近日Geology期刊发表最新文章，利用碳酸盐铀-铅测年方法，对加拿大育空地区一个斑岩-浅成热液系统中的碳酸盐矿物进行了年代测定，发现该系统中的热液活动持续了长达5000万年，远远超过了以往的认知。长期以来，人们认为斑岩-浅成热液系统中的矿化作用是一个相对短暂的过程，通常在几百万年内完成。这一发现挑战了现有的矿床形成理论，并为未来关键矿产的勘探提供了新的思路。
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近日Geology期刊发表最新文章，利用碳酸盐铀-铅测年法，对加拿大育空地区一个斑岩-浅成热液系统中的碳酸盐矿物进行了年代测定，发现该系统中的热液活动持续了长达5000万年，远远超过了以往的认知。长期以来，人们认为斑岩-浅成热液系统中的矿化作用是一个相对短暂的过程，通常在几百万年内完成。这一发现挑战了现有的矿床形成理论，并为未来关键矿产的勘探提供了新的思路。
研究团队利用碳酸盐铀-铅测年法，对该矿床中的碳酸盐矿物进行了年代测定，并结合矿物学和岩石学分析，获得了以下主要研究结果：1. 超长寿命的热液活动
研究结果显示，该矿床中的碳酸盐矿物的形成时间跨度从7700万年前一直持续到1900万年前，这意味着该矿床的热液活动持续了长达5800万年！这远远超出了以往对同类矿床寿命的认知，表明斑岩-浅成热液系统中的热液活动可以持续更长的时间。碳酸盐矿物的年代学数据表明，该矿床的形成经历了多个阶段的矿化作用。其中，最早的矿化作用发生在约7700万年前，与斑岩型矿床的形成时间一致。而之后，在约7400万年前到1900万年前期间，该矿床又经历了多次浅成热液型矿化作用的叠加改造。研究发现，碳酸盐矿物的沉淀时间与大溪断层的活动时间高度吻合，表明断层活动对该矿床的形成起着至关重要的作用。断层活动不仅为岩浆和热液的运移提供了通道，还通过断层滑动和角砾岩化作用不断创造新的渗透性空间，使得热液活动能够在漫长的地质历史时期内持续进行，并形成多阶段的矿化作用。研究发现，在浅成热液矿化阶段形成的碳酸盐矿物中，经常可以观察到早期形成的硫化物矿物被溶蚀和改造的现象。这表明，晚期的浅成热液对早期形成的斑岩型矿床起到了一定的改造和富集作用，可能对最终的矿床规模和品位产生了重要影响。
这项研究成果对现有的矿床形成理论提出了挑战。以往，地质学家普遍认为，斑岩-浅成热液系统中的矿化作用主要发生在岩浆侵入后的短时间内，而随着时间的推移，热液活动会逐渐减弱并最终停止。然而，这项新的研究表明，即使在岩浆活动结束后，热液活动仍然可以在断层控制的有利构造环境中持续进行数千万年，并形成具有经济价值的矿床。随着研究的深入，相信会有更多关于超长寿命矿床的秘密被揭开，并为人类寻找和利用地球资源提供新的思路。
论文信息：Catherine M. Mottram, Dawn A. Kellett, Tony Barresi, Glenn G. Chapman, Jesse Halle; Tracking the porphyry-epithermal mineralization transition using U-Pb carbonate dating. Geology 2024; doi: https://doi.org/10.1130/G52211.1
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来源：地刊速览
