Os同位素在花岗岩物质来源示踪中的初步研究:以湖南骑田岭岩体为例

Re-Os同位素在基性-超基性岩物质来源示踪方面已得到较广泛应用,但在酸性岩方面尚属少见。与其它同位素体系不同,Re、Os均为高亲铁元素,在岩浆分异演化过程中,Re属于中等不相容元素,Os属于强相容元素,地壳和地幔两端员Os同位素组成差别较大,因此,Re-Os同位素是研究花岗岩中是否存在幔源物质贡献的灵敏示踪剂。通过采自湖南骑田岭复式岩体三个阶段15件花岗岩全岩样品Re-Os同位素的分析,这些样品中Re、Os含量极低(Re含量0.0053～0.4539ng/g,Os含量0.0011～0.0328ng/g),Os同位素初始比值为0.3543～1.728,波动较大,显示骑田岭岩体成岩物质具有壳幔混合来源的特征。其中,早阶段与新田岭钨成矿关系密切的中粗粒似斑状角闪石黑云母花岗岩中壳源物质贡献更多一些,而晚阶段与芙蓉锡矿关系密切的细粒黑云母花岗岩幔源物质相对更多一些。Re-Os同位素的研究,不仅能够为花岗岩物质来源与成因机制的研究提供新的手段,而且,对于获取南岭重点矿集区深部成矿的地球化学信息、探索南岭矿集区壳幔相互作用过程以及幔源岩浆在不同类型矿化花岗岩形成过程中的作用也具有重要意义。     

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。     

铼—锇同位素和铂族元素分析方法及地学应用进展

近30年来,国内外铼—锇(Re-Os)同位素和铂族元素(PGE)分析方法及其地学应用取得了诸多研究进展.首先对铼—锇同位素和铂族元素分析的样品溶解、化学分离及质谱测定等方面的进展情况进行了综述;然后,对铼—锇同位素和铂族元素在天体化学、大陆岩石圈地幔定年、金属矿床定年、沉积地层定年及古环境,以及在油气系统定年与示踪等领域的应用进展情况进行了简要评述.可供地质分析工作者针对不同分析任务及分析对象,选择分析方法并进一步发展Re-Os-PGE分析技术时参考,也可供地质科研工作者开展Re-Os-PGE地球化学研究工作时借鉴.     

Re-Os同位素体系在金属矿床中的应用

Re-Os同位素体系已成为金属矿床定年和示踪的重要手段之一。文章在简述Re-Os同位素体系基本原理基础上,综述了国内外的最新研究成果,认为Re-Os同位素测试对象不再局限于辉钼矿和铜镍硫化物矿石,黄铁矿、毒砂、磁黄铁矿、镍黄铁矿、闪锌矿等也常作为测试对象用于金矿床、铅锌矿床、沉积喷流型钴(金)等矿床的定年。地壳岩石与原始地幔相比,具有较高的187 Os/188 Os比值、γOs值以及Re/Os比值,因此,硫化物或矿石的Re-Os同位素组成和普通Os—Re/Os比值图解可以揭示斑岩矿床、金矿、铅锌矿以及铜镍硫化物矿的成矿物质来源。辉钼矿则可以通过Re含量来示踪成矿物质来源。Re-Os同位素也可与其他同位素结合(如187 Os/188 Os-87Sr/86Sr)共同判明不同端元组分对成矿的贡献。     

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.     

月球物质的Re-Os同位素组成研究：对月球后期增生历史的指示

Re-Os同位素体系是理解月球强亲铁元素的分布规律和示踪月球的后期增生历史的重要手段。目前人们对月球物质Re-Os同位素成分的了解还是十分有限的,已有的Re-Os同位素数据显示一些能代表月幔成分特征的月海玄武岩具有很低的Re和Os的浓度,以及类似于球粒陨石的187Os／188Os成分特征,而月球火山玻璃和月壤等表现出相对高的Re-Os丰度和相对富放射成因Re-Os同位素成分。一般认为月球月幔的Re、0s和其他强亲铁元素相对球粒陨石是非常亏损的,而地球地幔则具有相对较高的强亲铁元素丰度（0．008倍CI球粒陨石的丰度）。新的Re-Os同位素结果证明月幔确实是亏损的,但是月球和地球在太阳系演化的较晚时期都有外来的球粒陨石物质的大量加入,即后期增生（late accretion）过程,导致了月球和地球上部物质（如月球火山玻璃、月壤等）相对地富集Os同位素和强亲铁元素,这些外来物质的后期增生可能是长期和持续的,增生过程主要发生在3．9～4．4Ga。但目前仍不清楚后期增生的陨石物质是被逐渐加入的,还是在一个相对较短的时期大量加入的,因此尚需对更多的月球物质做进一步的Re-Os同位素和强亲铁元素成分的研究。     

上地幔Os同位素组成的演化

Re-Os同位素体系为研究地幔的成分-结构-演化提供了新的地球化学示踪和定年的工具.上地幔Os同位素组成演化的球粒陨石模型是Re-Os体系用于地幔物质定年的基础, 尤其在采用Re亏损模式年龄和Os同位素代理等时线年龄时.综合了铁陨石和各类球粒陨石、地幔橄榄岩包体和蛇绿岩豆荚状铬铁矿的Re-Os同位素体系研究的近期成果, 为认识对流上地幔Os同位素组成的演化提供了制约.对河北遵化蛇绿岩豆荚状铬铁矿岩的研究, 获得新太古代(2.5 Ga)时形成豆荚状铬铁矿的对流上地幔的187Os/188Os=0.110 2, 与球粒陨石型模式的一致.文献中常用的球粒陨石模式的参数如下: 地球形成时(4.558 Ga)初始值187Os/186Os为0.095 31, 现代值分别采用碳质球粒陨石的187Os/186Os比值为0.127 0和原始上地幔(PUM)的187Os/186Os比值为0.129 6, PUM与普通球粒陨石和顽火球粒陨石的187Os/186Os比值接近.      

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。     

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     

镁铁-超镁铁岩铼-锇同位素体系分析方法

通过试验建立了镁铁-超镁铁岩Re-Os同位素体系分析方法，包括Re-Os的化学分离纯化流程，Re同位素比值的电感耦合等离子体质谱测量方法和Os同位素比值的负离子热电离质谱测量方法。化学流程包括Carius管溶样，小型蒸馏分离Os，微蒸馏纯化Os，阴离子交换法分离、纯化Re。用该流程测定了汉诺坝幔源橄榄岩、辉石岩捕虏体和大别山饶拔寨超镁铁岩样品的Re、Os含量和Os同位素比值。     

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。     

强亲铁元素高温地球化学与天体化学及研究进展

强亲铁元素(HSE)包括铂族元素(PGE):Os、Ir、Ru、Rh、Pt、Pd)及Re、Au,它们对金属与硫化物相具有强烈的亲和性,这种独特性质使其成为高温地球化学与天体化学研究中的优秀示踪剂。此外,强亲铁元素内含两种长半衰期(¹⁸⁷Re-¹⁸⁷Os,t_1/2=41.6 Ga;¹⁹⁰Pt-¹⁸⁶Os,t_1/2=469 Ga)和一种短半衰期(¹⁰⁷Pd-¹⁰⁷Ag,t_1/2=6.5 Ma)放射性同位素衰变体系,可以用作地球与天体演化的时钟。在地幔部分熔融或分离结晶期间,PPGE(Rh、Pd、Pt)与Re、Au倾向于进入熔体相,IPGE(Os、Ir、Ru)则更多保留在残余固相。因此,通过地幔包体、地幔构造岩、镁铁质与超镁铁质火山岩的HSE丰度与Os同位素可约束地幔组成和相应的岩浆过程,以及制约地球早期演化过程。随着分析技术的改进,HSE与Re-Pt-Os同位素在行星增生与分异、核幔相互作用、壳幔分异、洋陆转换、克拉通形成与破坏、岩石圈俯冲再循环以及Ni-Cu-PGE矿床成因等方面均显示了巨大的应用潜力。     

云南丽江苦橄岩Re-Os同位素地球化学初步研究

报导了云南丽江地区大具和仕满剖面12个苦橄岩和6个玄武岩的Re，Os含量和Os同位素组成。苦橄岩和玄武岩具有明显不同的Re-Os体系的特征。苦橄岩具有高的Os元素丰度［(1.5~3)×10-9］和低的Re元素丰度（<0.05×10-9）；共生的玄武岩具有低的Os元素丰度（<0.5×10-9）和相对高的Re元素丰度（<0.8×10-9）；苦橄岩具有低放射成因的 187Os/188Os 比值（0.123 3~0.126 6），而玄武岩具有高放射成因的187Os/188Os比值（0.133 8~0.157 7）。苦橄岩的Re-Os同位素特征与越南西北部二叠—三叠纪科马提岩具有低放射成因Os同位素特征相似，而玄武岩的Re-Os同位素特征与峨眉山大火成岩省（LIP）其他地区玄武岩的高放射成因的Os同位素特征相似。苦橄岩的Re-Os同位素特征表明，形成峨眉山LIP的地幔柱可能来自对流上地幔而不是深部的核-幔界面。换言之，峨眉山LIP的形成受控于岩石圈地幔过程而不是地幔柱过程。     

安徽女山地幔橄榄岩捕虏体的同位素组成:中国东部新生代岩石圈地幔时代制约

位于安徽省境内的女山新生代碱性玄武岩中含有大量而且类型丰富的地幔橄榄岩包体,主要类型有尖晶石相、石榴石相、尖晶石-石榴子石过渡相二辉橄榄岩以及少量的方辉橄榄岩,其中部分尖晶石二辉橄榄岩样品中出现富含挥发分的角闪石、金云母和磷灰石。本文选择该区的尖晶石二辉橄榄岩和方辉橄榄岩包体进行了较为详细的岩石学、矿物学、地球化学研究工作。结果显示,除2个方辉橄榄岩表现难熔特征外,其它25件尖晶石相二辉橄榄岩均具有饱满的主量元素组成。二辉橄榄岩样品的Sr-Nd-Hf同位素均表现为亏损地幔的性质,不同于古老克拉通型难熔、富集的岩石圈地幔。富含挥发份交代矿物的出现以及轻稀土元素不同程度的富集,表明女山岩石圈地幔经历了较为强烈的交代作用,然而Re-Os同位素及PGE分析结果表明交代作用并没有显著改变Os同位素组成。二辉橄榄岩样品均具有较高的Os同位素组成,结合其饱满的主量元素组成,亏损的同位素特征,表明女山地区岩石圈地幔整体为新生岩石圈地幔。但1个方辉橄榄岩样品给出了较低的Os同位素比值0.1184,其Re亏损年龄为1.5Ga,它可能来自于软流圈中残留的古老难熔地幔。     

Re-Os同位素体系及其地质应用

Re-Os同位素体系是近年来地球化学研究的热点,也是发展较快的同位素地球化学方法,被广泛应用于同位素地质年代学、矿床成因、陨石定年、岩浆成因以及壳-幔演化、大陆岩石圈地幔定年等领域,尤其在地幔地球化学动力学等前缘领域,Re-Os同位素体系成为一种新的强有力的研究工具.     

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     

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。     

一种简单的辉钼矿Re-Os同位素年龄测定中Re化学分离方法：“钽试剂”萃取法

介绍了一种简单的辉钼矿Re-Os同位素定年中Re的化学分离方法,采用“钽试剂”（N-苯甲酰基苯基羟胺）的氯仿溶液萃取辉钼矿中的主要基体和干扰元素,如Mo、Fe和W,达到Re与这些主要基体元素分离的目的。在此基础上,建立了Carius管溶样-四氯化碳萃取分离Os-“钽试剂”萃取分离Re以及同位素稀释电感耦合等离子体质谱法测定的分析流程。利用该分析流程,对辉钼矿标准物质JDC进行Re-Os同位素年龄测定研究,测得其Re、Os的平均含量及年龄分别为（17．6±0．2）μg／g、（25．9±0．3）ng／g和（140．1±2．4）Ma,该结果在误差范围内与标准参考值一致。与目前常用的辉钼矿Re-Os同位素定年方法相比,该方法具有操作简便、快速、高效以及成本低的优势,非常适合作为辉钼矿Re-Os同位素定年的化学分离常规方法。     

浙江长兴“金钉子”灰岩Re Os富集机制研究

通过对浙江长兴煤山D剖面二叠—三叠"金钉子"灰岩样品Re-Os同位素、主微量元素和有机碳测定,对不同层位灰岩的沉积环境进行了判别。通过分析灰岩主微量元素、有机碳与Re、Os含量的相关性,探索性地研究了灰岩中Re、Os富集机制。研究发现,灰岩中Re、Os的富集主要受氧化还原作用影响,Re只有在还原环境下,才会被灰岩中的有机物富集,此时灰岩中Re含量较高,适用于Re-Os同位素定年,而Re在氧化环境下很难被灰岩中有机质富集。Os在还原环境下同样被有机质富集,但氧化环境下,部分Os也可以被灰岩地层中含铁、铜等自生矿物吸附富集,含铁、铜等自生矿物Os同位素比值可以代表沉积时海水Os同位素特征。Re、Os在灰岩中的富集机制研究对于将Re-Os同位素应用于灰岩地层精确定年及古环境示踪具有重要意义。Re、Os在不同氧化还原条件下的富集差异导致了还原环境沉积的灰岩中187 Re/188 Os要大于氧化环境灰岩中187 Re/188 Os,灰岩中187 Re/188 Os变化对研究古海洋沉积氧化还原环境可能具有一定指示意义。     

Re-Os同位素组成测试方法及其应用进展

Re为中等不相容元素，Os则属强相容元素，与母子体均为不相容元素的Rb Sr、Sm Nd、U Th Pb等同位素体系相比，具亲铁、亲硫性的Re Os同位素体系在定年和示踪研究中显示出特殊性，受到了地学家高度重视，其应用正走向普及。总结和对比了近年来Re Os同位素分析中样品分解的不同方法（NiS火试金法、Carius管溶样法、高压灰化消解法、浸提法、水样处理法）、Os的分离（常规蒸馏、液溴和CCl4提取、快速低本底提取、小型蒸馏）与纯化流程（微蒸馏）、Os同位素比值质谱测定法（N TIMS、ICP MS、微区原位（in situ）分析）及随测定方法的改进Re Os同位素体系在地球科学研究中的应用进展。