地质样品Sr同位素比值测定计量比对结果评价

Sr同位素比值（87Sr/86Sr）测试技术作为一项成熟方法和常规示踪技术手段被广泛应用于地球科学、环境科学、考古学等研究中,但该测试技术至今并未开展相应的计量比对工作。为评价各实验室Sr同位素比值检测水平和能力,本文组织开展了地质样品Sr同位素比值测定专项计量比对活动。通过对参加实验室检测结果进行统计分析,评价各实验室的检测能力。结果表明：参比实验室检测结果的满意率为85.7%,仅一个实验室的检测结果为不满意,参比实验室整体检测能力和技术水平良好,但仍然需要重视高Rb/Sr比值样品分离有效性的问题。     

激光原位LA-MC-ICP-MS测定地质样品Sm-Nd同位素方法新进展

本文综述了近10年来激光原位LA-MC-ICP-MS测定地质样品Sm-Nd同位素测试技术的最新进展,着重介绍了同质异位素干扰校正的关键技术难点及校正方案。LA-MC-ICP-MS技术对轻稀土富集矿物可以获得可靠的~(147)Sm /~(144)Nd and~(143)Nd /~(144)Nd值,是当前进行地质样品激光原位Sm-Nd同位素测定的主要技术,配合矿物微区U-Th-Pb年龄测定和微量元素分析,可以对矿物的成因演化提供重要的制约参数。多元同位素体系(Sr-Nd-Hf同位素、U-Th-Pb年龄和微量元素)的原位微区联合测定,低含量地质样品(小于500μg/g)和高Sm/Nd值矿物(如磷钇矿Sm/Nd远远大于1,有时甚至达到10)的Sm-Nd同位素组成的准确测定是未来LA-MC-ICP-MS激光原位Sm-Nd同位素测定的主要发展方向之一,具有广阔的应用前景。     

流体包裹体中Sr同位素的激光剥蚀多接收等离子体质谱原位微区分析

本文研究了用激光剥蚀多接收等离子体质谱（LA-MC-ICPMS）技术原位微区分析包裹体中Sr同位素的分析方法。5、10、16和30μm剥蚀序列进行包裹体的Sr同位素组成分析结果表明,包裹体中Sr同位素比值和Rb含量明显高于与包裹体接触的方解石矿物,从大个体包裹体（大于2μm）可获得较准确的Sr同位素组成（精密度为0.08%）。由于87Rb的含量只能通过85Rb计算而来,有限包裹体分析信号而导致的Sr同位素分析精度较传统的化学方法略差,因此本方法不能得到包裹体中的Rb-Sr年龄。     

(LP)MCICPMS方法精确测定液体和固体样品的Sr同位素组成

MCICPMS是近年发展起来的高精度固体同位素分析仪器,利用MCICPMS可以精确测定Sr同位素组成,与TIMS相比,分析效率明显提高;对于含有Rb的实际样品,在Rb/Sr比值较小时(Rb/Sr<0.001),可以通过Rb扣除获得准确的87Sr/86Sr比值,而当Rb含量较高时,可以通过建立Rb/Sr与87Sr/86Sr偏差值的线性关系进行再一次校正,同样也可以获得准确的87Sr/86Sr比值.通过这种校正关系,可以直接分析固体微区的Sr同位素组成.     

高Rb/Sr岩石样品中Sr同位素多接收等离子体质谱分析校正方法研究

在利用多接收电感耦合等离子体质谱(MC-ICPMS)进行Sr同位素研究中,⁸⁷Rb对于⁸⁷Sr干扰严重。岩石样品经化学分离后,若Rb/Sr≤0.0005,可以采用传统的Rb干扰扣除方法对⁸⁷Sr/⁸⁶Sr测定值进行准确校正;但如果样品经化学分离后仍含有较高的Rb/Sr比,同量异位素的干扰不能完全消除,则无法准确校正⁸⁷Sr/⁸⁶Sr测定值,直接影响测试结果的准确度。本文针对Rb含量较高的地质样品设计两组实验,确定了⁸⁷Sr/⁸⁶Sr同位素比值与Rb/Sr元素含量比值的关系曲线,并在理论分析的基础上,提出包含同位素分馏校正在内的重叠干扰校正方法。通过实际地质样品验证,该校正方法在较高含量Rb元素共存(Rb/Sr<0.2)的Sr纯化液中,能够较为准确地测量⁸⁷Sr/⁸⁶Sr同位素比值,降低了MC-ICPMS分析地质样品中Sr同位素时对化学分离步骤的要求。而对于Rb/Sr>0.2的地质样品,因仪器分馏效应和记忆效应影响,测试精确度大大降低,无论采用何种校正方法均无法得到准确的Sr同位素组成。     

磷灰石微区原位LA-MC-ICP-MS U-Pb同位素定年

利用激光剥蚀多接收器电感耦合等离子体质谱法(LA-MC-ICP-MS),建立了磷灰石微区原位 U-Pb同位素定年新方法,本文给出了这一新方法的分析流程,报道了利用这一新方法对5个磷灰石样品的分析结果,并应用同位素稀释-热电离质谱法(ID-TIMS)对一些样品定年结果进行了验证.磷灰石工作标样 SDG 的U-Pb 同位素年龄:(1596±15) Ma (MSWD=1.5, n=7, LA-MC-ICP-MS),(1602±13) Ma (MSWD=0.578, n=5, ID-TIMS);某铁矿石中磷灰石的 LA-MC-ICP-MS U-Pb 同位素年龄:(125±14) Ma (MSWD=0.68, n=25),(124.2±3.5) Ma (MSWD=1.5, n=37);新疆阿尔金地区片麻岩中磷灰石的LA-MC-ICP-MS U-Pb同位素年龄:(250.8±3.9) Ma (MSWD=8.6, n=26),(245.4±2.9) Ma (MSWD=2.1, n=39).     

LA-MC-ICP-MS独居石微区原位U-Pb同位素年龄测定

独居石富含U、Th,同时具有较低的初始普通Pb含量,是U-Pb和Th-Pb同位素定年的理想对象.由于普遍存在于多种岩石中,独居石的U-Th-Pb定年具有广阔的应用前景.本文报道利用193 nm ArF准分子激光剥蚀系统和NEPUNE多接收器电感耦合等离子体质谱仪,对独居石进行微区原位U-Pb同位素年龄测定的新方法.运用这一新方法对独居石样品AL01、BL02和CL03进行微区原位U-Pb同位素年龄测定,获得AL01和BL02号样品的206Pb/238U年龄加权平均值分别为(288.3±1.1) Ma (n=19)和(446.8±2.3) Ma (n=41);CL03号样品的U-Pb等时线年龄为(396.8±8.8) Ma (n=55),取得了令人满意的结果.     

多接收器等离子体质谱(MC-ICPMS)高精度测定Nd同位素方法

多接收器等离子体质谱是近年发展起来的高精度同位素分析手段之一,通过用等离子体质谱测量Nd国际标准材料La Jolla和JMC Nd203以及实际样品GBW04419,研究MC-ICPMS测量Nd的质量分馏特点,解决MC-ICPMS测量的关键所在质量分馏校正.通过修正分馏系数,可以实现理想的分馏校正.结果显示出所得到的分析精度达到热电离质谱的测量水平.具有实际地质样品代表性的实验室内部标准CAGS-Nd-1重现性长期分析结果为:143Nd/144Nd=0.512072±0.000008(2σ,n=140).     

同位素稀释等离子体质谱法准确测定地质样品中痕量铼

采用Carius管高温密闭溶样,同位素稀释-电感耦合等离子体质谱法对黄铁矿、岩石等地质样品中痕量铼进行了准确测定。流程空白能够有效控制在1．4～10 pg。对岩石样品中 ng／g量级的Re进行分析,4次重复分析结果的RSD为3．89％(2s)。以辉钼矿国家标准物质作为本方法研究的监控样品,重复分析结果与其标准推荐值(17．39±0．32)μg/g吻合。     

离子质谱计测定地质样品中镁同位素组成方法学研究

应用信通公司研制的离子质谱计（ＳＴ－ＩＭＳ），建立了地质样品镁同位素分析的实验流程和误差分析方法，为进一步分析微量地质样品中镁同位素组成和分布奠定了基础。     

陕西金堆城钼矿区花岗岩Sr、Nd、Pb同位素特征及其地质意义

通过对陕西金堆城钼矿区花岗斑岩体和八里坡斑岩体进行地球化学测试,测得金堆城斑岩体的SiO2含量为72.89%～74.06%,MgO为0.07%～0.3%,稀土总量为43.29×10-6～93.94×10-6,稀土元素配分曲线呈右倾型,具有明显的铕负异常和弱的负铈异常(δEu为0.43～0.78,δCe为0.74～0.86),富集大离子亲石元素K、Rb、U、Th和Sr等元素,亏损Ba、P和Ti等元素。八里坡斑岩体的SiO2含量为69.87%～70.80%,Al2O3 14.93%～15.46%,MgO 0.28%～0.48%,Sr/Y比值大于60,稀土总量为125.23×10-6～139.63×10-6,铕为无异常或微弱的正异常(δEu为0.98～1.04),铈为微弱的负异常(δCe为0.92～0.96),富集Ba、U、K等大离子亲石元素,而亏损P、Ta和Ti等元素。金堆城斑岩体和八里坡斑岩体的岩石类型为I型花岗岩,Pb同位素显示金堆城斑岩体的Pb主要来自下地壳,但有地幔物质的加入,八里坡斑岩体的Pb主要来自下地壳。金堆城斑岩体的ε(Nd,t)值为较低负值(-13.8～-15.2),但ε(Sr,t)变化较大,为-46.4～13.6,八里坡斑岩体具有负低ε(Nd,t)值(-20.4)和正高ε(Sr,t)值(64.5～65.2)。金堆城花岗斑岩和八里坡花岗斑岩的Sr、Nd、Pb同位素与华北地块相似,这两个岩体的源区为华北地块组成部分。     

Sr isotopic evidence on the spilitic degradation of the Deccan basalt

Similar Sr isotopic ratios (∼ 0.7055) for the tholeiite-spilite flow unit and the associated mineral phases, of Bombay (Deccan Traps) provide a direct evidence for the spilitic degradation of tholeiite. In contrast, a dramatic increase in the rare earth elements (REE) from basalt to spilite is rather puzzling as rare earths are considered to be relatively immobile. The geochemistry thus suggests that the process of spilitization is due to the reaction with a complex fluid having identical Sr-isotopic composition as that of the basaltic magma—thereby masking the details of the mixing process.     

海南岛东部海域滨珊瑚Sr/Ca比值温度计 及其影响因素初探*

文章采用全谱直读等离子体原子发射光谱(ICP-AES)的方法测定了1986~1996年海南岛东部海域滨珊瑚的Sr/Ca比值,建立了该海域月分辨率的Sr/Ca海水表面温度计方程:SST(℃)=170-16 (mmol/mol),n = 133,r=0.80,p=0.01, 此与韦刚健等在西沙海域建立的温度计方程:SST(℃)=169-16.7 (mmol/mol)一致,这表明南海中、北部海域也出现有相似的微量元素温度计。此外,文章还分析了在某些年月份SST的实测值和计算值出现的显著差别,探讨了可能造成的海洋气象环境因素。     

锆石Hf同位素：MC-ICP-MS和LA-MC-ICP-MS分析结果的比较

采用单柱离子色谱法高效提取锆石中的Hf元素,用MC—ICP—MS测定锆石Hf同位素组成。三个锆石样品及其平行样的分析结果显示,同一样品的Hf同位素组成在误差范围内高度一致,表明用单柱离子交换色谱法能够有效分离锆石的Hf元素,可以保证Hf同位素分析结果的再现。对比MC—ICP—MS和LA—MC—ICP—MS分析结果发现,同一样品锆石的Hf同位素在误差范围内一致,具有很好的可对比性。但对颗粒较小的锆石,缩小激光束斑使之不超出锆石颗粒的范围,能够获得更好的结果。     

花岗岩类岩石成因的磷灰石微区地球化学和同位素示踪

花岗岩类岩石是大陆地壳最重要的组成部分,通常伴生金属矿产,其成因研究可用来探索大陆地壳的形成、演化及动力学机制,并指导矿产资源的勘探。花岗岩类岩石是由岩浆经过结晶分异、地壳混染和岩浆混合等复杂演化过程形成的,且其母岩浆通常来源于不同的岩浆源区。如何准确示踪岩浆源区性质和精细刻画岩浆演化、岩石成岩过程是花岗岩成因研究的关键。磷灰石作为花岗岩类岩石中常见的副矿物,其结晶历史时间长——贯穿整个岩浆演化阶段,且富含F、Cl等挥发分和Sr、REE等微量元素,其化学特征和同位素组成在示踪花岗岩岩浆源区和成岩过程方面有独特的优势。随着微区分析技术的发展,磷灰石的微区地球化学成分记录了寄主岩浆的成分及其变化过程,可从微观角度揭示花岗岩的成因。本文结合前人研究成果及作者近年来的相关工作,系统综述磷灰石微区地球化学研究的进展,探讨如何在岩相学观察的基础上利用磷灰石的结晶过程、微区成分环带和微区同位素组成示踪岩浆源区、岩浆演化和成岩过程,以期为探索花岗岩精细成岩过程提供有效示踪方法。

     

都龙锡锌多金属矿床LA-MC-ICPMS锡石U-Pb测年及其意义

云南都龙锡锌多金属矿床是我国最大的锡石硫化物矿床之一。缺乏精确可靠的成矿年代学判据,是该矿床成因认识存在较大分歧的重要原因之一,严重制约了地质勘探工作的深入。本文应用LA-MC-ICP-MS微区原位U-Pb同位素测年技术,对都龙矿区曼家寨矿段的锡石样品进行了研究,获得DL12-716、DL12-722、DL12-740等三件样品的206Pb/207Pb-238U/207Pb等时线年龄分别为89.2±4.1Ma(N=22,MSWD=4.5)、88.0±1.6Ma(N=24,MSWD=2.3)和87.2±3.9Ma(N=31,MSWD=14),207Pb/206Pb-238U/206Pb谐和年龄分别为96.6±3.5Ma(MSWD=8.1)、93.6±1.6Ma(MSWD=5.8)和82.0±2.5Ma(MSWD=11)。结合矿床地质特征和前人成岩-成矿年代学成果,表明都龙矿区锡成矿作用主要发生在晚白垩纪,与燕山晚期岩浆热液活动关系密切,结合地质事实,表明燕山晚期岩浆热液活动是老君山矿集区锡钨多金属成矿的关键。通过区域地质及年代学对比,表明滇东南地区晚白垩世存在大规模花岗岩成岩-锡成矿事件。     

锆石Hf同位素组成的LA-MC-ICP-MS测定

利用多接收器等离子体质谱仪(MC-ICPMS)和193nm准分子激光器联用技术,对GJ-1、Temora、91500和Mud Tank四个标准锆石的Hf同位素组成进行测试,并通过指数方法进行同质异位素干扰校正,测得它们的176Hf/177Hf比值分别为0.282006±24(n=159, 2SD)、0.282684±46(n=20, 2SD)、0.282305±32(n=20, 2SD)和0.282509±25(n=48, 2SD)。测定结果与文献报道的值在误差范围内一致。     

Sr isotopic composition of Paleoproterozoic C-rich carbonate rocks: The Tulomozero Formation,SE Fennoscandian Shield

Rb–Sr systematics has been studied in ¹³C-rich carbonate rocks of the Paleoproterozoic (2.09 ± 0.07 Ga) Tulomozero Formation in the northern Onega Lake area, the SE Fennoscandian Shield. The formation is divided into eight members (A–F) consisting of greenschist-facies-grade, variegated sandstones, siltstones, mudstones, stromatolitic dolostones and subordinate crystalline limestones. Samples of carbonate rocks were obtained from two overlapping drillholes intersecting the entire thickness of the Tulomozero Formation. Prior to isotope analysis, the rocks powders were treated with 1N ammonium acetate for partial removal of the late epigenetic carbonate phases. Major resetting of the Rb–Sr systems in the Tulomozero carbonate rocks appears to take place during the Svecofennian regional metamorphic event, and it was screened by using Mn/Sr, Fe/Sr, Mg/Ca, and ¹⁸O/¹⁶O ratios. High Sr content (up to 2080 μg/g in limestones, and 530 μg/g in dolostones) coupled with low Fe/Mn (<0.40) ratios in the Tulomozero carbonate rocks of Members A, B (the lower part), D, F, and E are consistent with accumulation of original carbonate sediments in evaporitic lacustrine, playa, and sabkha environments. A decrease in the Sr content with concurrent increase in the Fe/Mn ratio (>0.40) in dolostones of the upper part of Member B, and of Members G and H is indicative of seawater influxes (sea transgression) into the Tulomozero basin. The ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr values in the least altered (Mn/Sr < 2.0) marine dolostones are 0.70418–0.70442 and 0.70343–0.70409 for the earlier and late phases of the marine transgression, respectively. The decrease in the ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratio in ca. 2.1 Ga seawater is attributable to an increase in hydrothermal flux Sr into the Palaeoproterozoic ocean.     

Chemical and isotopic (B, Sr) composition of alluvial sediments as archive of a past hydrothermal outflow

The geochemical and isotopic signature of Quaternary alluvial sediments filling a post-orogenic basin along the Tyrrhenian coasts of Italy (Cornia Plain, Tuscany) was investigated to unravel possible interactions with geothermal fluids from the Larderello geothermal field. Two cores located in the upper (UCP) and lower (LCP) sector of the plain were sampled to depths of up to 80 m. A third core in a neighbouring area not affected by geothermal activity was also sampled (Arno plain at Pisa), and its sediment composition was used as reference. The Cornia sediments (fraction < 65 μm) show high B, Cs and Sb concentrations related to a peculiar chemical enrichment of the clay fraction. They also show remarkable enrichments in As (up to 1000 μg g^− 1) reflecting a contribution from local ore deposits.⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios, ranging from 0.71022 to 0.71698, reveal the nature of the weathered mother rocks of the alluvial sediments, whereas the boron isotopic composition, varying from − 20‰ to − 10‰, suggests an interaction between the clay fraction and boron-rich fluids at temperatures greater than 50 °C. This implies that hydrothermal fluids widely circulated within the Cornia basin in the past, ultimately leading to the geochemical anomalies currently recorded in local sediments.Although natural (geogenic) in origin, these anomalies cause severe problems to the regional water management (groundwater exploitation) through leaching of trace elements into circulating groundwater, a phenomenon which has to be carefully studied and monitored.     

CCSD主孔榴辉岩中磷灰石微区微量元素和Sr同位素组成研究

本文利用LA-ICP-MS和LA-MC-ICP-MS对CCSD-MH中一件强退变多硅白云母榴辉岩中一粗粒(～2mm×6.5mm)磷灰石进行了详细的微区微量元素和Sr同位素组成研究.线扫描剖面分析和单点分析结果共同表明该磷灰石颗粒的微量元素和Sr同位素组成不均一.总体上Na、Sr、LREE、MREE、U、Th和Pb等元素具有从中心到两侧含量逐渐降低的特征.磷灰石主体部分HREE含量均一,但和石榴石紧密相邻的边部(～400μm)HREE显著富集.Na、Sr、LREE和MREE等元素在个别区域明显具有先升高、然后再降低的变化规律.磷灰石最边部(＜200μm)相对于核部区域显著高87Sr/86Sr比值.结合磷灰石中微量元素分配和扩散行为的实验研究以及磷灰石晶体化学特征,磷灰石微量元素组成变化应主要记录了磷灰石复杂的生长过程.Sr、LREE和MREE从核部到边部逐渐降低的总体特征指示磷灰石从中心向两侧的生长过程,而局部出现的次级先升高-再降低的变化规律则反映了磷灰石经历的多次溶解和再生长作用.HREE含量均一的磷灰石主体形成于石榴石稳定存在的超高压变质作用阶段.和石榴石紧密相邻的磷灰石边部显著富集HREE的特征则是折返过程中短时增温作用导致石榴石释放HREE和/或退变质阶段石榴石分解释放HREE共同作用的结果.磷灰石最边部显著高87Sr/86Sr的特征则记录了角闪岩相退变质阶段多硅白云母的分解作用.