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。     

广东三个离子吸附型稀土矿的地球化学特征及开采现状

广东稀土资源丰富,资源种类较全,但真正具有工业意义只有离子吸附型稀土矿。已有调查表明广东富有重稀土资源,重稀土资源量约占离子吸附型稀土资源总量的1/3。广东现仅有采矿权企业三家(简称A、B、C矿区),2013年度开采指标REO(稀土氧化物含量)仅为2200吨,但离子型稀土年分离能力超万吨,供需矛盾突出。为了解广东稀土矿开采现状,本文在具备采矿证的A、B和C三个矿区采集风化壳剖面和尾砂样品,利用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)分析稀土元素、微量元素和相关有用元素的含量,获得了一批新数据,研究矿区的地球化学特征和资源潜力。数据分析表明:1广东稀土资源非常丰富,实际资源量与现有报告评估的资源量有着极大的差别,相差两个数量级。2三个稀土矿的风化壳原矿的轻稀土/重稀土的比值为1.8~6.6,说明三个稀土矿均为轻稀土矿;只开采轻稀土矿,与市场需求和广东富有重稀土资源的情况都不相符,年稀土开采指标与年冶炼分离能力也存在极大缺口,无论资源类型和数量都无法满足经济对稀土资源的巨大需求,建议考虑适当增加稀土矿证和开采指标。3A矿区和C矿区的腐植层和半风化层稀土含量都不高,成矿部位在全风化层,成矿模式为浅伏式;B矿区的腐植层和全风化层稀土含量高(最高超过0.3%),为成矿部位,成矿模式为表露式。4风化壳采矿位置尚需根据市场情况调整,减少矿体的漏采,尾砂稀土资源有待回收利用。5风化壳和尾砂样品微量元素含量相对陆壳丰度,多数元素富集倍数低于10,部分元素甚至出现亏损,没有回收利用价值。     

我国十年地质调查实验测试研究主要成果

我国地质调查实验测试研究项目主要来源于中国地质调查局科技外事部。中国地质调查局成立十年来,在地质"野战军"装备计划的大力支持下,在地质行业强大需求的推动下,我国的地质实验测试技术得到发展,分析测试仪器装备得到加强,实验测试人才队伍逐渐壮大,分析测试水平及能力明显提升。基本建立了从主量、微量到痕量元素分析,从无机组分到有机组分分析,从固体、液体到油气样品分析,能全方位覆盖地质调查样品类型、满足地质调查需求的实验测试技术方法体系及相应的样品分析能力。文章介绍了十年来由中国地质调查局科技外事部支持的地质调查实验测试研究项目情况,从无机测试分析技术方法、有机测试分析技术方法、同位素测试技术方法及应用、地球化学系列标准物质研制、地质实验仪器研发及升级改造、实验室信息管理系统应用推广等六方面总结了我国十年地质调查实验测试研究项目取得的主要成果。     

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。     

吉林敦化大石河钼矿床成因与辉钼矿Re-Os 同位素测年

大石河钼矿床是近年来在小兴安岭-张广才岭钼成矿带南缘新发现的一个大型钼矿床。深部矿体产于似斑状花岗闪长岩体顶部,呈细脉浸染型; 近地表矿体主要呈含辉钼矿石英脉,赋存于浅变质岩中。钼矿化受隐爆角砾岩筒及构造裂隙控制,矿化与蚀变具有明显的分带性,属斑岩型钼矿床。对采自矿区浅部矿体中的5 件辉钼矿样品进行了Re-Os 同位素测年,获得模式年龄( 182. 1 ± 2. 7) ～ ( 191. 9 ± 2. 6) Ma,加权平均年龄( 186. 7 ± 5. 0) Ma,MSWD 值为11. 8,表明大石河钼矿形成于燕山早期。结合近年来小兴安岭-张广才岭钼成矿带上所获得的成岩成矿年龄数据,认为160 ～ 190 Ma 是该钼成矿带的钼矿成矿作用的集中期。辉钼矿样品中Re 含量为3. 549 ～ 4. 362 μg·g － 1,指示成矿物质为壳源。综合分析认为,大石河钼矿床为该区燕山早期大规模成矿事件的产物,形成于古亚洲构造域和环太平洋构造域叠加和转换期的构造环境。     

湖南邓阜仙钨矿辉钼矿铼-锇同位素定年及硫同位素地球化学研究

邓阜仙钨矿是湘东南地区一个重要的钨矿床。本文对邓阜仙钨矿中的辉钼矿进行Re-Os同位素测年,显示辉钼矿的Re-Os同位素模式年龄范围为149.2±2.1Ma~156.9±2.2Ma,加权平均年龄为152.4±3.3Ma,对应的Re-Os等时线年龄为150.5±5.2Ma,与邓阜仙燕山期二云母花岗岩的锆石 LA-ICP-MS U-Pb 年龄(154.4±2.2Ma)接近,指示邓阜仙钨矿床与区内二云母花岗岩具有密切的成因关系。辉钼矿Re含量为2.927×10^-9~98.13×10^-9,表明成矿物质具有壳源的特征。硫化物δ³⁴S值介于-1.36‰~+0.61‰之间,说明成矿物质硫源主要来自于燕山期重熔型二云母花岗岩。邓阜仙钨矿的成岩成矿作用与南岭地区大规模的钨锡多金属成矿作用在时间上一致,具有统一的地球动力学背景,形成于区域地壳拉张减薄的动力学环境。     

新疆哈密地区库姆塔格钼矿床地质特征和辉钼矿Re-Os同位素年龄

库姆塔格钼矿位于新疆东天山星星峡隆起区哈密库姆塔格沙垄的东侧,是一个产于基性岩中的辉钼矿矿床。区内目前已发现7条矿化体,这些矿化体围绕辉长岩与角岩/矽卡岩的接触带呈向北西突出的弧形展布。矿体内主要金属矿物有辉钼矿、黄铜矿、黄铁矿、磁铁矿等,辉钼矿、黄铜矿呈稀疏浸染状分布于辉长岩中。对辉长岩中的辉钼矿进行Re-Os同位素年龄测定,获得矿床形成的等时线年龄为(318±27)Ma,加权平均年龄为(319.1±4.5)Ma,成矿时代为早—中石炭世。这一测年结果与区域内的部分花岗岩的侵入时间一致,表明该矿床的形成与区内的酸性岩浆活动存在一定的联系,因此区内酸性岩体与中基性岩体的接触部位是寻找这类新型矿床的有利地段。库姆塔格钼矿的发现不仅打破了以往在酸性岩体内部和矽卡岩带内寻找钼矿床的勘探模式,同时也为在东天山地区内寻找铜钼多金属矿床开拓了思路。     

较低稀释比熔片制样X射线荧光光谱法测定磷矿石中12种主次痕量组分

当前应用X射线荧光光谱熔片制样技术分析测定较低含量、低荧光产额氟组分时,准确度较低,精密度较差、检出限较高。本文运用5:1较低稀释比熔样制片技术,采用波长色散X射线荧光光谱法测定磷矿石中12个主次量组分(F、Na₂O、MgO、Al₂O₃、SiO₂、P₂O₅、K₂O、CaO、TiO₂、MnO、TFe₂O₃和痕量SrO)。采用磷矿石、岩石国家一级标准物质、磷矿石管理样品和人工配制标准样品校准,经验系数法进行基体校正,结果表明12个组分分析方法的精密度和准确度较好,检出限较低,未知样品的分析结果比较满意;氟的精密度、准确度和检出限均好于文献中10:1熔样稀释比得出的结果。该方法解决了压片制样测定氟组分,熔片制样测定其他主次量组分的技术问题,同时也降低了熔片制样技术测定氟的检出限。     

乌兹别克斯坦Almalyk斑岩铜矿田成矿时代及其地质意义

新疆西天山斑岩铜矿找矿勘查备受关注。乌兹别克斯坦Almalyk斑岩铜矿田处在西天山西段,铜矿规模属亚洲第二大,但其成矿时代还没有准确厘定。在区域地质构造中,Almalyk铜矿田位于中天山加里东—华力西褶皱带南部边缘,包括Kalmakyr、Dalneye、Sarcheku和Kyzata等4个铜矿床,铜成矿主要发生在斑岩体内,原生矿石呈网脉状、浸染状,金属矿物主要有黄铁矿、黄铜矿,辉钼矿、赤铁矿、磁铁矿、自然金、斑铜矿等。针对Sarcheku铜钼矿石中辉钼矿利用Re-Os法测得(320.4±2.3)Ma的模式年龄和(317.6±2.5)Ma的等时线年龄。结合岩浆建造序列,认为矿田内构造—岩浆—热液过程开始于早石炭世,发展于晚石炭世,结束于早二叠世,斑岩型铜成矿主要在晚石炭世。西天山包括Almalyk铜矿田在内大型—超大型斑岩型铜成矿作用主要在中泥盆—晚石炭世(D2—C2),与古亚洲洋壳向哈萨克斯坦—伊犁板块之下俯冲形成的复杂岛弧岩浆地质过程有关。