热液锆石U-Pb定年与石英脉型金矿成矿时代

第２７卷

第１期Ｖ０１．２７

Ｎｏ．１２０ｏ８年

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２００８

热液锆石Ｕ－Ｐｂ定年与石英脉型金矿

成矿时代：评述与展望

毕诗健１８’１ｂ’ｋ，李建威１ｂ’１ｃ，赵新福２

（１．中国地质大学ａ，研究生院．ｂ．地质过程与矿产资源国家重点实验室．ｃ．资源学院，武汉４３００７４

２．香港大学地球科学系，香港）

摘要：石英脉型金矿床是最重要的金矿床类型之一，对其成矿时代的精确测定却一直是一道难题。近年来同位素质谱技术的

发展使得通过含金石英脉中热液锆石的Ｕ—Ｐｂ定年来精确限定石英脉型金矿床成矿时代成为可能。但含金石英脉中的锆石组成通常较复杂，除有热液锆石外，还可能出现从围岩中捕获的岩浆锆石和变质锆石。锆石成因和组成的这种复杂性，经常导致所获得的ｕ—Ｐｂ年龄数据难以解释或缺乏明确的地质意义。因此石英脉型金矿床锆石ＵＰｂ定年的关键是有效区分从成矿流体中直接生长的热液锆石和从围岩中捕获的岩浆锆石或变质锆石。通过锆石形貌、结构、微量元素组成（含稀土元素）、矿物或流体包裹体特征等的系统分析和综合研究，可以较好地区分含金石英脉中的不同成因锆石。在此基础上利用先进的ＳＨＲＩＭＰ或ＬＡ—ＩｃＰ－ＭＳ锆石Ｕ—Ｐｂ分析技术对石英脉中的热液锆石进行微区原位定年，可以获得石英脉型金矿床可靠的成矿年龄。关键词：热液锆石；石英脉型金矿床；Ｕ—Ｐｂ定年；成矿年代中图分类号：Ｐ６１８．５１文献标识码：Ａ

文章编号：１０００一７８４９（２００８）０１一００６９一０８

１

问题的提出

这类矿床受构造控制明显，产出环境复杂多样（如造山带环境、太古宙绿岩一花岗岩地体、各种时代的中

成矿年代学是矿床学研究的重要内容。精确可酸性侵入岩体等），对其形成时代的确定是正确分析靠的成矿年龄对于阐明构造一岩浆一流体一成矿之其矿床成因的重要途经口］。石英脉型金矿的围岩蚀间的成因联系、恢复和构建区域成矿系统、全面理解变一般较弱，要从中挑选出适合于常规词位素定年区域大规模成矿并指导矿产勘查等都具有重要的理方法的矿物并不容易，因此早期一般利用矿体与围论和实践意义。但另一方面，成矿年龄的精确测定岩或空间上与金矿化有关的地质体（如地层、岩体是一件难度较大的工作，主要原因在于：①许多矿床等）的相互关系来间接确定成矿时代。由于赋矿岩缺乏适合于传统同位素定年方法的矿物；②成矿后石或矿体的围岩与矿床之间并不一定存在成因上的的构造热事件有可能导致蚀变矿物或矿石矿物中同联系，矿床的形成可能要远远晚于赋矿地质体或围位素体系的扰动，使放射成因同位素部分或全部丢岩，因此利用前者的年龄来间接推断成矿时代很可失，此时获得的同位素年龄将比实际的成矿年龄年能得出错误认识∽Ｊ。如最新研究表明，胶东地区的轻很多；③在利用等时线年龄法定年时（如Ｓｍ—Ｎｄ金成矿作用集中发生于（１２０±５）ＭａＬ４弓］，与赋矿岩等时线年龄），由于初始同位素组成的均一化程度不体或矿体围岩之间存在数百万年至数千万年甚至更够及同位素母体或（和）子体同位素的分馏程度较大的时差。显然，要准确限定石英脉型金矿床的成低，难以获得可靠的等时线年龄；④某些元素在矿物矿时代，需要直接测定与金矿成矿有关的热液蚀变中的含量非常低，现有仪器灵敏度和实验室条件（本矿物或矿石矿物的同位素年龄［４巧］。

底）难以精确测定样品中这些元素的同位素组成。石英脉型金矿床的含金石英脉中含有丰富的流这些困难使得要精确测定各类矿床的形成年龄并不体包裹体，其中通常含有一定量的Ｋ、Ａｒ和Ｒｂ、Ｓｒ，容易，即使在一些研究程度较高的地区，对于某些矿因此可以通过流体包裹体的４。Ａｒ一３９Ａｒ和Ｒｂ—Ｓｒ定床的成矿时代仍然难以达成一致的认识［１］。

年来提供成矿时代方面的信息。Ｓｈｅｐｈｅｒｄ等邙３首石英脉型金矿床是最重要的金矿床类型之一。

次成功获得ＣａｒｒｏｃｋＦｅｌｌ石英脉型钨矿床中石英流

收稿日期：２００７一０８—１７编辑：禹华珍

，

基金项目：国家自然科学基金创新群体基金（４０５２１００１）；中国地质大学研究生学术探索和创新基金（ｃｕＧＹｊｓ０７１５）；地学类研究生创新

中心项目（Ｃ—０６１１）

作者简介：毕诗健（１９８２一），男，现正攻读矿产普查与勘探专业硕士学位，主要从事矿床学研究。

７０

地质科技情报

体包裹体的Ｒｂ—Ｓｒ等时线年龄［（３９２±５）Ｍａ］，在误差范围内与同一石英脉中自云母的Ｋ—Ａｒ年龄［（３８７±６）Ｍａ］一致‘”。２０世纪８０年代以来，我国学者对胶东、辽东、粤西等地的石英脉型金矿床开展了流体包裹体的Ｒｂ—Ｓｒ等时线定年，获得了一大批Ｒｂ—Ｓｒ等时线年龄，其中一部分年龄与其他同位素定年方法获得的年龄（如４０Ａｒ一３９Ａｒ、Ｕ—Ｐｂ等）基本一致，可以比较可靠地解释为成矿时代［８１…。但中高温条件下Ｒｂ—Ｓｒ同位素体系的开放行为及寄主矿物中多期流体包裹体的存在使流体包裹体Ｒｂ—ｓｒ等时线定年在成矿年代学研究中的应用受到质疑［１¨。另外，Ｐｅｔｔｋｅ等［１扣发现在Ｒｂ～Ｓｒ同位素方法的元素提取过程中，流体包裹体的Ｒｂ、Ｓｒ会不同程度地吸附于寄主矿物表面，导致Ｎ（８７Ｒｂ）／Ｎ（８６Ｓｒ）偏低并影响定年结果。与此同时，石英流体包裹体的４０Ａｒ一３９Ａｒ定年也得到广泛的应用。Ｋｅｌｌｅｙ等［１胡最先报道利用真空击碎技术进行石英流体包裹体的

４０Ａｒ

３９Ａｒ同位素分析，进而获得样品的４０Ａｒ一３９Ａｒ坪

年龄和等时线年龄。但流体包裹体中过剩Ａｒ的存在、放射成因Ａｒ的丢失以及石英中含Ｋ矿物的存在，都可能导致所获得的４０Ａｒ一３９Ａｒ年龄可信度不高并偏离真实的成矿年龄［１“。

近十几年来陆续有关于石英脉型金矿床中发现热液锆石的报道［１争”］，为利用Ｕ—Ｐｂ定年直接限定石英脉型金矿床的成矿时代提供了可能。但由于缺乏热液锆石形貌、内部结构及地球化学组成等方面的系统研究，对这些锆石的热液成因一直存在争议Ｌｌ“１８＿１９］。为此，笔者拟总结热液锆石与其他成因锆石的特征差异，并对利用热液锆石Ｕ—Ｐｂ定年确定石英脉型金矿床成矿时代的适用性进行评述。

热液锆石及主要特征

２．１热液锆石形成机制

锆石是沉积岩、变质岩和中酸性岩浆岩中一种常见的副矿物，其Ｕ—Ｐｂ年龄对于研究沉积物源区与岩相古地理、区域变质作用与变质历史、大规模岩浆活动时间与地壳增生过程等重大地质问题具有举足轻重的作用。过去十几年来的研究表明［２０。２５］，锆石可以直接从中低温热液流体中生长结晶，锆石的热液成因及Ｕ—Ｐｂ定年也因此成为近年的研究热点。如Ｃｌａｏｕｅ—Ｌｏｎｇ等口钥及Ｋｅｒｒｉｃｈ【１６］通过对加拿大Ａｂｉｔｉｂｉ绿岩带金矿床石英脉中锆石的研究，提出这些锆石是在２６０～３８０℃、约２００ＭＰａ的条件下与石英、自然金等热液矿物近于同时结１晶形成的。Ｄｅｍｐｓｔｅｒ等心胡在苏格兰高地板岩中发现了颗粒细小（＜１０扯ｍ）、无环带结构的新生锆石，认为它们是

在绿片岩相变质条件（＜３５０℃）下从变质流体中结

晶形成的。最近的一项研究发现［ｚ引，波兰Ｓｕｄｅｔｉｃ蛇绿岩的蛇纹石化过程中有大量热液锆石形成，这些锆石形成于２７０～３００℃及１００ＭＰａ的温压条件。Ｈｏｓｋｉｎ［２副将热液锆石的形成机制归纳为：①从围岩中捕获的锆石（岩浆锆石或变质锆石）在热流体中发生溶解后再次结晶（ｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎ＿ｒｅｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ），形成新生锆石［２７１；②低温条件（１２０～２００℃）下，因放射性衰变而遭受晶体结构损伤的锆石与流体发生离子交换，导致晶体结构的恢复（ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ

ｒｅｃｏｖｅｒ—

ｙ）［２８１；③中低温条件下流体中的ＺｒＳｉ０。因饱和而直

接沉淀结晶［２５Ｉ。实验研究表明［２…，流体中广泛存在

的Ｆ一和ｃｌ一是Ｚｒ的重要载体，磷酸根、硫酸根和碳酸

根离子也可以和Ｚｒ形成配位体，使热液体系中Ｚｒ的活动性增强，为热液锆石的形成提供重要条件。２．２热液锆石的鉴别特征

２．２．１

锆石形态和内部结构热液锆石形成于中

低温热液条件，其结晶温度与岩浆锆石、变质变形程度与变质锆石相比明显偏低、偏弱，因而可能具有不同的结晶习性和形貌结构特征［１’２引。岩浆锆石通常为半自形到自形，一般具特征的岩浆振荡环带。变质锆石因变质条件的不同，其外部形态为它形到非常自形，内部结构主要包括无分带、弱分带、扇形分带、斑杂状分带和流动状分带等复杂结构类型。李惠民等口叩利用光学显微镜及扫描电镜对大量锆石的观察表明，热液锆石与从围岩中捕获的岩浆锆石及变质锆石在形态特征方面存在较大差异，如热液锆石较为自形、磨圆度较差，而从围岩中捕获的锆石在热流体搬运过程会被部分溶蚀，导致自形程度降低。借助阴极发光（ＣＬ）和背散射（ＢＳＥ）图像还可以进一步识别同一颗粒中不同成因的锆石域，岩浆

锆石的ＣＬ图像中锆石的异常亮色边可能是热液改

造的结果［３１Ｉ。但对新疆天格尔地区糜棱岩化花岗岩中锆石的ＣＬ观察却发现ｕ２Ｉ，岩浆锆石的热液增生边不具有阴极发光特征。类似地，澳大利亚Ｂｏｇ—

ｇｙ

Ｐｌａｉｎ岩体中岩浆锆石的热液增生边也不具阴极

发光特征乜引。ＭｃＮａｕｇｈｔｏｎ等［３３］认为，热液锆石

具有与人工合成岩浆锆石较为一致的形态学特征。其他一些人则认为热液锆石具有多晶面特征，其环带一非环带晶体都被认为是热液成因口９。。因此单凭

形貌和结构特征还难以将热液锆石与岩浆锆石或变

质锆石区分开来［Ｉ

９’３

４｜。

２．２．２普通铅含量ｗａｔｓｏｎ等口朝对人工合成锆

石的实验研究表明，中低温热液条件下生长的锆石，铅的相容性显著增强（Ｐｂ的锆石一流体分配系数高达４．２，而锆石一熔体分配系数仅为ｏ．００１），因此认为中低温流体中形成的锆石通常会富集普通铅。但

第１期毕诗健等：热液锆石ｕ—Ｐｂ定年与石英脉型金矿床成矿时代：评述与展望

Ｐｅｔｔｋｅ等∞６０的研究却表明，Ｐｂ的锆石一流体分配岩中叫（Ｐｂ）低，为４．２×１０叫～７．７×１０，而含金

系数一般不会高于ｏ．００１，因此热液锆石中不一定石英脉中训（Ｐｂ）高，为２２．７×１０＿６（８个样品的平富集普通铅，除非流体中Ｐｂ的浓度非常高。最近均值），且在中低温含金流体中常有方铅矿的沉淀结的一些研究似乎支持Ｗａｔｓｏｎ等口朝的观点，如胶东晶，表明流体中Ｐｂ的浓度很高，因此含金石英脉中乳山金矿床含金石英脉中热液锆石口７１的普通铅含锆石的普通铅质量分数也较高。对青龙山榴辉岩中量比捕获的围岩锆石明显要高（表１）。类似的发现高压变质新生锆石的研究表明口８Ｉ，其普通铅质量分也见于粤西河台金矿床含金石英脉［３７１中，其热液锆数较低，仅为ｏ～３．１２％。根据已有的资料，我们认石和捕获锆石的普通铅质量分数分别为ｏ．６５％～为锆石的普通铅质量分数可以作为区分热液锆石与２．２７％和＜ｏ．７３％（表１）。进一步分析发现［３７【，围

岩浆锆石、变质锆石的依据之一。

表ｌ胶东乳山、粤西河台金矿床含金石英脉和矿体围岩及青龙山榴辉岩中锆石的普通铅含量

Ｔａｂｌｅ１

ＣｏｍｍｏｎＰｂｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆｚｉｒｃｏｎｓｆｒｏｍａｕｒｉｆｅｒｏｕｓ

ｑｕａｒｔｚ

ｖｅｉｎｓａｎｄｗａｌｌ—ｒｏｃｋｓｉｎｔｈｅＲｕｓｈａｎ，

Ｈｅｔａｉｄｅｐｏｓｉｔｓａｎｄ

Ｑｉｎｇｌｏｎｇｓｈａｎｅｃｌｏｇｉｔｅｓ

青龙山榴辉岩［３８］变质锆石（０２ＱＬ２）

１．３５１．１１２．２３３．１２ｏ．８３ｏ．７０ｏ．５０ｏ．ｏｏ２．３８２．９７

２．２．３微量元素特征不同成因的锆石其微量元高的条件下，Ｃｅ３＋才被氧化成Ｃｅ”，并进入锆石矿素组成可能存在较大差异∽９。４。ｊ，这对于正确认识锆物晶格中形成Ｃｅ正异常（Ｃｅ４＋与Ｚｒ４＋的离子半径石成因具有重要意义［４１｜。Ｈａｎｃｈａｒ等［４２３提出，稀土分别为ｏ．０９７，ｏ．０８４ｎｍ，二者具有相同的离子电元素（ＲＥＥ）的含量和配分模式可以指示锆石的生长价）。因此，锆石中Ｃｅ异常的出现与否及其强弱程环境及熔体或流体的化学组成。对澳大利亚Ｂｏｇｇｙ度与锆石结晶时流体（熔体）的氧化还原条件相关。Ｐｌａｉｎ岩体中锆石微量元素的研究发现［２６｜，与岩浆研究还发现∞６｜，锆石中的微量元素如Ｚｒ、Ｙ、Ｎｂ、锆石相比，热液锆石具有较高的Ｗ、Ａｕ、Ｍｏ含量，Ｔａ、Ｈｆ等在不同成因锆石中表现出明显的差异性其稀土元素特征具有ＲＥＥ总量高、ＬＲＥＥ相对富（图３），相比于岩浆锆石，热液锆石中Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔａ等集、呈现弱的Ｃｅ正异常等特征（图１一Ａ）。对埃及

高场强元素（在流体作用过程中表现为相对不活动Ｇａｂｅｌ

Ｈａｍｒａｄｏｍ地区的花岗岩及加拿大Ａｃａｓｔａ

的元素）含量高。

花岗质脉岩中岩浆锆石热液生长边的研究也得出了总之，热液锆石与岩浆锆石、变质锆石的稀土元同样的结论［４３。“］，热液锆石的ＲＥＥ配分特征显示出素（图１，２）和微量元素（图３）组成可能具有较明显相似性并与未蚀变的岩浆锆石有明显区别（图１一Ｂ，的差异，可以作为区分不同成因锆石的依据之一。Ｃ）。变质锆石的微量元素特征会因变质改造条件但目前对造成这种差异的原因还不太清楚，推测可的不同而产生差异。如麻粒岩相变质锆石一般具有能与热液流体的来源、物质组成及物理化学性质有重稀土元素相对亏损和明显Ｅｕ负异常的特征（图关‘４

７｜。

１＿Ｄ）－５］；榴辉岩相变质锆石表现为重稀土元素相对２．２．４矿物和流体包裹体

不同条件下形成的锆

亏损，无明显Ｅｕ负异常（图１一Ｅ）［４明；角闪岩相变质石具有特定的矿物或（和）流体包裹体组成，因此锆增生锆石具有重稀土元素相对富集和Ｅｕ负异常明石中包裹体的研究对于锆石的成因和形成环境有很显的特征，与热液锆石存在明显差别。Ｈｏｓｋｉｎ好的指示意义Ｈ８。４９Ｉ。典型热液矿物（如电气石、黄铁等‘２６１还发现，热液锆石与岩浆锆石可以在［叫（Ｓｍ）／矿、绢云母等）中的包裹体与丰富的低盐度Ｈ。０一叫（Ｌａ）］Ｎ一叫（Ｌａ）、［训（Ｃｅ）／伽（Ｃｅ＋）Ｊ一［叫（Ｓｍ）／ＣＯ。流体包裹体，可说明锆石是在热流体环境中沉叫（Ｉ。ａ）］Ｎ图解（图２）上很好地区分开。

淀结晶的。相反，岩浆锆石由于结晶温度较高，其中

对澳大利亚Ｍ０１ｅ花岗岩的研究却得出了相反通常不会出现热液矿物包裹体和流体包裹体，但却

的结论口６Ｉ，即热液锆石具有比岩浆锆石低得多的可能包含高温岩浆矿物（如金红石、磷灰石等）［５阳与ＲＥＥ总量、重稀土元素相对富集、较强的Ｃｅ正异常熔体包裹体。变质锆石中则常会出现各种变质矿物等特征（图１一Ｆ）。然而，Ｐｅｔｔｋｅ等口６３将℃ｅ含量或（如石榴石、绿辉石等）包裹体［３８］。Ｃｌａｏｕｅ—ＬｏｎｇＣｅ异常作为区分热液锆石与岩浆锆石的标志这种等［１５３发现加拿大Ａｂｉｔｉｂｉ绿岩带金矿床含金石英脉

认识可能存在一定的片面性，因为只有在氧逸度较

中的锆石含有自然金颗粒和大量原生流体包裹体，

７２

地质科技情报

２００８年

图１热液、岩浆及变质成因锆石的ＲＥＥ球粒陨石标准配分模式图（球粒陨石标准化数据引自文献［５１］）

Ｆｉｇ．１

Ｃｈｏｎｄｒｉｔｅ—ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄＲＥＥｐａｔｔｅｒｎｓｏｆｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌ，ｍａｇｍａｔｉｃａｎｄｍｅｔａｍｏｒｐｈｉｃｚｉｒｃｏｎｓ

三

时

一

Ｘ

吕∞

主

≥

ｗ（Ｌａ）／１０呻［ｗ（ｓｍ）／ｗ（Ｌａ）］”

图２不同成因锆石［训（Ｓｍ）／训（Ｌａ）］。一训（Ｌａ）（Ａ）及ｄ（Ｃｅ）

Ｆ培．２

［侧（Ｓｍ）／硼（Ｌａ）］Ｎ（Ｂ）相关图解‘２６］

Ｄｉｓｃｒｉｍｉｎａｔｉｏｎｆｏｒｍａｇｍａｔｉｃａｎｄｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌｚｉｒｃｏｎｓ

认为锆石、石英与金等热液矿物是在２６０～３８０℃、

２００

并与低盐度Ｈ：◇ＣＯ：流体包裹体及富Ｃｏ。包裹体共存，充分表明这些锆石是直接从成矿流体中沉淀

的。我国粤西河台金矿床含金石英脉中的锆石也广泛存在硫化物包裹体跚］。Ｈｕ等‘”３在胶东乳山金矿

ＭＰａ的环境下同时形成的。Ｋｅｒ订ｃｈ［１６１对同一

金矿区的研究发现，石英脉中的锆石包含石英、电气石、白钨矿、黄铁矿、自然金等典型热液矿物包裹体，

第１期毕诗健等：热液锆石ｕ—Ｐｂ定年与石英脉型金矿床成矿时代：评述与展望

床含金石英脉体中锆石边一核部发现原生流体包裹体，其激光拉曼图谱中出现明显的液相ＣＯ。和Ｈ：Ｏ峰值，说明锆石在其生长过程中处于富Ｃｏ。一Ｈ。Ｏ流体的环境。笔者最近对山东范家埠石英脉型金矿床中的锆石进行了详细的显微镜下观察，发现其中存在较丰富的原生流体包裹体（图４）。但对流体包裹体的成分仍需进一步研究，具体可采用激光拉曼光谱、激光剥蚀等离子质谱等方法¨２。５朝进行定性与定量分析。

另外，由于①Ｈｆ与Ｚｒ的地球化学性质相同，较容易置换Ｚｒ而进入锆石晶格中；②Ｌｕ—Ｈｆ同位素在锆石中的封闭性很好，即使锆石的Ｕ—Ｐｂ体系发生了扰动、丢失，Ｈｆ同位素体系仍能保持相对封闭［３９’５４］，因此锆石的Ｌｕ—Ｈｆ同位素组成有可能用来区分不同成因的锆石［５５Ｉ。近年来激光技术和现代

ｗ（ｚｒｕ２）／ｗ【Ｙ２ｕ３）

质谱技术的快速发展使单颗粒锆石（主要是岩浆锆石）原位微区Ｌｕ—Ｈｆ同位素测定在岩石学中得到了广泛的应用，但目前尚未开展热液锆石的Ｌｕ—Ｈｆ同位素研究。由于成矿热流体通常具有多来源的特点（岩浆流体、变质流体、大气降水），其Ｈｆ同位素组成应该具有多来源特征。因此，热液锆石与岩浆锆

图３不同成因锆石的叫（Ｈｆ０。）／训（Ｙ：０。）、叫（Ｔａ）／叫（Ｎｂ）一叫（Ｚｒ０２）／叫（Ｙ２０３）（Ａ，Ｂ）图解［３６］

Ｆｉｇ．３

Ｄｉｓｃｒｉｍｉｎａｔｉｏｎｐｌｏｔｓｆ。ｒｍａｇｍａｔｉｃａｎｄｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌｚｉｒｃｏｎｓｆｒｏｍｔｈｅＭｏｌｅＧｒａｎｉｔｅ

１．早期岩浆锆石；２．晚期岩浆锆石；３．热液锆石

图４

山东范家埠石英脉型金矿床热液锆石中的流体包裹体

Ｆａｎｊｉａｂｕ

ｇｏｌｄｄｅｐｏｓｉｔｉｎＳｈａｎｄｏｎｇＰｒｏｖｉｎｃｅ

１．早期岩浆锆石；２．晚期岩浆锆石；３．热液锆石

Ｆ嗜．４Ｆｌｕ．ｄｉｎｃｌｕｓｉｏｎｓｉｎｔｈｅｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａＩｚｉｒｃｏｎｓｆｒｏｍａｕｒｉｆｅｒｏｕｓｑｕａｒｔｚｖｅｉｎｉｎ

石的Ｌｕ—Ｈｆ同位素组成可能存在较大差异，利用Ｉ，ｕ—Ｈｆ同位素进行锆石的成因分析应该成为今后锆石研究的重要内容之一。３

年龄十分相近，如吉林夹皮沟金矿床石英脉中热液锆石［（２４６９±３３）Ｍａ］与围岩钾长花岗岩［（２

５０５

±１４）Ｍａ］年龄近于一致，是否为真正的热液锆石值得怀疑。李俊建等口６１也对该金矿床石英脉中的锆石进行了Ｕ—Ｐｂ同位素稀释法年龄的测定，认为金矿床的成矿年龄为（２４７５±１９）～（２

４６９±３３）

石英脉型金矿床中热液锆石的

Ｕ—Ｐｂ定年

对石英脉中的热液锆石进行原位微区Ｕ—Ｐｂ定

Ｍａ。而罗镇宽等口列却获得蚀变绢云母的４０Ａｒ一３９Ａｒ等时线年龄为（２０３．９±Ｏ．５）Ｍａ，与矿体密切相关脉岩的Ｕ—Ｐｂ年龄为２４１～２１８Ｍａ，因而对李俊建等［５６３获得的成矿年龄提出了质疑。齐金忠等口８３利

用ＳＨＲＩＭＰ技术测定了甘肃阳山微细浸染型金矿

年，有可能获得石英脉型金矿床可靠的成矿年龄［１５。１７｜。但其锆石成因的多样性可能会使锆石Ｕ—Ｐｂ定年结果变得十分复杂和难以解释。罗镇宽等［１４３指出，有些石英脉中“热液锆石”的年龄与围岩

地喷科技情报

床石英细脉（ＹＭ和ＡＢ）及含明金石英脉（ＳＧ）中锆石的Ｕ—Ｐｂ年龄，其中ＹＭ和ＡＢ脉中２６颗锆石给出了３组年龄：２００．９～１９５．４Ｍａ（锆石颗粒数Ｎ一

３），１３７．Ｏ～１２１．４Ｍａ（Ｎ一１１），５５．３～４８．１Ｍａ（Ｎ

—１２），ＳＧ脉中２２颗锆石的年龄则集中于２

４５５，

９８１，８０３

Ｍａ。据此，齐金忠等［５８１认为金矿床石英脉

中的锆石是热液活动期间捕获的新太古代一新元古代结晶基底、侏罗纪花岗斑岩∞９。，白垩一始新世隐伏岩体中的锆石，而不是真正的热液锆石。类似地，李文良等［６叫获得甘肃寨上金矿床含金石英脉的４组ＳＨＲＩＭＰ锆石Ｕ—Ｐｂ年龄：２０００～１

８００，１ｏＯＯ

～８００，５００～４００，３００Ｍａ左右，均远远大于由其他

方法（如蚀变绢云母的４０Ａｒ－３９Ａｒ年龄约为１３０～１２５Ｍａ［６归）所获得的成矿年龄，因此认为金矿床含金石英脉中的锆石均捕获于围岩。

但也有不少成功的研究实例。如Ｃｌａｏｕｅ—Ｌｏｎｇ等［１钼对加拿大Ａｂｉｔｉｂｉ绿岩带含金石英脉中的热液锆石进行了ＳＨＲＩＭＰＵ—Ｐｂ定年，测得含金石英脉的形成年龄为２

６８０

Ｍａ，晚于含矿岩体侵位时代２０

Ｍａ左右，并与区域退变质峰期事件相一致。胡小蝶等［６胡获得河北小营盘金矿床含金石英脉中锆石的Ｕ—Ｐｂ年龄为（１８２６±３１）～（１８００±１４）Ｍａ，该

年龄明显晚于矿床围岩——太古宇桑干群杂岩的锆

石Ｕ—Ｐｂ年龄（约２

４００

Ｍａ），并与该区１

８００

Ｍａ左

右发生的退变质及金活化成矿事件吻合，因而被认为是可靠的成矿年龄。Ｎｅｓｂｉｔｔ等邙３１对伊比利亚东部黄铁矿带中典型块状硫化物矿床石英脉中的锆石进行ＳＨＲＩＭＰＵ—Ｐｂ定年，获得的成矿年龄为（３４５．７±４．６）Ｍａ，支持该区成矿作用与泥盆一石炭纪之交的火山一沉积作用同时的观点［６４Ｉ。Ｈｕ等［１７１利用ＳＨＲＩＭＰ技术测得胶东乳山金矿床含金石英脉中热液锆石的Ｕ—Ｐｂ年龄为（１１７±３）Ｍａ，比赋矿岩体昆嵛山二长花岗岩的侵位年龄晚约４０Ｍａ，但与胶东地区大量高精度成矿年龄［（１２０±５）Ｍａ］Ｈ。５１相一致。粤西河台金矿床含金石英脉中锆石的ＳＨＲＩＭＰＵ—Ｐｂ年龄为（１５２．５±３．１）Ｍａ［３７］，晚于赋矿围岩的年龄［（２３９．６±３．９）Ｍａ］，但与河台金矿蚀变绢云母３９Ａｒ一４０

Ａｒ年龄［（１４１±６）

Ｍａ］邸５１比较接近。

上述分析表明，由于含金石英脉中锆石的来源通常较复杂，对这些锆石进行Ｕ—Ｐｂ定年有时难以获得有明确地质意义的年龄数据；但只要通过详细、系统的锆石成因研究（锆石形貌结构观察、微量元素和稀土元素分析、矿物和流体包裹体研究等），仍然有可能识别出与含金石英脉同时形成的热液锆石，其Ｕ—Ｐｂ年龄可以被可靠地解释为金矿床的成矿年龄。石英脉型金矿床锆石Ｕ—Ｐｂ定年的关键是如何

将从成矿流体中生长的热液锆石与从围岩中捕获的岩浆锆石和变质锆石区分开来。

４结语

锆石可以从中低温成矿流体中直接生长，对含金石英脉中的热液锆石进行微区、原位Ｕ—Ｐｂ定年

是精确限定石英脉型金矿床成矿时代的重要途径之

一。但含金石英脉中锆石的成因类型通常较复杂，除热液锆石外，还经常出现从围岩中捕获的岩浆锆石或变质锆石。锆石组成的复杂性很可能导致所获得的Ｕ—Ｐｂ年龄无法解释或缺乏明确的地质意义。

因此，石英脉型金矿床锆石Ｕ—Ｐｂ年代学研究的关

键是将热液锆石与捕获锆石有效地区分开来。对锆石的形貌、结构、微量元素组成（包括普通铅的含量）、稀土元素配分模式、矿物或流体包裹体特征等进行系统研究及综合分析，可以较好地识别热液锆石。但这方面的工作还需要进一步深化和拓宽，如开展锆石的Ｌｕ—Ｈｆ同位素分析。利用先进的ＳＨＲＩＭＰ或ＬＡ—ＩＣＰ—ＭＳＵ—Ｐｂ定年技术对热液锆

石进行原位、微区同位素定年，有可能获得精确的成

矿年龄。在可能的情况下，石英脉型锆石Ｕ—Ｐｂ定年结果需要与其他同位素年龄（如蚀变矿物的４０Ａｒ一３９Ａｒ年龄、含矿岩体的Ｕ—Ｐｂ年龄等）及野外地质关系进行对比，以提高将其解释为成矿年龄的可靠性。参考文献：

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热液锆石U-Pb定年与石英脉型金矿成矿时代:评述与展望

作者：作者单位：

毕诗健， 李建威， 赵新福， BI Shi-jian， LI Jian-wei， ZHAO Xin-fu

毕诗健,BI Shi-jian(中国地质大学,研究生院,武汉,430074;中国地质大学,地质过程与矿产资源国家重点实验室,武汉,430074;中国地质大学,资源学院,武汉,430074)， 李建威,LIJian-wei(中国地质大学,地质过程与矿产资源国家重点实验室,武汉,430074;中国地质大学,资源学院,武汉,430074)， 赵新福,ZHAO Xin-fu(香港大学地球科学系,香港)地质科技情报

GEOLOGICAL SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION2008,27(1)7次

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