沥青Re-Os同位素方法研究以及在四川赤普铅锌矿年代学中初步应用

The research on Re-Os isotope in organic-rich samples has become a new hot spot within the isotope geochemistry field because of the organometallic nature of the elements. Re and Os can be enriched in bitumen, and the closure of Re-Os isotope system in bitumen is well. Re-Os can be used to date the bitumen formation and trace the source of hydrocarbon. The main purpose of this study is to establish the Re-Os isotope measurement method of bitumen samples, including optimizing conditions of bitumen sample digestion and measurement via thermal ionization mass spectrometry. Based on this method and combined with the parameters of bitumen such as maturity, characterize the bitumen being suitable for Re-Os isotopic research.The dating of Pb-Zn deposits has been a big geological problem. Without the chronology evidence supporting, it is difficult to further discuss the ore-forming mechanism and the metallogenic dynamic setting of Chipu Pb-Zn deposit, Sichuan Province. The organic matter may be the formation of the ancient reservoir involved in the mineralization, and the bitumen is closely related to mineralization. This study proposal to collect systematically the bitumen samples from Chipu Pb-Zn deposit, observe the relationship between bitumen and sulfides with the microscope, and determine the Re-Os age of the bitumen. With these chronology evidence, this study will constrain the metallogenic epoch and the genetic model of Chipu Pb-Zn deposit, and also provide references for the oil and gas exploration in South West China.

Re-Os在富有机质地质样品中的应用是近年来国际上研究的热点，沥青由大量有机质组成，对Re、Os具有一定的富集能力，并且沥青样品中Re-Os封闭性较好，因此采用Re-Os同位素能够厘定沥青形成时代以及示踪物质来源。本申请拟通过优化沥青样品的溶样条件和热表面电离质谱测量条件，建立和完善沥青样品的Re-Os同位素分析测试方法。以该方法为基础，结合成熟度等其它参数，研究适合Re-Os同位素测定的沥青样品规律。铅锌矿年代学问题一直是地学研究中一大难题，四川赤普铅锌矿由于缺少年代学证据，很难对成矿机制以及成矿动力学背景进行深入讨论。赤普铅锌矿中有机质可能以古油气藏的形式参与了成矿作用，因此沥青与成矿关系十分密切。本申请拟对赤普铅锌矿中沥青样品系统采集，并利用Re-Os同位素对沥青进行年龄厘定，从而对赤普铅锌矿的成矿时代进行约束，为矿床成因模式提供重要制约，同时也为我国西南地区油气勘查提供参考依据。

铅锌矿年代学问题一直是地质学研究中一大难题，四川赤普铅锌矿由于缺少年代学证据，很难对成矿机制以及成矿动力学背景进行深入讨论。赤普铅锌矿中有机质可能以古油气藏的形式参与了成矿作用，因此沥青与成矿关系十分密切。本研究通过优化沥青样品的溶样条件和热表面电离质谱测量条件，建立和完善沥青样品的Re-Os同位素分析测试方法。并以该方法为基础，结合对赤普铅锌矿中沥青样品系统采集，并利用Re-Os同位素对沥青、黄铁矿、闪锌矿、方铅矿样品进行年龄厘定，从而对赤普铅锌矿的成矿时代进行约束，为矿床成因模式提供了重要参考依据。结果显示，围岩地层中晶洞充填团块状沥青、细脉状沥青、石英脉中球状沥青以及与方铅矿、闪锌矿共生的浸染状沥青为同时形成，获得了Re-Os等时线年龄为289.9±8.5Ma，初始187Os/188Os=1.442±0.076，表明了沥青来源于地层。黄铁矿主要分为细粒块状结构和自形粗粒结构，细粒状黄铁矿与方铅矿、闪锌矿紧密共生，其Re-Os等时线年龄为282.8±3.5Ma，自形黄铁矿主要以团块状产于重晶石脉中，其Re-Os模式年龄为274.4-255.3Ma。细粒的方铅矿和晶型较好的粗粒方铅矿获得了277.1±3.4 Ma的Re-Os等时线年龄，在误差范围内与细粒黄铁矿一致，但是略显稍晚，0.52±0.39的Os同位素初始比值表明成矿流体包含地幔的信息；一些细脉状方铅矿得到了Re-Os模式年龄为254.3-245.0Ma。闪锌矿样品同样分为两期，一期Re-Os等时线年龄为296±13Ma，另外一期Re-Os模式年龄为265-247Ma。由此可见，赤普铅锌矿成矿主要分为两期，早期为早二叠世，晚期为晚二叠世。本文采用Re-Os同位素成功实现了对闪锌矿、方铅矿进行直接定年，拓展了Re-Os同位素研究的应用领域，同时也证实了沥青、黄铁矿Re-Os定年方法的可靠性。以同位素年代学为基础，为赤普铅锌矿床中有机质与成矿紧密关系提供了证据，同时从成矿动力学及成矿热力学方面探讨了赤普铅锌矿床成因与峨眉地幔柱的紧密关系，为解决中国川滇黔铅锌矿集区与峨眉地幔柱的关系问题提供了年代学依据，充分表明了Re-Os同位素在铅锌矿年代学研究中能够发挥重要作用。