pg-ng级Os同位素热表面电离质谱高精度分析测试技术

随着Os同位素在地质学领域定年与示踪的广泛应用,对分析测试精度和检出限提出了更高的要求。本文利用热表面电离质谱负离子模式(NTIMS)对Os O-3进行测定,通过试剂纯化、器皿清洗等前处理步骤的优化保证了超低的化学流程空白和获得灵敏而稳定的仪器测量信号,建立了高精度pg-ng级Os同位素分析测试方法。采用逐级剥谱法扣除氧同位素干扰,采用内标迭代法按照指数规律对仪器的质量歧视效应进行校正,全流程Os空白为0.41 pg,1 pg的190Os计数约85000 cps,质量分馏系数在0.1%以内。pg级Os采用离子计数器动态跳峰扫描模式进行测量,187Os/188Os值测量精度小于在0.2%以内;ng级Os采用法拉第杯静态接收模式采集信号,187Os/188Os值测量精度在0.005%以内。经国际上Os同位素标准溶液N2、JMC以及国家一级Re-Os同位素标准物质JCBY的验证,分析精度达到了国际同类实验室先进水平。本方法具有低空白、高灵敏度、高精度的特点,可为地质学研究提供高精度Os同位素数据。     

负离子热表面电离质谱法测量铼的化学分离方法研究

Re-Os同位素定年中,丙酮萃取法分离Re比传统的阴离子交换法流程简单快速.用本实验室原有丙酮萃取流程纯化的Re溶液可用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测定,但由于盐量较高(＞1 mg/mL)不能直接用于负离子热表面电离质谱(N-TIMS)测定.本文对Re-Os同位素定年方法中原有丙酮萃取分离Re的流程进行改进,将丙酮萃取和碱洗时的氢氧化钠浓度由5 mol/L提高到10 mol/L,有效降低了萃取后的Re溶液中的盐量,由此分离纯化的Re溶液经硝酸和过氧化氢处理,可直接点带用于N-TIMS测定.与阴离子交换分离Re方法相比,改进的丙酮萃取方法操作简单,缩减实验时间,同时有效降低全流程空白至3 ～7 pg,并且1 ng的Re测量信号可达到100 mV以上.经国家一级标准物质(GBW 04436)和实验室铜镍硫化物监控样品(JCBY)验证,利用改进的方法纯化,Re的测定值分别为(17.17±0.50)μg/g和(38.34±0.44) ng/g,与推荐值(17.39±0.32) μg/g和(38.61 ±0.86) ng/g在不确定度范围内完全吻合.目前改进的丙酮萃取方法已经应用于实际样品分析,并取得了长期稳定的良好效果.     

激光焦平面变化对LA-ICPMS锆石U-Pb定年准确度的影响

元素分馏是影响LA-ICPMS锆石U-Pb定年准确度的重要因素之一,通常利用标样进行校正。激光聚焦位置变化会引起剥蚀坑形貌及U-Pb分馏的改变,标样和样品聚焦条件不一致将导致标样难以准确校正样品,并最终影响定年结果的准确性,但影响的程度、机制及可容忍范围目前尚不清楚。为此,文章以91500为标样、GJ-1为样品,详细研究了聚焦偏离30μm范围内剥蚀标样与样品锆石的剥蚀坑形貌变化以及由此导致的U-Pb定年误差。实验表明,在距离锆石表面30μm范围内,标样和样品焦平面同步变化时,二者U-Pb分馏形式及程度基本一致,激光焦平面偏离所引起的样品年龄与TIMS推荐值的偏差小于1%;当二者聚焦不同步时,标样与样品的U-Pb分馏差别显著,年龄偏差最大可超过3%。激光聚焦不同步导致的标样与样品剥蚀坑纵横比差异是引起年龄误差的根本原因,激光焦平面偏离锆石表面超过15μm,剥蚀坑坑口明显变大,纵横比减小,U-Pb分馏形式及程度发生改变。通过预剥蚀锆石,观察剥蚀坑轮廓,使激光焦平面在距离锆石样品表面15μm范围内,可确保标样与样品剥蚀坑形貌及U-Pb分馏状态一致,提高LA-ICPMS定年的准确度。     

中国斑岩铜（钼）矿床中辉钼矿Re含量变化及控制因素

铼作为战略性关键金属之一,越来越受到人们的关注.Re主要以类质同象的形式赋存在辉钼矿中,然而,不同成因、不同类型矿床的辉钼矿中Re含量差异较大.在钨、锡矿床中Re含量较低,在斑岩型铜(钼)矿床中Re含量较高,后者是全球Re资源的主要载体.前人对于辉钼矿中Re元素的研究主要基于Re-Os同位素年代学,而对于不同区域、不同时代、不同类型斑岩型铜矿床中辉钼矿Re含量的变化规律及其控制因素的研究较少.文章通过汇总前人发表的斑岩型铜(钼)矿床的Re-Os同位素数据,从含矿斑岩的Sr、Nd、Hf等数据与辉钼矿中平均Re含量的关系等角度,探讨了其变化规律及控制因素.结果表明:中国斑岩型铜(钼)中Re含量随着成矿物质从地幔到地壳,依次减少;成矿流体的氧逸度、辉钼矿的产状、与其伴生的硫化物种类及不同的成矿阶段等因素共同控制了辉钼矿中Re的含量.     

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...     

太行山北段王安镇-大河南岩体岩石地球化学特征及成因与成矿关系探讨

王安镇-大河南岩体是太行山—大兴安岭中生代构造岩浆带中的代表性岩体。它们由早期、中（主）期和晚期岩石组成。文章通过研究，发现中（主）期岩石具有类似埃达克质岩的特征，是被地幔岩浆加厚的下地壳底部部分熔融的结果。而早期和晚期岩石不具埃达克质岩特征。早期岩石是富集地幔部分熔融的产物，晚期岩浆为减薄的中、下地壳物质发生不同程度熔融形成的。中（主）期岩石发生了以斜长石和角闪石分离结晶的演化。王安镇岩体岩浆源区更多角闪石发生分解，王安镇岩体的岩浆比大河南岩体的岩浆富含挥发份，成矿潜力更大。埃达克岩形成过程中挥发分的产生可能是其与成矿作用密切相关的原因之一。     

江西省全南县大吉山钨矿成矿流体演化特征

大吉山钨矿位于南岭W、Sn成矿省,是我国著名的大型W矿床。本文旨在通过对大吉山脉形钨矿2513号脉中的包裹体进行详细的岩相学及显微测温学研究,对成矿流体的演化过程及矿床形成深度进行探讨。包裹体的岩相学研究表明,包裹体类型复杂主要由富液包裹体、含CO2、CH4三相包裹体及含子矿物包裹体组成;包裹体组合复杂,各种类型的包裹体常叠加在一起;原生、次生包裹体产状区别明显,较易识别,原生包裹体主要由含CO2、CH4三相包裹体及充填度较小的富液包裹体组成,次生包裹体主要为充填度较大的富液包裹体。显微测温分析发现不同类型的包裹体的盐度、均一温度差别显著,呈现复杂的流体演化过程。包裹体的爆裂曲线显示,曲线有高低温两个起爆点,分别对应原次生包裹体包裹体群的起爆温度;由深部到浅部,原生包裹体的起爆温度逐渐降低。利用显微共焦激光拉曼探针仪对原生包裹体进行成分分析发现,成矿流体主要由H2ONaCl和H2OCO2CH4NaCl体系组成。包裹体的显微测温结果显示,成矿流体演化经历了自然冷却、不混溶作用和混合作用等过程,各种过程相互作用造成了钨的沉淀。通过对不混溶包裹体的测温数据进行计算,得出大吉山脉型钨矿成矿流体的压力约为114～132MPa,矿床形成深度约为4.6～5.3km。     

南岭地区几个与锡（钨）矿化有关的岩体的岩浆演化

南岭地区是中国重要的钨、锡成矿区,钨、锡矿化与该区燕山期侵位的花岗岩关系密切。在对南岭花岗岩的研究中发现,高的εNd、低的T2DM标志着有较多地幔物质的混入。在受地幔物质影响较大的杭州-诸广山-花山(HZH)带内出现较多的锡矿化;在地幔物质影响较小的地区锡矿化则相对较少。在总结前人关于南岭地区姑婆山、骑田岭、千里山和大吉山4个岩体的同位素、微量元素、稀土元素等资料的基础上,对4个岩体源岩中地幔物质的相对含量、岩浆演化过程、出溶流体的性质等进行了比较。结合4个岩体矿化类型的差异,认为地幔物质除可能为锡矿化的物质来源外,地幔物质混入量的差异还可能通过影响与矿化有关的花岗岩岩浆演化的过程而决定钨、锡矿化的差异。     

湖南鲁塘石墨矿Re-Os同位素研究

石墨具有较高的Re、Os含量,可望成为理想的Re-Os同位素测年对象,但迄今国内外研究较少,尤其在煤层经变质作用形成石墨过程中,其中Re-Os同位素体系的变化还有待研究。湖南鲁塘石墨矿是我国典型的隐晶质石墨矿床之一,矿体产于二叠系龙潭组煤系地层中。本文采用Carius管逆王水溶解样品,直接蒸馏、微蒸馏分离纯化Os,丙酮萃取法分离富集Re,热表面电离质谱法对鲁塘矿区石墨样品以及外围原煤进行了Re-Os同位素分析。结果表明:鲁塘石墨的Re含量为0.901~9.794 ng/g,Os含量为7.3~189.5 pg/g,Re-Os同位素等时线年龄为155.6±3.6 Ma,该年龄与鲁塘石墨矿东侧骑田岭岩体第二阶段中粒黑云母花岗岩锆石U-Pb年龄153~157 Ma一致,表明了龙潭组煤层受到骑田岭岩体"烘烤"作用,发生热接触变质作用,使得靠近骑田岭岩体原煤变质为石墨,形成石墨矿床。通过对比石墨、原煤和骑田岭岩体Re、Os含量及比值,发现石墨中的Re、Os主要来源于原煤,并根据石墨Re-Os等时线初始(187Os/188Os)i值(0.686±0.032),推测骑田岭岩体在侵入煤系地层过程中,有少量具有较低187Os/188Os值的Os被碳质吸附。