铼-锇同位素分析样品预处理研究进展

文章评述并归纳了近年来地质样品中Re-Os同位素分析的化学前处理方法研究进展。总结了锍镍火试金法、碱熔法、Carius管溶样法以及HPA-S高温高压釜溶样法等常用的Re-Os同位素样品消解方法。归纳了离子交换、溶剂萃取富集Re以及蒸馏、萃取等分离富集Os的方法。由于地质样品的复杂性,Re、Os含量的不均一性及测试方法的多样性,要求在具体分析过程中不同的样品使用不同的消解方法和分离富集方法。当前国内应用较成熟的Re、Os分离方法是Carius管逆王水分解样品,原位蒸馏或CCl4萃取方法分离Os,阴离子交换法或丙酮萃取分离Re。     

岩石样品中低含量铂族元素和锇同位素比值的高精度测量方法

铂族元素（Os,Ir,Pt,Ru,Rh,Pd)具有强亲铁性和强亲铜性,为一组地球化学性质相近的相容元素,铂族元素包含两个同位素衰变体系（^190Pt-^186Os和^187Re-^187Os)。近年来,铂族元素和Re-Os同位素在研究各类不同地持作用过程中,尤其是在地幔岩石的研究中,作用独特,效果显著。由于地幔岩石的铂族元素含量较低,因此高精度,高灵敏度的分析测试方法的研究就显得十分重要。以往的分析方法（如常规的ICP－MS和中子活化分析方法）,对含10^-9-10^012级低含量铂族元素的产品分析精度一般较差（＞15％－100％）。所采用的分析流程通常也无法同时获得样品的铂族元素含量和Os同位素比值。本文采用新的熔样方法（HAP－S高温高压釜酸溶法）,新的化学流程（溶剂萃取和阴离子交换树脂柱）和新的分析仪器（多接收等离子体质谱MC－ICPMS和负离子热电离质谱N－TIMS）。用同位素稀释法对低含量地幔橄榄岩样品同时测定的铂族元素含量和Os同位素比值,获得了高精度的分析结果。对所分析的地橄榄样品中的铂族元素分配曲线和Os同位素组成的地质意义进行了初步探讨。     

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     

负离子热表面电离质谱法测量铼的化学分离方法研究

Re-Os同位素定年中,丙酮萃取法分离Re比传统的阴离子交换法流程简单快速.用本实验室原有丙酮萃取流程纯化的Re溶液可用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测定,但由于盐量较高(＞1 mg/mL)不能直接用于负离子热表面电离质谱(N-TIMS)测定.本文对Re-Os同位素定年方法中原有丙酮萃取分离Re的流程进行改进,将丙酮萃取和碱洗时的氢氧化钠浓度由5 mol/L提高到10 mol/L,有效降低了萃取后的Re溶液中的盐量,由此分离纯化的Re溶液经硝酸和过氧化氢处理,可直接点带用于N-TIMS测定.与阴离子交换分离Re方法相比,改进的丙酮萃取方法操作简单,缩减实验时间,同时有效降低全流程空白至3 ～7 pg,并且1 ng的Re测量信号可达到100 mV以上.经国家一级标准物质(GBW 04436)和实验室铜镍硫化物监控样品(JCBY)验证,利用改进的方法纯化,Re的测定值分别为(17.17±0.50)μg/g和(38.34±0.44) ng/g,与推荐值(17.39±0.32) μg/g和(38.61 ±0.86) ng/g在不确定度范围内完全吻合.目前改进的丙酮萃取方法已经应用于实际样品分析,并取得了长期稳定的良好效果.     

内蒙古林西县哈什吐钼矿床辉钼矿铼-锇年龄及其地质意义

内蒙古哈什吐矿床是新发现的钼矿床。为进一步查明哈什吐钼矿床的形成时间,首次对主要钼矿体的10件辉钼矿样品进行铼-锇同位素分析,所获铼-锇同位素模式年龄变化范围为(147.0±2.1) Ma~(149.5±2.2) Ma,加权平均值为(148.22±0.67) Ma,获得等时线年龄为(148.8±1.6) Ma,MSWD值为0.95。铼-锇同位素年代数据及野外地质证据表明,哈什吐钼矿床为晚侏罗世构造-岩浆作用及相关流体活动的产物。哈什吐钼矿床辉钼矿的w(Re)介于(0.65~2.06)×10^-6,平均值为1.28×10^-6,通过与区域内同时期形成的若干相似类型钼矿床的Re含量对比分析,初步推测认为哈什吐钼矿床成矿物质源区具有更偏向于壳源的特征。哈什吐斑岩型钼矿床形成时代的厘定对于提高该矿床的理论研究水平和指导隐伏金属矿床的找矿勘查工作均具有重要意义。     

福建武夷山坪地钼矿辉钼矿铼-锇同位素定年及其地质意义

福建武夷山坪地钼矿为中高温热液型钼矿,产于晚侏罗世钾长花岗岩岩体"层节理"及岩体与下元古界大金山组接触带的南北向断裂中。矿石自然类型主要为硅化岩型(石英脉型)、黄铁绢英岩型、花岗岩型、蚀变构造岩型。矿石构造主要有条带状、浸染状、角砾状、细脉状等构造类型。矿石结构以中粗-中细粒鳞片结构为主,局部呈现厚板状、带状(常常弯曲)。辉钼矿是唯一的矿石矿物。本研究采集坪地钼矿不同矿体、不同产状、不同标高的辉钼矿进行Re-Os同位素测年,得到等时线年龄为(102.9±1.8)Ma,MSWD=2.1,Re-Os模式年龄为(103.70±1.7)Ma～(111.6±1.6)Ma,加权平均值为(107.4±3.3)Ma,MSWD=16。MSWD均较大,说明坪地辉钼矿的成矿具有多阶段性,钾长花岗岩中细脉状、岩体"层节理"中粗脉状和断裂角砾岩带中团块状三种类型的辉钼矿分别是在(111.20±1.7)Ma～(111.60±1.6)Ma、(105.60±1.6)Ma～(107.40±1.6)Ma和(103.70±1.7)Ma三个不同的成矿阶段形成的,成矿时代属早白垩世晚期。这一同位素年龄资料为福建东南沿海浦城—宁德北西向中生代构造-岩浆带中同类矿床的形成演化与指导区域找矿提供了新的地球化学依据。     

辉钼矿的铼-锇同位素地质年龄测定方法研究

本研究在国内首次将同位素稀释等离子体质谱法应用于铼-锇同位素系统地质年龄测定。建立的化学分离方法包括碱熔分解样品、丙酮萃取分离铼、 蒸馏法分离锇。全流程化学回收率在90％以上。铼和~(187)Os的空白值分别为0.07ng和0.01ng。用本法测定了我国4个钼矿床的辉钼矿矿化年龄,其年龄测定精度(2σ)在3％以内。测定结果与地质背景的符合情况令人满意。直接测定金属矿床年龄的铼-锇法较之间接测定围岩时代来推断矿化年龄的其它定年方法更能反映真实年龄。鉴于许多热液硫化物矿床常含有辉钼矿,该法有较广泛的应用前景。     

内蒙古夏尔楚鲁金矿床辉钼矿铼-锇同位素年龄及地质意义

本文为查明内蒙古夏尔楚鲁金矿床的形成时间,对金矿体中发育辉钼矿的5件辉钼矿样品进行了铼-锇同位素分析,所获同位素等时线年龄为263.8±4.4Ma,其MSWD值为1.3。鉴于辉钼矿呈浸染状和团块状分布于黑云母花岗岩中,并且与石英和钾长石呈共生结构关系,可以推测夏尔楚鲁金矿床和黑云母花岗岩的形成时间均为早二叠世,属海西期构造—岩浆活动的产物。     

铼-锇同位素定年方法及分析测试技术的进展

铼-锇同位素定年已经成为矿床学乃至于地质学领域最重要的定年技术之一。文章简略地回顾了铼-锇同位素体系技术方法的发展过程;介绍了准确测定187Re衰变常数的发展历史,铼-锇同位素定年和同位素示踪的基本原理,铼与锇的基本化学性质、在自然界的分布、地球化学行为、赋存状态和样品采集应注意的问题。结合作者实验室10余年的铼-锇同位素体系分析经验,较系统地总结了常用的样品分解和化学分离方法;介绍了负离子热表面电离质谱和电感耦合等离子体质谱测定铼、锇同位素的方法原理、特点和应注意的技术细节,以及近年来用于准确测定锇稀释剂的锇标准参考物质的选择、化学组分测定和铼-锇标准参考物质的研究进展。