金川铜镍硫化物样品中锇同位素比值的高精度分析

采用两种独立的190Os稀释剂、4个不同的化学流程,用等离子体质谱仪、TRITON热表面电离质谱仪和MAT-262固体质谱仪3种质谱仪器,在4个实验室分别对采自金川铜镍硫化物样品的187Os/188Os同位素比值进行分析,样品分析数量达到56个。4个实验室获得的结果分别为0.3356±0.0018(n=12,2s)、0.3363±0.0008(n=6,2s)、0.3363±0.0010(n=18,2s)和0.3353±0.0034(n=20,2s)。采用ISOPLOT软件对所得56个数据进行加权平均计算,得到187Os/188Os同位素比值为0.33602±0.00022(置信度95%)。两台TRITON热表面电离质谱仪测量的结果几乎完全一致,且精度高于MAT-262固体质谱仪和等离子体质谱仪。比较了碱熔和Carius管两种溶样方法,结果表明,对于所研究的样品,用Carius管溶矿方式可以将含锇矿物完全溶解。     

Re-Os同位素体系在金属矿床中的应用

Re-Os同位素体系已成为金属矿床定年和示踪的重要手段之一。文章在简述Re-Os同位素体系基本原理基础上,综述了国内外的最新研究成果,认为Re-Os同位素测试对象不再局限于辉钼矿和铜镍硫化物矿石,黄铁矿、毒砂、磁黄铁矿、镍黄铁矿、闪锌矿等也常作为测试对象用于金矿床、铅锌矿床、沉积喷流型钴(金)等矿床的定年。地壳岩石与原始地幔相比,具有较高的187 Os/188 Os比值、γOs值以及Re/Os比值,因此,硫化物或矿石的Re-Os同位素组成和普通Os—Re/Os比值图解可以揭示斑岩矿床、金矿、铅锌矿以及铜镍硫化物矿的成矿物质来源。辉钼矿则可以通过Re含量来示踪成矿物质来源。Re-Os同位素也可与其他同位素结合(如187 Os/188 Os-87Sr/86Sr)共同判明不同端元组分对成矿的贡献。     

云南白马寨铜镍硫化物矿床Re-Os同位素定年及其地质意义

采用 Carius 管溶矿、蒸馏法分离 Os、丙酮萃取 Re 和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)联合测定法,对云南白马寨岩浆岩型铜镍硫化物矿硫化物矿石进行了 Re-Os 同位素精确定年,得出其等时线年龄为259±18Ma(MSWD=0.028),~(187)Os/~(188)Os 初始值为0 455±0 024,相当于γ(Os(t)为 263。硫化物矿石 Re/Os 比值为11.56～21.04。研究结果显示,白马寨铜镍硫化物矿床成矿时代与峨眉大火山岩省主喷发期基本同时,其物质来源属壳-幔混合来源,壳源 Os 的加入量约为30%左右。     

铜镍硫化物的Re-Os同位素定年方法及应用实例

摘要本文介绍了含有普通Os的铜镍硫化物的Re-Os同位素定年方法及其在新疆黄山东和金川铜镍矿床的应用实例。样品采用Carius管溶解，Re采取丙酮萃取、阳离子树脂交换分离，Os则采取蒸馏分离方式，质谱测量为电感辆合等离子体质谱(ICP-MS)。结果表明，采用ICP-MS进行铜镍硫化物的Re-Os同位素定年研究，同样能得到令人满意的结果。     

新疆东天山葫芦铜镍硫化物矿床Re-Os同位素物质来源示踪研究

通过对葫芦铜镍硫化物矿石的Re-Os同位素物质来源示踪研究, 其¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os初始比值介于1.40~1.97,γOs值介于1110~1565,平均为1379, 表明在成矿过程及岩浆侵位期间有大量地壳物质加入到成矿系统中。     

新疆喀拉通克铜镍硫化物矿床Re-Os同位素研究及其地质意义

喀拉通克铜镍硫化物矿石的Re-Os同位素测年结果为305±15(2σ)Ma。该数据表明产于阿尔泰山南缘的铜镍硫化物矿床形成于晚石炭世一早二叠世,与区内广泛发育的造山型金矿和浅成低温热液型金矿基本为同一时期。其等时线~187Os/~188Os初始比值为0．35±0．04,γ_Os仉值平均为183,表明在成矿过程及岩浆侵位期间有少量地壳物质加入成矿系统中。     

新疆香山铜镍硫化物矿床Re-Os同位素测定

通过对香山铜镍硫化物矿石中的镍黄铁矿进行Re-Os同位素测年,获得等时线年龄数据为(298±7．1)Ma。该数据表明产于东天山黄山—镜儿泉一带的这些铜镍硫化物矿床形成于晚石炭世—早二叠世,与该区广泛发育的造山型金矿、矽卡岩型银铜矿床和火山岩型铁铜矿床为同一时期的产物。其等时线~187Os/~188Os初始比值为0．682±0．32,γ_OS平均为444,表明在成矿过程及岩浆侵位期间有地壳物质加入成矿系统中。     

新疆东天山天宇铜镍硫化物矿床Re-Os同位素物质来源示踪研究

通过对天宇铜镍硫化物矿石中的硫化物Re-Os同位素物质来源示踪研究,其187Os/188Os初始比值为0.864 9～2.910 6,γOs位于592～884之间,γOs平均值为832.5,说明在成矿过程中仅有大量地壳物质混染加入到岩浆和成矿系统之中;根据天宇岩体的岩石地球化学特征,并结合东天山东段基性一超基性岩体的空间分布特征,认为该岩体形成于洋内俯冲的增生岛弧环境,是晚古生代北天山洋壳向南俯冲增生的产物。     

东天山卡拉塔格地区月牙湾铜镍硫化物矿床磁黄铁矿Re-Os同位素测定及其地质意义

新疆哈密月牙湾铜镍矿是近年来在东天山卡拉塔格地区新发现的岩浆型铜镍硫化物矿床.为确定该矿床的成岩、成矿时代及其成矿作用，利用锆石LA-ICP-MS U-Pb定年和硫化物Re-Os同位素等时线定年方法，分别对主含矿岩相橄榄辉长岩和矿石中的磁黄铁矿进行了年龄测定.橄榄辉长岩中锆石的206Pb/238U年龄为255~292 Ma，加权平均值为274±2.4 Ma，代表了橄榄辉长岩的成岩年龄；矿石中磁黄铁矿Re-Os同位素等时线年龄为271.9±9.5 Ma，代表了硫化物熔离成矿的年龄；187Os/188Os初始值为0.279 6±0.008 9，γ_Os值为117~126，指示在岩浆侵位及硫化物熔离成矿过程中有地壳物质加入.月牙湾镁铁质岩浆的成岩、成矿作用发生于早二叠世，与东天山黄山-图拉尔根一带典型铜镍硫化物矿床为同一时期的产物.      

玄武岩钛同位素分析标准物质研制

同位素标准物质是进行同位素准确分析的基础和关键,其同位素组成是同位素测量的基本参数。本文报道了玄武岩钛同位素标准物质的研制过程和定值结果,包括标准物质的选择、均匀性和稳定性检验、定值分析及测定数据的统计性检验等。玄武岩钛同位素标准物质的主要特性量值的推荐值及95%置信水平的不确定度为:δ~(47)Ti(‰)=-0.53±0.07,δ~(48)Ti(‰)=-1.05±0.09,δ~(49)Ti(‰)=-1.57±0.16,δ~(50)Ti(‰)=-2.10±0.18。该标准物质可用于地质样品钛同位素测定中化学流程评价和验证、质谱仪的校正及整个过程的分析质量控制。     

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。     

地下水中砷形态标准物质研制

砷元素的不同形态对人体有不同的毒性,无机砷的毒性最大,有机砷毒性较小,准确测定水体中尤其是地下水中砷形态的含量对于人体健康和环境保护有重要意义。但目前国内外尚缺乏地下水中砷形态的标准物质。文章研制了5个地下水砷形态标准物质,候选物样品采自山西和内蒙古高砷地区,在样品的采集和制备过程中使用冷冻干燥法和加保护剂两种方法保证砷形态稳定,定值参数为砷全量、As(Ⅲ)、As(Ⅴ),定值方法采用氢化物发生-原子荧光光谱法、电感耦合等离子体光谱法、电感耦合等离子体质谱法、高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱法。经检验,制备的砷形态标准物质具有良好的均匀性和稳定性。该系列标准物质研制中首次应用冷冻干燥技术,样品保存问题得到了很好的解决,采用多家实验室协作定值,测试方法准确、可靠,标准值和不确定度合理,填补了国内外砷形态标准物质研制的空白。     

Determination of Platinum-Group Elements in Geological Reference Materials by High Resolution-ICP-MS after Nickel Sulfide Fire-Assay Collection and Te Co-Precipitation

Inductively coupled plasma-mass spectrometry (ICP-MS) after NiS fire assay-Te co-precipitation was employed in the determination of Ru, Rh, Pd, Os, Ir and Pt at ng g^-1 levels in six platinum-group element (PGE) geological reference materials. In general, the average of several results was in good agreement with the certified values taking into account respective uncertainties. High relative standard deviations were observed for the reference materials GPt-3 and GPt-4. Problems associated with the NiS fire assay procedure and PGE determination at the sub-10 ng g^-1 level are reviewed and discussed.     

长江三角洲沉积物标准物质研制

美国、加拿大等国家先后研制了10余个海湾和河口沉积物标准物质,但定值成分较少,大多侧重于有机污染物和放射性核素值。我国于2007年研制了3个黄河三角洲沉积物标准物质,为进一步满足近海地球化学调查及资源勘探的需要,本文按照ISO导则35和国家一级标准物质技术规范,研制了2个长江三角洲沉积物标准物质。按照不同粒径采集两个候选物样品,样品经干燥、球磨至200目,采用电感耦合等离子体质谱和发射光谱法进行均匀性检验,结果表明F实测值小于列表临界值F0.05(24,25)=1.96,样品均匀性良好。在两年时间内采用X射线荧光光谱法进行了4次稳定性检验,未发现统计学意义上的明显变化,样品稳定性良好。由12家有技术权威的实验室共采用13种准确、可靠的分析方法进行协作定值,最终定值元素53项,涵盖了主量、微量及全部稀土元素,其中主量成分含量呈梯度分布,如Al2O3的含量分别为16.42%、11.48%。该系列标准物质定值元素种类多,定值方法准确,能够为河口三角洲地区地质及环境调查的分析测试工作提供可靠的质量保证。     

王水溶样-电感耦合等离子体发射光谱法同时测定铁铜铅锌硫化物矿石中8个元素

建立了王水溶样-电感耦合等离子体发射光谱法同时测定铁、铜、铅、锌硫化物矿中Cu、Pb、Zn、As、Ag、Cd、Hg和Mo等8个元素的分析方法。确定了方法的溶矿及测定条件,用国家一级标准物质GBW07162(多金属贫矿石)和GBW07164(多金属矿石)进行精密度实验,除个别元素外,大多数的元素精密度(RSD,n=11)小于5%,准确度(RE)小于10%。通过一系列硫化物矿石标准物质进行方法验证,检测结果基本都在标准值的误差范围内,符合地质矿产开发的要求。方法简单,同时测定元素较多,线性范围宽,检出限低,尤其有利于硫化物矿石中的亲硫元素As、Ag、Hg的分析,实用性强。     

碱熔-电感耦合等离子体发射光谱法测定大气颗粒物样品中无机元素

大气颗粒物(TSP和PM10)中Si、Al、Ca、Mg、K、Fe、Na等元素含量较高,是颗粒物源分析的指示性元素。目前分析大气颗粒物样品中无机元素的方法有中子活化分析法、X射线荧光光谱法、微波消解(或高压釜消解)电感耦合等离子体发射光谱法和电感耦合等离子体质谱法。本文建立了碱熔-电感耦合等离子体发射光谱法测定大气颗粒物样品中Si、Al、Ca、Mg、Fe、Ti、Ba、Sr、Zr等无机元素的分析方法,样品于镍坩埚中530～550℃灰化60 min后用NaOH融熔,水提取,再用2 mL 50%的HCl酸化,钠基体匹配消除干扰,解决了大气颗粒物滤膜样品中Si易产生的溶解不完全等问题,提高了Ti、Ba、Sr、Zr等主、次量元素测定的精密度和准确度。讨论了坩埚和熔剂的选择、灰化温度、灰化时间、酸度、干扰等影响因素。在选定条件下,测定结果相对误差(RE)﹤4%,相对标准偏差(RSD,n=12)﹤5%,检出限为0.0047～1.2 ng/g。方法所需设备简单,分析成本低,快速简便,精密度好,准确度高,适宜批量样品的测定。     

NEW TRACE ELEMENT AND REE DATA IN THIRTEEN GSF REFERENCE SAMPLES BY ICP-MS

Analytical data on 34 geochemically significant trace elements (Sc, V, Cr, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Cs, Ba, Hf, Ta, Pb, The, U and REE) by using Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICP-MS), for 13 reference rock samples obtained from the Geological Survey of Finland are presented. For many elements, especially most of the heavy-REE, concentrations are reported here for the first time.     

Late Jurassic Cu-Mo Mineralization at the Zhashui-Shanyang District, South Qinling, China: Constraints from Re-Os Molybdenite and Laser Ablation-Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry U-Pb Zircon Dating

The Zhashui-Shanyang district is one of the most important sulfide deposits in the Qinling Orogen where the formation of porphyry-skarn Cu-Mo deposits has a close genetic link with the Yanshannian magmatism. Laser Ablation-Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (LA-ICP-MS) U-Pb zircon dating of two granodiorite intrusions (Xiaohekou and Lengshuigou deposits) was investigated in the Zhashui-Shanyang district and the rock-forming ages obtained from 148.3±2.8?to 152.6±1.2?Ma, averaging 150.5 Ma, accompanied by a younger disturbance age of 144.3±1.7?Ma in the Lengshuigou intrusion, which is in excellent agreement with published sensitive high resolution ion micro-probe (SHRIMP) zircon date on the later monzodiorite porphyry phase in the Lenshuigou deposit. Two samples were selected for molybdenite ICP-MS Re-Os isotopic analyses from the Lengshuigou granodiorite porphyry, yielding Re-Os model ages from 149.2±2.7 Ma to 150.6±3.4 Ma, with a weighted mean age of 149.7±2.1 Ma. These mineralization ages overlap rock-forming ages of the host intrusions within the error range. This implies that the mineralization occurred in the Late Jurassic, which belongs to the tectonic phase B event of the Yanshan Movement, not Cretaceous as previously thought. Therefore, the Late Jurassic mineralization of the Zhashui-Shanyang district could be connected to the large-scale Yanshan molybdenum metallogenic period, the geodynamic regime of which is attributable to the far field response of convergence of surrounding plates, perhaps the approximately westward subduction of the Izanagi plate beneath the Eurasian continent.     

Rhenium–Osmium Isotope Measurements in Marine Shale Reference Material SBC‐1: Implications for Method Validation and Quality Control

In this study, the USGS black shale reference material SBC‐1 was investigated as a matrix‐matched reference material for both intra‐laboratory calibration and inter‐laboratory comparison of high‐precision Re‐Os dating for organic‐rich sedimentary rocks. This reference material was analysed for Re‐Os isotopic composition by three digestion protocols – inverse aqua regia, CrO₃‐H₂SO₄ and H₂O₂‐HNO₃. The results for SBC‐1 obtained by inverse aqua regia digestion yielded similar Re mass fractions but slightly (~ 5%) higher Os mass fractions and lower ¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os values than the CrO₃‐H₂SO₄ and H₂O₂‐HNO₃ digestions. The data set of inverse aqua regia digestion exhibited strong correlations in plots of ¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os vs. 1/¹⁹²Os and ¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os vs. ¹⁸⁷Re/¹⁸⁸Os, which may signify the incorporation of detrital Re and Os into organic matter in the Re‐Os system. Similar correlations were also observed for the CrO₃‐H₂SO₄ digestion data set, but not for that of H₂O₂‐HNO₃. The data indicate that there is an amount of non‐hydrogenous Os in SBC‐1 and that CrO₃‐H₂SO₄ and H₂O₂‐HNO₃ digestions would minimise liberation of the non‐hydrogenous Os component. We propose that SBC‐1 may be a more suitable reference material to monitor the influence of detrital Re and Os on Re‐Os isochron age data, especially for samples with less organic matter and more siliceous detritus.     

江西新余良山钼矿锆石U-Pb和辉钼矿Re-Os年龄

良山钼矿是钦杭成矿带近年发现的大中型矿床,在矿化特征分析的基础上,对其进行了成岩成矿年代学研究。采用LAICP-MS锆石U-Pb测年技术,得到矿区内石英闪长斑岩的成岩年龄为168.2±2.3Ma。通过矿床辉钼矿Re-Os同位素分析,获得其等时线年龄为168.9±1.4Ma。指示成岩作用与成矿作用同时发生,含矿热液活动与岩浆活动有密切的关系,岩浆活动可能是形成良山钼矿床的重要因素。良山钼矿床的成矿时间与钦杭成矿带内华南燕山期第一阶段大规模多金属矿化时间(170Ma)吻合。良山钼矿床形成于同一区域成矿背景下,是区域构造岩浆作用的产物,为华南燕山期成矿作用的组成部分。