热液矿床同位素年代学

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,热液矿床同位素年代学研究进展,一些新的,直接定年,方法,同位素定年的适用条件：,同时性,；,具有,相同的初始比值,；,封闭性,。,矿床形成时代确定的困难性：,-,多期次,；,-,多来源,；,-,开放,的成矿条件。,传统的矿床同位素定年方法：,含钾的热液蚀变矿物,K-Ar,、,Ar-Ar,法；,适用矿物：,云母,、,钾长石,一些副矿物的,U-Pb,和,Pb-Pb,定年；,适用矿物：,锆石,、,独居石,、,金红石,等,脉石矿物的,Rb-Sr,、,Sm-Nd,定年；,适用矿物：,萤石,、,电气石,等,传统定年方法的缺陷：,这些方法基本上都只是一种,间接,的方法。,测试矿物主要是,蚀变矿物,，热液蚀变事件,不一定,与成矿事件是同时的。,利用锆石等,U-Pb,、,Pb-Pb,定年的更要,区分热液锆石与继承锆石,，往往同一颗粒的锆石都是,多成因,的。,脉石矿物也,不一定,与矿石矿物同时形成。,新的矿床同位素定年方法：,金属矿床的,直接定年,方法：,就是直接对金属,矿石矿物,或者,成矿流体,进行同位素定年。,这种方法的兴起主要得宜于新一代,高精度、高灵敏度,的测试仪器的开发和利用。,新一代的测试仪器：,TIMS,测试精度高，,灵敏度高，用量少，,U-Pb,、,Rb-Sr,、,Sm-Nd,、,Re-Os;,MC-ICP-MS,灵敏度高，,测试时间短，,U-Pb,、,Re-Os,、,Lu-Hf;,SHRIMP,能进行高精度的微区,U-Pb,定年。,矿床直接定年技术：,石英和闪锌矿中,流体包裹体,的,Rb-Sr,定年；,直接对,硫化物,进行,Rb-Sr,定年；,直接对,矿石矿物,进行,Sm-Nd,定年；,金属矿物,的,Re-Os,同位素定年；,单矿物,的,Pb,逐步淋滤法,定年；,黄铁矿,的,Ar-Ar,定年。,石英中,流体包裹体,Rb-Sr,定年：,将成矿期的石英中的包裹的流体淋滤出来，测试,Rb-Sr,同位素组成进行定年（,Shepherd Pettke & Diamond, 1995),两种方法：,压碎淋滤法和热爆破法,，,Pettke & Diamond(1995),通过对人工合成包裹体研究后认为，压碎淋滤法的效果更好。,注意点,：,1.,石英形成期次很多,要尽量选取与成矿作用同期形成的石英,; 2.,石英中包裹体类型很多,也要尽量选取原生包裹体为主的。,石英中,流体包裹体,Rb-Sr,定年：,国内目前做的主要是宜昌地质矿产研究所（李华芹等，,1992,，,2001,）,西华山钨矿床的石英流体包裹体的定年：,闪锌矿中,流体包裹体,Rb-Sr,定年：,最早是,Nakai(1990),用此方法给,Mississippi Valley-type Deposit(,MVD,),定年成功。,随后用这种方法对这类矿床定年，又有很多成功的例子（,Nakai et al., 1993, Brannon et al., 1992, Christensen et al., 1995a, 1995b),。但对其他类型的金属矿床还很少见到成功的例子。,Pettke & Diamond(1996),对闪锌矿流体包裹体,Rb-Sr,定年的合理性做了解释。,对澳大利亚一,MVD,矿床的定年：,硫化物的直接,Rb-Sr,定年：,将挑出的硫化物单矿物直接全溶，测试其,Rb-Sr,同位素比值，进行定年；,Rb-Sr,在硫化物中主要赋存在包裹体或者矿物晶格中，其,Rb,、,Sr,含量和,Rb/Sr,比值会有变化，从而满足定年的条件；,不足：一般硫化物中,Rb,、,Sr,含量都很低,（,0.01-10ppm),给测试带来困难。,胶东玲珑金矿的,黄铁矿,Rb-Sr,定年：,黄铁矿是玲珑金矿的主要载金矿物，利用黄铁矿的,Rb-Sr,同位素组成定年可以精确的给出金矿的形成时代为,122123Ma,(,杨进辉和周新华，,2000,，,Yang & Zhou, 2001),。,Carlin,型金矿的,硫砷砣汞矿的,Rb-Sr,定年：,Tretbar et al.(2000),利用卡林型金矿中产出的硫砷砣汞矿的,Rb-Sr,同位素组成，获得了内华达,Getchell,金矿的精确成矿年龄：,39.0Ma,.,矿石矿物的,Sm-Nd,同位素定年：,相对于,Rb-Sr,同位素体系，,Sm-Nd,同位素抗扰动的能力更强，后期的热事件和变质事件对它的影响要小，更适合用于矿床，尤其对一些古老矿床进行定年。,目前用,Sm-Nd,进行定年的矿物主要有：,白钨矿、闪锌矿、黑钨矿以及萤石,。,加拿大,Sullivan Pb-Zn-Ag,矿床的,Sm-Nd,定年：,Jiang et al.(2000),利用,闪锌矿矿石的,Sm-Nd,同位素组成，获得了加拿大,Sullivan,喷流沉积型块状硫化物矿床的形成年龄，为,1451+/-46Ma,，与该矿床中矿体下盘热液蚀变电气石岩的,Sm-Nd,等时线年龄（,1470+/-59Ma),是吻合的。,白钨矿的,Sm-Nd,同位素定年：,白钨矿,，,CaWO4,，是热液金矿，特别是绿岩带金矿的一种常见的伴生矿物。,经常包含,很高的稀土和,Sr,含量,，具有高的,Sm/Nd,比值，适合于,Sm-Nd,定年。,Bell(1989,）最早用白钨矿的,Sm-Nd,同位素体系对太古代的,Abitibi,绿岩带金矿进行了定年,产出一个等时线年龄,2403+/-47Ma,。随后有很多的利用白钨矿对绿岩带金矿进行定年的例子。,超大型,Muruntau,金矿的,白钨矿,Sm-Nd,定年,Muruntau,金矿含有两类白钨矿，一类发蓝色荧光，第二类发棕色到黄色荧光（,Kempe et al., 2001),。,第一类白钨矿产出一个,Sm-Nd,等时线年龄,351+/-22Ma,被解释成一条混合线，第二类白钨矿产出,Sm-Nd,等时线年龄,279+/-18Ma,这个年龄代表了成矿年龄。,金属矿物,Re-Os,同位素定年：,Re-Os,同位素体系最近发展非常迅速，在成岩成矿作用研究中发挥着巨大的作用。,利用,Re-Os,同位素可以对金属硫化物进行直接定年，不仅能对十分古老的，而且能对十分年轻的金属矿床进行精确的成矿年龄确定。,常用的测试矿物是,辉钼矿,，由于分析灵敏度的提高，现在也能对,硫化物矿石,进行测试和定年。,两个矿床,Re-Os,定年的实例：,硫化物,Pb,逐步淋滤法,定年：,主要原理：普通铅主要赋存在硫化物晶格中，而放射成因铅主要位在矿物晶格缺陷或者空隙中，因此通过不同的酸分步淋滤，淋滤出来的铅具有不同的铅同位素比值，从而有利于构成一条,Pb-Pb,等时线,。,主要测试矿物：,黄铁矿、磁黄铁矿、电气石、磁铁矿,。,格陵兰,Isua,太古宙条带状,铁矿的,Pb,定年,黄铁矿,Ar-Ar,定年：,York,等（,1982,）利用黄铁矿的,40,Ar-,39,Ar,定年方法获得了一个太古宙矿床的形成年代。,Smith(2001),等则对产于两个火成岩中的黄铁矿单矿物进行了激光,40,Ar-,39,Ar,测定与定年，他们的研究表明，即使黄铁矿有轻微的后期蚀变，仍可获得精确的,40,Ar-,39,Ar,年龄。,主要参考文献：,石英流体包裹体,Rb-Sr,方法,：,Shepherd T.J., 1981, Nature, 290, 578-579;,Pettke T., Diamond L., 1995, GCA, v59, 4009-4027;,李华芹等，,1992,， 科学通报，,v12, 1109-1112,；,闪锌矿流体包裹体,Rb-Sr,法：,Nakai S., et al., 1990, Nature, v346, 354-357;,Nakai S., et al., 1993, GCA, v57, 417-427;,Brannon J.C., et al., 1992, Nature, v356, 509-511;,Christensen J.N., et al., 1995, Econ. Geol., v90, 877-884;,Christensen J.N., et al., 1995, GCA, v59, 5191-5197;,Pettke T., Diamond L.W., 1996, Econ. Geol., 1996, v91, 951-956;,硫化物,Rb-Sr,方法定年：,杨进辉，周新华，,2000,，科学通报，,v45(14), 1547-1552;,Yang J., Zhou X., 2001, Geology, v29, 711-714;,Tretbar D.R., et al., 2000, Geology, v28, 947-950;,矿石矿物,Sm-Nd,方法定年：,Jiang S.Y., et al., 2000, Geology, v28, 751-754;,Kent A.J.R., et al., 1995, Econ. Geol., v90, 2329-2335;,Anglin C.D., et al., 1996, Econ. Geol., v91, 1372-1382;,Darbyshire D.P.F., et al., 1996, Geology, v24, 19-22;,Eichhorn R., et al., 1997, GCA, v61, 5005-5022;,Kempe U., et al., 2001, Mineral. Deposit., v36, 379-392;,金属矿物,Re-Os,方法定年：,Mao J., et al., 1999, GCA, v63, 1815-1818;,Mao J., et al., 2002, Econ. Geol., v97, 1051-1061;,Freydier C., et al., 1997, Geology, v25, 775-778;,Suzuki k., et al., 1996, GCA, v60, 3151-3159;,硫化物逐步,Pb,淋滤方法：,Frei R., Pettke T., 1996, Geology, v24, 823-826;,Frei R., Kamber B.S., 1995, EPSL, v129, 261-268;,Frei R., et al., 1998, GCA, v62, 1925-1936;,Frei R., et al., 1999, GCA, v63, 473-488;,黄铁矿,Ar-Ar,定年：,York D., et al., 1982, Nature, v300, 52-53;,Smith P.E., et al., 2001, Geology, v29, 403-406.,