得年龄加权平均值为114.24Ma±0.87Ma,表明拉青矿床形成于早白垩世晚期.岩石地球化学数据分析表明,A/CNK值为1.15～1.17、A/NK值为1.53～1.59,为过铝质花岗岩,属于高钾钙碱性系列.轻稀土元素较重稀土元素富集,负Eu异常较弱.在微量元素蛛网图上,富集大离子不相容元素Rb、K、Th、U,亏损高场强元素Nb、Ti.R1-R2图解及Rb-(Yb+Nb)图解表明,拉青二长花岗岩形成于同碰撞构造环境.结合区域地质矿产资料初步认为,二长花岗岩体形成于班公湖-怒江洋消减闭合后羌塘板块与冈底斯板片碰撞拼合阶段,拉青矿床即是该同碰撞背景下形成的与二长花岗岩岩浆活动密切相关的矽卡岩铜多金属矿床.     

铜陵天马山硫金矿床矽卡岩矿物学特征及矿石硫同位素地球化学研究

天马山硫金矿是铜陵矿集区典型的层控热液叠加改造型矿床,层状矿体中发育大量的矽卡岩矿物。为查明该矿床中矽卡岩矿物的类型及形成环境,探讨矽卡岩与硫、金成矿之间的关系,对主要的矽卡岩矿物开展了矿物学及矿物化学研究,并对矿石进行了硫同位素地球化学研究。研究表明:矿区内的矽卡岩矿物以石榴子石和辉石为主,其中石榴子石以钙铁榴石为主,属于钙铁榴石-钙铝榴石固熔体系列(Gro0~18.73And80.54~99.00Spe+Pyr+Alm0.54~1.47);辉石以透辉石为主,其次为钙铁辉石,属于透辉石-钙铁辉石系列(Di62.35~97.65Hd1.89~36.27Jo0.31~1.55)。天马山硫金矿的矿物组合(钙铁辉石+透辉石)属于氧化型矽卡岩,表明矽卡岩形成于相对高温和高氧逸度的条件。石榴子石和辉石端元组分特征及辉石Mn/Fe值(0.02~0.07)具有典型的矽卡岩型铜、金矿床特征。矿石硫同位素具有岩浆源的特征,与区内燕山期岩浆-成矿作用形成的矿石一致,而明显区别于喷流-沉积作用形成的矿石,显示成矿作用与燕山期岩浆活动具有密切的成因联系。燕山期中酸性岩浆交代碳酸盐岩围岩形成大量矽卡岩,矽卡岩矿物的形成增加了岩石的孔隙度和渗透率,为晚期硫、金矿床的形成提供了有利条件。     

西藏班戈地区重要矽卡岩型铁(铜)多金属矿床LA-ICP-MS锆石U-Pb测年与花岗岩地球化学特征

选择班戈县雪如、查朗拉2个重要的小型矽卡岩型铁铜矿床为研究对象,在系统的野外地质调查、样品采集和室内岩矿鉴定、分析测试工作的的基础上,开展了2个矿床LA-ICP-MS锆石 U-Pb测年与花岗岩地球化学研究。LA-ICP-MS方法测定的锆石U-Pb年龄显示,雪如、查朗拉地区成矿岩体年龄分别为79.72Ma±0.50Ma和76.10Ma±0.40Ma,证明班戈地区存在晚白垩世的岩浆活动。2个岩体的SiO2含量介于70.45%～72.64%之间,K2O(4.62%～5.69%)的含量均高于Na2O(3.05%～3.75%)的含量,CaO的含量偏低(1.32%～2.03%),富K。A/CNK均小于1.0,A/NK范围为1.03～1.30,为准铝质类型。显示富K特征。在微量元素蛛网图中,富集大离子亲石元素Ra、Th、U、Nd,贫Nb。稀土元素配分模式属于右倾型,∑REE=199.08×10－6～268.41×10－6,LREE/HREE=4.71～7.68,具有中等的负Eu异常。岩体为同碰撞期花岗岩类,具有良好的铁铜铟铋等多金属成矿地质、地球化学条件,显示有良好的找矿前景。     

新疆伊吾县宝山铁矿床矽卡岩成因研究

宝山铁矿床位于东准噶尔库兰卡孜干-北塔山-纸房-琼河坝岛弧带东段。宝山铁矿中矽卡岩与铁矿体密切共生,是重要的找矿标志。研究区矽卡岩中石榴子石、透辉石单矿物电子探针分析结果显示,石榴子石属于钙铁榴石-钙铝榴石系列,透辉石属于透辉石-钙铁辉石系列。矽卡岩中高场强元素(如Nb、Ta、Zr、Hf)相对亏损,稀土元素表现出LREE富集,HREE亏损的特点。∑REE为39.90×10~(-6)~178.43×10~(-6),∑LREE/∑HREE比值1.64~7.53,(La/Yb)N比值为1.32~10.10,轻、重稀土元素分异程度较弱,与玄武质凝灰岩具有相似的地球化学特征,这说明矽卡岩是玄武质凝灰岩受后期岩浆热液改造形成,随着温度和压力降低,磁铁矿沉淀形成铁矿体。     

西藏洛巴堆矽卡岩型铁多金属矿床石榴子石和锆石U-Pb测年及地质意义

石榴子石是矽卡岩型矿床中最常见的蚀变矿物之一,因此,对石榴子石进行年代学研究能够准确限定矽卡岩型矿床的成矿时代.青藏高原冈底斯成矿带中部发育众多矽卡岩型多金属矿床,由于缺乏精确的成矿年代学数据,制约着对这些矿床成因和动力学背景的深入认识.因此,文章以该成矿带具有代表性的洛巴堆矽卡岩型铁多金属矿床为研究对象,通过对赋矿矽...     

河北中关矽卡岩铁矿床钴元素分布规律与沉淀机制研究及意义

河北中关铁矿是“邯邢式”矽卡岩铁矿的代表矿床,本文将中关铁矿床成矿过程划分为5个阶段：干矽卡岩阶段、湿矽卡岩阶段、氧化物阶段、铁铜硫化物阶段和铅锌硫化物阶段。对湿矽卡岩阶段、氧化物阶段和铁铜硫化物阶段的金属矿物（包括黄铁矿、磁铁矿、赤铁矿等）开展电子探针测试,并且对这三个成矿阶段的代表性磁铁矿进行LA-ICP-MS微量元素测试,旨在查明中关铁矿床中Co的赋存状态以及在矿床不同成矿阶段的分布规律,探讨Co元素迁移演化-沉淀机制。研究结果表明,Co主要以类质同象的形式存在于黄铁矿中。不同成矿阶段的Co元素分布不均匀,氧化物阶段黄铁矿和磁铁矿中的Co含量最高,分别为0.12%~1.39%、41×10-6~76×10-6;铁铜硫化物阶段黄铁矿大量出现,且Co含量相对较高,为BDL~0.45%,同时期条带状磁铁矿为32×10-6~71×10-6,故此阶段为Co元素最主要的富集阶段。湿矽卡岩阶段为较高温、弱氧化条件,氧化物阶段温度逐渐降低,氧逸度增加,Co可能主要以CoCl42?形式络合迁移;铁铜硫化物阶段温度进一步降低,但还原性增加,Co可能主要以CoCl42?和Co(HS)+形式络合迁移。温度降低以及氧化还原条件的变化可能是控制Co沉淀的重要因素。