力马河镍矿Re-Os同位素研究

四川力马河镍矿是峨眉山大火成岩省一个重要的岩浆硫化物矿床。本文通过对其主要岩、矿石类型Re、Os及其同位素组成的分析,综合探讨了成矿岩体原始岩浆性质、矿石硫化物成因、成矿机制及Re-Os同位素等时线年龄。结果表明,力马河镍矿不同类型岩矿石样品初始Os同位素组成是不均一的,富硫化物的网脉状矿石及其选纯硫化物Os同位素组成初值差异较小,其等时线年龄为265±35 Ma、与岩体锆石SHRIMP年龄263±3 Ma基本相当;硫化物含量较低的岩、矿石样品间初始Os同位素组成差异较大,其表观等时线年龄大于成矿年龄。分析认为,岩矿样品初始Os同位素组成的不均一是由含较高放射成因187Os丰度的硫化物熔体和含较低放射成因187Os丰度的硅酸盐熔体不同比例混合造成的。混合模型分析表明,硫化物含量超过30％的矿石样品初始187Os/188Os基本接近,硫化物含量低于30％的岩矿石样品初始187Os/188Os随硫化物含量上的不同差异很大,为岩浆硫化物矿床Re-Os等时线年龄可能出现多组年龄解的现象提供了一种可能的解释。成矿岩体中含放射成因187Os丰度最低的岩石样品γOs（t=260Ma）在5左右、Cu/Pd比值在7000左右,表明是基本没有受到地壳混染及硫化物熔离影响的原始岩浆结晶分异产物,估计原始岩浆Os含量在1×10－9左右,为苦橄质岩浆。矿石硫化物Re/Os比值显著高于任何赋矿橄榄岩,γOs（t=260Ma）高达110左右,综合分析揭示了力马河镍矿硫化物为二次熔离成因,模式分析认为,矿石硫化物是由原始岩浆经历R=2000左右的硫化物熔离后、其亏损岩浆再经R=200左右的硫化物熔离形成,与二次熔离相对应,成矿岩浆也经历了两次混染作用,分别为上、下地壳7％左右的混染。     

新疆香山铜镍硫化物矿床Re-Os同位素测定

通过对香山铜镍硫化物矿石中的镍黄铁矿进行Re-Os同位素测年,获得等时线年龄数据为(298±7．1)Ma。该数据表明产于东天山黄山—镜儿泉一带的这些铜镍硫化物矿床形成于晚石炭世—早二叠世,与该区广泛发育的造山型金矿、矽卡岩型银铜矿床和火山岩型铁铜矿床为同一时期的产物。其等时线~187Os/~188Os初始比值为0．682±0．32,γ_OS平均为444,表明在成矿过程及岩浆侵位期间有地壳物质加入成矿系统中。     

金川铜镍硫化物矿床的Re-Os"年龄"及其意义

分析了金川铜镍硫化物矿床的一组浸染状矿石和一组块状矿石的Re、Os含量和Os同位素组成.浸染状矿石和块状矿石分别给出Re-Os表观等时线年龄为(1 126±96)Ma和(840±79)Ma,表观初始187Os/188Os比值为0.119±0.018和0.242±0.028.块状矿石的表观年龄与前人报道的同类矿石年龄在误差范围内一致,证明了其分析的可靠性.此结果也与前人报道的锆石和斜锆石的U-Pb年龄在误差范围内一致,说明了金川的新元古代成矿时代.而我们的和前人的工作表明,海绵陨铁状矿石和浸染状矿石给出的Re-Os表观年龄有相当大的变化范围,且都比块状矿石的年龄老.提出了两种模式解释这种现象:在约8亿年前金川矿床形成时地壳混染导致浸染状矿石和海绵陨铁状矿石的Os同位素组成不均一,从而给出偏老的表观年龄;相反,Os同位素在块状矿石中快速扩散而均一化,因此给出成岩成矿年龄.但是,还不能完全排除两期成岩成矿的可能性,即晚期岩浆活动引起了早期岩浆活动中封闭的Re-Os同位素体系的扰动.目前倾向于第一种解释,但后一种可能性还需要检验.     

吉林红旗岭铜镍硫化物矿床Re-Os同位素特征及其意义

吉林红旗岭铜镍硫化物矿床主要由1号、2号及7号含矿岩体组成,主要矿石类型为浸染状矿石。其Re-Os等时线年龄研究显示:2号岩体Re-Os等时线年龄((215.0±24.0)Ma)与岩体的锆石SHRIMP U-Pb年龄((212.2±2.6)Ma)一致;而1号岩体Re-Os等时线年龄((237.0±16.0)Ma)则明显老于岩体的锆石SHRIMP U-Pb年龄((216.0±5.0)Ma)。这表明浸染状矿石的Re-Os等时线年龄具有一定的不确定性,应慎重使用。浸染状矿石的Re-Os等时线年龄偏老原因多被解释为地壳混染引起的Os同位素不均一所致,但研究显示:红旗岭1号岩体和2号岩体均有一定量的地壳物质混入,浸染状矿石的187 Os与188 Os初始比值分别为0.215±0.043和0.302±0.089,γOs值分别为67.5~155.8和113.9~206.9;且2号岩体地壳物质混入量略高于1号岩体,混入的壳源Os所占比例为20%~30%。这说明地壳物质混染并非是导致Os同位素不均一的主要原因,其主要原因仍需在今后的工作中深入研究;而地壳物质的混入可能是促进熔离成矿的关键因素。     

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。     

哈密地区新发现铜镍硫化物矿床成岩成矿时代的测定及讨论

新疆东天山地区是我国一个重要的铜镍硫化物矿床密集区,近年来又取得了地质找矿的新进展,如白石泉、天宇和图拉尔根等。本文利用Re-Os同位素定年新技术,分别测定了天宇、坡北和白石泉3处铜镍硫化物矿产地的成岩成矿年龄,各自获得了835Ma、410Ma和286Ma的等时线年龄,表明东天山地区与基性超基性岩有关的铜镍硫化物矿床成矿作用不只是集中在海西一个时期,从而为地质找矿提出了新的方向。     

新疆葫芦铜镍硫化物矿床的地质特征与成矿时代

哈密葫芦铜镍矿是东天山地区典型的与基性-超基性岩有关的岩浆成因块状硫化物矿床.对其中含铜镍硫化物的基性-超基性岩用Re-Os等时线法定年,获得(283±13)Ma的等时线年龄.这表明,葫芦与东天山其他铜镍矿床乃至喀拉通克和箐布拉克铜镍硫化物矿床一样,主要形成于海西期,同位素年代学界定的成岩成矿时间大致在320~280 Ma,表明海西晚期在新疆北部为一个与基性-超基性岩有关的铜镍矿床成矿高峰期.     

略阳煎茶岭铜镍硫化物矿床Re—Os同位素年龄及其地质意义

采用矿石Re-Os同位素方法对陕西省煎茶岭硫化镍矿床矿石进行了成矿年代学研究,获得了878士27 Ma(1σ)的等时线年龄,首次厘定了该矿床成矿时代为新元古代,成岩成矿基本同时.通过对878 Ma硫化镍矿石初始Re-Os同位素体系的γOs计算和Re/Os值分析表明,其yOs和Re/Os值变化范围大,深部条带状矿石的Re/Os值仅为0.05,yOs为-6.70;块状矿石的Re/Os值范围为4.24～24.43,γOs为-15.37～+280.65,说明成矿过程中有壳源物质的混染;两件样品的γOs为负值(-15.37,-6.70),可能指示其超镁铁质岩浆来源于Re亏损地幔.煎茶岭超基性岩体年龄及其镍矿石的Re-Os等时线年龄与扬子克拉通北缘火山岩浆活动时间相对应,它们是扬子克拉通西北缘晋宁期构造岩浆成矿作用的产物.     

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。     

新疆坡北基性-超基性岩带10号岩体SHRIMP U-Pb和矿石Re-Os同位素定年及其意义

坡北基性-超基性岩带10号岩体位于塔里木板块东北部北山裂谷带内,岩体侵位于下石炭统红柳园组.前人根据岩体侵位地层的时代,间接推断出该岩体形成年龄为晚石炭世一早二叠世.文章对坡北基性-超基性岩带的10号岩体辉长岩和浸染状矿石分别进行了锆石SHRIMP U-Pb、Re-Os定年和Sr-Nd同位素示踪研究,获得岩体的辉长岩锆石SHRIMP U-Pb年龄信息比较分散,其表面年龄信息从古生代-新元古代-古元古代-新太古代均有显示,揭示了新疆塔里木板块东北部北山裂谷带内的基性-超基性岩体的形成经历了复杂的地质演化历史.所获得的主体锆石的年龄为(289±13)Ma(95%可信度),与岩体侵位于下石炭统红柳园组的地质事实相吻合,可能代表了岩体形成的时间,而年龄信息(2 559～2 589 Ma)暗示了北山地区可能存在古元古代一新太古代的结晶基底.获得浸染状铜镍硫化物矿石的Re-Os等时线年龄为(413±20)Ma(95%可信度),该年龄不仅大于含矿超基性岩体(289 Ma)的形成时代,而且也老于岩体所侵入的下石炭统红柳园组的地层时代,显然与宏观的地质证据相悖.Sr-Nd和Os同位素特征研究表明,坡北岩带在约280 Ma前成岩成矿时,岩浆在从地幔源区侵入到地壳过程中受到了地壳物质混染,致使浸染状矿石的Re-Os同位素体系呈二元混合体系,因此浸染状矿石Re-Os同位素体系确定的等时线疑为假等时线,其年龄不能代表矿床形成时代或不具有确切的地质意义.铜镍矿化无论从时间上还是空间上都与岩体的侵位密切相关,矿床成因类型又为岩浆熔离型矿床,表明坡北10号铜镍硫化物矿床的成岩成矿时间应发生在晚石炭世一早二叠世期间,是后碰撞构造背景下幔源岩浆上侵的产物.     

Re-Os Age of Cu-Ni Ores from the Huangshandong Cu-Ni Sulfide Deposit in the East Tianshan Mountains and Its Implication for Geodynamic Processes

An isochron age of 282±20 (95% conf. limit) Ma of the sulfide ores in the Huangshandong Cu-Ni sulfide deposit, the East Tianshan Mountains has been obtained through Re-Os isotopic measurement. The age implies that the Cu-Ni sulfide deposit and other related deposits in the same area occurred in a Permian extensional environment of post-collision instead of Devonian-Early Carboniferous ophiolite-related oceanic or island arc environments inferred before. It shares the same ages with the orogenic and epithermal gold deposit systems in the same area. An initial 187Os/188Os ratio of 0.25±0.04 (1σ) and a γos value of 99 on average display the participation of large quantities of crustal components into the rock-forming and ore-forming system during mineralization and magmatic emplacement.     

东天山梅岭铜矿床黄铁矿Re-Os等时线年龄:Os同位素不均一的结果

金属硫化物Re-Os等时线年龄的合理解释是揭示金属矿床成矿时代的关键.通过对新疆东天山梅岭铜矿床开展Re-Os同位素定年研究,结果表明浸染状和脉状矿石中黄铁矿样品在Os浓度和Os同位素比值方面都有很大的变化,这两类样品定义了很好的Re-Os等时线年龄,分别为523±59 Ma和707±99 Ma.由于得到的等时线年龄明显老于它们的实际地质成矿年龄,且187Os/188Os与普通Os的倒数（以1/192Os为例）之间存在着很好的相关性（R2分别为0.997 3和0.994 5）,因此这些样品存在着初始Os同位素组成不均一的现象,这些Re-Os等时线是混合等时线,没有地质意义.理论和数学公式推导显示观测到的Re-Os等时相关性是在形成时期没有达到完全的同位素平衡的二元混合的结果,这种同位素扩散不平衡产生的原因主要是在矿床形成时期Os同位素在金属硫化物与硅酸盐矿物之间的同位素扩散存在限制性.回归得到的Os的初始值更偏向于地壳值,表明矿床形成时期的地壳混染可能造成金属硫化物体系中的这种初始Os同位素不均一.因此,将Re-Os同位素体系应用于金属硫化物样品定年时,187Os/188Os与1/192Os之间是否存在相关关系可以作为Re-Os等时线年龄是否具有地质意义的判断标准.      

Re-Os同位素定年对岩浆型Cu-Ni硫化物矿床成矿时代的制约

Re-Os同位素体系被认为是岩浆Cu-Ni硫化物矿床直接定年的有力工具。通过研究世界级典型岩浆Cu-Ni硫化物矿床的Re-Os等时线表面年龄,发现有时能得到成矿年龄,有时得到与成矿年龄不一致的表面年龄或根本得不到Re-Os等时线,还有时同一矿床的不同类型矿石给出不同的Re-Os等时线表面年龄。文章介绍了能够解释上述现象的理论模型。模型预测对与基性-超基性岩共生的Cu-Ni硫化物矿床,除一些特殊情况外,块状矿石可得到有地质意义的Re-Os等时线年龄,浸染状矿石常得到没有地质意义的假等时线;而浸染状矿石常得到有地质意义的Os同位素初始比值,而块状矿石给出的"Os同位素表面初始比值"往往没有地质意义。因此,建议在应用Re-Os同位素体系定年时要结合矿床类型、矿石类型以及成矿过程等因素综合考虑;对Re-Os数据的科学合理解释同样需要从矿床学和同位素地球化学的基本原理出发,结合矿床的实际情况,进行深入分析研究。     

含辉钼矿全岩样品Re-Os同位素定年研究:在北京大庄科钼矿床中的应用

采用硝酸在比色管中对辉钼矿样品中Re含量进行初测的方法,测得辉钼矿标准样品JDC Re含量与推荐值在误差范围内基本一致,与传统的Carius管法相比,该方法具有简便快速的特点。传统的辉钼矿Re-Os同位素定年分析对象为辉钼矿单矿物,根据所测得的187Re/187Os值获得辉钼矿的Re-Os年龄,Re、Os在辉钼矿中大量富集,而在硅酸盐矿物中几乎没有,探索性地对含有辉钼矿的全岩样品进行Re-Os同位素定年,虽然所得Re、Os含量偏低,但187Re/187Os值不会变。该方法省去了选样过程花费的大量时间,避免了选样过程中可能造成的交叉污染。采用同位素稀释Carius管逆王水法探索性地对北京大庄科钼矿床中含辉钼矿全岩样品进行Re-Os同位素年龄测定,获得了(137.6±3.7)Ma精确的等时线年龄,与挑选出辉钼矿单矿物样品的Re-Os同位素等时线年龄(136.8±2.6)Ma吻合较好,直接厘定了大庄科钼矿的成矿时代。该年龄与矿区汉家川石英二长岩锆石U-Pb年龄一致,表明大庄科钼矿的形成与汉家川石英二长岩关系较为密切,为中国东部第二期大规模成矿作用的产物,形成于中国东部岩石圈伸展环境。     

吉林通化赤柏松铜镍硫化物矿床Re-Os同位素研究及其地质意义

赤柏松岩浆型铜镍硫化物矿床位于华北克拉通胶辽吉带,含矿镁铁质—超镁铁质岩侵入到鞍山群最下部的四道砬子河组变质岩中;该矿床硫化物矿样品的Os和Re浓度分别为19×10^-3~490×10^-3和0.47×10^-3~13.97×10^-3,对这些数据分析得出了一条6点Re-Os等时线年龄为1 885±94 Ma,矿石的初始(187)^Os/(188)^Os 比值为0.80±0.16 (MSWD=0.17),表明矿石为岩浆源,熔体主要由地幔贡献,但在成矿过程及岩浆侵位期间有不少地壳物质混入成岩成矿系统。新的Re-Os年代学结果表明,赤柏松镁铁质—超镁铁质侵入体与铜镍矿床形成于古元古代,而不是前人认为的早白垩世。     

东昆仑志留纪辉长岩地球化学特征及与铜镍成矿关系探讨

东昆仑造山带新发现的夏日哈木超大型岩浆铜镍矿床、石头坑德大型岩浆铜镍矿床及冰沟南小型岩浆铜镍矿床,其矿体均赋存于橄榄辉石岩内,而辉长岩又是该含矿橄榄辉石岩的直接围岩,并且辉长岩的形成时代相近(夏日哈木辉长岩431Ma、石头坑德辉长岩425Ma、冰沟南辉长岩427Ma),产出位置属于同一大的构造单元,均邻近昆北及昆中断裂。通过对辉长岩的地球化学特征研究,发现明显富集轻稀土元素和明显的Nb-Ta负异常,亏损高场强元素。Sr-Nd同位素研究,表明东昆仑夏日哈木和石头坑德辉长岩岩体的母岩浆来自一个曾经被交代富集的地幔源区,可能揭示了由于从洋壳释放出的流体交代地幔楔的岩石成因。结合区域构造演化和辉长岩形成时代,认为东昆仑夏日哈木和石头坑德辉长岩形成于碰撞后伸展环境。辉长岩岩浆源区性质与赋矿辉石岩存在明显不同,并非同一岩浆活动的产物。辉长岩在东昆仑造山带地区直接充当了含矿辉石岩的直接围岩,与岩浆铜镍硫化物矿体的形成没有关系,富含橄榄石的超镁铁质岩石更有利于形成具有较大经济价值的铜镍矿体。这为指导东昆仑找矿实践和岩浆铜镍矿床成矿理论研究提供了基础。     

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。     

河南内乡县板厂铜多金属矿辉钼矿Re-Os年代学及硫、铅同位素地球化学特征

板厂铜多金属矿床是东秦岭造山带近年来找矿取得重大突破的一处以铜为主的多金属矿床,其上部发育脉状铜铅锌银矿化,下部发育铜钼矿化.通过对矿石中辉钼矿开展Re-Os同位素定年、对花岗岩进行锆石U-Pb定年,结合硫化物的硫、铅同位素特征,讨论了矿床的成矿时代、矿床成因及成矿动力学背景.6件辉钼矿Re-Os模式年龄为149.8±2.4 Ma~151.5±2.3 Ma,加权平均年龄为150.7±1.9 Ma,等时线年龄为151.0±4.6 Ma,显示成矿作用发生于晚侏罗世.矿区南部纸坊沟花岗斑岩体的锆石U-Pb年龄为148±1 Ma,说明区域上存在成矿期的花岗岩浆活动.11件硫化物硫同位素δ34S_V-CDT值介于-1.2‰~1.2‰,显示深源岩浆硫的特征,206Pb/204Pb值为17.178~17.709,207Pb/204Pb值为15.430~15.528,208Pb/204Pb值为37.476~37.847,与北秦岭燕山期花岗岩和南秦岭地壳基底具一致的铅同位素组成,明显不同于北秦岭地层的铅同位素,成矿物质来源于燕山期岩浆岩.结合矿床地质特征,研究表明板厂铜多金属矿床为与燕山期岩浆有关的类矽卡岩型-热液脉型铜多金属矿床,属岩浆热液成矿系统,形成于岩石圈减薄的构造背景.