Re-Os同位素定年对岩浆型Cu-Ni硫化物矿床成矿时代的制约

Re-Os同位素体系被认为是岩浆Cu-Ni硫化物矿床直接定年的有力工具。通过研究世界级典型岩浆Cu-Ni硫化物矿床的Re-Os等时线表面年龄,发现有时能得到成矿年龄,有时得到与成矿年龄不一致的表面年龄或根本得不到Re-Os等时线,还有时同一矿床的不同类型矿石给出不同的Re-Os等时线表面年龄。文章介绍了能够解释上述现象的理论模型。模型预测对与基性-超基性岩共生的Cu-Ni硫化物矿床,除一些特殊情况外,块状矿石可得到有地质意义的Re-Os等时线年龄,浸染状矿石常得到没有地质意义的假等时线;而浸染状矿石常得到有地质意义的Os同位素初始比值,而块状矿石给出的"Os同位素表面初始比值"往往没有地质意义。因此,建议在应用Re-Os同位素体系定年时要结合矿床类型、矿石类型以及成矿过程等因素综合考虑;对Re-Os数据的科学合理解释同样需要从矿床学和同位素地球化学的基本原理出发,结合矿床的实际情况,进行深入分析研究。

山东金伯利岩的壳幔混染、部分熔融、Re Os同位素年龄及冰盖冰川搬运、人造金刚石干扰等领域研究最新进展

根据山东蒙阴各类金伯利岩及其相关幔源捕掳体的化学成分,研究了金伯利岩壳源混染程度与岩石类型之间的关系。发现橄榄岩—碎裂状橄榄岩—粗斑金伯利岩—细粒金伯利岩之间,其壳源混染程度逐渐增高。粗斑金伯利岩的壳源混染程度接近碎裂状橄榄岩,表明粗斑金伯利岩是碎裂状橄榄岩的进一步碎裂的产物;金伯利岩经历了地幔橄榄岩的部分熔融形成碎裂状橄榄岩、斑状金伯利岩。根据金伯利岩中大理岩包体、黄铁矿的Re Os同位素研究,获得了蒙阴金伯利岩的侵位时间分别为227.97 Ma和245.80 Ma,属于三叠纪,与苏鲁大别造山带的形成时间一致,由此分析蒙阴金伯利岩的侵位与扬子板块和华北板块的碰撞有关,也似乎暗示了华北克拉通破坏的初始阶段。华北冰盖冰川对于金刚石的搬运方式、搬运路径与流水搬运之间存在巨大差异,需要对金刚石的供源与分散进行重新认识。地表大量分布的人造金刚石对金刚石的找矿工作已经造成干扰与误导,需要引起重视。

贵州正安县奥陶系—志留系界线碳质泥岩Re-Os同位素精确厘定及其古环境反演

我国上扬子地台地区在奥陶系—志留系之交广泛发育蕴含丰富页岩气资源的五峰组—龙马溪组富有机质沉积岩。采用Re-Os同位素体系对该套沉积地层进行研究,不仅能得到精确的地层沉积年龄,同时根据Re、Os元素的富集机制,对该时期沉积环境进行有效反演,可以为这一阶段发生的地球历史上第二大规模的生物绝灭事件的触发机制提供更合理的解释。本文在贵州正安县班竹1井岩心采集11件碳质泥岩样品,岩心样品连续且完整跨越奥陶系五峰组—志留系龙马溪组界线地层,通过对该样品开展高精度Re-Os同位素研究,获得了奥陶系—志留系地层界线Re-Os同位素年龄为443.68±6.24Ma[2σ,n=7,(187 Os/188 Os)i=0.699±0.019,MSWD=0.55],其结果与国际地层委员会发布的年龄(443.7±1.5Ma)高度一致,为奥陶系—志留系界线年龄提供了直接、准确的年龄依据。Os同位素特征反映了大量陆源碎屑参与成岩过程、多期火山活动的发生及冰期向间冰期的转换。连续沉积地层Re-Os同位素特征的变化反映了研究区奥陶系五峰组—志留系龙马溪组沉积环境经历富氧—缺氧—富氧的变化,指示赫南特期冰川事件和火山喷发共同造成了生物大绝灭并促进了有机质的富集,为五峰组—龙马溪组富有机质沉积岩提供了生烃潜力。

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-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，γOs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。

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。

太平洋海山富钴结壳铂族元素(PGE)和Os同位素地球化学及其成因意义

本文分析了中西太平洋海山富钴结壳及其各主要层圈(外层、疏松层、亮煤层)和玄武岩基岩的铂族元素(PGE)和Au 含量以及 Os 同位素组成,发现富钴结壳中 PGE 和 Au 含量均较高,且变化很大,∑PGE 为(70.09～629.26)×10^(-9),平均289.48×10^(-9),Au 为(0.60～26900)×10^(-9).具三层结构的富钴结壳中,疏松层(∑PGE=(339.37～545.82)×10^(-9))和亮煤层(∑PGE=(280.09～629.26)×10^(-9))的∑PGE 明显高于外层((70.09～133.27)×10^(-9).单层结壳的∑PGE 为(83.94～479.75)×10^(-9),Au 含量普遍高于具三层结构者.结壳的∑PGE 和 Au 含量远高于太平洋多金属结核(分别为(101.57～155.83)×10^(-9)和(1～4)×10^(-9)。沉积深度和海水氧逸度的不同是导致结壳和结核中 PGE 含量明显差异的主导因素。富钴结壳∑PGE 和 Pt 与 Mn(%)之间呈明显的正相关关系,而与 Fe(%)具负相关性,与多金属结核正好相反,显示结壳中的 PGE主要赋存在水羟锰矿(δ-MnO_2)等锰矿物相中,与针铁矿(FeOOH·nH_2O)等铁矿物相关系不大,而结核中的 PGE 主要赋存在铁矿物相中。PGE 球粒陨石标准化曲线和各项参数显示富钴结壳的 PGE 和 Au 主要来自海底玄武岩的蚀变释放,部分来自铁陨石微粒等地外物质,而与海底热水活动无关。计算显示西太平洋结壳距今42.5Ma 左右开始生长,生长过程中分别在8.0Ma 和21.8Ma 处出现间断,相应形成外层、疏松层和亮煤层,其各自沉积速率为2.64mm/Ma,1.45mm/Ma 和1.06mm/Ma,相应海水的^(187)Os/^(188)Os 分别为0.948～0.953,0.599～0.673和0.425～0.536,显示外层含有较多的大陆风化尘,而疏松层和亮煤层的沉积物主要来自海底洋壳蚀变和陨石碎屑或宇宙尘等地外物质。

黑龙江省翠宏山钨钼多金属矿床辉钼矿Re-Os同位素定年及其地质意义

翠宏山钨钼多金属矿床是小兴安岭-张广才岭成矿带内一个重要的矽卡岩型矿床,钨、钼、锌均达大型规模。为确定该矿床的形成时代,对取自岩体内接触带钨钼矿体的7件辉钼矿样品进行了Re-Os同位素测年研究。结果表明:辉钼矿中Re质量分数为(0.376 9~0.973 7)×10-6,Os质量分数为(1.272~3.234)×10-9;获得的模式年龄为(199.0±3.1)^(203.9±3.8)Ma,加权平均年龄为(201.6±1.4)Ma(MSWD=0.80),等时线年龄为(198.9±3.7)Ma(MSWD=0.83)。结合区域成矿作用分析认为:翠宏山多金属矿床的形成时代为早侏罗世,与成矿带内的霍吉河和鹿鸣等斑岩型(细网脉型)钼矿床同属燕山早期大规模构造-岩浆-成矿事件的产物。根据本次辉钼矿Re-Os定年结果,结合前人在矿区内所测多个花岗岩体的锆石U-Pb年龄认为:与翠宏山多金属矿床具成因联系的岩体应为二长花岗岩、碱长花岗岩,成岩成矿作用与古太平洋板块俯冲有关。辉钼矿中Re质量分数、成矿岩体的物质源区综合研究表明,翠宏山多金属矿床的成岩成矿物质具有壳幔混源特征。

赣北梅子坑钼矿床辉钼矿Re-Os同位素年龄及其地质意义

运用Re—Os同位素定年对赣北九岭-鄣公山多金属成矿带梅子坑钼矿床进行成矿年龄的厘定，获得5件钼矿石样品的Re—Os模式年龄为148．2～150．7Ma，加权平均值为（150±1）Ma（MSWD=0．66），对应的等时线年龄为（148．9±4．4）Ma，指示该矿床的成矿时限为150Ma左右，表明其形成与晚侏罗世中晚期的岩浆活动有关，可能与该时期由太平洋板块的俯冲而导致的持续挤压作用有关。结合该成矿带上的成岩成矿年龄，可推断该成矿带的形成不仅包括与岩石圈伸展减薄背景有关（约135Ma）的钨多金属成矿作用，应该还存在中侏罗世晚期以来（约150Ma）由东亚岩石圈板块汇聚作用而形成的一定规模和强度的晚侏罗世成矿作用。该年龄的精确测定将对赣北九岭一鄣公山多金属成矿带找矿起到很好的指示作用。

东南沿海晚中生代镁铁质岩的Re-Os同位素组成

从浙东、闽东南的早白垩世“双峰式火山岩”和“复合岩体”中选择了有代表性的玄武岩和角闪辉长岩,分离出钛-磁铁矿,进行Re-Os同位素分析。角闪辉长岩的γo_s(130Ma)为-83．7～-47．1,其(^(187)Os/^(188)Os)_i过低,为0．0667和0．0205这低得不合理的(^(187)Os/^(188)Os)_i表明成岩之后Re-Os体系可能受到扰动,某些地质过程导致外加Re的进入,使岩石的^(187)Re/^(188)Os比值偏高、(^(187)Os/^(188)Os)_i及γo_s(t)值偏低。玄武岩的γo_s(130Ma)=21．4～267．8,其(^(187)Os/^(188)Os)_i为0．1531～0．4639。Re-Os、Sm-Nd同位素及微量元素地球化学研究表明,早白垩世玄武岩浆不是来自富集地慢,而是来自亏损的地幔源区,在其演化过程中经受了地壳岩石和熔体的混染。晚中生代时期,东南沿海“大陆弧”下的地幔可能不是富集的岩石圈地幔,具有亏损特性,因而是软流圈地幔。

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。

浙江省桐村钼矿床Re-Os同位素年龄及地质意义

浙江桐村斑岩型钼矿床位于钦杭成矿带东段,紧邻赣东北成矿带,矿床的形成与燕山早期侵入的同熔型花岗岩有关,含矿岩体的成岩年龄165～168Ma。辉钼矿矿石呈浸染状产于岩体内部或岩体与围岩的接触带。本文首次对矿床中3件辉钼矿样品进行了Re-Os同位素年代学研究,测得辉钼矿的等时线年龄为162.2Ma±1.3(MSWD=0.006),代表了成矿年龄。成矿成岩年龄具有一致性,矿床成因类型为斑岩-矽卡岩型钼(铜)矿床。

pg-ng级Os同位素热表面电离质谱高精度分析测试技术

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Os O-3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、高精度的特点,可为地质学研究提供高精度Os同位素数据。

闽东大湾钼铍矿的辉钼矿Re-Os同位素年龄——兼论福建省钼矿时空分布及构造背景

闽东大湾钼铍矿是海西(海峡西岸)经济区新近勘查取得重要进展的燕山期钼矿之一。铍钼矿体主要赋存于上侏罗统南园组火山岩中,隐伏的黑云母花岗岩体为主要的成矿母岩,属中-高温热液充填-交代型钼铍矿床。辉钼矿的Re-Os同位素测年结果显示,等时线年龄为92.2±1.3Ma,表明钼矿成矿时代为晚白垩世。结合近年来福建省钼矿成矿年代学资料,发现自闽西(武夷成矿带)到闽东(沿海火山岩成矿带),钼矿成矿时代从165～102Ma过渡到112～90Ma,显示逐渐变新的趋势。综合分析认为,165～131Ma的钼矿可能形成于岩石圈伸展背景,110～90Ma的钼矿可能形成于古太平洋板块俯冲背景之下。

柴达木地块北缘牛鼻子梁镍铜矿床铂族元素和Re-Os同位素特征

牛鼻子梁镍铜矿床是柴达木地块周缘新发现的一个岩浆硫化物矿床。该矿床所赋存的牛鼻子梁镁铁质-超镁铁质杂岩体出露面积约8km2,主要由橄榄岩、橄榄二辉岩、橄榄辉长岩、辉长岩组成。含矿岩石主要为橄榄岩和橄榄辉长岩。岩石和矿石的∑PGE含量(0.65×10-9～8.65×10-9)很低,可能是因为源区部分熔融程度较低导致的;在原始地幔标准化配分曲线图中,相对于Ni、Cu元素,PGE显示亏损,这是因为早期发生的硫化物熔离带走了大量PGE。星点状-浸染状矿石的(187Os/188Os)i比值为0.1944～0.5462,γOs值为56～338,显示在岩浆侵位和成矿过程中有较多地壳物质的加入。由于地壳混染而导致浸染状矿石Os同位素组成不均一,从而得出Re-Os等时线年龄(645Ma)大于岩体锆石年龄(367Ma)。

黄铁矿Re-Os同位素定年化学前处理若干条件初探

对黄铁矿Re-Os同位素定年化学前处理过程中的溶样温度、溶样酸介质及溶样时间进行了条件实验。温度实验结果表明, 溶样温度对Re的测定结果影响不大, 而对Os的测定结果影响较明显。溶样温度在120~220 ℃之间时, 无论是HNO3还是逆王水溶样, Re含量在误差范围内都是一致的, 但在120 ℃、 150 ℃时, Os的含量偏离真实值, 可能是样品和稀释剂中的Os同位素并未完全达到平衡, 在180 ℃、200 ℃和220 ℃时, Os的含量基本一致且接近真实值。溶样酸介质实验表明, HNO3和逆王水溶样对Re的测定影响不大, 而对Os的测定影响较明显。无论是用HNO3还是逆王水溶样, 在不同温度下所得到的Re含量是一致的, 而在120 ℃、150 ℃时, 逆王水溶样较HNO3溶样所得到的Os含量更加接近真实值, 180 ℃、200 ℃和220 ℃时, 两种酸介质溶样得到的Os含量基本一致且接近真实值。用逆王水在200 ℃时溶样, 时间为5 h、8 h、12 h、18 h所得到的Re、187Os含量基本一致, 说明较高温度下在较短的时间内便能达到较好的溶样效果。Fe3＋浓度对Re的阴离子交换效率实验表明, Re的回收率随着Fe3＋浓度的不断升高而逐渐下降。当黄铁矿取样量为3 g时, 上柱体积控制在40 mL左右可获得较高的Re回收率。

负热电离质谱法测量Os同位素组成的质量分馏校正

根据质量分馏校正和氧同位素干扰校正的原则 ,通过实践总结出一套处理数据的方法 ,包括不加稀释剂条件下采用美国 Finnigan MAT公司的推荐值 2 40 M/2 3 6M=3 .0 92 2 0 3 ,与本工作提出的归一化值 2 40 M/2 3 8M=1 .5 5 3 62 4进行质量分馏校正。理论上本实验室提出的归一化基准值适用于各种类型岩矿样品 ,该值与样品的 187Os/188Os比值无关。加稀释剂条件下采用循环迭代的方法 ,在每次迭代过程中得到新的归一化基准值 ,并进行氧同位素校正和质量分馏校正 ,最后得到样品的 Os含量和 187Os/188Os的值 ,实践表明通常情况下在 5～ 6次迭代后即可收敛 。

一种简单的辉钼矿Re-Os同位素年龄测定中Re化学分离方法:“钽试剂”萃取法

介绍了一种简单的辉钼矿Re-Os同位素定年中Re的化学分离方法,采用"钽试剂"(N-苯甲酰基苯基羟胺)的氯仿溶液萃取辉钼矿中的主要基体和干扰元素,如Mo、Fe和W,达到Re与这些主要基体元素分离的目的。在此基础上,建立了Carius管溶样-四氯化碳萃取分离Os-"钽试剂"萃取分离Re以及同位素稀释电感耦合等离子体质谱法测定的分析流程。利用该分析流程,对辉钼矿标准物质JDC进行Re-Os同位素年龄测定研究,测得其Re、Os的平均含量及年龄分别为(17.6±0.2)μg/g、(25.9±0.3)ng/g和(140.1±2.4)Ma,该结果在误差范围内与标准参考值一致。与目前常用的辉钼矿Re-Os同位素定年方法相比,该方法具有操作简便、快速、高效以及成本低的优势,非常适合作为辉钼矿Re-Os同位素定年的化学分离常规方法。

大西洋洋中脊TAG热液区中块状硫化物的Os同位素研究

新测得TAG热液区中 5件海底块状硫化物样品的锇含量及其同位素组成 ,187Os/ 186Os比值在 2 .30 5～7.879之间 ,均值为 5 .986 ,介于现代海水和上部洋壳岩石的锇同位素组成之间 ,表明该区海底块状硫化物中锇是海水和上部洋壳来源锇混合的产物。在海底热液循环过程中 。

Re-Os同位素体系在矿床地球化学中的应用

简述了Re-Os同位素地球化学体系的原理与方法,在此基础上重点介绍了国内外目前在矿床地球化学研究中,应用Re-Os同位素体系进行成矿作用年代学及矿质来源等方面研究的一些最新成果。认为Re-Os同位素体系是对矿床进行定年和示踪研究的有力工具,为成矿作用机制等的深入研究提供了新的思路。尽管Re-Os同位素定年研究中存在矿物适应性等问题,但本世纪初期Re-Os同位素体系的研究将会深刻地推动矿床地球化学的进步和发展。

地质样品铂族元素及Re-Os同位素分析进展

精确测定地质样品中低含量的铂族元素及Re(统称为强亲铁元素)一直是项艰难的工作。近年来地质分析工作者在铂族元素和Re-Os同位素样品的消解、分离富集方法以及仪器测定方法等方面作了大量工作。提高了样品量,降低了块金效应;全流程空白值的降低使得检出限得到了大大改善;分析流程更加简便;ICP-MS、MC-ICPMS及TIMS等高灵敏度及高精度仪器的出现使得分析结果更加可靠。这些分析方法的改进使得超低含量的铂族元素及Re-Os同位素分析成为可能。随着地球科学的不断发展,对地质样品铂族元素及Re-Os同位素分析的要求将越来越高,要求达到更低的检测限。样品的高效引入、分析流程的简化以及高灵敏度、高精度的检测手段将是今后的发展方向。本文对近年来地质样品中铂族元素及Re-Os同位素分析中所涉及的样品消解、分离富集方法及测定方法等研究成果进行了评述。