应用辉钼矿Re-Os定年技术研究青海什多龙矽卡岩型钼铅锌矿床的地球动力学背景
李文良, 夏锐, 卿敏, 李超, 张栋, 孙昊, 路英川, 刘鹏, 周奥博
青海什多龙矽卡岩型Mo-Pb-Zn矿床位于鄂拉山多金属成矿带, 该矿床成矿时代制约了成矿过程、动力学背景的探讨。前人通过对矿区及外围岩体的K-Ar法间接取得了188~208 Ma和368 Ma的数据, 由于分析测试手段限制, 时间跨度较大, 对于成岩成矿时代的厘定尚缺乏精确的同位素年龄数据。本文采用辉钼矿Re-Os同位素定年方法测定该矿床的成矿时代, 为矿床模型的建立和反演成矿地球动力学背景研究提供可靠的基础资料。分析结果显示, 6件辉钼矿样品Re-Os同位素模式年龄的变化范围小, 集中在234.2~240.1 Ma之间, 加权平均年龄值为(236.2±2.1) Ma, 与等时线回归计算得到的年龄值(233.4±9.6) Ma在误差范围内相吻合, 表明成矿时代为(236.2±2.1) Ma。辉钼矿的铼含量为0.3939×10-6~0.6621×10-6, 反映了成矿物质以壳源为主, 且变质流体参与了成矿作用。本研究Re-Os定年结果显示什多龙矽卡岩型Mo-Pb-Zn矿床与鄂拉山造山带成岩年龄(约220~230 Ma)接近, 表明成岩成矿受控于相同的动力学背景, 是在鄂拉山造洋裂谷体制向碰撞-伸展造山体制转变的过程中, 导致加厚下地壳的部分熔融而引起的印支晚期岩浆-热液事件。
关键词: 辉钼矿, Re-Os定年, 矽卡岩矿床, 成矿时代, 地球动力学背景, 青海什多龙
锍镍试金-电感耦合等离子体质谱法测定硫铁矿中铂族元素
赵素利, 张欣, 李曼, 温宏利, 屈文俊, 曹亚萍, 李超
锍镍试金常用于富集常规地质样品中的铂族元素(PGEs);而用于富集硫铁矿中的PGEs鲜有报道。硫铁矿中硫和铁的含量较高,采用常规的试金配方不能得到较好的锍扣,影响下一步样品的溶解和过滤。本文对锍镍试金-电感耦合等离子体质谱法测定硫铁矿中PGEs的流程进行改进。针对硫铁矿中硫和铁含量高的特点,在不减少称样量的情况下,调整常规锍镍试金中的试剂配方,获得了理想的锍扣和熔渣,使锍扣富集PGEs的能力达到最佳,且避免了由于反应时间过长而造成PGEs损失。同时利用硫化铁易剥落和粉化的特点,省去了锍扣的机械粉碎工序,简化了流程,避免了碎扣时的机械损失和样品间可能的交叉污染。结果表明,高含量的铁对PGEs的测定无显著影响。加标回收试验显示PGEs全流程回收率大于94%。按10 g取样量计算,方法检出限分别为Ru 0.018 ng/g,Rh 0.017 ng/g,Pd 0.18 ng/g,Os 0.019 ng/g,Ir 0.013 ng/g,Pt 0.11 ng/g。实际样品分析和加标回收试验表明,改进后的锍镍试金-电感耦合等离子体质谱测定流程可以满足大多数硫铁矿中PGEs的测定要求。
关键词: 铂族元素, 硫铁矿, 电感耦合等离子体质谱法, 锍镍试金
Carius管直接蒸馏快速分离锇方法的改进
周利敏, 高炳宇, 王礼兵, 李超, 屈文俊, 侯增谦, 杜安道
蒸馏法是Re-Os同位素测量体系从基质中分离Os的一种快捷方法,但装置繁琐,清洗工作量大,已成为限制其应用的瓶颈。文章对Carius管传统蒸馏装置进行了改进,利用橡胶滴头代替硅胶管和玻璃堵头自制Carius管直接蒸馏接口装置,简化了气体进出口管路,使用电蒸笼代替电热套,对蒸馏时间、样品溶液稀释倍数和吸收液体积等蒸馏条件进行了优化。改进后的装置升温速度、稳定性和简便性得到提高,简化了实验器皿,有利于降低空白,实现在较小操作空间内大批量样品的同时处理。Carius管直接蒸馏实验结果表明,Os的回收率可达86.7%~95.2%。在长时间(2 h)蒸馏条件下, Os回收率比传统蒸馏瓶法高约41%。针对不同样品类型和测试仪器,可选择相应的蒸馏条件,有效压缩了样品处理时间,提高了测量计数。对Re-Os定年标准物质GBW 04436(JDC)测定5次的模式年龄为(139.5±1.9) Ma~(142.0±2.1) Ma,标准物质GBW 04435(HLP)测定2次的模式年龄为(220±3.3) Ma~(223.0±3.2) Ma,分别与标准值(139.6±3.8) Ma和(221.4±5.6) Ma在不确定度范围内一致。改进后的Carius管直接蒸馏装置已应用于日常样品处理。
关键词: Re-Os同位素, Carius管, 直接蒸馏装置, 电感耦合等离子体质谱法
西准噶尔谢米斯台山西北段中志留世火山岩地球化学与Sr-Nd-Os同位素特征及其地质意义
陈家富, 马旭, 李超, 屈文俊, 都厚远, 赵然, 韩宝福
doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201704060051
西准噶尔谢米斯台山火山岩近期报道形成于志留纪而非之前认为的中泥盆世,但有关中志留世火山岩特征及构造意义研究较弱。本文对西准噶尔谢米斯台山西北段乌兰浩特中志留世玄武岩、玄武安山岩样品进行了系统的地球化学主量、微量元素与Sr-Nd-Os同位素特征分析。火山岩样品表现出高MgO(5.15%~7.81%)、镁值(56.0~60.7)和低CaO(4.56%~5.09%)、FeOT/MgO(1.15~1.40)的特征,属于高镁火山岩类。玄武岩的εNd(t)值为+2.65,87Sr/86Sr和187Os/188Os初始比值分别为0.70439和0.4901。略显富集的同位素比值与高Th/Yb值(2.2~2.7)、低Ba/La值(17.4~33.4)表明其可能是受洋底沉积物熔体交代地幔部分熔融的产物,并遭受了一定程度地壳混染。火山岩样品为钙碱性,具有轻稀土和大离子亲石元素富集、Nb和Ta亏损等弧岩浆特征,推测乌兰浩特中志留世火山岩形成于与准噶尔洋板片由南向北俯冲有关的弧后环境。
关键词: 中志留世, 火山岩, Sr-Nd-Os同位素, 弧后, 西准噶尔
pg-ng级Os同位素热表面电离质谱高精度分析测试技术
李超, 杨雪, 赵鸿, 周利敏, 杜安道, 李欣尉, 屈文俊
doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.2015.04.003
随着Os同位素在地质学领域定年与示踪的广泛应用, 对分析测试精度和检出限提出了更高的要求。本文利用热表面电离质谱负离子模式(NTIMS)对OsO3-进行测定, 通过试剂纯化、器皿清洗等前处理步骤的优化保证了超低的化学流程空白和获得灵敏而稳定的仪器测量信号, 建立了高精度pg-ng级Os同位素分析测试方法。采用逐级剥谱法扣除氧同位素干扰, 采用内标迭代法按照指数规律对仪器的质量歧视效应进行校正, 全流程Os空白为0.41 pg, 1 pg的190Os计数约85000 cps, 质量分馏系数在0.1%以内。pg级Os采用离子计数器动态跳峰扫描模式进行测量, 187Os/188Os值测量精度小于在0.2%以内; ng级Os采用法拉第杯静态接收模式采集信号, 187Os/188Os值测量精度在0.005%以内。经国际上Os同位素标准溶液N2、JMC以及国家一级Re-Os同位素标准物质JCBY的验证, 分析精度达到了国际同类实验室先进水平。本方法具有低空白、高灵敏度、高精度特点, 可为地质学研究提供高精度Os同位素数据。
关键词: 热表面电离质谱法, pg-ng级Os同位素, 测量精度
湘南骑田岭矿集区深部探测剖面的稀土元素地球化学特征
何晗晗, 李建康, 李超, 苏晓云, 赵芝, 张怡军, 王国瑞
湖南骑田岭白石渡—飞仙镇剖面是我国深部探测专项工作实施的重点剖面之一,前人对该剖面穿过的骑田岭岩体稀土元素特征开展了大量研究工作,但并未系统地就岩体、风化壳及其邻近的地层等各地质单元稀土元素地球化学特征作出分析。本文运用电感耦合等离子体质谱技术,对该剖面穿切的5种地质单元(灰岩岩屑、砂岩岩屑、第四纪残破积黏土、花岗岩及花岗岩风化壳)的稀土元素含量进行分析。结果表明:①剖面中各地质体的稀土配分曲线均为轻稀土富集型,但稀土总量存在显著的差异,骑田岭花岗岩风化壳的稀土含量最高(均值605×10-6),灰岩的稀土含量最低(均值154.3×10-6);对于相同岩石类型的岩性,其稀土总量也存在着较大差异,往往是越靠近岩体的地层其稀土元素含量越高;②结合REEs-Y/ΣREEs、ΣREEs-δEu图解及前人对花岗岩中锇同位素示踪结果,推测骑田岭花岗岩混入了较多的幔源物质;③骑田岭花岗岩风化壳的稀土含量(RE2O3平均含量814.8×10-6)超过了离子吸附型稀土矿床的边界品位(重稀土RE2O3 0.05%,轻稀土0.07%)。研究指出,骑田岭矿集区的稀土是否以离子吸附状态存在以及能否构成工业矿床有待进一步评价。
关键词: 骑田岭矿集区, 白石渡—飞仙镇剖面, 稀土元素, 地球化学特征
滇东北会泽超大型铅锌矿Re-Os同位素特征及喜山期成矿作用动力学背景探讨
江小均, 王忠强, 李超, 郭忠林, 柴建华, 邱文龙, 王加昇
doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201805030054
会泽超大型铅锌矿是滇东北铅锌多金属成矿域中典型的密西西比河谷型(MVT)或会泽型(HZT)矿床,因其独特的成矿系统以及矿床中富锗而被地质学者熟知,由于该类型矿床成矿温度较低且缺少合适的定年矿物,其成矿时代一直存在较大的争议。本文在会泽铅锌矿麒麟厂矿区1584中段0-11号穿脉坑道块状铅锌硫化物矿石中挑选了9件硫化物样品(黄铁矿、方铅矿和闪锌矿),采用负离子热表面电离质谱法进行Re-Os同位素分析,获得Re-Os等时线年龄为40.7±2.6 Ma(n=9),与模式年龄加权平均值40.0±2.6 Ma(n=8)在误差内完全一致,闪锌矿和方铅矿模式年龄分别为38.24±0.41 Ma和36.57±0.40 Ma。上述同位素年龄揭示了会泽超大型铅锌矿的成矿时代可能为始新世。结合滇东北铅锌矿集区NE向逆冲断层和冲断褶皱控矿构造区域构造解析以及断裂、矿体构造-岩相蚀变特征,提出会泽超大型铅锌矿经历了燕山期、喜山期两阶段构造-流体贯入的成矿作用模型。
关键词: 滇东北, 会泽铅锌矿床, 区域构造解析, Re-Os同位素年代学
铼-锇同位素定年方法及分析测试技术的进展
杜安道, 屈文俊, 李超, 杨刚
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。
关键词: 铼-锇同位素体系;, Carius管;, 负离子热电离质谱法;, 等离子体质谱法

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