稀土稀有稀散元素现代仪器测试全新方法的建立

本文系统总结了自2011年以来在三稀矿产实验测试方面取得的新进展。重点介绍了离子相稀土单元素浸泡提取实验研究、稀土原产地Nd同位素与微量元素示踪技术研究、离子吸附型稀土样品野外现场快速定性定量手持X射线荧光(XRF)分析研究成果。结果表明,采用25%硫酸铵浸泡提取,电感耦合等离子体光、质谱(ICP- AES、ICP- MS)测定,可以清晰反映出各稀土元素的浸泡提取率;采用高精度多接收电感耦合等离子体质谱仪(MC- ICP- MS)进行稀土矿石中Nd143/Nd144同位素比值测定,其比值差异可以示踪不同稀土矿石产地;通过精确测试分析不同产地稀土精矿样品中的稀土和其他微量元素含量,并进行数据相关性分析和数据分类分析,通过Y、Be和Bi三种元素含量的比较,可以判断稀土精矿来源;野外现场快速分析,20分钟可完成1件样品测试,不仅可定性判断是否为离子吸附型稀土,同时可定量各离子相稀土单元素含量,与室内精确分析结果符合性良好,可为我国离子吸附型稀土矿床的找矿快速筛查提供技术支撑。 同时介绍了混合酸微波分解样品- 电感耦合等离子体光、质谱(ICP- AES、ICP- MS)同时测定钨矿石、钼矿石、铌钽矿石中的多种稀有稀散稀土元素含量的方案。该方案的特点在于采用了耐氢氟酸体系,尤其对高含量W、Nb、Ta样品更具优势,否则易产生水解,导致测定结果系统偏低。同时梳理总结了我国常见三稀矿石地质样品的特点,针对不同矿种、不同矿床样品类型与基体特点,以及所测试元素种类的不同,研究建立了专门针对“稀有、稀散、稀土元素”现代仪器分析的10个全新的配套方法及其相应的技术指标(准确度、精密度、检出限),可满足地质矿产实验室测试质量管理的规范要求,而且为我国三稀金属矿产资源的战略调查、国家重点研发计划“深地锂资源探测”和四川甲基卡等地找矿突破做出了贡献。     

西藏冈底斯成矿带甲马和知不拉铜多金属矿床的Re-Os同位素年龄及其意义

文章首次对冈底斯成矿带的甲马和知不拉铜_铅_锌矿床的辉钼矿进行了Re_Os同位素定年。甲马矿区辉钼矿的模式年龄介于15.4～15.5Ma之间,7件样品得到187Re_187Os等时线年龄为(15.18±0.98)Ma。知不拉矿区辉钼矿样品的模式年龄介于16.88～17.06Ma之间,5件样品得到187Re_187Os等时线年龄为(16.90±0.64)Ma。获得的Re_Os年龄与冈底斯成矿带驱龙、拉抗俄和冲江、厅宫等斑岩铜矿床的成矿年龄一致,明显晚于侏罗纪拉萨弧间盆地的发育时限。据此作者认为甲马和知不拉等铜_铅_锌矿床不属于喷流型矿床,而是冈底斯成矿带斑岩_矽卡岩成矿系统的组成部分,是岩浆_热液流体系统在不同的深度条件下与富钙围岩交代成矿的产物。     

湘东龙王排钼多金属矿地质特征及辉钼矿铼-锇同位素定年

湘东龙王排钼多金属矿是近年来中外合作勘查发现的具较大找矿潜力的地区。采集龙王排花岗岩体外接触带中的破碎带蚀变岩型钼多金属矿钻孔中的辉钼矿,应用辉钼矿铼-锇同位素法测定,获得了精确的辉钼矿铼-锇等时线年龄为(146.3±1.8)Ma。结果表明,龙王排钼多金属矿区的成矿与隐伏的燕山早期花岗岩浆侵入活动有关,对本地区的地质找矿具有重要的意义。     

福建省永定山口钼矿辉钼矿铼-锇同位素定年及其地质特征

福建永定山口钼矿位于武夷山北东-北北东构造带南段与南岭东西向构造带东段的复合部位,受上杭—云霄北西向断裂控制的湖雷早侏罗世火山喷发盆地的西北侧边缘,是目前福建省近年来钼矿地质找矿工作取得重大进展的矿床之一,也是已发现赋存于早侏罗世火山岩及火山碎屑沉积岩中仅有的一个中型钼矿床。文章通过采集钻孔中的辉钼矿进行铼-锇同位素年龄测定,获得辉钼矿等时线年龄为(165.3±3.5)Ma,表明该矿床形成于燕山早期,说明武夷山成矿带存在南岭成矿带相类似的成矿作用,为寻找南岭成矿带相类似成矿作用的找矿工作提出新的方向和新的思路。     

四酸溶样-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定铁、铜、锌、铅等硫化物矿石中22个元素

本实验应用四酸(硝酸,盐酸,氢氟酸,高氯酸)混合溶矿,电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)同时测定了铁矿石、铜矿石、铅矿石、锌矿石及多金属矿石样品中Al、Fe、Cu、Pb、Zn、Ca、Mg、K、Na、Sb、Mn、Ti、Li、Be、Cd、Ag、Co、Ni、Sr、V、Mo和S 22个元素量。实验确定了方法的分解条件以及测定元素的检出限及干扰条件。用国家一级标准物质GBW07162(多金属贫矿石)和GBW07163(多金属矿石)进行精密度实验,统计数据显示,结果精密度(RSD)和准确度(RE)都小于10%,而且大多数元素的精密度和准确度在5%范围内。通过标准物质进行方法验证,非单矿物或精矿的一般硫化物矿石的检测结果基本都在标准值的范围内,符合地质矿产开发的要求。本方法具有同时测定元素多、线性范围宽、检出限低等优点,实际使用性强,结果满意。     

纳日贡玛斑岩钼铜矿床:玉龙铜矿带的北延——来自辉钼矿Re-Os同位素年龄的证据

纳日贡玛钼(铜)矿床位于西南"三江"北段青海南部地区,构造上位于金沙江缝合带与班公湖-怒江缝合带所夹持的羌塘地体之上,该区是吸纳和调节印度-亚洲大陆碰撞应力应变的构造转换带;受印度-亚洲大陆斜向碰撞事件的影响,区内新生代构造变形异常复杂,至51Ma以来,区内形成了一系列NW-SE向的逆冲断裂系统及走滑断裂系统,并伴有少量钾质岩浆活动;纳日贡玛斑岩钼(铜)矿床便产于新生代黑云母花岗斑岩及其接触带中.长期以来,由于缺少可靠的年代学数据,人们对纳日贡玛矿床的产出环境尚不清楚,与玉龙斑岩铜矿带的关系还比较模糊.为此,本文选取了纳日贡玛钼铜矿6件辉钼矿样品进行Re-Os同位素测年,结果给出了一条均方差为0.79的Re-Os等值线,其年龄为40.86±0.85Ma,这与玉龙斑岩铜矿代的成矿年龄基本一致,应为玉龙铜矿带的北延;较大的成矿带延长范围表明,在玉龙至纳日贡玛上千公里的范围内,仍有寻找大型斑岩铜(钼)矿床的巨大潜力.     

乌兹别克斯坦Almalyk斑岩铜矿田成矿时代及其地质意义

新疆西天山斑岩铜矿找矿勘查备受关注。乌兹别克斯坦Almalyk斑岩铜矿田处在西天山西段,铜矿规模属亚洲第二大,但其成矿时代还没有准确厘定。在区域地质构造中,Almalyk铜矿田位于中天山加里东—华力西褶皱带南部边缘,包括Kalmakyr、Dalneye、Sarcheku和Kyzata等4个铜矿床,铜成矿主要发生在斑岩体内,原生矿石呈网脉状、浸染状,金属矿物主要有黄铁矿、黄铜矿,辉钼矿、赤铁矿、磁铁矿、自然金、斑铜矿等。针对Sarcheku铜钼矿石中辉钼矿利用Re-Os法测得(320.4±2.3)Ma的模式年龄和(317.6±2.5)Ma的等时线年龄。结合岩浆建造序列,认为矿田内构造—岩浆—热液过程开始于早石炭世,发展于晚石炭世,结束于早二叠世,斑岩型铜成矿主要在晚石炭世。西天山包括Almalyk铜矿田在内大型—超大型斑岩型铜成矿作用主要在中泥盆—晚石炭世(D2—C2),与古亚洲洋壳向哈萨克斯坦—伊犁板块之下俯冲形成的复杂岛弧岩浆地质过程有关。     

锍镍试金技术制备含铂族元素硫化物微区分析标准样品的可行性

激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)适合于直接分析硫化物矿物中痕量元素的含量及空间分布,但硫化物矿物的激光剥蚀特性与硅酸盐及氧化物不同,受到的干扰也更严重,且由于硫化物标准物质(尤其是含铂族元素、Au、Ag等贵金属元素标准物质)极度缺乏,限制了LA-ICP-MS技术在硫化物微区分析中的广泛应用。本文以贵金属标准样品GPT-9和矿石标准物质为原料合成锍镍试金扣,并封入真空管中重熔,利用背散射电子图像和LA-ICP-MS分析元素分布的均匀性,探讨真空重熔锍镍试金扣制备硫化物原位微区分析标准样品的可行性。背散射电子图像(BSE)显示真空重熔后锍镍试金扣由单相S、Ni化合物组成。LA-ICP-MS线扫描和点扫描分析表明,锍镍试金扣中S、Ni、Cr、Co、Cu、Pb、Sb、Cd、Bi等主量及微量元素分析精密度(RSD)均小于10%,均匀分布;在镍扣制备过程中Zn相对于Cu、Pb、Sb更难进入硫化物相;贵金属元素Au、Ag、Pt均一性较好,其余贵金属元素由于含量低、仪器波动及质谱干扰等影响因素造成分析数据的RSD相对较大,但可通过提高原料中贵金属元素含量、降低熔融样品淬火温度等方法进一步提高其均匀性。锍镍试金扣的组成元素对铂族元素分析的质谱干扰研究表明,重铂族元素(Os、Ir、Pt)和Au受到的干扰可忽略不计;轻铂族元素(Ru、Rh、Pd)受金属氩化物干扰较为严重,需进行干扰校正。研究认为,真空重熔技术可有效提高锍镍试金扣中各元素(包括贵金属)的均一性,达到硫化物原位微区分析标准样品的要求,利用真空重熔锍镍试金扣制备LA-ICP-MS原位微区痕量及贵金属硫化物分析标准样品具可行性。     

半封闭硝酸溶解体系ICP-MS快速测定辉钼矿的Re-Os年龄及Re含量

Re-Os法能够直接厘定内生金属矿床成矿时代,但是封闭Carius管法化学流程复杂,且有一定的危险性。本文建立了一种简便快速测定辉钼矿Re-Os年龄及其Re含量的方法。用3 mL浓硝酸在10 mL比色管中溶解5~15 mg辉钼矿样品,将溶液中的钼酸沉淀分离后稀释定容,直接采用质谱测量187和185质量数比值(M187/M185)。利用辉钼矿Re-Os年龄标准物质JDC和HLP的M187/M185值与其年龄的正相关线性关系计算未知辉钼矿样品的Re-Os年龄,并通过¹⁸⁵Re计数利用相对法计算Re含量。本方法应用于测量13.26~2130 Ma的辉钼矿,Re-Os年龄的测定值与推荐值的相对偏差多数在0.36%~7.42%之间,由于放射性积累较多,长年龄样品测量的准确度较高。与传统Carius管法相比,该方法不需要加入稀释剂,省去了封闭和打开Carius管环节以及Re-Os分离纯化流程,适合于辉钼矿Re-Os年龄的初步分析。     

中国石墨矿床成矿规律概要

石墨是特殊地质作用的产物,也是新兴产业发展的重要原材料。文章通过对中国石墨矿床分布特征、矿床类型、成矿时代和矿床成因的分析与归纳,初步总结了中国石墨矿床的成矿规律,以及目前石墨矿资源存在的问题。可将中国石墨矿床根据成因分为区域变质型、接触变质型和岩浆热液型3种类型。其中,以区域变质型最重要,其主要与区域变质作用密切相关,分布在古老地台周缘的元古代地层中,分布广、规模大;接触变质型主要分布在滨太平洋构造域活动大陆边缘活动带,与加里东期、燕山期岩浆活动有关,矿体分布在岩体外接触带,品位高但规模较小;岩浆热液型石墨矿并不常见,以产于碱性花岗岩中新疆苏吉泉石墨矿床最为典型。各种类型石墨矿床的成矿物质主要来源于沉积地层中的有机质。