铼-锇同位素的等离子体质谱法测定及其在辉钼矿测年中的应用

研究了用ICPMS法测定地质样品Re-Os同位素的条件。通过选用Meinhard同心雾化器进样对Os(Ⅷ)水溶液进行测定,可使Os的测定灵敏度提高50倍。讨论了质量歧视效应校正中的有关问题。采用氧化剂清洗,克服了Os在进样系统中的严重记忆效应。用同位素稀释法测定了辉钼矿中Re和~(187)Os的含量,计算了成矿年龄。     

东秦岭地区钼矿床的铼－锇同位素年龄及其意义

金属矿床的成矿年龄多年来一直是矿床地质工作者关注的问题之一。中国地质科学院岩矿测试技术研究所建立的铼－锇同位素定年实验室，为研究钼矿床的形成时代提供了新的手段。因辉钼矿是最主要的含铼矿物之一，且基本上不含普通锇，其中所含￣（１８７）Ｏｓ是由￣（１８７）Ｒｅ衰变而来，故放射成因￣（１８７）Ｏｓ的积累是矿物年龄及铼含量的函数，本文采用同位素稀释－等离子体质谱法，测定了东秦岭钼矿带中几个不同类型的大型钼矿床的Ｒｅ－Ｏｓ年龄：黄龙铺碳酸岩脉型钼（铅）矿氏的Ｒｅ－Ｏｓ年龄为印支期，其余的斑岩型钼矿床和斑岩－矽卡岩型钼（钨）矿床的Ｒｅ－Ｏｓ年龄均为燕山期。     

Carius管直接蒸馏快速分离锇方法的改进

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。     

含有普通锇的辉钼矿Re-Os同位素定年研究

通过大量数据统计,表明较高比例的辉钼矿中存在普通锇。普通锇可能以类质同像形式存在于辉钼矿样品中,理论上辉钼矿中可能含有较高含量普通锇。辉钼矿样品含有较高含量普通锇可能对Re-Os定年结果产生很大影响,从原理上并结合实例证实了普通锇含量对辉钼矿Re-Os年龄影响程度。对于一般辉钼矿样品来讲,如果187Os总量(放射成因187Os与非放射成因187Os之和)与普通锇比值小于20,需要考虑普通锇对Re-Os模式年龄的影响,并提出了对于含有普通锇辉钼矿模式年龄的计算方法。先做出187Os/188Os-187Re/188Os等时线,求得初始187Os/188Os值,再根据初始187Os/188Os值和单个样品的普Os含量求得非放射成因的普Os中187Os的量。最后根据Re含量以及放射成因187Os含量得到模式年龄。     

湘南新田岭大型钨钼矿床辉钼矿Re-Os同位素测年及其地质意义

新田岭矿床是湘南地区一大型矽卡岩-石英脉型钨钼多金属矿床,在成因上与骑田岭岩体早期侵位的角闪石黑云母二长花岗岩相关。分别对该矿床矽卡岩型和石英脉型矿石内的辉钼矿单矿物进行了Re-Os同位素测年,结果显示,矽卡岩型矿石中1件辉钼矿的187Re-187Os模式年龄为159.1±2.6Ma,6件石英脉型矿石中辉钼矿的187Re-187Os模式年龄为159.1～160.2Ma,加权平均值为159.4±1.3Ma,对应的等时线年龄为161.7±9.3Ma,与已有的矽卡岩内铁云母Ar-Ar年龄(157.1±0.3Ma)和石英脉内石英流体包裹体的Rb-Sr年龄(157.4±3.2Ma)在误差范围内相吻合,指示新田岭钨钼矿床的成矿时限大致可限定为157.1～161.7Ma,表明钨钼矿化与该区骑田岭岩体早期侵位的角闪石黑云母花岗岩(160～163Ma)具有密切的时间关系。结合已有的研究结果认为,新田岭大型钨钼矿床与骑田岭岩体早期侵位的角闪石黑云母二长花岗岩具有密切的时、空联系,而南部的芙蓉锡矿与晚期侵位的黑云母二长花岗岩更为密切,整个骑田岭A型花岗岩的侵位及相关的钨锡多金属成矿作用应为一个连续的演化过程,均为南岭地区150～160Ma钨锡多金属爆发式成矿作用的产物。该区在中-晚侏罗世(150～165Ma)岩石圈的伸展减薄背景下,软流圈地幔物质沿着深大断裂上涌,强烈的壳幔相互作用可能为大规模的花岗质岩浆活动及钨锡多金属的成矿大爆发提供了主要的热动力和部分物源。     

Os同位素在花岗岩物质来源示踪中的初步研究:以湖南骑田岭岩体为例

Re-Os同位素在基性-超基性岩物质来源示踪方面已得到较广泛应用,但在酸性岩方面尚属少见。与其它同位素体系不同,Re、Os均为高亲铁元素,在岩浆分异演化过程中,Re属于中等不相容元素,Os属于强相容元素,地壳和地幔两端员Os同位素组成差别较大,因此,Re-Os同位素是研究花岗岩中是否存在幔源物质贡献的灵敏示踪剂。通过采自湖南骑田岭复式岩体三个阶段15件花岗岩全岩样品Re-Os同位素的分析,这些样品中Re、Os含量极低(Re含量0.0053～0.4539ng/g,Os含量0.0011～0.0328ng/g),Os同位素初始比值为0.3543～1.728,波动较大,显示骑田岭岩体成岩物质具有壳幔混合来源的特征。其中,早阶段与新田岭钨成矿关系密切的中粗粒似斑状角闪石黑云母花岗岩中壳源物质贡献更多一些,而晚阶段与芙蓉锡矿关系密切的细粒黑云母花岗岩幔源物质相对更多一些。Re-Os同位素的研究,不仅能够为花岗岩物质来源与成因机制的研究提供新的手段,而且,对于获取南岭重点矿集区深部成矿的地球化学信息、探索南岭矿集区壳幔相互作用过程以及幔源岩浆在不同类型矿化花岗岩形成过程中的作用也具有重要意义。     

青海省化隆县沙加含铜镍矿基性杂岩体地质特征及Re-Os同位素研究

沙加岩体是化隆基性-超基性岩带中的一个含铜镍硫化物的基性杂岩体,其岩体规模较小,岩相分带弱,矿体呈透镜状产于岩体中,苏长岩为主要赋矿岩相。对其进行岩石地球化学及硫化物Re-Os同位素测试,结果表明:岩体属钙碱性、铁质系列,富集轻稀土元素,亏损Nb、Ta等高场强元素。硫化物187Os/188Os初始值为0.3469～0.4071,γOs为180～228,说明岩体遭受了显著的地壳混染作用,地壳物质加入比例大于30%。地壳混染可能在岩浆达到S饱和进而熔离出硫化物熔体的过程中起到了重要作用。     

Carius管直接蒸馏快速分离锇方法研究

建立了Carius管直接蒸馏快速分离锇的方法。采用一次性的常规硅胶管和细聚四氟乙烯管来封闭Carius管及作为通气管,将常规的把样品溶液转入蒸馏瓶中进行蒸馏的方法改进为从Carius管内直接蒸馏分离锇,简化了实验流程,缩短了锇的分离时间,同时节省了大量清洗蒸馏器皿的时间及清洗试剂。用电感耦合等离子体质谱法测定铼-锇同位素的模式年龄,结果表明,通气流量为30~80 mL/min时,蒸馏30 min,对铼-锇定年标准物质GBW04435(HLP)的7次测定平均值为(221.3±0.4)Ma,标准物质GBW04436(JDC)的2次测定平均值为(139.7±0.2)Ma,分别与模式年龄的标准值(221.4±5.6)Ma、(139.6±3.8)Ma在不确定度范围内一致。方法具有批量分析样品铼-锇同位素的应用前景。     

两种质谱仪在辉钼矿铼-锇年龄测定中的应用比较

对同一地区但Re、Os含量不同的一组辉钼矿样品,分别采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)和负离子热表面电离质谱(NTIMS)对其Re-Os年龄进行了测定比较。结果表明,该组样品的平均Re-Os模式年龄分别为(138.3±4.0)Ma和(141.0±3.6)Ma(2σ,n=9),采用ISOPLOT软件的模式1进行等时线计算,得到等时线年龄分别为(138.6±2.9)Ma(2σ,n=9)和(141.6±1.9)Ma(2σ,n=9),两者在目前水平下的误差范围内基本一致。另外,分别采用ICP-MS和NTIMS对辉钼矿Re-Os年龄国家一级标准物质GBW04435和GBW04436进行了测定,所得的结果吻合也较好。     

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。