难熔元素和代表性放射性同位素体系分析技术的进展、问题和应用展望     

许继峰  储著银  李杰  王桂琴  李超  刘俊杰  王庆飞  王长明  龚小晗 《岩石学报》2022,(6):1565-1576

Pt-Os、Re-Os和Hf-W同位素体系的母体和子体Pt、Os、Re、Hf和W以及其它铂族元素(PGE)化学性质上都是难熔的,我们将这些元素和相关同位素称为难熔元素和难熔元素放射性同位素体系。难熔元素及其放射性同位素体系不仅可以直接测定金属矿床、油气藏和沉积岩系的年龄,而且还可以有效示踪地球深部的核幔反应等过程,这是其它地球化学工具不可替代的。本文评述了当前Pt-Os、Re-Os和Hf-W同位素体系和PGE元素分析技术的研究进展,指出：(1)目前Re-Os同位素定年误差仍较大,迫切需要优化改进分析技术,大幅提高Re-Os同位素定年的准确度和成功率;(2)Pt-Re-Os和W同位素的分析技术需要简化繁琐的化学分离流程和提高仪器分析的效率,同时探索建立新的化学分离和仪器分析方法,进一步提高分析精度,实现对更低Pt、Re、Os和W含量样品的准确分析,才能更有效地示踪地球深部物质循环过程;(3)PGE的元素分析技术尚需改进,分析精度仍需要进一步提升。我们预期随着进一步提升难熔元素和代表性放射性同位素的分析精度,显著降低同位素定年误差,其将在核-幔、幔-幔和壳-幔物质循环过程示踪、金属矿床精细...  相似文献   

川滇黔二叠系铅锌成矿物质来源：C-H-O-S-Pb同位素制约——以云南太平子铅锌矿为例          下载免费PDF全文

丁伟品  谢财富  黄诚  张斌  辛卓  詹华思  郑立龙  孔凡全  王红兵  黄福林 《中国地质》2022,49(6):1845-1861

【研究目的】川滇黔地区铅锌矿成因具有多样性,特别是与峨眉山玄武岩的关系存在较大的争议,本文从前人关注较少的二叠系碳酸盐岩中的铅锌矿入手,研究成矿物质来源。【研究方法】以云南寻甸县太平子铅锌矿为研究对象,运用S、Pb、C、H、O同位素实验数据及流体包裹体测温等方法,对成矿物质来源及成矿流体特征进行探讨。【研究结果】矿石铅同位素组成比较均一,分布集中,²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb的变化范围分别为18.543～18.584、15.646～15.694、38.799～38.958,属于正常普通铅,具壳源特征,主要来源于基底岩石,水岩反应可能使赋矿围岩贡献少量的成矿物质。矿石硫化物δ³⁴S变化范围为-13.6‰～-7.3‰,方铅矿的δ³⁴S高于闪锌矿,硫同位素分馏并未达到平衡,生物成因硫酸盐还原作用（BSR）是还原硫的主要来源。热液方解石δ¹³C_V-PDB范围为3.8‰～4.7‰,δ¹⁸O_V-SMOW范围为12.0‰～16.7‰,相较于滇东北其他重要的铅锌矿床,具有明显的低δD、高δ¹⁸O_fluid特点,成矿流体中的水主要来源于岩浆水和有机水的混合,具有中—高温、低盐度特征。【结论】太平子铅锌矿在成矿物质、流体、成矿温度等均与区域上其他典型铅锌矿有较明显差别,具有典型的岩浆-热液成因特点。  相似文献   

鄂东南付家山脉石英矿杂质特征及其用作高纯石英原料的潜力     

谢泽丰  王九一  彭琰聪  胡宇飞 《岩石矿物学杂志》2022,41(6):1159-1168

作为战略性矿产资源之一,高纯石英已广泛应用于集成电路、半导体芯片、太阳能等高新技术产业中,但是能够生产高纯石英的原料矿床极为稀缺,我国尤为紧缺高纯石英原料矿。鄂东南地区是湖北省脉石英矿床的主要分布区。本文针对鄂东南付家山脉石英矿床,通过光学显微镜、扫描电子显微镜观察了脉石英的脉石矿物类型和包裹体特征,采用电感耦合等离子发射光谱法(ICP-OES)对原矿进行了微量元素分析,旨在获得付家山脉石英矿床的杂质元素特征,进而评价矿床用作高纯石英原料的潜力。结果表明,付家山脉石英矿石SiO₂含量大于99.95%,杂质元素主要为Al、K、Fe、Ti、Ca等,脉石矿物主要有白云母、钾长石、铁氧化物等,流体包裹体较为发育。杂质元素分析结果表明,付家山脉石英原矿质量达到低端高纯石英标准,经传统工艺提纯后,可能具有生产中高端高纯石英的潜力。  相似文献   

东天山阿奇山-雅满苏构造带小东山火山岩的成因和意义:年代学、主微量元素及Sr-Nd-Hf同位素地球化学约束          下载免费PDF全文

王嘉玮  王义天  胡乔青  魏然  陈俊  陈贵民 《地球科学》2022,47(9):3229-3243

阿奇山-雅满苏构造带是东天山造山带的重要组成部分,其大地构造属性至今仍存在争议.小东山火山岩出露于阿奇山-雅满苏构造带的西段,包括基性到酸性系列火山岩,是认识阿奇山-雅满苏构造带属性和演化的有效“岩石探针”.本次工作对其开展了系统的岩石学、锆石U-Pb年代学、元素和同位素地球化学研究.研究结果表明,小东山火山岩主要由花岗斑岩、英安斑岩、安山岩、玄武岩以及橄榄玄武岩组成,元素协变关系指示该套火山岩系列属于同源岩浆的演化产物.锆石LA-ICP-MS U-Pb测年结果显示,小东山火山岩年龄为318~308 Ma,形成于晚石炭世.该套火山岩SiO₂含量变化范围较大（48.10%~76.82%）,Al₂O₃含量整体较低且变化范围较小.从基性岩到酸性岩,稀土总量逐渐增加,Eu/Eu*值逐渐降低.中酸性火山岩大离子亲石元素Rb、K、Pb、Sr等相对富集,高场强元素Nb、Ta、Ti、P、Th等强烈亏损.而基性火山岩主要表现为Nb、Ta、Zr、Hf、Ti负异常,K、Pb、P正异常.所有火山岩均以低（87Sr/86Sr）_i（0.704 50~0.707 14）、高ε_Nd（t）（+3.16~+5.71）以及高ε_Hf值（+5.45~+12.18）为特征.上述元素和同位素地球化学特征指示了小东山火山岩形成于岛弧构造环境,起源于交代地幔楔的部分熔融并经过了结晶分异作用.结合前人对区域构造-岩浆活动的认识,本文认为小东山火山岩所在的阿奇山-雅满苏岛弧带是在石炭纪古天山洋向南俯冲过程中形成.   相似文献   

贵州贵定半边街锌矿床地球化学特征与找矿进展     

孟庆田  周家喜  孙国涛  赵征  安琦  杨兴玉  卢贸达  肖凯  徐磊 《矿物学报》2022,42(1):51-58

贵定半边街锌矿床位于湘西—黔东铅锌成矿带西南部黄丝背斜西翼,赋存于泥盆系碳酸盐岩中。该矿床矿物组成简单,主要由闪锌矿和碳酸盐矿物（方解石、白云石）组成,黄铁矿和方铅矿次之。矿物结构以半自形-他形粒状、交代、港湾状等为主,矿石构造多为块状、纹层状和脉状。硫化物（闪锌矿、黄铁矿和方铅矿）单矿物颗粒法和LA-MC-ICPMS原位法获得的δ³⁴S值介于-20.35‰～-4.65‰,具有明显的亏重硫同位素特征,暗示该矿床成矿流体中的硫很可能来自赋矿围岩中的海相硫酸盐矿物,且经历了海相硫酸盐矿物的细菌还原作用（BSR）。方铅矿LA-MC-ICPMS原位Pb同位素组成变化范围较窄,且其²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb比值介于18.362～18.365,²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb比值介于15.714～15.723,²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb比值介于38.275～38.286,壳源特征明显,暗示成矿流体中的金属地壳来源且来源单一或多来源但均一化程度很高。通过与潜在源区及...  相似文献   

激光剥蚀电感耦合等离子体质谱副矿物U-Th-Pb定年新进展          下载免费PDF全文

罗涛  胡兆初 《地球科学》2022,47(11):4122-4144

激光剥蚀电感耦合等离子体质谱（LA-ICP-MS）副矿物U-Th-Pb定年技术为精确厘定地质演化历史、探讨成岩成矿等重要地质作用过程提供重要的时间参数,是地质年代学快速发展的重要技术支撑.总结了LA-ICP-MS副矿物U-Th-Pb定年技术在元素分馏校正、非基体匹配分析、标准样品研发、普通铅校正、高空间分辨率及高效率分析等方面取得的重要进展.展望未来,需更进一步深入探讨和研究元素分馏及基体效应机理,研发更多种类的高质量副矿物标样,建立更多更准确、更精密、更高空间分辨率及更高效的LA-ICP-MS副矿物U-Th-Pb定年新方法和新技术,以实现从更微观和更精细的角度探讨地质问题,并持续为高效解决地球与行星科学研究领域重大科学问题提供关键支撑.   相似文献   

基于机器学习的表层土壤成矿元素空间预测: 以稀有金属铷元素为例     

戴亮亮  聂小力  郭军  巩浩  吴欢欢  张涛  汤媛媛  毛聪  彭志刚  贺灿 《现代地质》2022,36(3):972-978

近些年随着土地质量地球化学调查工作的开展,获取了大量表层土壤样品数据。然而,这些数据也存在一个明显的缺陷,即1∶50 000大比例尺表层土壤数据往往缺少成矿元素。鉴于土壤成矿元素含量对于矿产资源勘查的重要指示作用,尝试基于现有数据对大比例尺表层土壤成矿元素含量提供一个补全方案。以稀有金属铷元素为例,采用随机森林算法把同一区域2 548组1∶250 000小比例尺表层土壤数据按照8∶2的比例随机分为两组,用80%的数据进行训练建模,20%的数据对模型进行验证。采用变量重要性度量排序和构建学习曲线的组合方法优选了8种元素(K、B、Ni、V、Zn、As、Co、Cu)作为预测变量,模型对训练数据和测试数据的拟合优度R²分别达到0.983 2和0.895 6,说明预测变量的优选方法是有效的。随后将1∶50 000表层土壤的上述预测变量数据作为输入变量导入模型中,得到预测的Rb元素含量,预测结果比较符合实际特征。本研究表明将大数据机器学习随机森林算法引入表层土壤地球化学元素含量空间定量预测具有可行性,可进一步拓展土地质量地球化学数据的服务应用维度。  相似文献   

华北平原高氟地下水中稀土元素分布和分异特征     

刘海燕  刘茂涵  张卫民  孙占学  王振  吴通航  郭华明 《地学前缘》2022,29(3):129-144

高氟地下水是世界各国研究者广泛关注的重大环境问题。尽管对高氟地下水的化学特征、形成机理和扩散机制等已有不少研究,但其稀土元素(REE)的含量和分异特征以及这些特征能否反映高氟地下水的形成和分布尚不清楚,这在一定程度上限制了REE在高氟地下水中的运用。本研究以地下水氟离子异常严重地区——华北平原为研究区,沿地下水流向采集浅层和深层地下水样,研究分析了水中氟离子和REE的地球化学特征。浓度分析结果表明地下水氟离子浓度介于0.28 mg/L和9.33 mg/L之间,其中55%超出我国饮用水标准规定值1.0 mg/L;PHREEQC计算结果反映地下水中氟以NaF、CaF⁺、MgF⁺和自由态F^-形式存在,其中自由态F^-含量占主导(85.42%99.39%);高氟地下水主要分布于中部冲积湖积平原以及东部冲积海积平原,60%高氟地下水样分布在180 m深度以下;水化学图件分析结果指示浅层高氟地下水的形成主要受蒸发浓缩作用的控制,而深层高氟地下水是水岩相互作用下的矿物溶解和离子竞争吸附共同作用的结果。研究区地下水REE含量处于pmol/L至nmol/L级别,PHREEQC模拟计算结果表明REE主要以碳酸络合物( {\mathrm{REECO}}_3^{+}和$REE(CO_{3})_{2}^{-})$的形式存在,与氟离子络合的稀土元素(REEF²⁺和 {\mathrm{REEF}}_2^{+})占01.18%;上陆壳(UCC)标准化结果显示,所有地下水均呈重REE(HREE)和中REE(MREE)相对于轻REE(LREE)富集的模式,且具有显著Ce负异常(0.11* = Ce_UCC/(La_UCC×Pr_UCC)^0.5<2.29)特性;地下水富HREE主要归因于HREE比LREE优先与碳酸根络合,并且形成更加稳定的碳酸络合物。沿地下水流向,深层地下水中总REE含量与地下水中氟浓度均呈现不断上升的变化趋势,同时高氟地下水比低氟地下水更易富集重稀土元素,说明稀土元素对深层含水层富氟行为具有一定的指示作用。  相似文献   

酸溶方法对地球化学样品中主次量元素测定的影响探讨     

《四川地质学报》2022,(Z2)

用混酸(HF-HCl-HNO_3-HClO_4)消解样品-电感耦合等离子体发射光谱法测定地球化学样品中主次量元素效率较高,但易出现标准物质中MgO、CaO等部分项目测定结果偏低的情况,主要原因有基体干扰和样品分解不完全等。本文通过采用加大定容体积与称样量的比值控制基体干扰,分析比较了用两种酸溶方法所得的9种元素的结果,证明采用氢氟酸浸泡的方法可以促进样品分解,可改善MgO、CaO、Na_2O、K_2O、TFe_2O_3、Mn、Al_2O_3的分析质量,而对P、Ti影响不大,两种方法所得Al_2O_3的结果误差均较大;针对较难消解样品通过补加混酸可进一步改善样品分解效果,使包含Al_2O_3在内的测定结果偏低程度有明显改善,所得标准物质测定结果符合地球化学样品分析质量控制规范要求。  相似文献   

云南金顶铅锌矿床成矿物质来源及矿液运移模式     

《四川地质学报》2022,(3):414-417

云南金顶铅锌矿床是我国超大型铅锌矿床,矿床的形成是多因素相互作用的结果。依据矿床地球化学特征、铅同位素特征等,以成矿溶液的形成为研究对象,探讨了矿床成矿物质来源,在结合矿区构造特征,对矿液的运移模式进行了研究,并总结出了早、中、晚三期矿液运移特征。  相似文献