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。     

安徽铜陵新桥Cu-Au-S矿床黄铁矿微量元素LA-ICP-MS原位测定及其对矿床成因的制约

激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)是一种固体微区分析新技术。用该技术来分析矿床中硫化物的微量元素组成可以为研究成矿流体特征、矿床成因及找矿勘探提供有关的科学信息。文中以安徽铜陵矿集区内新桥Cu-Au-S矿床中的黄铁矿为研究对象,在详细的野外观察和室内鉴定的基础上,将矿床中的黄铁矿分为具有沉积特征的胶状黄铁矿(PyⅠ)、具有变形重结晶和热液叠加作用特征的细粒他形黄铁矿(PyⅡ)和具热液成因特征的中—粗粒自形黄铁矿(PyⅢ)3种类型。LA-ICP-MS原位微量元素测定结果显示,PyⅠ中相对富含Ti、Co、Ni、As、Se、Te;PyⅡ继承了PyⅠ中富含Ti、Co、Ni、As、Se、Te、Bi的特征,同时还含有不均匀分布的少量成矿元素(Cu、Pb、Zn、Au、Ag);PyⅢ中成矿元素Cu、Pb、Zn、Ag、Au以及Bi元素的含量较高,Co、Ni、As的含量较低。在元素赋存状态方面,Co、Ni、As、Se和Te均以类质同象的形式进入到了黄铁矿的晶格中;Bi在PyⅡ中主要以含Bi矿物的微细包裹体形式存在,而在PyⅢ中的Bi还部分取代了Fe而占据了晶格;Cu、Pb、Zn、Au、Ag这些成矿元素中,Cu和Zn分别以黄铜矿和闪锌矿的矿物包裹体存在于黄铁矿中;PyⅡ中所含的少量Au、Ag,可能分别以自然金和自然银的形式存在,而在PyⅢ中Au可能主要以银金矿的形式存在,Ag除了以银金矿的形式存在以外还可能赋存于黄铁矿中含铋的矿物包裹体内;Pb主要赋存于黄铁矿中的方铅矿或含铋矿物的包裹体中。在综合分析黄铁矿的结构形态和微量元素组成特征的基础上认为,PyⅠ型黄铁矿可能形成于前人提出的晚古生代海底沉积或喷流沉积环境,PyⅡ和PyⅢ型黄铁矿分别形成于中生代区域构造变形-热液叠加改造的过渡环境和热液环境,PyⅡ和PyⅢ的形成时间相近。新桥矿床的形成可能经历了晚古生代海底沉积或喷流沉积期和燕山期热液期,胶黄铁矿主要形成于沉积成矿期,而矿床中成矿物质Cu、Pb、Zn、Au、Ag等主要来自燕山期岩浆侵入作用形成的热液成矿系统。     

长江中下游成矿带铜陵新桥矿床Re-Os同位素及流体包裹体研究

新桥Cu-Au-Fe-S矿床位于安徽铜陵矿集区,是长江中下游成矿带中非常典型的多金属硫化物矿床。本文在双目镜下手工挑选黄铁矿单矿物并进行Re-Os同位素测试,首次得到了两组等时线年龄,分别为138±26Ma和393±40Ma。二者的初始Os同位素具有明显的区别,前者较高,具有明显的地壳来源特征,而后者则呈现了一定的地幔物质贡献的特征。138±26Ma的等时线年龄与该地区侵入体石英闪长岩140.4±2.2Ma的年龄一致。这些结果显示:新桥矿床可能存在两期成矿作用,分别为燕山期岩浆热液成矿和古生代海底喷流沉积成矿。在对与燕山期岩浆热液成矿相关的流体包裹体进行了相关研究之后发现,流体包裹体主要为Na Cl-H2O体系,没有发现富CO2等其他类型的包裹体,显微测温结果显示其盐度变化范围为4.2%~50.7%Na Cleqv,而均一温度(Th)变化范围为140~432℃。说明成矿流体可能主要是来自岩浆的含Na Cl的水溶液,而结合岩相学观察及显微测温结果我们可以发现成矿流体可能在250℃左右经历了微弱的沸腾作用,这些结果同时也显示出岩浆水与大气降水的混合作用的特征,说明新桥矿床该期次成矿的成矿流体可能经受了以上两种作用的共同影响并最终导致成矿物质沉淀成矿,成矿的温度为250℃左右。     

安徽铜陵大团山铜矿床层状矽卡岩矿体中辉钼矿Re-Os年龄测定及其地质意义

安徽铜陵大团山铜矿床位于长江中下游铁铜成矿带中段,前人根据与成矿有关中酸性侵入岩的时代推测其形成于燕山期。本文运用Re-Os同位素测年方法对大团山铜矿床层状矽卡岩型矿体中的辉钼矿进行了精确年龄测定,获得等时线年龄139.1±2.7Ma,模式年龄变化在138.0~140.8Ma之间。这组年龄数据和与成矿有关中酸性侵入岩的40Ar/39Ar同位素年龄135.8~139.8Ma相吻合。作为中国东部中生代大规模成矿作用的产物,大团山铜矿床及铜陵地区铜硫(金)矿床的形成与岩石圈构造体制大转换之地球动力学事件相耦合。     

安徽铜山铜矿床硫化物Re-Os定年及其地质意义

安徽铜山矽卡岩型铜矿床是长江中下游成矿带的重要矿床之一,其2件辉钼矿样品和2件黄铁矿样品的Re-Os同位素年龄分别为150.70±1.14～151.22±1.11Ma和148.73±3.22～152.50±6.69Ma,4件样品的等时线年龄为150.98±0.78Ma( MSWD =0.68,误差2σ).这一结果表明,...     

铜陵新桥Cu-S-Fe矿床下盘石英黄铁矿脉石英流体包裹体Rb-Sr同位素定年

为了探讨新桥Cu—S—Fe矿床的形成是否经历过海西期海底喷流沉积成矿作用,在详细的野外调研和室内工作基础上,对层状矿体下盘石英黄铁矿脉中的石英流体包裹体进行Rb-Sr同位素定年分析。研究结果表明:下盘石英黄铁矿脉中的石英流体包裹体Rb-Sr等时线年龄为138.0±2.3Ma(MSWD=5.4),与矶头复式岩株的成岩年龄相近(140.4±2.2Ma),而且下盘网脉状矿化石英流体包裹体中流体的n(~(87)Sr)/n(~(86)Sr)初始值(0.71138±0.00014)和矶头岩株的n(~(87)Sr)/n(~(86)Sr)初始比值相近,说明下盘网脉状矿化为岩浆热液成因,并非为海西期海底喷流通道。与典型海底喷流沉积矿床进行地质特征对比分析也发现,新桥Cu—S—Fe矿床地质特征有别于典型的海底喷流沉积矿床。综合分析认为,新桥Cu—S—Fe矿床应属于燕山期岩浆热液矿床。     

金顶铅锌矿黄铁矿Re-Os定年及其地质意义

关于金顶铅锌矿的成矿时代至今未获得精确的同位素测年数据,这严重制约了我们准确厘定该矿的成矿动力学背景。鉴于此,本文根据黄铁矿的产状特征,将其区分为沉积成岩期和热液期黄铁矿,并开展了Re-Os同位素测年的研究(ICP-MS方法)。虽然黄铁矿的R(e0.4069×10-9～375.2620×10-9)和O(s 0.0008×10-9～0.4131×10-9)含量变化很大,部分样品含量很低,但它们仍然揭示出两组等时线年龄:分别为114±13 Ma和65±10 Ma。笔者认为114 Ma等时线年龄可能代表了沉积成岩过程当中的一期矿化年龄,而65 Ma可能记录了铅锌主矿化之前热液作用开始活动的时间。结合其他方面的地质证据推断金顶铅锌矿主矿化时代可能在28～37 Ma之间。     

宁芜盆地凹山铁矿床黄铁矿Re-Os同位素定年及其地质意义

宁芜盆地是长江中下游成矿带的7个矿集区之一,以中生代火山岩和玢岩铁矿的广泛发育为特征。凹山铁矿床位于盆地中部,是宁芜盆地玢岩型铁矿床的重要代表之一。本文首次利用成矿元素Fe的金属矿物对宁芜盆地凹山铁矿床的黄铁矿进行了Re-Os同位素测年,获得凹山铁矿床的黄铁矿Re-Os同位素等时线年龄为127.7±2.6Ma(n=5,MSWD=0.66),直接代表凹山铁矿床的成矿年龄。~(187)Os/~(188)Os初始比值为1.73±0.56,γ_(Os(t))值为527.18～535.93,介于地幔与地壳之间,结合已有研究成果,认为凹山铁矿床的成矿物质主要来源于富集地幔,少量来自地壳。     

安徽铜陵新桥铜硫金矿床的成因:来自两类黄铁矿微形貌学、地球化学特征的证据

新桥矿床是长江中下游成矿带铜陵矿集区内大型铜金硫矿床。本文以矿床中的黄铁矿为研究对象,在详细的野外观察和室内鉴定的基础上,将矿床中的黄铁矿分为胶状黄铁矿(Py I)和半自形-自形黄铁矿(Py II)两种类型。通过场发射扫描电镜(FE-SEM)和等离子激光质谱(LA ICP-MS)对两类黄铁矿的矿物相、形貌、微结构和微量元素成分进行研究。FE-SEM分析结果表明,Py I基本由极细粒黄铁矿组成,以自形-半自形立方体晶形为主,粒径大约100~500nm,而Py II主要为粒度为50~100μm,以八面体和五角十二面体晶形态为主,两类黄铁矿的形貌和微结构特征明显不同。LA-ICP-MS分析测试显示,Py I中相对富含As、Se、Te等元素,而Py II中成矿元素Cu、Pb、Zn、Au、Ag的含量则比Py I型黄铁矿明显偏高,分别为792.0×10-6、2125×10-6、1.67×10-6、0.29×10-6和190.7×10-6,且Bi、Co、Ni、V、Ti、Mg、Cr、Cd、Al、Mn等微量元素含量较Py I均明显偏高1~2个数量级。在综合分析黄铁矿的结构形态和微量元素组成特征的基础上,本文认为Py I可能形成于晚古生代海底热水沉积环境,Py II形成于中生代岩浆热液环境。新桥铜金硫多金属矿床的成矿作用包括了海西期同生沉积成矿作用和燕山期与岩浆活动有关的热液成矿作用。晚侏罗世-早白垩世广泛发育的强烈岩浆侵入及与之有关的热液活动,对矿床的最终形成起了主导作用,提供了Cu、Au等主要成矿物质。     

安徽铜陵凤凰山铜矿床成矿流体研究

以安徽铜陵凤凰山铜矿床为例,通过对成矿流体特征的研究以及碳、氢、氧同位素分析,探讨矿床的成矿机制,分析成矿流体性质以及成矿流体来源。凤凰山铜矿床石榴子石、石英和方解石普遍发育流体包裹体,其类型为V-L型、V-L+S型、V-L富气相型和V型。石榴子石、石英和方解石中的流体包裹体分别集中于3个区,其流体包裹体的温度和盐度区间代表成矿流体演化的3个不同阶段。成矿流体经历了从高温度、高盐度向低温度、低盐度的持续演化过程,与成矿作用阶段基本对应,降温、流体沸腾是导致流体中巨量铜元素卸载的主要因素。氢、氧同位素组成表明成矿流体以岩浆水为主,可能在成矿晚期混有少量大气降水。     

滇西北红山铜钼矿床辉钼矿Re-Os同位素测年及其成矿意义

红山铜钼矿床是义敦岛弧南端格咱火山-岩浆弧中已探明规模最大的夕卡岩型铜矿床,近年来在其深部勘探过程中又发现斑岩型铜钼矿体.利用辉钼矿Re-Os同位素测年技术,分别对红山铜钼矿床中5件夕卡岩型矿石和1件斑岩型矿石中辉钼矿进行定年,首次获得红山铜钼矿床高精度成矿年龄.夕卡岩型矿石中辉钼矿Re-Os模式年龄为77.90 ～ 81.05Ma,加权平均值为79.32±0.87Ma,斑岩型矿石中辉钼矿模式年龄为80.71Ma,两者在误差范围内相一致;6件样品辉钼矿等时线年龄为80.0±1.8Ma,代表了红山铜钼矿床的成矿时代.辉钼矿中Re的含量为(4.074±0.035) ×l0-6～(94.21±0.75)×10-6,指示其物质来源以壳源为主,有少量幔源物质混入.红山铜钼矿床与格咱火山-岩浆弧燕山晚期岩浆侵入作用的高峰期及相关斑岩-夕卡岩型多金属矿床的成矿年龄一致,表明它们是弧陆碰撞的后造山伸展背景下同一区域地质事件的产物,该期夕卡岩-斑岩型铜钼多金属具有较大成矿潜力.     

安徽铜陵凤凰山夕卡岩型铜矿床中辉钼矿Re-Os同位素年龄及其地质意义

铜陵矿集区是我国长江中下游Cu-Au-Fe-Mo成矿带中最重要的有色金属基地之一,凤凰山矿床是铜陵矿集区的重要组成部分,为一个典型的夕卡岩型铜矿床。本文利用Re-Os同位素定年方法对凤凰山铜矿床进行了成矿时代测定,获得了辉钼矿的Re-Os同位素模式年龄范围为139.1±2.4～142.0±2.2Ma,等时线年龄为141.1±1.4Ma,与矿区内石英二长闪长岩和花岗闪长岩SHRIMP锆石U-Pb年龄(144.2±2.3Ma)相吻合,也与铜陵地区其他矿田的成矿时代基本一致,可能为岩石圈减薄事件的成矿响应。     

德兴斑岩铜矿田黄铁矿Re-Os同位素定年及其地质意义

德兴斑岩铜矿田是中国东部最大的斑岩铜矿系统,一直以来,德兴铜矿的成矿过程和成因机制都是矿床学家关注的热点问题。前人在德兴铜矿的围岩蚀变、矿化期次、流体特征、成岩年代等方面取得了较为一致的认识,但其成矿时代仍争议较大。文章首次对矿田内与黄铜矿密切共生的黄铁矿进行了Re-Os同位素定年,10件样品中的4件w(Re)极低,模式年龄变化范围大,且误差较大,故不对其进行讨论;其余6件的w(Re)为10.58×10~(-9)～102.59×10~(-9),普通w(Os)较低(0.0054×10~(-9)～0.0113×10~(-9)),w(~(187)Os)较高(0.019×10~(-9)～0.177×10~(-9)),Re/Os比值较高(4406～73 422),为低含量高放射性Os成因硫化物。研究获得黄铁矿Re-Os同位素加权平均模式年龄为(165.3±2.3)Ma(MSWD=1.04)。因此,德兴铜矿的铜成矿年龄为中侏罗世,综合前人资料,德兴铜矿最可能形成于古太平洋板块俯冲的远程效应影响下的陆内伸展的地质背景,为陆内环境斑岩铜矿。     

Re-Os同位素定年方法进展及ICP-MS精确定年测试关键技术

本文介绍了Re-Os同位素定年的基本原理、技术发展及应用现状;综述了样品分解和Re-Os分离富集的主要方法,重点对ICP-MS法进行Re-Os同位素定年做了较详尽的介绍,包括质量分馏校正、干扰校正、含量初测、取样量的确定、稀释剂的稀释比及稀释剂加入量等,以确保高精度测试;评述了ICP-MS最常见的测定对象-辉钼矿中Re-Os的失耦现象及降低其对Re-Os同位素定年影响的对策,文中描述了由测定同位素比值计算含量时的误差传递公式并重申了最佳稀释比。最后,指出了Re-Os同位素定年方法研究中应该关注的工作方向。     

黄铁矿 Re-Os 同位素定年化学前处理若干条件初探

对黄铁矿 Re-Os 同位素定年化学前处理过程中的溶样温度、溶样酸介质及溶样时间进行了条件实验.温度实验结果表明,溶样温度对 Re 的测定结果影响不大,而对 Os 的测定结果影响较明显.溶样温度在120~220℃之间时,无论是 HNO3还是逆王水溶样, Re 含量在误差范围内都是一致的,但在120℃、150℃时, Os 的含量偏离真实值,可能是样品和稀释剂中的 Os 同位素并未完全达到平衡,在180℃、200℃和220℃时, Os 的含量基本一致且接近真实值.溶样酸介质实验表明, HNO3和逆王水溶样对 Re 的测定影响不大,而对 Os 的测定影响较明显.无论是用 HNO3还是逆王水溶样,在不同温度下所得到的 Re 含量是一致的,而在120℃、150℃时,逆王水溶样较 HNO3溶样所得到的 Os 含量更加接近真实值,180℃、200℃和220℃时,两种酸介质溶样得到的 Os 含量基本一致且接近真实值.用逆王水在200℃时溶样,时间为5 h、8 h、12 h、18 h所得到的 Re、187Os 含量基本一致,说明较高温度下在较短的时间内便能达到较好的溶样效果.Fe3+浓度对Re 的阴离子交换效率实验表明, Re 的回收率随着 Fe3+浓度的不断升高而逐渐下降.当黄铁矿取样量为3 g时,上柱体积控制在40 mL 左右可获得较高的 Re 回收率     

陕西洛南县石家湾钼矿Re-Os同位素年龄及地质意义

陕西石家湾钼矿床位于东秦岭成矿带西段黄龙铺地区,钼矿化呈细脉-网脉状分布于花岗斑岩体及其围岩中,与矿化有关的围岩蚀变有钾长石化、硅化、绢云母化,属斑岩型矿床.在矿床中选取不同矿化类型的辉钼矿样品,进行了Re～Os同位素定年,获得模式年龄变化范围为143.1±2.1～145.1±2.2 Ma之间,其加权平均年龄(144.0±1.1 Ma,MSWD=0.91)、等时线年龄(145.4±2.1 Ma,MSWD=0.83)与石家湾斑岩体的成岩年龄(141.4±0.6Ma)相近,说明成岩成矿作用发生在晚侏罗世一早白垩世.综合辉钼矿中Re的含量、硫同位素以及相关岩体的源区特征等多方面证据认为,石家湾斑岩型钼矿的成矿物质主要来自于下地壳,并混有少量幔源成分.