Re-Os同位素示踪与定年研究进展及发展趋势

Re-Os同位素是近年来发展起来的一门新兴的同位素地球化学方法,已广泛应用于金属矿床、壳—幔作用和有机质样品等的示踪和定年。本文综述了近年来对Re-Os同位素的研究成果,总结了Re-Os同位素分析测试技术、地质上的应用、测试样品种类等科学问题上的研究进展。在介绍各种分析方法和应用的优越性及其不足的基础上,提出了今后的发展方向,认为提高Re-Os同位素分析测试水平、拓展测试样品种类、与其它常规的同位素体系结合起来应用是Re-Os同位素体系今后的发展趋势。     

缺氧沉积物及其衍生物的Re-Os同位素定年与示踪

Os属铂族元素,其不同于亲石元素的地球化学性质使得Re-Os同位素体系在金属矿床和超基性-基性岩浆岩的定年与地球化学示踪研究中得到了广泛应用。Re、Os元素具有亲铁和一定程度的亲铜性质,能在还原环境中与硫化物和/或有机物结合而发生相对富集,因此可应用Re-Os同位素体系对缺氧环境中形成的富有机质沉积物及其衍生物进行定年与示踪研究。本文综述了近年来Re-Os地球化学在这一领域的研究新进展,包括黑色页岩中Re-Os富集机制的探讨,沉积岩的等时线法定年,风化作用、烃类成熟度和变质作用等对黑色页岩等富有机质沉积岩Re-Os同位素体系的影响,沉积环境的Os同位素示踪以及黑色页岩Os模式年龄的意义等,并对这些研究成果在石油、沥青等有机矿产的成因研究及其勘查工作中的应用前景进行了评述。     

富碳质地质样品Re-Os同位素体系研究进展

Re-Os同位素定年技术在富有机质沉积岩、低变质沉积岩、湖相沉积物、煤、油气藏样品等富碳质地质样品的尝试和成功应用,使其成为直接厘定地层沉积时代、重大地质事件发生时限和机制、古环境重建、油气藏直接定年、油气演化过程推演等研究的关键技术手段。然而,受到富碳质地质样品中极低的Re和Os丰度、采样方式以及地质作用等因素的影响,很多样品的Re-Os等时线年龄和初始Os同位素比值精度超过10%,不能有效地评价海水Os的真实来源和地质作用程度,影响了对不同沉积体系及油气演化过程中Re和Os的化学行为和Re-Os等时线年龄地质意义的理解。由此,本文从富碳质地质样品的Re-Os化学行为和地质应用进展出发,对富碳质地质样品Re-Os同位素分析过程中的采样和取样方式、溶样方法、分离富集方式和标准物质选择四方面进行了总结和完善。指出以沉积速率为采样间距参考,通过预处理方式提高样品的均匀性,使用流程空白更低、对同位素分馏影响更小的溶样方法和分离富集方式进行Re-Os同位素分析,以基质匹配的地质标样进行数据监控可进一步提高样品Re-Os同位素分析质量,有助于不同类型富碳质地质样品Re和Os赋存机制研究、Re-O...     

富有机质地质样品Re-Os同位素体系研究进展

Re-Os同位素的研究在过去几十年取得了重要进展。Re、Os能够在各种不同类型的富有机质地质样品中富集,Re-Os同位素体系在各种富有机质样品的研究已成为同位素地球化学研究领域一个新的热点。文章介绍了Re-Os同位素体系研究应用于富有机质地质样品研究的原理及其地质样品种类,从风化淋滤和熟化两方面对Re-Os同位素体系的封闭性进行了说明,并且结合实例论述了Re-Os同位素体系应用于富有机质地质样品的重大意义,还对不同类型富有机质样品的采样和溶样方法进行了归纳。此外,还提出了当前富有机质地质样品Re-Os同位素研究亟待解决的问题,指出富有机质地质样品Re-Os同位素分析将成为解决地质难题一种新的有力工具。     

关于硫化物Re-Os同位素定年的一些思考

随着Re-Os同位素分析技术的不断改进和完善,低Re含量的普通硫化物(黄铁矿、毒砂、黄铜矿等)广泛应用于各类金属矿床的年代学研究。但是由于对不同成因硫化物Re-Os同位素体系及定年体系基本条件认识不足,常常导致无地质意义的年龄或者等时线年龄构建的失败。本文对这些问题进行了梳理和分析,总结了硫化物Re-Os同位素定年需要注意的问题,提出了未来发展趋势。     

Re-Os同位素定年对岩浆型Cu-Ni硫化物矿床成矿时代的制约

Re-Os同位素体系被认为是岩浆Cu-Ni硫化物矿床直接定年的有力工具。通过研究世界级典型岩浆Cu-Ni硫化物矿床的Re-Os等时线表面年龄,发现有时能得到成矿年龄,有时得到与成矿年龄不一致的表面年龄或根本得不到Re-Os等时线,还有时同一矿床的不同类型矿石给出不同的Re-Os等时线表面年龄。文章介绍了能够解释上述现象的理论模型。模型预测对与基性-超基性岩共生的Cu-Ni硫化物矿床,除一些特殊情况外,块状矿石可得到有地质意义的Re-Os等时线年龄,浸染状矿石常得到没有地质意义的假等时线;而浸染状矿石常得到有地质意义的Os同位素初始比值,而块状矿石给出的"Os同位素表面初始比值"往往没有地质意义。因此,建议在应用Re-Os同位素体系定年时要结合矿床类型、矿石类型以及成矿过程等因素综合考虑;对Re-Os数据的科学合理解释同样需要从矿床学和同位素地球化学的基本原理出发,结合矿床的实际情况,进行深入分析研究。     

石油系统Re-Os同位素体系封闭性研究进展

Re-Os同位素定年在石油生成及富有机质沉积岩的绝对定年方面取得了良好的应用效果,并且石油的Os同位素初始值还可以作为油源示踪的指标。分析了Re-Os同位素定年方法在富有机质体系中应用的原理,探讨了影响同位素体系封闭性的各种因素,指出熟化作用、生物降解及水洗作用、脱沥青作用不会影响Re-Os同位素体系的封闭性,而硫酸盐热化学还原作用、成矿流体作用及幔源岩浆混染会扰动Re-Os同位素体系。目前石油系统中Re-Os同位素研究存在的主要问题可归结为2个方面:1石油系统有机质中Re-Os同位素的地球化学行为;2Re-Os同位素年龄的精度及其指示意义。对于这2个方面,开展有机相及现代海藻与Re-Os同位素相关性的研究将有助于了解Re和Os在有机质中的具体富集形式;对控制Re-Os同位素分馏的因素(如沉积环境及有机质类型)的研究将会有助于鉴别哪些地层以及什么样的样品能用来进行Re-Os定年。     

油气成藏定年的Re-Os同位素方法应用研究

Re和Os易于被有机物捕获而富集,并长期稳定地保存在烃源岩、原油和沥青中而保持良好的封闭体系.可以对烃源岩、原油和沥青进行Re-Os同位素直接定年,获得与油气成藏相关的精确的绝对年龄信息.Re-Os同位素实验分析包括样品的溶解、Re和Os的化学分离与纯化、Re和Os同位素的质谱测定.原油中沥青质组分的Re,Os同位素组成能够近似代表全油的Re,Os同位素组成,对原油进行Re-Os同位素分析实质就是对原油中的沥青质组分中的Re-Os同位素体系进行分析,其年龄记录的是油气生成的年龄,原油和烃源岩的187Os/188 Os比值的对比可以进行油源示踪.沥青Re-Os同位素等时线年龄揭示的是油气大量生成运移的时间,年龄数据分散的主要原因是具有不同187 Os/188 Os初始比值的烃源岩对Re-Os体系的贡献.川西龙门山北段矿山梁下寒武统沥青Re-Os同位素组成和等时线年龄指示了油气生成和运移的时间发生在～164 Ma,并来源于两种烃源岩.Re-Os同位素体系的封闭性、等时线年龄的精度和油气地质意义、烃源岩多期熟化作用和混源作用的影响等方面还值得进一步深入研究.Re-Os同位素方法将在油气成藏年代学领域,特别是在碳酸盐岩地区的油气成藏定年方面具有广泛的应用前景.     

黄铁矿Re-Os同位素定年在金属矿床研究中的应用

黄铁矿是地壳分布最为广泛的金属矿物,其Re-Os同位素体系在金属矿床成矿年代和示踪成矿物质来源研究中具有重要地质意义。文章简述了Re-Os同位素体系成矿定年和示踪成矿物质来源的基本原理,综述了近些年黄铁矿Re-Os同位素体系在金属矿床研究应用中取得的成果;认为该方法具有测试样品易选择、测试方法多样性等特征,但该方法目前尚存在黄铁矿样品选择的多样性、测试标样不成熟和分析结果误差较大等不足之处,有待进一步研究。     

油藏Re-Os定年研究进展与展望

在含油气系统关键成藏时刻的定年研究中,铼-锇(Re-Os)放射性同位素定年体系受到了广泛的重视。本文着重从原油Re-Os体系特征出发探讨Re-Os等时线年龄的构建及其优化发展方向。较低的Re和Os含量、局限的¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os混合、漫长的地质过程、与高温相关的油藏改造等都不利于Re-Os等时线年龄的构建。原油中的Re和Os富集于沥青质组分中,且在易沉淀的沥青质中含量更高。有些原油各组分之间存在Re-Os同位素组成的差异,这一方面增加了多原油样品的Re-Os等时线定年的不确定性,另一方面也出现了利用单一原油组分进行Re-Os等时线定年的可能。未来研究仍需从地质实践和化学实验两方面来提升对Re-Os同位素体系在含油气系统中的地球化学行为的认识,进而更精准地确定油气运聚成藏与改造的时间,为油气勘探提供新依据。     

金属硫化物Re-Os同位素定年技术进展

近30年来,Re-Os同位素分析方法在样品溶解、化学分离及质谱测定,以及微区分析等方面取得了重要进展,Re-Os同位素体系已成为同位素地质年代学研究的一个重要手段。本文对近年来金属硫化物Re-Os同位素分析技术的研究发展现状以及存在的问题进行系统评述,包括野外工作和室内金属硫化物矿物精确识别和挑选、样品的分解、分离富集技术到仪器测定、参考标样选择等,并对化学处理过程中如何提高试剂纯度,避免器皿、试剂和环境污染,如何降低实验流程空白等方面给出了建议,可为相关研究者优化Re、Os及其同位素的高精度测试提供参考。     

Re-Os同位素测年法在油气成藏年代学的研究进展

铼—锇(Re-Os)同位素应用于油气成藏年代学是近10年来的一个前沿领域,在国际上已取得了重要成果,目前国内对此方法的应用还较缺乏。利用Re-Os同位素测年法开展页岩或沥青等富有机质沉积岩的研究,可以精确厘定油气运移和充注时间,也可以有效示踪烃源岩。在阅读国内外大量文献的基础上,概述了Re-Os同位素定年原理,分析了海水—沉积物中Re和Os元素的富集过程,总结了Re-Os同位素测年的测试对象、样品准备和分析测试方法。指出初始187Os/188Os比值不仅可以限定油气生成和油气充注的年龄,还可以有效评价源—油关系;放射成因的187Os/188Os比值与烃源岩年龄呈正相关。认为烃类成熟度、生物降解作用和水洗作用不足以造成Re-Os等时线图中出现离散点,而初始187Os/188Os比值变化、沉积后Re和Os的流动性和硫酸盐热化学还原作用是引起Re-Os等时线图中出现离散点的3个主要原因。Re-Os年龄的重现性和准确性与样品颗粒的大小及取样量密切相关。相对于其他同位素测年法,Re-Os同位素测年法的最大优势在于对直接参与油气成藏的地质体进行研究,可以得到油气成藏期的直接证据。最后探讨了现阶段ReOs同位素体系研究中尚存在的问题,就未来研究热点和发展方向做出展望,以期能有效推动Re-Os同位素定年相关的理论和技术的深入发展。     

衰变常数的不确定性对同位素定年的影响

随着同位素分析测试技术日新月异的进步,衰变常数的不确定性已成为制约高精度定年体系发展的重要因素。特别是在不同实验室数据对比、同位素多体系对照研究的情况下,衰变常数这类物理常数引起的系统误差对定年结果的正确解读起着举足轻重的作用。本文以等时线法、U-Pb和Ar-Ar为例,探讨衰变常数的不确定性所引起的年龄误差与实际年龄的关系,并分析不同定年体系下衰变常数的不确定性对定年结果的解读的影响。在同位素多体系相互校正的情况下,需对参照体系的衰变常数的准确性进行评估,并注意衰变常数不确定的传递。对衰变常数的重视将推动多定年体系-高精度相互校正地质年代学走向成熟。     

Re-Os同位素在沉积地层精确定年及古环境反演中的应用进展

Re-Os同位素亲有机质的性质,使得富有机质沉积岩在沉积的过程中能够吸附富集海水中的Re、Os,沉积岩的沉积压实过程也是其中Re-Os同位素体系封闭计时的过程,沉积岩Re-Os同位素等时线年龄代表地层沉积时代,Os同位素初始比值187Os/188Os反映沉积时海水的Os同位素比值。Re-Os同位素体系在富有机质沉积岩中的成功应用,能够直接确定地层沉积时代,从而对地层界线进行直接厘定,并且能够对一些沉积矿床形成时代、冰川事件发生时代进行厘定和限制。通过沉积岩Re-Os同位素特征,可以对古环境进行反演,有助于了解全球大气海洋的演化,气候的变化,对研究生物灭绝等重大地质事件发生的时限和机制以及金属矿床的成矿物质来源具有重要意义。文章阐述了Re-Os同位素在富有机质沉积岩中应用的原理,并列举了Re-Os同位素在沉积地层精确定年及古环境反演中应用实例,说明了富有机质沉积岩Re-Os同位素分析精度及其影响因素,以使Re-Os同位素体系作为一种强有力的工具,解决更多的沉积地层时代问题以及更好地对古环境进行反演。     

准确Re-Os定年应注意的几个问题

Re-Os同位素定年已经成为矿床学乃至于地质学领域最重要的定年技术之一.我们所测定的大量金属矿床Re-Os同位素年龄和围岩锆石U-Pb年龄非常一致.     

沥青Re-Os同位素年龄地质意义解读

Re、Os亲有机质的特性使得Re-Os同位素在富有机质地质样品中得到了广泛应用;沥青由大量重组分有机质组成,对Re、Os具有较强的富集能力,并且沥青样品中Re-Os同位素封闭性较好,因此沥青Re-Os同位素已经成为当今国际上研究的一个热点。然而,沥青Re-Os同位素年龄究竟是代表烃源岩的沉积时代、油气成藏时代、还是油气藏破坏后油气运移时代,至今还没有明确的定论。本文对新疆乌尔禾沥青矿、四川矿山梁沥青矿样品进行了Re-Os同位素分析,结果显示,乌尔禾沥青矿Re-Os同位素年龄为269±9Ma,老于周围白垩系砂岩地层沉积时代,Os同位素初始比值¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os(Os_i)为0.367±0.028,小于二叠纪海水的Os_i同位素比值,表明得到的乌尔禾沥青Re-Os同位素年龄反映的是乌尔禾油气藏的成藏时代。矿山梁沥青矿Re-Os同位素年龄为537.3±5.2Ma,老于围岩(寒武系、奥陶系、志留系地层)沉积时代,Os同位素初始比值为0.716±0.028,与早寒武世海水的Os_i同位素比...     

铼-锇同位素体系定年研究综述

铼-锇(Re-Os)同位素体系以其特殊的地球化学性质为确定岩石的形成时间、演化过程及其地球动力学背景提供了重要参数。随着测试技术和超净化实验室的发展,Re-Os同位素的应用领域不断扩大,测试对象种类也随之扩展。然而,不同测试对象的Re-Os同位素赋存形式、活动特征及其体系封闭性有所差异。文章总结了以辉钼矿、普通硫化物、地幔橄榄岩包体、富有机质沉积岩以及灰岩作为Re-Os同位素体系定年对象的基本原理和研究进展,并对存在问题进行简要地评述,最后对其未来的发展方向作了展望,以期推动Re-Os同位素体系在地质科学中的研究和应用。     

一种高纯度锇盐中锇含量的重量法测定

<正>Re-Os体系是一种重要的放射性同位素体系,187Re通过β衰变成187Os,因此可以利用Re-Os体系定年,它是目前厘定金属矿床成矿时代的最直接手段。Re和Os都是高亲铁性元素,集中分布在地核内,地幔及地壳丰度极低,对于常见地质样品,要想获得准确的Re、Os含量必须使用同位素稀释法进行测定。同位素稀释法是一种高精度的化学分析方法,向样品中加入已知质量和同位素组成的稀释剂,待样品溶解、同位素交换平衡后,测定样品+稀释剂的同位素组成变化,以此计算样品中待测     

四川盆地震旦-寒武系油气成藏的Re-Os年代学约束

四川盆地震旦-寒武系储层具有万亿立方米以上的油气地质储量,具有广阔的勘探前景.复杂的地质条件及多期次构造作用限制了对其油气成藏演化过程的精细刻画.近年来,流体包裹体40Ar/39Ar和烃类Re-Os同位素定年等新技术在油气成藏研究中表现出良好的潜力和广泛的应用前景.针对四川盆地深部油气成藏演化的定量解析这一问题,在总结前人对震旦-寒武系油气成藏演化地质分析的基础上,结合近期对川中威远气田、川西龙门山矿山梁古油藏和川北米仓山古油藏中沥青Re-Os同位素的定年结果,认为四川盆地震旦-寒武系油气存在~450 Ma、205~162 Ma两期成藏作用,其中天然气藏形成的关键时期为205~162 Ma.还指出了Re-Os同位素分析在定量解析油气演化研究中需要解决的关键问题,并认为烃类的Re-Os同位素定年将会推动我国成藏年代学的发展,促进诸如四川盆地等复杂地质条件深层油气成藏过程和成藏机理的研究.      

Re-Os同位素不平衡现象及其对定年和示踪影响研究新进展

<正>Re-Os放射性同位素体系是一种常用的同位素地质年代学和地球化学研究工具,广泛应用于地幔岩石圈、硫化物矿床及油气成藏等定年和示踪源区。然而岩浆岩中的Re和Os含量不均一而且极低,存在"块金效应"现象,分析测试难度大。基于这一现象,部分学者通过对一份岩石样品多次测定Re-Os同位素获得等时线年龄来反映岩石的形成年龄。中科院广州地球化学研究所的科研人员,通过对准确测定已知年龄的