El estudio de la cronología de la mineralización de isótopos es el vínculo entre la mineralización y la evolución de los eventos geotérmicos, pero también es una tarea técnicamente difícil. Con la introducción del espectrómetro de masas con sonda de iones internacionalmente avanzado (espectrómetro de masas con sonda de iones secundarios SHRIMPⅱ de alta sensibilidad y alta resolución) en el Laboratorio Abierto de Isótopos del Ministerio de Tierras y Recursos, se estableció el método de medición de isótopos SHRIMPⅱ. Se midió la edad del circón en las rocas, pero también puede proporcionar una base importante para el estudio de la mineralización. Entre ellos, la tecnología de datación SHRIMPⅱⅱ puede obtener resultados precisos de datación U-Pb de pequeñas áreas de circón (o monacita) de hasta 25 μm en 15 minutos. Porque el circón existente en minerales o ganga puede tener diferentes orígenes en diferentes partes. Por lo tanto, estudiar la estructura, origen y composición del circón y aclarar la formación y la historia de acreción del circón son esenciales para determinar con precisión la serie cronológica de eventos térmicos relacionados con la mineralización, especialmente para determinar la acreción o la acreción recién conservada en eventos térmicos de mineralización posteriores. En la era de la mineralización marginal (Williams, 1998), es de gran importancia estudiar la mineralización.
En los últimos años, muchos laboratorios han comenzado a utilizar la tecnología LA-ICP-MS para determinar la edad isotópica del circón. El laboratorio MC-ICP-MS del Instituto de Recursos Minerales de la Academia China de Ciencias Geológicas también está equipado con los sistemas de ablación láser Finnegan Neptune MC-ICP-MS y Newwave UP213. Durante la implementación del proyecto de evaluación potencial, el equipo del proyecto "Investigación sobre especies minerales importantes a nivel nacional y leyes de mineralización regional" no solo realizó una datación sistemática de circones en rocas magmáticas en las áreas de granito del sur de China, sino que también realizó una datación sistemática de circones en Se realizaron dataciones de estratos minerales en áreas de roca sedimentaria para obtener información sobre el entorno de mineralización y la historia de la evolución estructural del depósito. Un ejemplo típico es la mina de bauxita de Dazhuyuan en Guizhou.
Se analizaron 87 puntos de prueba para la muestra WDK322 de la capa de bauxita de Dazhuyuan y se obtuvieron 84 edades armoniosas (Figura 1-26). En el experimento, el diámetro del haz puntual de ablación con láser fue de 25 μm, la frecuencia fue de 10 Hz, la densidad de energía fue de 2,5 J/cm2 y el gas portador fue he. El programa Isoplot 3.0 completó el gráfico de armonización de la edad del circón y el error de los datos de prueba fue 1σ. Para circones jóvenes (< 800 Ma) se utiliza la edad 206Pb/238U, mientras que para circones más antiguos (> 800 Ma) se utiliza la edad 207Pb/206Pb. Para obtener detalles sobre el proceso de prueba experimental, consulte Hou et al (2009). El tamaño de las partículas de circón varía de 80 a 150 μm y de 150 a 200 μm, y la relación Th/U varía de 0,16 a 5,55. Excepto por unos pocos circones con relaciones Th/U inferiores a 0,4, la mayoría de ellos son superiores. 0.4. Los resultados muestran que la edad del circón es 2825 ~ 447 Ma, es decir, del Arcaico al Ordovícico tardío. Según las características de distribución de frecuencia y edad de las muestras, se pueden dividir aproximadamente en cuatro grupos: ① Las edades de 207Pb/206Pb se concentran en 2531 ~ 2474Ma (n = 5). Por ejemplo, los circones en los puntos de medición 27, 89 y 90 son largos y redondos, con estructuras de bandas obvias, y Th/U = 0,62 ~ 2,76, lo que indica magma. ②②Las edades de 207 Pb/206 Pb se concentran entre 1302 y 900 Ma, con una edad máxima de 1075±30ma (n = 41). Por ejemplo, los circones en los puntos de medición 96 y 75 son tiras largas y columnas cortas, en su mayoría redondas, con estructuras evidentes de múltiples bandas, excepto unos pocos Th/s. ③Las edades de 206Pb/238U se concentran en 794 ~ 714ma, con una edad máxima de 755 16ma (n = 13). Las partículas de circón tienen un tamaño desigual y algunas no son redondas. Por ejemplo, en el punto de medición 49, la mayoría son circones magmáticos. ④Las edades de 206 Pb/238 U se concentran en 660~505 Ma, con una edad máxima de 576±6 ma (n = 14).
Las partículas de circón son generalmente pequeñas, todas son redondas en diversos grados y algunas son ovaladas, como el punto de prueba 51. Las relaciones Th/U en los puntos 51 (503 Ma) y 68 (593 Ma) son inferiores a 0,4. Las edades más jóvenes de la muestra son 447 Ma y 468 Ma.
¿Cuál es el significado práctico de los datos de edad anteriores? En primer lugar, estos datos reflejan que los granos de circonio en el depósito de bauxita de Dazhuyuan no tienen una sola edad; en segundo lugar, estos circones pertenecen a la Era Arcaica, que tiene 2.800 millones de años, y los circones más jóvenes pertenecen al Ordovícico. Esto significa que la subprovincia metalogénica del Alto Yangtze, donde se encuentra la mina de bauxita de Dazhuyuan, no solo registra información del basamento Arcaico, sino que también ha experimentado una historia de evolución de la corteza terrestre de múltiples ciclos.
Figura 1-26 Imágenes de circón detrítico, es decir, datos de edad, del depósito de bauxita CL Dazhuyuan.
En los últimos años, se han llevado a cabo una gran cantidad de estudios cronológicos de circonio detrítico en la serie de rocas metamórficas y rocas sedimentarias del Neoproterozoico al Paleozoico en el sur de China, y se ha obtenido una gran cantidad de datos cronológicos confiables. Los minerales terrestres acumulados, que proporcionan la base para el contenido de aluminio de la Formación Dazhuyuan, proporcionan una gran cantidad de información sobre sus orígenes materiales. Desde el Neoproterozoico al Cámbrico, la Formación Liantuo (Pt3 l) se desarrolló en el macizo oriental del Yangtze, y sus edades de circón detrítico tienen tres edades máximas, respectivamente ~2489 Ma, ~2045 Ma y 893~785 Ma (She Zhenbing, 2007; Xie et al., 2009) (Figura 1-27). Las edades máximas de los circones detríticos en el gneis de Tanxi expuestos en el macizo de Cathaysia (Yu Jinhai et al., 2007) y las rocas sedimentarias del Cámbrico en el este de Guangxi son ~2500 Ma y ~1000 Ma respectivamente (Li Qing et al., 2009). , los circones detríticos en la serie de rocas metamórficas del Macizo de Cathaysia también tienen edades máximas consistentes (Yu Jinhai et al., 2006, 2007; Wang Lijuan et al., 2008; Zhou Xinmin et al., 2007). Los datos de edad del circonio detrítico del Paleozoico temprano muestran que los espectros de edad del circonio detrítico de la Formación Jueshangou (O1 j) en el sur de Jiangxi (Xiang Lei et al., 2010) y la Formación Maoshan (S1m) en el Yangtze medio (She Zhenbing, 2007) son similares, tanto a 2500 Ma como a 65438. Esto es consistente con el gradiente continuo de biofacies y litofacies del Ordovícico desde el Macizo del Yangtze hasta la cuenca del río Perla ( et al., 1995 ), y consistente con la inversión estructural y el ajuste del patrón sedimentario del Macizo de Cataysio y el Macizo del Yangtze a finales del siglo XIX. Ordovícico (Xu et al., 2009), consistente con el desarrollo de granito después de la colisión del bloque Cataysiano ~ ~460 Ma (Mao et al., 2007; Zhao Zhi et al., 2012). Las edades del circón detrítico del Devónico provienen de diversas fuentes. Los circones detríticos de la Formación Tiaojianjian (D2t) en el sur de Jiangxi (Xiang Lei et al., 2010) y la Formación Gaojiabian (S1g) en Zengding en el sureste de Hubei (She Zhenbing, 2007) tienen espectros de edad similares en el sistema Ordovícico-Silúrico. Sur de China La serie de circones detríticos está claramente registrada en 450 ~. Las edades detríticas del circón (con evidencia fósil) de la Formación Pingyipu (D1 p) en Guixi, Sichuan, se concentran en tres intervalos de edad: 1000-850 Ma, 800-680 Ma y 650-500 Ma. La edad más joven del circón es 507 Ma. (Duan Liang, 2010). Las edades de circón detrítico en la arenisca estacional de la Formación Lianhuashan (D1 l) en el norte de Guangxi son ~1700Ma, ~900Ma y 104~84ma respectivamente. La diversidad de procedencia está estrechamente relacionada con los eventos metamórficos magmáticos en sus respectivas áreas locales. Por ejemplo, las rocas ígneas de 500-400 Ma en el sur de China se distribuyen principalmente en el Macizo de Cathaysian y el borde norte del Macizo de Yangtze. Los granitos de Caledonia del Macizo de Cathaysian están ampliamente distribuidos en las áreas de Wuyishan y Yunkaishan, con una edad de 500-400 Ma. 470-400 Ma (Shen Weizhou et al., 2008; Zhang et al.; Zhao Zhi et al., 2012). También se desarrollan rocas magmáticas de 460 ~ 428 Ma en el borde norte del Bloque Yangtze (Ma Changqian et al., 2004; Li Wuping, 2010). Las montañas Yunkai generalmente se ven afectadas por el evento de transformación térmica Yanshan-Indosinian (Yu Jinhai). et al., 2007; Li Wuping, 2010).
Los circones detríticos del depósito de bauxita de la Formación Dazhuyuan del Carbonífero Tardío en el norte de Guizhou tienen edades similares a las del espectro de la Formación Jueshangou (O1 j), la Formación Maoshan (S1 m) y la Formación Hepingyipu (D1 p). Los estratos subyacentes de la serie de rocas que contienen mineral en el área minera de Dazhuyuan son el Grupo Hanjiadian (S1hj). Los circones son redondos y muestran las características del transporte a larga distancia. Los circones detríticos pueden ser circones reciclados en los estratos subyacentes, y el Grupo Hanjiadian (S1 hj) es la roca madre de la bauxita.
La orogenia de Caledonia finalmente combinó los continentes Yangtze y Cataysia en el continente unificado del sur de China, y las rocas sedimentarias tienen una procedencia unificada. Durante el Silúrico, el bloque Cataysiano se depositó no solo en el área Qinzhou-Fangcheng de Guangxi, sino también en la mayoría de las áreas sin pliegues ni levantamientos. El macizo del Yangtsé se convirtió en una cuenca posterior al levantamiento. El Ordovícico tardío-Silúrico temprano estuvo confinado en su mayor parte a un ambiente marino poco profundo, depositando lutitas carbonáceas y limolitas de color marrón (Xu et al., 2009; Mou Chuanlong y Xu, 2010), y fue rápidamente destruido. El macizo de Cathaysia, elevado y despojado, proporcionó una gran cantidad de material sedimentario para el sistema del Silúrico temprano del macizo del Alto Yangtze, lo que proporcionó una base material para la formación de bauxita.
Figura 1-27 Histogramas de edad del circonio detrítico del Neoarco-Carbonífero temprano en diferentes áreas del sur de China (basado en Zhao Zhi et al., 2013)
Circonio detrítico en bauxita Lo anterior- La citada datación de la piedra equivale también a obtener el "espectro de edades isotópicas" de la evolución tectónica regional de la zona minera, lo que proporciona información importante para revelar el proceso histórico de evolución de la corteza terrestre. En el pasado, esto era difícil de lograr con la tecnología de datación isotópica.