“同位素分析新技术与地质应用研究新进展”专辑特邀主编寄语

同位素定年和示踪技术已渗透到地球科学的各个方面, 成为确定地质事件时代和成岩成矿年龄、示踪成岩成矿物质来源和形成环境条件的重要手段, 推动地球科学发展的重要动力。随着分析技术的不断发展, 微区/微量同位素、非传统同位素、高维度同位素已成为当前国际同位素地球化学研究的前沿和重点领域, 近年来我国在该领域也取得长足发展和一系列重大成果。本“同位素分析新技术与地质应用研究新进展”专辑集中刊发了13篇这方面的文章, 主要涵盖了两个方向的研究成果: (1)同位素地质分析新方法及标准物质研制; (2)同位素地球化学研究新进展, 主要包括同位素示踪技术在矿床和海洋沉积环境中应用研究。本文将对收录本专辑论文的研究工作做一简要介绍, 对深入了解我国同位素地质分析技术及应用研究最新进展具有一定参考价值。     

同位素地质新进展：技术、方法、理论与应用

近两年来，我国同位素地质在基础地质和实验方法研究等方面取得了很多成果，在国际交流和青年人才培养方面也有可喜进展。为了促进同行交流与展示最新研究成果，并计划将于两年后召开的第八届全国同位素地质年代学、同位素地球化学学术讨论会等事宜，中国地质学会同位素地质专业委员会提出建议，并经过中国地质学会批准     

第八届全国同位素地质年代学和同位素地球化学学术讨论会在南京召开

由中国地质学会同位素地质专业委员会和中国矿物岩石地球化学学会同位素地球化学专业委员会主办,南京大学内生金属成矿机制研究国家重点实验室和国土资源部同位素地质重点实验室承办的第八届全国同位素地质年代学和同位素地球化学学术讨论会于2005年10月27~30日在南京大学召开。这次大会是自2001年第七届全国同位素地质年代学和同位素地球化学学术讨论会以来我国同位素地球化学工作者的又一次盛会,与会代表共320多名,他们分别来自中国科学院、国土资源部、国家海洋局、中国核工业集团公司及高等院校等有关单位。核工业北京地质研究院的5位代…     

我国同位素地质年代学,同位素地球化学研究的进展

同位素地质年代学方面近年来国内外 Sm—Nd、Lu—Hf、Re—Os、La—Ce 以及 K—Ca 这些新的地质年代学方法的发展,不仅填补了某些年代学方法的不足,也使人们有可能更加有效地对火成岩的成因和地球化学分异进行探讨。二次离子探针质谱技术的成功,把锆石年代推向了微区,并     

氯同位素地质应用研究

抓有两个稳定同位素35Cl和37Cl，在自然界中的丰度分别为24.23％和75.77%。自然界中氯同位素的组成变化很小，氯同位素组成的表示方法一般用δ37C1值表示：37C1=[(37Cl/35C1)sample-1 (37Cl/35C1)Std]×1000 δ37C1在自然界的变化范围约为15‰(-8.0‰~+7.5‰)。由于海水中的氯同位素组成非常均一，Kaufman等（1984)调查发现世界大洋海水中氯同位素组成相同，因此建议采用标准海水（SMOC）作为氯同位素标准。氯同位素的分析方法主要包括气体同位素质谱法和热电离质谱法，目前的分析精度可达0.2‰。 对于大部分同位素而言，由扩散引起的同位素分馏主要与化学和生物过程有关。研究表明沉积物间隙水中造成氯同位素分馏的原因主要3个：①矿物在海水中沉淀的过程中优先富集37C1(Magenheim等，1994,1995);②扩散过程,35C1的扩散速度高于37C1(Desaulnier等，1986;Eggenkomip等，1994);③沉积物的离子隔膜过滤作用，当流体通过粘土矿物时，由于沉积物表层负电荷的排斥,35Cl受到的排斥作用大于37Cl，因此流体中会富集37C1，此机制被Campbell(1985）通过实验得到了证实。 氯是上地壳流体中主要的阴离子，在矿物岩石和矿床的形成过程中起着重要的作用，因此研究自然界中抓的分布和运移对于地球科学各个研究领域而言有着重要的意义。目前已对大气圈、水圈和岩石圈的氯同位素组成进行过分析，大气气溶液中δ37C1的变化范围为+0.42‰-2.53‰；河水中的δ37C1较高为+0.74‰-+2.85‰,盐湖卤水δ37C1则相对较低，为-2.06‰~+1.01‰，地下水中δ37C1变化范围较小为-0.50‰~+0.69‰；俯冲间隙水氯同位素组成最低，变化范围为-7.5‰~-2.2‰；新鲜的洋中脊玄武岩（ MORB）玻璃体中δ37C1的变化范围为+3.0‰~+7.2‰，去气地幔中δ37C1值为+4.7%；而富集地幔中δ37C1落在0.4‰~3.4‰之间；麻粒岩δ37C1的变化范围很小，其中大部分的岩石和矿物δ37C1都集中在-0.3‰~+0.11‰之间，平均值为-0.15‰，而角闪石和黑云母δ37C1分别为-1.12‰和+0.79‰;岩盐中δ37C1的变化范围为-0.6‰~+1.2‰。 氯同位素地球化学的研究工作在总体上仍处于起步阶段，但该方法在地球科学各个领域已经显示了极好的应用前景。氯同位素组成可以用于示踪板块俯冲和壳幔物质循环过程、热液成矿过程中成矿流体的起源和演化以及盐湖和岩石中卤水的起源和演化。     

铊同位素分析技术及其在地学中的应用

应用多接收电感耦合等离子质谱(MC-ICP-MS)等分析技术进行铊(Tl)同位素分析已成为非传统稳定同位素地球化学研究的重要内容之一.对近年来Tl同位素的实验测试方法及其地质应用的有关研究进展做了详细论述,包括Tl的地球化学行为、Tl同位素分析测试技术、同位素分馏机理、在各地质储库中的组成特征以及Tl同位素的地质应用等多个方面.这些研究表明该分析技术为行星科学、古海洋学、地幔地球化学、岩石成因以及矿床学等领域的研究提供了其他同位素分析方法难以获得的重要信息,充分展示了该分析技术在地球科学和环境科学领域的应用前景.      

镁同位素地球化学研究新进展及其应用

作为一种新兴的地质示踪剂,Mg同位素正受到国际地学界日益广泛的关注。Mg同位素地球化学研究已取得了巨大的进展,近期研究工作主要包括两个方面。首先,调查了地球各主要储库和陨石的Mg同位素组成特征,结果表明陨石和地球地幔具有均一并且相似的Mg同位素组成,平均δ²⁶Mg值分别为-0.28±0.06‰和-0.25±0.07‰;相反,上地壳和水圈的Mg同位素组成很不均一,δ²⁶Mg值变化范围分别为-4.84‰~+0.92‰和-2.93‰~+1.13‰。其次,对一些地质和物理化学过程中Mg同位素的分馏行为进行研究,结果表明:(1)地表风化作用可以造成大的Mg同位素分馏,导致重Mg同位素残留在风化产物中而轻Mg同位素进入水圈;(2)岩浆分异过程中Mg同位素平衡分馏很小;(3)高温化学扩散和热扩散过程中Mg同位素会发生显著的动力学分馏。基于这些研究成果,Mg同位素体系已经被初步应用于示踪早期地球形成和壳内物质再循环等过程,并有望在不久的将来应用于示踪大陆地壳的化学演化和地质温度计等研究领域。     

硼同位素及其地质应用研究

硼的两个稳定同位素（10B 和11B）相对质量差较大,因此,硼同位 素分馏较显著。由于分析测量技术方面的改进和创新, 硼同位素地球化学近年来有了长足 的发展。业已查明,自然界中δ11B值变化为 －37‰～+58‰。其中,较负的 δ11B值见于非海相蒸发硼酸盐矿物和某些电气石,而较正的δ11B值见 于某些盐湖卤水和蒸发海水。现代大洋水的δ11B值十分恒定 (+39,5‰)。原始 地幔的δ11B值估测为－10‰±2‰。陨石的δ11B值很不均一,变化 可达90‰。而月岩的δ11B值变化较小（－6‰～+4‰）。由于硼同位素存在大的 分馏和不同地质体中截然不同的δ11B值,硼同位素地质应用范围十分广泛。目 前,硼同位素在研究星云形成过程和宇宙事件,壳-幔演化和板块俯冲作用过程,判别沉积 环境,研究矿床成因,示踪古海洋和古气候条件,和判断环境污染源区等方面的研究中成效显著。     

U-Pb同位素定年技术及其地质应用潜力

在作者的研究成果基础上,结合近年来文献报道的资料,对U-Pb同位素定年技术的原理、测年矿物、几种测定方法的优点和局限性、针对具体样品选择测年矿物和定年方法的基本原则等问题进行讨论,并对U-Pb同位素定年技术的地质应用潜力进行探讨.结果表明,用于U-Pb同位素年龄测定的不同矿物和不同方法各有不同的特点及局限性.在实际工作中,根据从具体样品中分选得到的U-Pb同位素定年矿物及其数量多少、粒度大小、年龄范围、U-Pb含量、测年精度要求等因素,灵活地选择测年矿物及测年方法,对于获得比较理想的结果是非常重要的.     

Preface

正1Deepwater Settings of Marginal Seas——the Frontier of Oil and Gas Exploration From the perspective of geographical environment, the areas of global oil and gas exploration can be divided into land, shallow water and deep water areas. The timespan of oil and gas discovery in each field is different. Oil and gas have been discovered on land since ancient times,     

前言

斑岩型铜(-钼-金)矿床是世界上最重要的铜矿类型,也是最重要的铜、钼和金来源之一.这类矿床规模巨大,易采选冶,因此一直是全球矿业界最重要的勘查目标.据统计,在世界范围内,97%的大型-巨型斑岩铜矿产于岩浆弧环境,与大洋板块俯冲产生的钙碱性弧岩浆密切相关.陆缘弧环境的经典成矿省以安第斯斑岩铜矿带为代表,岛弧环境经典成矿省则环绕西太平洋广泛发育.     

Preface

本专辑收录了中国地质科学院2016—2017年部分博士研究生的毕业论文摘要和部分博士后的出站报告摘要, 共计21篇。