滇东南南秧田钨矿床白钨矿原位Sr同位素对成矿的指示

南秧田钨矿床位于滇东南老君山W-Sn矿集区,地处扬子地块和印支地块的结合部位,地质背景复杂并遭受了多期岩浆活动和区域变质事件,其成矿时代和成因一直存在争议。本文对矽卡岩型和长石-石英脉型白钨矿开展了年代学、原位微量元素、Sr同位素研究,分析了两类白钨矿年龄、成因以及物质来源的差异。结果表明,长石-石英脉内与白钨矿共生辉钼矿的Re-Os同位素等时线年龄为151.0±1.3Ma,明显晚于矽卡岩矿体年龄,属于后期成矿事件。矽卡岩型白钨矿的轻稀土富集、重稀土强烈亏损,Eu呈明显负异常(δEu=0.46),∑REE平均含量为65.60μg/g,Mo平均含量为240.16μg/g,Sr平均含量为883.43μg/g;长石-石英脉型白钨矿稀土呈Eu正异常(δEu=2.8)的平坦型,∑REE平均含量为194.40μg/g,Mo平均含量为16.01μg/g,Sr平均含量为129.26μg/g。以上两者微量、稀土元素含量的差别显示它们具有性质明显不同的流体来源,Eu异常指示矽卡岩型白钨矿形成于氧逸度较高的环境,长石-石英脉型白钨矿形成于还原性环境。矽卡岩白钨矿~(87)Sr/~(86)Sr值相对较低,并且比较均一,介于0.71319～0.71491之间,表明成矿流体主要来自岩浆热液;长石-石英脉型白钨矿~(87)Sr/~(86)Sr值较高且变化范围大,介于0.71537～0.72803之间,平均0.72079,呈现出变质流体特征。两种不同类型白钨矿Sr同位素都具有二元混合的特征,显示长石-石英脉型白钨矿对矽卡岩型白钨矿有叠加改造作用,成矿流体与围岩的强烈交代作用是白钨矿形成的关键。     

西藏玉龙铜矿床成矿斑岩的厘定及地质意义

位于青藏高原东缘的玉龙铜矿是我国最大的斑岩铜矿之一,其形成一致认为与矿区中心产出的二长花岗质复式斑岩体有关,但成矿与复式岩体的确切关系并不清楚。本文通过详细的野外地质填图,特别是矿床8号勘探线12个钻孔的重新编录,在复式岩体中识别出一套花岗斑岩岩枝,岩枝中不规则状石英-钾长石脉广泛发育,同时还见有单向固结结构、粗晶及细晶结构,这些特征表明该岩浆中的流体曾经发生过饱和。同时结合矿床高品位(0.6%,质量分数)铜矿化紧密围绕花岗斑岩分布、含矿脉体自花岗斑岩向外围逐渐由高温石英-钾长石A脉过渡为中低温石英-硫化物脉、热液蚀变自花岗斑岩向外由高温钾硅酸盐化过渡为中低温石英-绢云母化的规律,最终确定这套花岗斑岩为玉龙矿床的成矿斑岩。玉龙铜矿成矿斑岩的厘定,较好地解释了矿床矿化类型及金属的分布规律,为进一步深入理解矿床形成过程提供了帮助。     

关键金属元素分析测试技术方法应用进展

以稀有、稀散、稀土、铂族元素为主体的战略性关键金属矿产资源,在新材料、新能源和信息技术等新兴产业中发挥着越来越关键的作用。随着我国关键矿产资源地质调查的不断深入,关键金属元素以其赋存基体复杂、不同矿物含量差异大、化学性质不稳定等特点对分析测试技术提出了新的挑战。本文根据化学组成不同,对关键金属元素主要赋存基体进行了分类,主要分为硅酸盐、碳酸盐、硫酸盐、钨酸盐、磷酸盐、氧化物、硫化物、卤化物等。对于不同的基体岩石矿物,通常采用酸溶法(硝酸-氢氟酸组合、王水)或碱熔法等传统溶样方法进行化学消解。评述了当前关键金属元素测试常用的电子探针、电感耦合等离子体质谱、电感耦合等离子体发射光谱、X射线荧光光谱等仪器的特点及应用,总结了关键金属元素分析过程中出现的样品难溶解、回收率不完全、测试过程氧化物和同质异位素干扰、样品和标准基体不一致等常见问题,并提出了相应的解决方案。微区原位分析凭借其高效率、低成本、高空间分辨率的优势,以及野外现场分析凭借其简单快速、贴近野外工作的特点是关键金属元素测试技术发展的主要趋势。     

Os水吸收液ICP-MS测量信号强度衰减原因研究

蒸馏法能从样品中有效分离出OsO_4,吸收液直接用于ICP-MS测定,是辉钼矿Re-Os定年的关键技术环节。但实验发现,长时间放置的吸收液中Os信号强度显著降低。根据OsO_4化学性质推测原因在于一是挥发使吸收液Os含量减少,二是还原使+8价Os变成低价态,气态比例降低,若雾化效率不变,进入质谱仪的Os减少,两者都会导致信号降低,但具体影响情况不明,需深入研究。本文利用辉钼矿标准物质制备不同放置时间、酸度和温度的吸收液,对比上述条件对ICP-MS信号强度的影响。实验时将残余吸收液与稀释剂、氧化剂封入Carius管加热蒸馏,测定Os含量。结果表明:吸收液放置时间越长,酸度越低,温度越高,信号降幅越大,幅度达到3.2%~68.6%。室温下放置相同时间,低酸度吸收液的Os保存率高于高酸度吸收液,但Os信号强度低于后者,证明了挥发和还原共同导致信号衰减,且还原是主导原因。本文提出,冷冻(-18℃)可抑制OsO_4挥发,提高酸度(约3.5 mol/L)可减弱OsO_4还原,两者结合抑制信号衰减,提高了蒸馏法的灵活性和适用性。     

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。     

岩石中的渗透率、流体流动及热液成矿作用

热液成因的固体金属矿床形成过程中都曾拥有一段流动的历史。成矿物质以溶液的形式从矿源地穿过孔隙或断裂达到了现在的栖身之所,在此过程中流体通过的路径决定了它们的走向,而溶液本身也改变了路径的特征。因此,对于此类矿床的研究不能仅仅囿于眼之所见,而应将古流体流动的观念融入其中,并考察它们的跋涉之路。文中总结了近年来国内外在岩石孔隙、断裂介质及与其相关渗透率对热液成矿作用的控制等领域的研究成果和最新进展,对岩石渗透率、渗透率的影响因素、岩石中流体流动的特征等问题进行了阐述,讨论了渗透率对于热液成矿作用深度、成矿规模、矿质沉淀机制等方面的重要影响,藉此在固体金属矿床研究中强化流"体运动"的观念,并促进构造地质学和成矿作用地球化学间一个新研究方向的发展。     

滇西北休瓦促钼钨矿床白钨矿原位微量和Sr同位素特征及其对成矿作用的指示

滇西北休瓦促钼钨矿床是义敦岛弧Cu-Mo成矿带南缘典型的热液石英脉型钼钨矿床,目前前人对该矿床主要开展了成岩-成矿年代学、岩石成因、动力学过程等研究。本文以白钨矿为研究对象,利用原位微量LA-ICP-MS以及原位Sr同位素LA-MC-ICP-MS测试技术对成矿流体演化及成矿物质来源开展了系统研究。白钨矿的产状和阴极发光图像显示其存在早中晚三个阶段,以中阶段白钨矿最为发育。早阶段白钨矿稀土配分与斑状二长花岗岩相似,呈轻稀土富集的右倾模式,Eu具有中等负异常(δEu=0.42),Mo平均含量为3.0%,~(87)Sr/~(86)Sr平均值为0.7098,与斑状二长花岗岩(0.7075～0.7098)接近;与早阶段相比,中阶段白钨矿轻稀土含量降低,Eu也具有中等负异常(δEu=0.37),Mo平均含量降低至2445μg/g,~(87)Sr/~(86)Sr值升高至0.7113;晚阶段白钨矿稀土配分呈中稀土相对富集的拱形模式,Eu基本无异常(δEu=0.93),Mo平均含量降低至56μg/g,~(87)Sr/~(86)Sr平均值为0.7083。从早到晚,白钨矿中轻稀土元素尤其是La和Ce的逐渐亏损表明存在氟碳铈镧矿的结晶;δEu升高和Mo急剧降低指示成矿流体从氧化到还原的转换;Sr同位素组成的变化指示了成矿物质来源的转变,早阶段岩浆流体贡献大,在中阶段白钨矿岩浆热液与围岩地层大规模作用下,地层为白钨矿的形成提供了大量Ca,表明强烈的水岩交互作用对矿床的形成发挥了重要作用。     

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...     

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。     

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.