西秦岭南缘阳山金矿带磷灰石LA-ICP-MS裂变径迹热年代学研究

位于西秦岭文县弧形构造带的阳山金矿,是勉略缝合带内已探明金资源最大的独立金矿,且金矿形成后经历多期次构造活动,因此阳山金矿是研究矿床热演化、变化与保存的理想选区,其研究成果可用来约束金成矿时限,同时定量的隆升剥蚀数据可为深部找矿及矿床储藏提供远景潜力评价依据。本文采集钻孔矿化接触带中英云闪长斑岩脉,利用LA-ICP-MS技术进行裂变径迹测年。3件样品磷灰石裂变径迹年龄中心值为124.3±6.4 Ma、146.4±6.3 Ma和117±13 Ma,其中一件样品磷灰石裂变径迹平均长度为12.11μm。热历史反演的时间-温度曲线表明,在146 Ma阳山金矿带内英云闪长斑岩脉体温度下降到磷灰石裂变径迹封闭温度区间(60～120℃),即在侏罗纪晚期或白垩纪早期之后,研究区几乎没有大规模岩浆活动或热液活动,缺乏与燕山期同时期区域性岩浆活动相对应的热事件。磷灰石裂变径迹年龄数据分析认为,即使金矿带在喜马拉雅期可能存在微弱的热事件扰动,但岩浆热液活动规模较小且对金成矿作用贡献微乎其微。结合磷灰石热历史时间-温度曲线,阳山金矿带大规模成矿事件的时间集中在210～195 Ma区间,且热历史反演曲线未显示有...     

裂变径迹热年代学

裂变径迹热年代学(Fission Track Thermochronology)是近十年发展起来的一门新的地质学分支学科,其研究对象是沉积盆地及其周缘地区的热作用事件,目的在于了解特定范围的生烃史及大地的造演化,为油气勘探和基础地质研究服务。 裂变径迹本来是同位素地质学的一个概念。矿物或岩石中的铀原子(~(238)U)在地质年代中会不断自发产生核裂变,一般可形成两块碎片,朝相反方向辐射,总能量可达162Mev。这种带电的高能质点在快速穿过矿物晶格时,会使邻近原子电离化。这种电离化的正离子在库仑排斥力的作用下,挤向两边的晶格,从而在晶格中留下了线状连续缺损。这就是裂变径迹。60年代中期,裂变径迹技术开始应用于地质年代测定和地球化学研究中,并且很快在铀矿床成因、矿石和岩石形成年代及地热等领域取得了令人满意的效果。     

磷灰石裂变径迹热年代学研究的进展与展望

综述了磷灰石裂变径迹热年代学研究在退火模型及模拟方法、造山带及造山后剥露历史、构造热成像及地形演变和成矿作用等方面的一些理论和应用成果,分析了目前在磷灰石裂变径迹退火机理、数据解释和应用等方面研究中存在的主要问题,指出了磷灰石裂变径迹热年代学研究今后会朝着深层次退火机理、新的应用领域、自动化技术和可操作性等方向发展.     

碎屑颗粒裂变径迹热年代学

碎屑颗粒热年代学是以同位素封闭温度理论（Dondson,1973）为依据，以沉积地层中年龄未发生重置的碎屑颗粒为研究对象，从而研究其沉积源区剥露特征及热淀化历史的一种年代学方法。最近20年来，随着测试技术的发展，碎屑颗粒热年代学方法被广泛应用到地质学研究中。在国内，碎屑颗粒热年代学的研究尚处于起步阶段。碎屑颗粒热年代学是否可以成功地应用于地质学研究呢？通过对临夏盆地详细地研究，获得了碎屑颗粒裂变径迹热年代学数据、传统的裂变径迹热年代学数据和生长地层的数据。碎屑颗粒热年代学数据表明，构造活动发生在约8Ma B P，这次构造活动使积石山开始隆升，使临夏盆地和循化盆地解体（郑德文等，2003）。来自积石山的传统的裂变径迹热年代学研究结果和临夏盆地、循化盆地的生长地层研究结果都表明临夏盆地西部的积石山于约8Ma B P开始隆升。这表明碎屑颗粒热年代学可以成功揭示构造活动的信息。     

东昆仑五龙沟金矿床成矿热历史的裂变径迹热年代学证据

本文将取自五龙沟地区3个金矿体(区)的锆石和磷灰石进行裂变径迹热年代学分析,实测锆石裂变径迹年龄为197.4～235.0Ma,实测磷灰石年龄为200.5Ma,磷灰石校正年龄为244Ma,这与已有的RbSr和KAr同位素年龄范围207.1～252.9Ma基本一致,代表了相应温度时的成矿时代。热历史模拟结果显示,矿区主要经历了2次升温和降温过程,不仅体现了成矿作用的长期性,而且体现了成矿作用多期次的特征,各矿体矿石中锆石的裂变径迹年龄相差较大亦是佐证,并且符合多期次成矿的地质特征。     

西秦岭阳山金矿带安坝矿床热液蚀变作用

安坝金矿床是阳山金矿带内已探明金资源储量最大的金矿床,矿体受NEE向的区域性安昌河-观音坝断裂带及其次级断裂-裂隙系统控制,主要赋存于紧邻断裂带的千枚岩和斜长花岗斑岩中。围绕断裂-裂隙系统的赋矿围岩硫化、硅化、绢云母化、碳酸盐化、绿泥石化、绿帘石化和粘土化蚀变发育,其中前三种蚀变与金成矿作用关系最为密切。论文在厘定安坝金矿床热液蚀变类型、矿物组合特征、以及断裂变形与蚀变空间变化关系的基础上,通过对蚀变岩及其原岩的地球化学分析,剖析了热液蚀变作用过程与机理。研究结果表明,硅化蚀变贯穿发育于成矿前、成矿期和成矿后,绢云母化蚀变为成矿前和成矿期的产物,碳酸盐化蚀变主要发育于成矿晚阶段和成矿后,而粘土化蚀变为成矿后的产物。在长石蚀变为绢云母的过程中,有少量Al2O3带出,而TiO 2在蚀变过程中相对稳定,为此选取TiO 2作为不活动组分,开展质量平衡计算得出:在硅化过程中,明显带入的组分有SiO 2、Fe2O3、FeO、MgO、CaO、C、S、Au、As、Hg、Pb和Zn,而被带出的元素为Rb和Ba;在绢云母化过程中,明显带入的组分为SiO 2、Fe2O3、CaO、C、S、Au、As、Hg、Pb、Zn、Rb和Ba,带出组分为Na2O。稀土元素地球化学特征显示千枚岩原岩稀土元素含量比硅化和绢云母化千枚岩的稀土元素含量高,表明在蚀变过程中有稀土元素的流失。此外,千枚岩原岩的δEu=0.70,δCe=0.95;硅化千枚岩的δEu=0.72,δCe=1.00;绢云母化千枚岩的δEu=0.76,δCe=0.95。硅化、绢云母化千枚岩与千枚岩原岩的REE球粒陨石标准化配分模式曲线变化趋势相似,表现为明显的Eu负异常、无Ce异常的富轻稀土的右倾型曲线。含矿流体沿断裂带运移并与围岩反应,形成了石英和绢云母等蚀变矿物。硅化过程中,含矿流体中还原硫活度降低导致金沉淀;而绢云母化过程中,含矿流体的pH增大及K+和H+含量的减少和CO2含量的增加,致使载金黄铁矿、毒砂和金的沉淀。     

西秦岭阳山金矿带控矿因素、找矿标志及深部成矿预测

目前对西秦岭阳山金矿带勘查评价正在加速进行,为了进一步查明该矿带成矿规律和找矿潜力,指导矿田深部勘查找矿工作,武警黄金第十二支队在矿区开展了深部矿产调查和研究。文章在前人研究的基础上,通过最新的地质、地球物理勘查和室内综合研究,分析和总结了阳山金矿带主要控矿因素和找矿标志以及各因素的控矿机制。研究显示:区内的北东东向、近东西向断裂系统多沿葛条湾-草坪梁复背斜南翼层间褶皱岩层薄弱面或不同岩性接触面发育,在成矿过程中起到通道作用,限定了矿体的展布,为主要控矿因素。在明确找矿标志的基础上,以安坝矿段为研究对象,采用三维地质建模找矿信息量法进行了定量成矿预测,共圈定出深部找矿靶区4处,为矿区下一步的勘查指明了方向。     

裂变径迹热年代学方法、应用及其研究展望

裂变径迹热年代学方法是基于铀裂变辐射损伤效应的一种同位素热年代学方法.在分析裂变径迹定年的原理和方法、常用年龄值及裂变径迹退火作用等基础上,综述了目前裂变径迹热年代学方法在造山带隆升-冷却、沉积盆地分析、盆山耦合关系、断裂活动时限及热液成矿作用等方面的相关理论和应用,并结合国内外研究现状指出了裂变径迹热年代学今后的发展方向.     

峪耳崖金矿的成矿时代裂变径迹研究

通过峪耳崖金矿含矿岩体中的锆石、磷灰石裂变径迹分析,揭示了自中生代燕山期以来峪耳崖地区经历了频繁、多期次的热液活动,且与峪耳崖金矿的形成密切相关.锆石、磷灰石的裂变径迹年龄显示,金矿成矿时代主要为115~200Ma,成矿下限为82 Ma.其中,115~190 Ma是主要的成矿时期.成矿流体作用遍及整个岩体;流体的运移受到构造制约,具有NE-SW延伸的趋势;成矿流体具深部来源以及在地表水的参与下成矿.峪耳崖金矿的形成,与当时整个中国东部的动力学背景有关.     

利用磷灰石裂变径迹研究鄂尔多斯盆地西缘热历史

磷灰石裂变径迹在地质时期对60～150℃范围内温度变化的热敏感性 ,不仅使其成为研究盆地构造热演化史和区域构造运动的重要手段 ,而且对指导油气勘探有很大的实践意义。本文根据AFTA① 的有关原理 ,退火特性 ,对鄂尔多斯盆地西缘奥陶、二叠、三叠、侏罗、白垩、第三纪等不同时代地层样品开展了较为系统的AFT测试 ,获得了一批可靠的AFTA数据 ,论述了鄂尔多斯盆地西缘的主要构造热事件的次数 ,及该区中生代以来的构造热演化史。研究表明 :自中生代以来 ,该盆地西缘至少经历了四次构造热事件(峰值年龄分别为170Ma±、130Ma±、和75Ma±和17Ma±)。     

微细浸染状金矿化与脉状金-锑矿化关系:西秦岭阳山金矿带例析

阳山是西秦岭金矿带已探明金储量最大的独立金矿,金矿化主要呈微细浸染状分布于千枚岩和花岗质岩脉中,锑矿化主要分布于花岗质岩脉与千枚岩接触带的石英±方解石脉中,是研究微细浸染状金矿化与脉状金-锑矿化的时间、空间和成因关系的理想选区。成矿主阶段微细浸染状黄铁矿-毒砂矿化已有大量研究,而晚阶段脉状金-锑矿化特征及其与主阶段微细浸染状金矿化关系尚待查明。论文系统研究了成矿晚阶段流体包裹体组合特征、辉锑矿及石英的矿物学、稀土和微量元素特征,并与成矿主阶段进行对比,以期理清阳山金矿带金矿化与锑矿化的关系。流体包裹体组合显微测温结果显示,成矿晚阶段流体均一温度为271.3～288.3℃,具有中低温、低盐度、富Cl和CO_2、还原性的变质流体来源的特征,与成矿主阶段一致。辉锑矿呈轻稀土富集、重稀土亏损的"右倾式"稀土配分模式,并可见中-弱的Eu负异常和强的Ce负异常,与千枚岩和花岗质岩脉的稀土元素配分模式相似。辉锑矿富含Ag、Au、As等微量元素,与赋矿围岩中这些元素的高背景值有关。结合硫化物硫同位素数据,指示阳山金矿带成矿物质来源可能为赋矿的千枚岩和花岗质岩脉:在区域构造抬升引发的退变质过程中,千枚岩和花岗质岩脉发生变质脱挥发分作用,释放出金等成矿物质。金矿化与锑矿化贯穿整个成矿作用,随着成矿温度、压力的变化,以及成矿流体成分的演化,成矿早、主阶段以微细浸染状含金硫化物为主,发育位置较深,成矿晚阶段以自然金-辉锑矿脉为主,发育位置较浅,在矿带尺度上符合造山型金矿地壳连续成矿模式的垂向分布规律。本文查明了阳山金矿带微细浸染状金矿化与脉状金-锑矿化的关系,明确其为造山型金矿浅成金-锑矿化,并在此基础上提出了找矿方向,为西秦岭及其他地区类似金矿床的理论研究与找矿勘探提供了有益参考。     

西秦岭造山带天子坪金矿床成矿时代及成因

西秦岭天子坪金矿床为含金石英细脉、网脉的蚀变岩型金矿,以含金石英脉中的热液锆石作为研究成矿时代的对象,挑选的锆石部分呈局部溶蚀状,无环带或弱环带,Th、U、Pb含量较高,Th/U值较高,属成矿期热液锆石。LA-ICP-MS锆石U-Pb分析获得了110±7 Ma的谐和年龄,与矿区所在地区早白垩世晚期的推覆构造事件吻合,代表了矿床的成矿时代。分析认为,柴家庄矿集区在燕山晚期有一次强度较大的与大型构造有关的构造蚀变岩型金的成矿作用。     

阳山金矿带金的赋存状态及其对成矿过程的指示意义

阳山金矿带是西秦岭金矿带已探明金储量最大的独立金矿区,其矿化样式主要为微细浸染状矿化,其次为石英脉型矿化,可见金与“不可见金”均有发育,该金矿带是研究造山型金矿金赋存状态的理想地区,其研究成果对理解金成矿作用和过程以及指导选矿工艺具有重要意义。论文在翔实的野外地质调查和显微观察基础上,将成矿期划分为早阶段(黄铁矿石英)、主阶段(黄铁矿毒砂绢云母石英)和晚阶段(辉锑矿石英方解石),综合应用电子探针、激光剥蚀电感耦合等离子体质谱、电感耦合等离子质谱仪、高分辨率透射电镜、X射线粉晶衍射等技术,剖析阳山金矿带不同成矿阶段金的赋存状态,进而探讨其对成矿过程的指示意义。研究表明：成矿早、主阶段以微细浸染状硫化物矿化为主,金主要以晶格金的形式赋存于黄铁矿和毒砂中;而成矿晚阶段以脉状矿化为主,金主要以自然金的形式存在。金的赋存状态的变化,指示从成矿早阶段到晚阶段,成矿温度、压力逐渐降低,成矿流体成分由富As流体演化为相对贫As且富Sb的流体。     

西秦岭阳山金矿带硫同位素特征:成矿环境与物质来源约束

阳山金矿带成岩期的黄铁矿主要为立方体-他形,反映出一种较低温度(<200℃)、成岩流体的过饱和度低、快速冷却、氧逸度和硫逸度低、物质供应不足的成岩条件,δ³⁴S值变化范围较大(-4.2‰～12.5‰),反映了硫源自于泥盆系地层,其中灰岩中黄铁矿硫源自于海水中硫酸根离子的还原作用,千枚岩中黄铁矿经历了细菌还原作用。成矿期黄铁矿具有多种晶形,但立方体单晶较少,指示成矿系统处于中-低温(200～300℃)、成矿流体的过饱和度高、缓慢冷却、氧逸度和硫逸度高、物质供应充分的成矿有利条件。成矿早阶段和主阶段硫化物的δ³⁴S值变化范围为-4.2‰～3‰,接近于岩浆硫范围,其中成矿主阶段的黄铁矿以五角十二面体、八面体和立方体形成的聚形更常见,且聚形黄铁矿的硫同位素值变化范围更窄(-2.1‰～1.2‰),更符合岩浆硫来源特征;成矿晚阶段辉锑矿的δ³⁴S值变化范围为-6.6‰～-4.5‰,而与其共生的黄铁矿δ³⁴S值分别是7.6‰和-12.1‰,反映晚阶段除岩浆岩硫源外,浅变质的泥盆系地层也提供了部分硫源。     

西秦岭阳山金矿带安坝金矿床流体包裹体特征及矿床成因

安坝金矿是近年来在西秦岭地区阳山金矿带探明的一超大型矿床,大地构造位置处于勉略缝合带内,其产出主要受区域逆冲挤压断裂带控制。矿石类型可划分为蚀变岩型和石英脉型,以前者为主,主要矿石矿物为黄铁矿、毒砂、辉锑矿、自然金、银金矿等,围岩蚀变以硅化、绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化为主。成矿过程可划分为黄铁矿-绢云母阶段(Ⅰ)、黄铁矿-毒砂-石英阶段(Ⅱ)、毒砂-黄铁矿-石英阶段(Ⅲ)、自然金-辉锑矿-石英阶段(Ⅳ)、方解石-石英阶段(Ⅴ)等5个阶段。不同阶段石英中均含有大量的流体包裹体,多数直径3~10μm,以富CO_2、含CO_2和水溶液3种类型为主,总体为中低温(110~330℃)、低盐度(0.62~9.34%Na Cl.eq)的流体。单个流体包裹体激光拉曼分析表明,流体以CO_2、H_2O为主,不同阶段含金石英脉石英δD变化范围为-83‰~-107‰,δ~(18)O变化范围为-0.31‰~11.95‰。从成矿早阶段到晚阶段,流体包裹体大小、CO_2含量、温度逐渐降低,盐度先升高后降低。成矿早阶段以下地壳的变质流体为主,而后经历了减压沸腾作用,压力降低,盐度增高,导致金大量沉淀。稳定同位素特征反映主成矿阶段以变质流体为主,成矿晚期发生低温流体的注入。总之,阳山金矿成矿流体经历了长期的演化过程,亦揭示金成矿作用的复杂性。     

Cenozoic uplift of West Qinling, northeast margin of Tibetan plateau-a detrital apatite fission track record from the Tianshui basin

The Cenozoic sedimentation in the Tianshui basin, which is located at the junction of the liupanshan and West Qinling, northeast margin of the Tibetan plateau, provides a record for the regional tectonism and exhumation history of the surrounding mountains. Thermochronologic study on the detrital apatite grains from sandstones at Yaodian, near Tianshui, has revealed two rapid tectonic uplift-exhumation events of the source area, which happened at 23.7 and 14.1 Ma, respectively. The fast exhumation (0.34 mm/a) at 23.7 Ma, which recorded the tectonic uplift of West Qinling, led to the formation of the Neogene Tianshui basin and initiated the reception of alluvial deposits. This event is most likely in response to the synchronous tectonism of the Tibetan plateau. The source region experienced another rapid exhumation (1.05 mm/a) at 14.1 Ma, when the Tianshui basin began to depress broadly and fluvial-lacustrine sediments dominated the Late Miocene. Translated from Acta Sedimentologica Sinica, 2006, 24(6): 783–789 [译自: 沉积学报]     

西秦岭阳山金矿带花岗斑岩元素及Sr-Nd-Pb同位素地球化学

甘肃阳山金矿带的花岗斑岩脉中含有石榴子石,A/CNK=1.65～3.65,属于强过铝质花岗岩类.花岗斑岩相对富集LILE和LREE,亏损Ba、Sr、Nb、Ta、P、Ti等,配分模式类似于典型同碰撞型花岗岩类;花岗斑岩ΣREE=54.35～124.01×10-6,(La/Yb)N=9.72-27.80,δEu=0.70～0.89,表明其岩浆形成时部分斜长石进入熔体,而非完全残留.花岗斑岩Isr值为0.70806～0.71756,平均0.71107;εNd(t)值变化于-2.9～-5.0,平均-3.4;Nd模式年龄(T2DM)为1.24～1.41Ga,平均1.34(Ga).以上同位素特征表明花岗斑岩岩浆应源自成熟度较低的中元古代基底地壳物质.花岗斑岩的(206pb/204Pb)220Ma、(207pb/204Pb)220Ma和(206pb/204Pb)220Ma的平均值分别为17.875、15.604和38.296,与秦岭微陆块的中元古代基底和碧口地体碧口群的Pb同位素组成一致.考虑到前人获得碧口群的年龄为1.235～1.367Ga,而秦岭微陆块沿勉略缝合带向南仰冲到碧口地体之上.我们认为由碧口群等组成的俯冲板片的变质脱水熔融作用导致了阳山金矿带花岗斑岩的形成.因此,阳山金矿带的花岗斑岩是扬子与华北大陆中生代碰撞造山过程中形成的同碰撞花岗岩类.