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。     

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。     

略阳煎茶岭铜镍硫化物矿床Re—Os同位素年龄及其地质意义

采用矿石Re-Os同位素方法对陕西省煎茶岭硫化镍矿床矿石进行了成矿年代学研究,获得了878士27 Ma(1σ)的等时线年龄,首次厘定了该矿床成矿时代为新元古代,成岩成矿基本同时.通过对878 Ma硫化镍矿石初始Re-Os同位素体系的γOs计算和Re/Os值分析表明,其yOs和Re/Os值变化范围大,深部条带状矿石的Re/Os值仅为0.05,yOs为-6.70;块状矿石的Re/Os值范围为4.24～24.43,γOs为-15.37～+280.65,说明成矿过程中有壳源物质的混染;两件样品的γOs为负值(-15.37,-6.70),可能指示其超镁铁质岩浆来源于Re亏损地幔.煎茶岭超基性岩体年龄及其镍矿石的Re-Os等时线年龄与扬子克拉通北缘火山岩浆活动时间相对应,它们是扬子克拉通西北缘晋宁期构造岩浆成矿作用的产物.     

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同位素体系在陨石研究中的应用

铁陨石中的Re ,Os含量反映其结晶分异历史。通过铁陨石定年修正187Re的衰变常数为 :λ(187Re) =1 6 6 6× 10 -11a-1。ReOs同位素测年法可以直接用于对铁陨石的定年 ,结果表明天然铁陨石大体同时形成 ,但ReOs定年技术已有可能揭示不同化学群铁陨石形成年代的序列 ,但研究尚需深入。这些方法也可以用来探讨铁陨石和石铁陨石的形成源区、冷却历史和后期变化。虽然在石陨石中Re ,Os同位素的浓度很低 ,但也有了探索性研究成果。随着技术的不断发展 ,ReOs同位素体系在天体化学中的作用将愈加明显和重要。     

铼-锇同位素测年法研究综述

Re-Os同位素测年的最合适的对象为辉钼矿,定年是基于放射性的187Re通过β衰变成为187Os而引起锇同位素异常来计算地质年代的。在目前的测试研究中,较常用的方案为Carius管溶样法-蒸馏分离Os-萃取分离Re-TJA PQ ExCell ICPMS测定同位素比值。在我国有许多成功用Re-Os同位素测定钼矿床成矿年龄的范例,对认识矿床特征及成因、总结区域的成矿演化规律、解决相关地质问题具有重要的理论意义,而且对于指导矿床的预测和勘查具有很高科学价值。     

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。     

石墨Re-Os同位素分析及其在成矿年代学中的初步运用

本文探索性地对江西省铅山县长寿源铅锌共生的晶质石墨进行了Re-Os同位素分析。研究结果显示石墨的Re-Os同位素年龄为424±25Ma(n=7,MSWD=7.8),与该区二云二长花岗岩中锆石的年龄(433±9Ma)在误差范围内相一致,说明石墨的成因与区域上岩浆的侵入存在密切联系。Re的含量介于47×10-9～330×10-9之间,普通Os和187Os的含量分别为0.32×10-9～2.15×10-9和0.27×10-9～1.75×10-9,相对于Re、Os在地壳中的丰度显著富集,Os同位素初始比值187Os/188Os=1.69±0.29,表明石墨来源于富有机质沉积地层。通过测定石墨样品中的有机碳和固定碳,对Re、Os在石墨中的赋存状态进行了研究,表明Re、Os可能是以某种形式赋存在石墨的固定碳中,与其中有机质无关。从原理上解释了石墨的Re-Os同位素年龄反映的是使沉积地层中的炭质变质为石墨,并发生富集迁移的岩浆热变质事件的时期。研究表明石墨的Re-Os同位素分析技术不仅能够为变质作用时间的精确测定提供新的方法,而且对矿床成因的研究也具有重要意义。     

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     

电感耦合等离子体质谱法测量铼和锇同位素比值的质量分馏校正

用Re标准溶液测定出X Series-7电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)检测器的死时间为43ns。由于Re和Ir的对数分馏系数线性相关,可以用Ir对Re进行在线分馏校正。利用配制的Re同位素比值标准溶液检验该方法,大多数校正值对标准值的相对偏差在±0.1%以下。ICP-MS测量时,Os的分馏系数与中位质量数成正比,采用由迭代方法得到的样品和稀释剂混合物的同位素比值(192Os/188Os)mix作为标准化值对其他Os同位素比值进行分馏校正。用已知Os同位素比值的标准溶液对该方法进行检验,结果表明,经校正后,大多数校正值与标准值的相对偏差在±0.3%以下。上述Re-Os同位素分馏校正方法将改善用ICP-MS进行Re-Os定年时的精密度和准确度。     

锇—锇测年方法研究

采用负离子热电离质谱和等离子体质谱（ＩＣＰ－ＭＳ）技术建立了＾１８７Ｏｓ－＾１８６Ｏｓ和＾１８７Ｏｓ－＾１８８Ｏｓ测年方法。方法基于利用核反应＾１８５Ｒｅ（ｎ,γ）＾Ｒｅ和＾１８７Ｒｅ（ｎ,γ）＾Ｒｅ所产生的＾１８６Ｒｅ和＾１８８Ｒｅ分别经过β衰变生成稳定同位素＾１８６Ｏｓ和＾１８８Ｏｓ。＾１８６Ｏｓ和＾１８８Ｏｓ的生成量由照射参数和样品中Ｒｅ含量决定。只要测定Ｏｓ同位素比值就可计算出Ｒｅ含量和Ｏ     

Re－Os同位素体系及其在岩浆Cu－Ni－PGE矿床研究中的应用

Ｒｅ－Ｏｓ同位素由于其较高的半衰期特点，近年来国外广泛用于前寒武纪含Ｃｕ－Ｎｉ－ＰＧＥ镁铁—超镁铁岩成岩年龄测定，并结合其他地球化学数据，对壳幔岩浆源及作用进行解释研究。特别是由于Ｏｓ是６个ＰＧＥ的其中之一，而多用于岩浆Ｃｕ－Ｎｉ－ＰＧＥ矿床贵金属来源的判别。中国岩浆Ｃｕ－Ｎｉ－ＰＧＥ矿床以金川矿床为代表，已有的研究表明，可能存在岩浆混合成矿作用，开展Ｒｅ－Ｏｓ同位素体系的研究将会提供进一步判断的证据     

Re—Os同位素体系及其在岩浆Cu—Ni—PGE矿床研究中的应用

Ｒｅ－Ｏｓ同位素由于其较高的半衰期特点，近年来国外广泛就于前寒武纪含Ｃｕ－Ｎｉ－ＰＧＥ镁铁－超镁铁岩成岩年，结合其他地球化学数据，对壳幔岩浆源及作用进行解释研究。特别是由于Ｏｓ 是６个ＰＧＥ的其中之一，而多用于岩浆Ｃｕ－Ｎｉ－ＰＧＥ矿床贵金属来源的判别。     

金矿床成矿时代研究的一些问题与对策

对金矿床测年研究近年来取得了很大进展,但也有诸如对金矿床成矿时代认识存在的差异及测试方法本身具有局限性的问题.应当重新理解金成矿时代的概念,注重新的测年方法的使用,尽可能开展多元同位素体系测年工作.     

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。     

Re–Os and U–Pb Geochronology of the Erlihe Pb–Zn Deposit, Qinling Orogenic Belt, Central China, and Constraints on Its Deposit Genesis

The Erlihe Pb–Zn deposit is an important mine of the Pb–Zn metallogenic zone in the South Qinling Orogen. It has been considered a sedimentary exhalative deposit in previous investigations because the ore body occurs concordantly at the transitional location of an upright fold. Re and Os isotopic analyses for paragenetic pyrites with sphalerite and galena from the ore body have been used to determine the timing of mineralization and to trace the source of metallogenic materials. The Re–Os isotopic data of four pyrite samples construct an isochron, yielding a weighted average age of 226±17 Ma (mean square weighted deviation=1.7), which is considered the main mineralization age. A dioritic porphyrite vein sample, showing weaker mineralization, was also dated using the SHRIMP zircon U–Pb isotopic method to constrain the youngest metallogenic age of the ore deposit, because it distributes along a group of tensional joints cutting not only the upright fold in the deposit field, but also the main ore bodies. The dioritic porphyrite sample yields a weighted mean 206Pb/238U age of 221±3 Ma, which is slightly younger than the Re–Os isotopic isochron age of the pyrites, considered as the upper age limit of the mineralization, namely the ending age of the mineralization. The Os isotopic compositions of sulfide minerals distribute within a range between Os isotopic compositions of the crust and the mantle, indicating that the ore deposit can be derived from magma-related fluid, and the metallogenic materials are most likely derived from the mixing source of the crust and the mantle. The Erlihe Pb–Zn deposit and associated dioritic porphyrite vein, important records of Qinling tectonic–magmatism–mineralization activities, were formed during the Triassic collisional orogeny processes.     

新疆东天山葫芦铜镍硫化物矿床Re-Os同位素物质来源示踪研究

通过对葫芦铜镍硫化物矿石的Re-Os同位素物质来源示踪研究, 其¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os初始比值介于1.40~1.97,γOs值介于1110~1565,平均为1379, 表明在成矿过程及岩浆侵位期间有大量地壳物质加入到成矿系统中。     

Re-Os同位素体系理论及其应用

由于Ｒｅ,Ｏｓ独特的地球化学性质,Ｒｅ－Ｏｓ同位素体系可以用来确定特定矿床的形成年龄,特别为金属矿床形成时代的研究开辟了新的途径,同时,由于Ｒｅ,Ｏｓ的元素相容性不同,导致不同地球化学储源库具有不同的Ｏｓ同位素特征,特别是地壳和地幔具有截然不同的Ｏｓ同位素特征,据此可以用来讨论不同类型矿产质和岩浆的来源。     

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。