独居石的电子探针钍—铀—铅化学测年

基于独居石富含Th,U,Pb,且具有非放射性铅的含量通常可忽略不计以及不易发生放射性铅的丢失的特点,为电子探针技术进行化学测年提供了重要的前提条件,通过对已知年龄的独居石标样以及新疆土屋－延东铜矿床的一个独居石样品进行电子探针测年分析,分析结果与标样的年龄标定值及样品年龄的推测值相吻合,表明独居Th-U-TPb电子探针化学测年技术是一种可靠有效的测年方法。     

河北康保地区花岗岩独居石电子探针定年

已有年代学研究表明,康保地区西阿公单元含石榴二长花岗岩形成于中元古代.我们采用近年来新发展的独居石电子探针Th-U-总Pb定年方法对康保地区西阿公单元十硼地区变质细粒含石榴二长花岗岩样品中的独居石开展了电子探针进行测年分析,计算方法为Suzuki和Adachi等提出的方法.独居石年龄峰值分别为252Ma,265Ma,281Ma和322Ma,表明西阿公单元含石榴二长花岗岩形成时代不是中元古代,其侵位时间应为二叠纪.这一新的年代学结果与Sengor和王荃推测的华北板块与西伯利亚板块＂晚二叠世碰撞＂的模式一致.康保地区西阿公单元含石榴二长花岗岩具过铝花岗岩特征,代表古蒙古洋消失,是华北板块与西伯利亚板块碰撞造山阶段多期岩浆作用的结果,为确定古亚洲洋的闭合时间提供了重要依据.     

锆石铀-铅定年激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱原位微区分析进展

激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)技术是目前最常用的锆石U-Pb同位素年龄测定方法之一。该方法能够对单颗粒锆石内部年龄差异实现快速、准确的原位微区分析。文章总结了近年来激光剥蚀系统、ICP-MS技术以及LA-ICP-MS锆石U-Pb定年方法、相关应用实例研究的进展和现状。系统评述了激光发生器,剥蚀池,剥蚀参数(激光波长、脉冲宽度、剥蚀气体、孔径大小)以及四极杆和扇形磁场质谱仪对锆石U-Pb年龄数据的精度和准确度的影响。详细介绍了基于锆石年龄标准样品、标准溶液及其他标样的外标定量校准方法,单个U/Pb比值计算方法,普通铅校正方法以及同位素年龄与微量元素同时测定的方法。目前LA-ICP-MS锆石U-Pb定年技术主要应用于碎屑锆石的沉积物源区示踪和岩浆事件的年代学约束研究。     

铀-铅同位素测年新技术及其地质应用的最新发展

本文着重介绍了国内外铀-铅同位素测年工作所取得的新进展,并指出灵活地将铀-铅同位素测年的各种新技术方法结合起来应用,往往可以获得“多、快、好、省”的效果。     

独居石电子探针定年及其在新疆东天山变质作用研究中的应用

以化学法独居石电子探针定年的原理以及前人改良过的年龄计算公式为基础,利用全微分和最大误差原理,确定了年龄误差计算新方法。并用Visual C语言在Windows平台下编制出了计算年龄和年龄误差的计算机程序。运用此程序对前人公开发表的分析资料和计算的年龄以及年龄误差数据进行了重新计算,验证了给出的误差公式的可靠性。同时,利用JXA—8100电子探针仪对新疆东天山变质沉积岩的两个样品(KM2127—5,DK2107—2)中的独居石进行了电子探针微区U—Th—Pb成分分析。结果表明,样品DK2107—2记录了两期变质作用,峰期年龄分别是341．0±3．9Ma和255．2±3．3Ma,其中最主要的变质峰期年龄为341．0±3．9Ma,该期的矿物组合为Ky+St+Bt+Pl+Q+／-Or;而255．2±3．3Ma和样品KM2127-5记录的变质峰期年龄262．3±4．4Ma为次要变质峰期年龄,该期矿物组合是Cord+Bt+Pl+Or+Q。分析结果与前人用^40Ar—^39Ar法得到的结果相吻合,表明独居石电子探针定年技术是一种可靠有效的测年方法。     

铀-铅同位素谱系研究及其在铀矿地质中的应用

The main purpose of this paper is to present a fundamental concept of U-Pb isotopic spectrum-system and to apply this idea to the interpretation of the mechanism of uranium ore formation. It is evident from a number of examples of uranium deposits that the uranium deposits formed in various processes are characterized by different types of U-Pb isotopic spectrum-system.     

钍石电子探针定年：记录小秦岭矿集区伟晶岩热液蚀变历史

电子探针化学定年法 (Chemical Th-U-total Pb Isochron Method,CHIME) 以其原位、极高的空间分辨率、样品制备简单方便、不破坏样品、测试速度快、成本低等优点,被成功用于独居石、褐帘石、锆石、磷钇矿、晶质铀矿等副矿物定年,但应用于钍石定年仍不成熟。本文尝试利用电子探针对小秦岭矿集区元古宙伟晶岩脉中的钍石进行定年。显微镜下观察发现,热液钍石颗粒细小（<30 μm）,多与独居石共生,包裹在褐帘石中。我们对未发生蚀变或者蜕晶化的小颗粒钍石进行了电子探针Th-U-Pb化学法定年,得到的加权平均年龄为120.9±2.1 Ma (95%置信区间)。这一年龄与枪马金矿的矿化年龄一致,代表了继该地区大规模花岗岩侵位活动之后,华北克拉通减薄过程中的又一次热液蚀变过程。     

α铀系测年方法在低铀含量样品中的应用

桂林是世界著名的岩溶区,洞穴沉积物极其发育,是研究第四纪古环境变化很理想的区域,但因岩溶沉积物中铀含量极低,大大地增加了分析测试的难度。本文通过几年的摸索和与其它方法的对比研究,对低铀含量的石笋样品α- U系测年取得了较为成功的经验,并为桂林20万年石笋记录古环境重建提供了可靠的年龄数据系列。      

诸广三九矿田石壁窝矿区主要铀矿物电子探针定年

诸广中段三九矿田是新近发现的花岗岩型铀矿田,然而该区缺少铀矿物原位定年研究。本次研究以矿田南部石壁窝矿区铀矿石中铀矿物为对象,通过光学显微镜、扫描电镜（SEM）、X射线能量色散谱仪（EDS）和电子探针（EPMA）等手段,开展了铀矿物的矿物学研究。研究显示,晶质铀矿主要赋存于黑云母中,常呈不同程度溶蚀或交代状与石英、蚀变绿泥石、蚀变长石等矿物共伴生;沥青铀矿分布较广,常与黄铁矿、赤铁矿、硅质细脉等伴生。电子探针U-Th-Pb化学定年法测得铀矿石中晶质铀矿年龄为161.7～128.7 Ma,计算其加权平均年龄为（149.0±6.2） Ma (MSWD=3.9,n=6);测得沥青铀矿年龄为108.8～90.5 Ma,计算其加权平均年龄为（97.7±1.7） Ma (MSWD=0.99,n=5)。测得的晶质铀矿U-Pb年龄与前人的花岗岩锆石年龄相近,沥青铀矿形成年龄明显小于花岗岩结晶年龄,显示区内铀成矿存在较大岩矿时差。     

电子探针能谱矿物定量分析

文章以不同类型矿物作为分析实例,说明电子探针能谱仪和谱仪在矿物分析中的作用。实验表明使用能谱各类矿物主元素进行定量分析,既满足精密要求又能缩短分析时间,提高工效约２０倍,对能谱用于定量分析过程中的若干技术问题进行了讨论,以期获得最佳精密度的分析结果。     

石榴石电子探针分析在物源研究中的应用

利用重矿物组合恢复母岩是一种常用的方法，但由于层内溶解作用的存在和其它因素，使这种方法存在很大的局限性。而利用石榴石电于探针分析结果来研究物源有其独到的优越性，可使水动力或成岩作用的影响降低到最小。本文以渤海海域为例，利用电子探针分析石榴石的组分，分析结果表明渤海海域的石榴石以低钙石榴石组合为主，而且不同物源区石榴石组合各具特色，同时也证明前人所作的物源研究结果是正确的。     

蚀变粗面岩中再平衡结构黑云母的电子探针分析

黑云母的化学成分中蕴含着重要的成因信息,对具有交代结构的黑云母进行微区成分分析,能够精细反映交代蚀变过程中元素迁移情况,为解决矿床形成机制方面的科学问题提供矿物学证据。本文以北大巴山平利地区蚀变粗面岩中具有再平衡结构的黑云母斑晶为研究对象,进行电子探针面扫描和剖面成分分析。结果表明,斑晶内部为岩浆成因黑云母,边缘为"扩散-反应"过程所致的再平衡成因黑云母。斑晶边缘与内部相比,TiO_2含量由平均5.78%降至2.22%,表明在交代蚀变过程中黑云母中Ti等高场强元素被淋滤出进入流体;而CaO含量由平均0.06%升至0.14%,F含量由平均0.60%升至0.80%,指示蚀变流体内富含Ca、F等组分。本研究揭示了粗面岩中铌矿床的形成与热液作用关系密切,成矿流体中Ca、F等组分在铌元素的迁移及富集过程中具有重要作用。     

电子探针分析过程中钠不稳定机理的新解释初探

文章以钠长石为例了电子探讨分析过程中Ｎａ计数不稳定的现象,并从晶体结构、化学键、离子扩散迁移和金属的熔点出发,提出钠长石中Ｎａ不稳定机理的新看法。     

电子探针测年方法应用于晶质铀矿的成因类型探讨

电子探针Th-U-Pb测年因其高分辨率与高精度的优势,在独居石、锆石等定年矿物中得到了推广,但在Th、U、Pb含量高的晶质铀矿、沥青铀矿等矿物中则应用较少。本文在铁矿床变质岩绿泥石、阳起石黑云母蚀变岩首次发现U含量高的晶质铀矿,基于此,结合该铁矿床地区的地质背景,利用偏光显微镜与电子探针等分析测试手段,将镜下蚀变现象、年龄计算与其他相关元素分析相结合,重点对晶质铀矿的成矿年龄及成矿规律进行探讨。研究发现:通过镜下观察判断,晶质铀矿的成因类型与澳大利亚著名的变质型铀矿相似,均为古老的变质型,且周围的脉石矿物均为绿泥石,绿泥石皆由黑云母退变质而成,铀矿的赋存位置显示其与黑云母、绿泥石之间有紧密联系,其成矿年龄与黑云母、绿泥石形成年龄息息相关。继而根据电子探针数据计算成矿年龄,判断成矿期次,得出主要成矿期在(1654±17)Ma~(1805±17)Ma,为中元古代中期,且主要成矿期与热液蚀变作用黑云母化有关,后期活化富集时期在(657±17)Ma~(807±17)Ma,为新元古代南华纪时期,此阶段是热液侵入、绿泥石化广泛发育的时期;选取较大颗粒对晶质铀矿的环带年龄进行计算,从年龄分布上证实后期有强烈的流体活动的发生,且主要与绿泥石化相关。另外,对比变质型与沉积型铀矿中Y2O3与UO2含量发现,两者之间存在负相关关系,此关系对判断铀矿成因即是否为变质型或沉积型可能有指示意义,但缺乏大量的数据佐证,需进一步研究。     

应用电子探针分析技术研究某铌-稀土矿中铌和稀土元素的赋存状态

铌是一种战略金属,在现代钢铁技术中发挥着非常重要的作用。某铌-稀土矿矿石中的Nb2O5平均含量达0.0855%,稀土总量（REO）含量达1.03%,接近铌矿最低工业品位要求,并伴生有稀土矿,因此查明铌和稀土的赋存状态至关重要。由于铌矿物、稀土矿物具有颗粒细小且嵌布特征复杂的特点,在偏光显微镜下不容易发现,而且定名困难,很难达到研究目的,一直是地质分析测试的难点。为查明铌和稀土元素的存在形式以及铌、稀土元素的赋存矿物,本文应用电子探针背散射图像、能谱分析及电子探针波谱定量分析技术对某铌、稀土矿矿石进行分析,主要研究铌矿物和稀土矿物的种类、嵌布关系及化学成分等特征,更准确地分析铌和稀土元素的赋存状态。结果表明：①铌元素主要以铌铁矿、含铌金红石的形式存在,其中铌铁矿中Nb2O5的平均含量为78.26%,含铌金红石中Nb2O5的平均含量为5.26%。②稀土元素主要以独居石、氟碳钙铈矿和氟碳铈矿的形式存在,其中独居石中稀土总量（REO）的平均含量为64.84%,氟碳钙铈矿中稀土总量（REO）的平均含量为57.52%,氟碳铈矿中稀土总量（REO）的平均含量为70.61%。③铌矿物、稀土矿物分布分散,多包裹于钾长石、方解石及黑云母等脉石矿物中。本研究实现了常规岩矿鉴定手段难以完成的矿物识别和鉴定,查明该矿床矿石中主要的铌矿物和稀土矿物的种类及特征,为后续铌-稀土矿的综合利用提供了科学依据。     

电子探针化学测年在攀枝花大田晶质铀矿中的应用及其意义

晶质铀矿和沥青铀矿是热液铀矿床的主要工业铀矿物,在研究热液铀矿床成因及成矿规律方面具有重要的意义。攀枝花大田地区是我国混合岩型热液铀矿分布区,已发现粗粒特富铀矿滚石(铀含量10%)及较富基岩矿石(铀含量为0.1%~2%),主要铀矿物为晶质铀矿,对两种晶质铀矿成分及形成时代的研究对该区混合岩型热液铀矿成矿规律研究具有重要的价值。本文通过对大田地区滚石中的晶质铀矿和基岩矿石中的晶质铀矿进行矿物学及电子探针分析,研究了晶质铀矿的成分及形成时代。结果表明:(1)大田地区滚石和基岩矿石中的晶质铀矿除铅之外化学成分较为相似,两类矿石晶质铀矿中UO_2含量为77.36%~84.04%,ThO_2含量为0.98%~5.59%,PbO含量为1.79%~8.8%,其中滚石晶质铀矿中的铅含量低于基岩晶质铀矿,钍含量高于基岩晶质铀矿;(2)电子探针化学定年结果表明,基岩矿石晶质铀矿的形成时代为774.9~785.5 Ma,滚石晶质铀矿的形成时代为783.7 Ma,与传统同位素测年结果(775~777.6 Ma)非常一致,一方面说明滚石晶质铀矿和基岩晶质铀矿为同一时代的产物,另一方面说明电子探针原位测年方法是可靠的;(3)在后期的热液蚀变中,晶质铀矿先后发生了硅化、碳酸盐化及赤铁矿化,蚀变发生的时间分别为730.6Ma、699.8 Ma和664.0 Ma。此结论对研究攀枝花大田地区热液铀矿成矿时代及成矿作用过程提供了依据。     

电子探针分析过程钠计数不稳定与物质结构关系的探讨

在以往工作的基础上,根据大量矿物的试验结果,探讨了Ｎａ不稳定程度与物质结构的关系。将不稳定矿物划分成３种结构类型,讨论了产生不稳定的机理与影响离子迁移的因素,较满意地解释了各种实验种象,且能预测可能出现Ｎａ不稳定的矿物种类,对寻找与研究快离子导体材料也有重要参考意义。     

X射线衍射和电子探针技术在矿物药雄黄鉴定及质量评价中的应用

雄黄是我国常用的矿物类中药,由于晶体空间结构不同,可分为α雄黄(AsS)和β雄黄(As4S4)。雄黄受氧化作用会产生剧毒物质砒霜(As2O3),其中β雄黄因空间结构关系更易被氧化,因此对矿物药雄黄的成分鉴定和质量评价具有重要的意义。常用的分析雄黄中砷及其他元素的方法(原子吸收光谱法、电感耦合等离子体质谱法、高效液相色谱-质谱法等)是通过测定总砷、价态砷和其他相关元素实现对雄黄的鉴别和有害成分的检测,分析过程复杂,试剂消耗大,需对样品进行破坏,而且不能直接对矿物结构进行判定。本文采用薄片鉴定、X射线衍射和电子探针对来自代表性生产地贵州思南和湖南石门的6种药用雄黄样品进行鉴别和质量评价。首先通过薄片鉴定初步确定雄黄样品的主要成分及伴生矿物,进一步利用X射线粉晶衍射和电子探针技术对雄黄的主要成分、伴生矿物进行半定量分析,再利用电子探针研究雄黄中As、S、O等元素的赋存状态,在这些技术综合鉴定的基础上,对收集的雄黄进行质量评价。分析结果显示:产自贵州思南的1号矿药由石英(82.8%)、方解石(9.5%)和白云石(7.7%)组成,2号矿药由α雄黄(64.7%)和石英(35.3%)组成;产自湖南石门的6号矿药由β雄黄(86.5%)和电气石(13.5%)组成,3号和4号矿药由α雄黄单矿物组成,5号矿药由β雄黄单矿物组成,3号、4号和5号三个样品中As含量大于70%,符合药典规定;电子探针分析样品中均未检测到砒霜,总体上表明湖南产的雄黄品质较高。研究表明,X射线粉晶衍射法利用了衍射图谱与晶体结构的一一对应性,找到不同矿物药样品的专属特性,而对于多组分矿物药样品,只要混合组分恒定,其衍射图谱就相对稳定,具有指纹特征;电子探针利用As、O等元素的赋存状态,可以有效地对雄黄的质量进行评价。X射线衍射和电子探针技术的结合用于鉴定雄黄矿物药是一种极为有效、可行的办法,与传统方法相比更为快速、经济。