何蔓[1]2004年在《等离子体质谱（ICP-MS）/痕量稀土成份及形态分析研究》文中研究指明稀土元素是发展高新技术的关键性元素,在材料、信息、能源、海洋和空间科技领域中有着十分广阔的应用前景。因此,稀土元素分离/分析研究不仅具有重要的理论意义,而且还有现实的应用价值。 随着稀土资源的大量开发与利用,对稀土元素分析提出了越来越高的要求,等离子体发射光谱(ICP-AES)等检测手段已经不能满足实际样品中痕量/超痕量稀土的分析要求。与之相比,八十年代发展起来的等离子体质谱(ICP-MS)具有极为出色的检测能力,成为目前稀土元素痕量分析中最具竞争优势的检测手段之一。然而,ICP-MS分析中的进样技术、质谱干扰、基体效应及固体样品直接分析仍然是痕量稀土分析中人们关注的重要研究课题。 还需指出,由于稀土元素大量进入坏境及生物体,不可避免地将造成污染隐患;因此,与其生物效应、生理毒性密切相关的稀土元素形态分析开始受到人们的广泛关注。决定形态分析进行和影响分析结果准确性的因素主要有两点,即元素形态的选择分离与识别以及分析方法的检测能力。虽然ICP-MS具有强大的分析检测能力,但它无法给出有关元素/化合物形态的信息,必须借助于色谱或非色谱的方法对元素/化合物形态进行分离和识别。因此,ICP-MS与合适的分离手段相结合为稀土元素的形态分析提供了很大的发展空间。 本论文的目的是:对等离子体质谱(ICP-MS)痕量稀土分析中质谱干扰、基体效应及其规律性进行系统研究;在此基础上,提出研究基体效应的新方法,建立高纯稀土氧化物中痕量稀土杂质测定的通用分析方法;全面比较不同进样技术在稀土痕量分析中的分析性能,并评价其优缺点;将氟化辅助电热蒸发(FETV)进样技术引入ICP-MS,实现土壤固体样品中痕量稀土元素的直接测定;将高效液相色谱(HPLC)与ICP-MS联用,对稀土Ce及其配合物在不同固定相上的保留行为进行初步探讨,为稀土元素形态分析提供必要的、有重要参考价值的实验数据。主要研究内容包括: (1)较系统地研究了稀土元素(La、Ce、Nd、Eu、Tm、Yb)测定时金属氧化物或氢氧化物的形成产率及其影响因素。确定了获得最低稀土元素氧化物或氢氧化物产率的相关实验参数;初步探讨了REO~+/RE~+的大小与稀土氧化物键能之间的依赖关系。在优化的实验条件下,采用简便的质谱干扰校正方法,对受基体钕质谱干扰的稀土杂质元素(Ho、Tb)的含量进行了直接测定,结果表明,该校正方法是可行的。 (2)对ICP-MS测定痕量稀土中的基体效应进行了深入研究。由于ICP-MS中的
胡圣虹[2]2004年在《电感耦合等离子体质谱及其联用技术基础理论与地质应用研究》文中研究说明电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)以其灵敏度高、检出限低、精密度好、线性范围宽、干扰少，并可提供同位素比值信息等优势成为不同物质中多元素同时分析的首选技术。各种不同的分离技术(HPLC，GC)与高灵敏的ICP-MS联用已成为元素形态分析的最为有效的研究方法。激光剥蚀固体采样技术与ICP-MS的结合可提供原位(in situ)、实时(real time)的元素与同位素的组成信息而成为一种最具潜力的固体微区分析技术。在这些ICP-MS及其联用技术中，非质谱干扰、有机介质的增敏效应、固体微区分析的定量校正技术等基本的理论与应用研究一直是研究的热点问题。本文通过对电感耦合等离子体质谱及其联用技术基础理论的探讨及其在地质、环境样品中的应用研究，获得如下认识： 一．对于不同岩性的地质样品中痕量超痕量稀土元素的ICP-MS分析中的基体效应、氧化物及多原子离子干扰的研究表明： 1．采用模拟地质样品中天然组成比的基体匹配标准校正溶液，可有效地抑制复杂样品中元素基体效应和样品中稀土元素间含量的差异所带来的基体效应；采用~(115)In-~(103)Rh双内标元素校正技术，可有效地监控和校正分析信号的短期和长期漂移，并对基体效应具有明显的补偿作用。氧化物及氢氧化物的干扰通过对单个稀土元素及钡的氧化物、氢氧化物分析信号强度的测定，计算出等效的干扰浓度，进而可有效地校正稀土元素分析中多原子离子干扰。 2．建立了碳酸岩中超痕量稀土元素ICP-MS的测定方法，研究表明高含量的钙、镁基体对稀土的测定无影响，稀土元素间的干扰可通过匹配的基体标准得以有效的抑制。 3．以P_(507)萃淋树脂为固定相，在酸度为pH 2.6时，可不经淋洗有效的分离地下水中大部分Ca，Mg等基体元素，少量保留在柱上的基体元素用0.02 MHCl洗脱与稀土完全分离。以100mmol的EDTA洗脱，5ml内可淋洗完全。可用于地下水、海水中痕量、超痕量稀土元素及钪、钇的分析。 二．通过对不同有机介质中不同质量数和不同电离能元素的质谱行为及其增敏效应的系统
张红雨[3]2012年在《硫化物矿物痕量及贵金属元素丰度ICP-MS测定方法研究》文中研究指明硫化物矿物中痕量元素含量变化规律研究已成为近年来矿床学精细研究的重要内容之一。高温、高压封闭酸溶法成为各类地质样品大多数微量元素进行测试的前处理首选方法，但金、银化学性质稳定，且地质样品中其含量较低，测试有一定的难度，以往需要将它们与其他元素分离、充分溶解后才能测定。火试金是经典方法，但火试金存在取样量大、空白值高等缺点。而且无论前述任何一种方法都不能在一次进样分析过程中对微量元素、稀土元素和Au、Ag等元素进行同时检测。本文通过利用中国地质大学（北京）科学研究院元素地球化学实验室的超净化学实验室、Agilent7500a型ICP-MS和与天津一同电子工程设备厂共同研制的高压反应釜，进行了多种溶样方法、稀释倍数、ICP-MS检测条件的对比实验，基本建立了取样量~100mg、王水-HNO_3+HF-王水二次高压反应釜溶样和2000倍稀释后ICP-MS同时测试黄铁矿等硫化物中微量元素和Au、Ag等贵金属元素的检测、监控方法，利用该方法进行测试的多个标准物质（GSD-11(水系沉积物)、GBW7267(黄铁矿)、GSR-6(泥灰岩)、GSS-5(土壤)和GBW070023（金））测定值与参考值吻合较好，相对误差优于15%，相对标准偏差RSD<5%。测试结果也显示：HNO_3+HF高压反应釜酸溶法保证了除金、银个别元素以外大多数元素的充分溶解以及各标样中所有元素的溶解稳定性；随着王水加入次数（说明王水量和溶解时间增加）的增加，王水对Au和Ag等溶解越充分，王水对其他元素的溶解也未造成明显不良影响；黄铁矿等标样溶解液2000倍稀释可以有效抑制铁的基体效应，也能达到同时准确测定不同含量级别元素的目的。该方法的应用，将有助于更精确地讨论黄铁矿等硫化物结晶条件及伴生Au、Ag等贵金属元素的富集机制。利用该法对大兴安岭叁道湾子金矿床精心分选的两个阶段（Ⅰ和Ⅱ期）的黄铁矿中微量和Au、Ag等元素进行了精细分析，测试结果揭示Ⅱ期黄铁矿中Au、Te和Ag的含量普遍高于Ⅰ期黄铁矿，表明Ⅱ期黄铁矿是Te-Au-Ag的重要载体矿物。该研究成果的获得表明微取样量（100mg）、同时、准确测定黄铁矿等硫化物中稀土元素、过渡族元素、大离子亲石元素、高场强元素和Au、Ag等贵金属元素分析方法在相关矿产的成矿机制研究中具有良好的应用前景。
陈露[4]2017年在《硫化物S同位素的LA-MC-ICPMS测试方法及其在八方山—二里河铅锌矿床的应用》文中研究指明硫元素广泛分布于地球的各个圈层,硫同位素在地质和生物过程中会发生显着的分馏,所以在地球科学领域可广泛应用于同位素示踪。传统的S同位素测试方法有气体稳定同位素质谱和多接收等离子体质谱,需要将含S样品的整体或单矿物进行高温灼烧或溶解,提取其中的S组分进行测试。随着原位微区技术的发展,越来越多的微区地球化学信息为解释地质过程提供了新的认识,所以原位S同位素的开发受到重视。多接收等离子体质谱(MC-ICPMS)方法在分析同位素方面有灵敏度高,准确度和精度好的特点,它与激光剥蚀技术的联用在原位分析S同位素方面具有很好的前景。前人在使用LA-MC-ICPMS方法原位分析S同位素时发现激光诱导同位素分馏、基体效应、多原子离子和双电荷离子干扰、等离子体电离条件等都会影响S同位素的精确测定,所以需要更多实验来验证及改进测试方法。由于S同位素测试的标准样品CDT已消耗殆尽,IAEA研制的系列S同位素标准仅可用于整体分析,缺少用于微区分析的S同位素标准物质,因此,需要制备用于原位微区分析的S同位素标准参考物质。本文制备了一系列S同位素均一的样品天然硫化物、硫化物粉末压片,并首次利用惰性气体环境高温熔融的方法获得硫化物熔融玻璃,并验证了它们作为原位微区S同位素分析的实验室内标的可行性。通过长期的原位微区S同位素测试,证明这些样品中S同位素的组成均一性好,并将这些样品通过气体稳定同位素质谱和溶液进样的MC-ICPMS方法进行定值,为实验室原位S同位素技术的发展和应用提供标准物质基础。本文使用飞秒激光和准分子激光与大型高分辨多接收等离子体质谱联用技术,研究了两类激光在分析硫化物时引起分馏的原因。实验证明飞秒激光在分析硫化物S同位素时具有明显优势,不存在热效应、样品气溶胶粒度均匀、灵敏度高,能降低DHF(Down hole fractionation)。但是在飞秒激光剥蚀过程中,由于质量负载效应、纳米级颗粒物的团聚物的存在以及样品位置不同会影响样品气溶胶的传输和电离效率,从而引起基体效应。此外,由于传输效率差异,使得粉末压片样品和天然矿物样品对激光剥蚀条件的响应不同。飞秒激光在单点剥蚀硫化物过程中,由于能量分布不均匀,剥蚀坑形态较差,越往深部剥蚀样品气溶胶传输效率差,所以信号灵敏度下降过快,使得单点剥蚀模式的应用受到限制。准分子激光在剥蚀硫化物的过程中存在热效应,剥蚀物颗粒相对飞秒激光均匀性差,大小颗粒的传输和电离效率的不同会引起严重的基体效应。特别是单点剥蚀模式下,热效应会引起明显的DHF。实验发现合适的能量密度(3.5～4 J/cm2)和低频率剥蚀能减小DHF,是降低基体效应的一个有效方法。基体质量大的剥蚀物颗粒在传输和电离过程中的差异大,导致更明显的DHF和基体效应。所以在单点模式下测试基体质量重的Ag2S和方铅矿样品时,需要进行基体匹配。线剥蚀和降低补充气流量并补充N2气的方式可以明显减小准分子激光的基体效应,但是由于气流变化对基体效应的影响大,导致基体效应的不稳定性,需要长期实验观测基体效应的变化。在开发硫化物S同位素的原位测试方法后,将该方法用于矿床成因研究中。八方山—二里河矿床是南秦岭凤太矿集区的大型铅锌矿床之一。前人根据矿床产出地质背景,对该矿床的成因提出了两种成因认识,一种认为该矿床是由泥盆纪热水沉积—改造(再造)成矿,另一种观点认为是由叁迭纪构造—岩浆热液成矿,因此是否存在泥盆纪热水沉积过程成为亟待解决的问题。本文中通过观察矿床的基础地质特征,利用LA-MC-ICPMS方法分析矿石与围岩、岩浆岩的原位S同位素信息,并在S同位素组成已知的条件下,利用微钻取样及溶液进样的MC-ICPMS方法获得矿石硫化物和岩浆岩的Fe同位素组成。S同位素组成说明该矿床经历了至少两期次矿化,早期的矿化具有偏重的S同位素组成(9‰～15‰),符合中泥盆世海水硫酸盐还原特点,晚期矿化S同位素组成偏轻(～7‰),可能与印支期构造岩浆作用有关。Fe同位素组成也指示主成矿阶段成矿金属与岩浆作用无关。所以该矿床在中泥盆世发生过热水沉积成矿过程,后在印支期受到了构造岩浆作用改造,属于泥盆纪热水沉积一印支期构造岩浆改造型矿床。
李杨[5]2017年在《生物化石综合地球化学研究》文中提出海相碳酸盐岩通常是地球化学分析恢复古气候、古环境的理想介质,它们的同位素和元素地球化学信息对理解古海洋长周期变化、海洋缺氧事件等方面具有重要指示意义。然而,碳酸盐岩通常受到成岩作用影响较大,其中保存的原始海水信息大量丢失或发生改变。相反,一些生物介壳、骨骼化石对成岩作用具有一定的抗蚀变性,成岩作用之后仍然记录大量的真实或近似真实的原始古海水信息,因而成为使用地球化学手段来恢复古气候、古环境的重要介质。其中,腕足类介壳和牙形石骨骼是用来研究古生代以及叁迭纪古海洋环境与气候的最常用材料之一。前者是古生代海洋中最常见、最丰富的动物,广布于所有岩相的海相地层中,是重要的生物地层标准化石之一;牙形石广布于寒武纪至叁迭纪碳酸盐岩地层中,是最重要的生物年代地层标准化石类群。腕足动物有饺类群的钙质介壳通常分为内、外两层。其中,外层是颗粒状结构,容易受成岩作用的影响,并且不容易被保存下来;而内层为纤维状或棱柱状结构,不易被成岩交代,是地球化学分析的良好材料。其氧同位素值可用来恢复古海水温度;锶同位素值则用来反映全球性构造活动、海平面变化或陆地风化作用等有关的壳幔物质循环平衡的指标。牙形石骨骼的化学成分为磷酸钙,它不是某种动物整体的残骸,而是代表海洋动物的一部分器官,故而化石分类位置不明确。由于磷酸盐中,硫酸根基键通常很保守而不易被成岩作用所破坏,牙形石备受推崇,其微量元素(包括稀土元素REE)的含量能反映当时原始海水的地球化学信息,例如,稀土元素指标Ce/Ce*、Eu/Eu*等可以指示沉积来源、海水氧化-还原条件或火山作用影响;其氧同位素值也可用来恢复古海水温度。然而,并不是每种介壳或骨骼以及它们的每个部位都不受成岩作用的影响。对于地质历史时期的腕足介壳而言,常用扫描电镜法、阴极发光法、微量元素法来进行成岩蚀变判别,但每种方法都有局限性,其中,扫描电镜判别法是对介壳显微结构的表面特征以及晶体组构模式的初步评判,受到壳体成分不均一性的影响。阴极发光判别法主要依赖于Fe2+发光猝灭剂与Mn2+发光激活剂的相对含量。壳体不发光也可能是受到成岩过程中吸收的Fe元素的影响,而保存较好的介壳也可能表现明亮的光。微量元素判别法是根据现代腕足壳体的微量元素组成对比得出的,而现代海水与古海水的差异,尚未可知,并受到化石类型、成岩背景、化石种属等多方面的影响。牙形石骨骼的稀土元素(REE)信号也可能受到陆源碎屑输入或火山物质以及水下热液的影响。对牙形石骨骼成岩蚀变程度的判别,主要是用到色变指数(CAI),各种REE指标及其之间的关系,包括:总稀土含量ΣREE、Th含量、中稀土富集度MREE/MREE*等等,以及各个指标与Y/Ho的共变关系。但牙形石的CAI色变分级,可能受到不同种属的影响,并且在观察对比过程中的色差可能因人而异。本论文运用上述实验方法对腕足介壳和牙形石骨骼进行多重检测,最终选出合适的材料通过不同的地球化学分析揭示晚泥盆世、早二迭世、二迭纪-叁迭纪之交叁个关键时期的极端环境以及气候变化特征。研究发现,大部分晚泥盆世以及早二迭世腕足壳体的纤维层排列规整、晶体形态清晰并且表面光滑,在阴极发光下,表现不发光或弱发光,说明可能受到成岩蚀变影响较弱。而与腕足共生的珊瑚化石均强烈发光,说明它们可能受到成岩蚀变影响较严重。晚泥盆世的腕足介壳符合Mn/Ca<0.5 mmol/mol并且Sr/Ca>1.2 mmol/mol视为保存良好样品;采自研究剖面早二迭世Callytharra组下部12米地层中的腕足介壳中Mn/Ca<0.2mmol/mol;该组12米处之上层位产出的腕足介壳中Sr/Ca>1.4 mmol/mol,均可视为通过筛选的样品。通过对我国新疆和什拖洛盖地区晚泥盆世弗拉斯期-法门期(F-F)之交腕足介壳氧、锶同位素的分析,发现在F-F界线处氧同位素稍有减小的趋势,随后反复显着波动,波动范围为-9.7‰至-5.2‰。通过修正δ18Ow取值之后,平均海水温度为35±6℃,该温度较前人用相同方法测出同期低纬度地区海水温度相近。尽管研究区当时位于中-高纬度带,但其洋盆中岛弧型火山频繁喷发,因而使得岛弧附近水域的温度较高。锶同位素值从F-F之交呈微弱减小的趋势,指示海平面上升,随后在法门早期出现明显上升的变化,指示当时海平面下降、发生海退;之后锶同位素值保持相对稳定,说明当时海平面保持平稳,变化不大。有意思的是,尽管F-F大灭绝对大多数地区的生物类群打击非常大,然而,许多底栖生物如腕足类、棘皮类却能在该地区异常繁盛,说明当时较高的古海水温度和火山活动带来丰富的营养物质对底栖动物在F-F大灭绝之后迅速繁盛提供了有利条件。同时,通过对西澳大利亚北部坎纳温盆地的Callytharra Spring剖面早二迭世冰期-间冰期沉积序列中的腕足介壳氧、锶同位素的分析,发现早二迭世的腕足壳体各类指标均在冰川快速消融期(即,研究剖面Callytharra组底部约12米的地层)的波动幅度较大,随后保持相对稳定。特别是氧同位素值在Callytharra组下部12米地层的波动范围为-0.13‰至1.11‰,而其上覆地层的变化幅度为-0.13‰至0.5‰。氧同位素在整个剖面的平均温度为10.1±1.3℃。因此,在大冰期末期-大冰盖消融初期,海水温度从5.5℃上升至10℃左右,然后经历了一次降低-升高的过程之后又回到冰融期海水的温度(5.5℃左右)。在Callytharra组下部12米处海水温度突然跃升至11℃左右,之后,海水温度保持相对稳定,在10℃左右小幅波动。相似的变化模式在87Sr/86Sr值变化曲线中也表现得非常明显。87Sr/86Sr值经历了两次升高-下降过程之后保持相对稳定的低值,说明冰川开始消融之后的初期,频繁、极端的温度变化大大地增强了当时陆地风化作用,使得河流对同期海水的高放射成因Sr元素输入增强。之后,随着海水温度的升高并处于稳定的状态,说明当时的气候也相对稳定下来,此时,陆地风化作用减弱,海平面平稳升高,同时幔源低锶成份可能更多地汇入海水中,最终海水87Sr/86Sr值降低并保持稳定。此外,通过对江西省景德镇市沿沟剖面二迭纪-叁迭纪之交牙形石骨骼的微量元素测试,发现牙形石表现出海水信号与陆源碎屑信号混合来源的REE模式,大灭绝前的牙形石分子主要是海水信号(Y/Ho>50),而大灭绝后的牙形石主要记录了陆源碎屑信号(Y/Ho<50)。大灭绝前牙形石Ce/Ce*比值和U含量局部升高,说明当时海洋水体分层明显,贫氧至缺氧海水常常侵入至浅水碳酸盐台地中。大灭绝界线处的化学风化指数(CIA)陡增,表明由于当时海水明显升温而引起的陆地侵蚀速率明显增加,当时的化学风化相对于物理风化也明显增强了。总之,江西沿沟剖面因其独特的地理位置(处于孤立浅水碳酸盐台地),受陆源碎屑物质的影响较小,在这种近乎无黏土(Al<0.5%)的碳酸盐相中的牙形石能够保留原始海水REE信号。
于红[6]2011年在《陕西商南松树沟橄榄岩矿物地球化学特征及成因机理示踪》文中提出秦岭造山带横贯中国大陆中部,是华北块和扬子块结合区,它的演化历史一直是地质学的研究热点。位于秦岭造山带主缝合带-商丹断裂北部的商南县松树沟地区出露有中国境内面积最大的橄榄岩体,该岩体是否为蛇绿岩底部地幔橄榄岩至今存在很大争议。对该橄榄岩成因类型直接关系到秦岭造山带构造演化模式等问题的深入研究。本文选择该岩体为研究对象,在野外地质调查的基础上,通过岩石学、元素地球化学、矿物化学元素特征等深入探讨了其成因和成岩演化过程,取得以下主要成果:1野外地质考察表明,松树沟岩体由纯橄岩,方辉橄榄岩,透辉石岩组成,常见对称分带现象;岩体由纯橄岩,透辉橄榄岩,透辉石岩组成常见对称分带现象:两侧为纯橄岩相或夹少量方辉橄榄岩透镜体,向内依次为透辉橄榄岩和透辉石岩,中心相为含透辉石条带的纯橄岩,出露面积达20 Km~2,其中纯橄岩出露面积达95%以上;2松树沟岩体的结构和显微镜下特征表明,中粗粒橄榄岩是经糜棱岩化的残余块体,不具有上地幔塑性流动改造特征;3松树沟橄榄岩体的化学成分变化范围均较窄,即成分很均一。松树沟纯橄岩和方辉橄榄岩中含有较高的MgO (45.69%-48.27%)和异常低的A1_2O_3(0.05%-0.73%), CaO (0.06%-0.68%),K_2O(<0.2%),Na_2O (0.01%-0. 18%)、TiO_2(<0.01%).透辉橄榄岩中的MgO很低(25.74%-27.66%),CaO含量很高(14.51%-15.24%);4松树沟纯橄岩稀土含量远低于标准球粒陨石。稀土元素显示LREE相对富集的右倾模式,ΣHREE较低但分布模式较平缓。蛛网图上显示不相容元素Ba、U、Sr等的富集,这些特征不同于蛇绿岩型地幔橄榄岩。透辉橄榄岩的ΣREE明显高于前两者。矿物常量元素氧化物和微量元素图显示叁者岩浆来源相同;5在松树沟地区未见到豆荚状铬铁矿,而将松树沟橄榄岩体中尖晶石和我国典型构造环境尖晶石进行对比,结果表明:松树沟岩体中铬尖晶石的成分不同于蛇绿岩中地幔橄榄岩和堆晶杂岩的成分,铬尖晶石的成分投点落于侵入杂岩成分区;6岩石学、元素地球化学和尖晶石、橄榄石、斜方辉石等矿物成份特征揭示松树沟橄榄岩与蛇绿岩底部残留地幔橄榄岩存在显着差异。主要集中分布于岩体周边脉状产出的透辉橄榄岩,是构造就位阶段易熔组分形成的基性熔浆结晶产物。
陈玲[7]2010年在《华南麻江海相古油藏沥青Re-Os同位素特征及其对油藏形成和破坏时代的约束》文中进行了进一步梳理在华南黔中—雪峰-江南隆起带北侧以及南盘江-十万大山地区分布着大量的古生界—中生界古油藏。古油藏的存在说明,在地质历史上这些地区曾存在大规模的油气运移及聚集,尽管这些油藏后来遭受了明显的破坏。位于贵州省东南的麻江古油藏是华南地区最大的海相古油藏之一,属构造圈闭—岩性遮挡复合型油藏,原始面积2450 km2,现残存800km2,估算的原始石油储量超过15亿吨,现残存的沥青约为3.5亿吨。该古油藏储层主要为下奥陶统红花园组白云岩和中下志留统翁项群砂岩、粉砂岩,沥青主要赋存于溶蚀孔、洞、层间裂缝以及粒问孔、缝中。显然,弄清这类古油藏的形成和演化历史对促进华南海相油气的勘探和认识华南陆块主要沉积盆地显生宙的构造演化性质具有重要的意义,但对这些古油藏的许多重要基础地质问题仍缺乏了解,如该古油藏聚集成藏和遭受破坏的时代等。妨碍对这些基础地质问题深入了解的重要原因之一是缺乏对有机物质进行同位素定年的有效方法。近年来,随着同位素分析样品制备技术水平和质谱测定精度的提高,以及对有机物质中Re-Os同位素体系属性认识的深入,在国外Re-Os同位素体系已被成功地运用于油气成藏年代学研究,并已取得了突出的成果,而在国内相关研究尚未见相关报道。主要是与油气成藏有关的有机质样品中,其Re、Os的含量极低(多数为分别为ng/g和Pg/g的数量级),限制了Re-Os同位素技术的应用和方法的推广。因此,建立和优化富有机质物质的Re-Os同位素分析测试技术,对油气藏成藏年代学的研究具有重要意义,也能更好地限定古油藏的破坏时代。本论文以贵州省东南地区麻江古油藏为主要研究对象,在系统的野外调查和样品采集的基础上,对古油藏中的沥青样品进行了Re-Os同位素分析,并对储层样品进行了流体包裹体测温、测盐分析,进而对油气藏成藏和破坏时代进行探讨。取得了如下进展和主要认识：(1)在国内首次建立了富有机质物质——沥青的Re-Os同位素分析测试方法在总结和吸收国内外多家实验室Re-Os同位素测试方法技术的基础上,结合本研究中样品的特殊性以及中国地质大学“地质过程与矿产资源”国家重点实验室(GPMR)所具备的实验条件,建立了富含有机质沥青样品的Re-Os同位素分析测试方法。分析测试方法主要包括以下重要步骤：样品的溶解、分离纯化Os、分离纯化Re、Re-Os同位素的质谱测定等。样品的溶解在实验中占有重要地位,本方法采用Carius管反王水法溶解样品,根据本研究中设计的Carius管的尺寸,称样量控制在200mmg以内(先加Os稀释剂),溶样温度控制在190℃左右(采用阶段升温,从室温升至80℃,稳定1h；再升温至120℃,再稳定1-2h；最后直接由120℃升至190℃左右,稳定24h)；溶解后样品呈淡红色,对大多数样品溶解后出现的针状物质,进行了物相研究；溶解后的样品采用CCl4萃取-HBr反萃取的方法分离Os,采用微蒸馏方法纯化Os,采用阴离子交换树脂法分离纯化Re。制备好的Os样品采用Pt带作为点样带引入离子源,在具备负离子电离状态下用热电离质谱仪Triton完成Os同位素比值分析；离子流信号的接收采用电子倍增器动态跳峰的方式；样品电离前采用真空还原技术对样品进行还原处理,以提高质谱测定精度,并对质谱测量过程中的最佳电离温度和最佳通氧量进行了优化。Re的同位素分析采用同位素稀释法进行样品制备,并用电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)进行比值测定,为校正ICP-MS测量过程中的质量分馏,在分析过程中采用了标样-样品-标样的“叁明治”式测量方式；样品测量间隔采用5%HNO3和高纯水反复清洗进样管以防止样品间的交叉污染。质谱测量获得的Os同位素数据需采用专门编制的离线处理程序进行脱氧和质量分馏校正。Re同位素数据经过分馏校正后,结合同位素稀释公式,计算出样品的Re含量和同位素组成。数据的分析质量由已知样品和国际仪器标样控制,分析结果表明其与国际文献值或推荐值相符。(2)麻江古油藏沥青Re-Os同位素特征及其对古油藏形成和破坏时间的指示根据储层岩石、矿物的流体包裹体分析测试,结合麻江古油藏构造演化史以及储层埋藏史-温度史曲线,确定了麻江古油藏成藏时代主要为印支期。应用本研究建立的沥青Re-Os同位素分析测试方法,对麻江古油藏沥青的Re-Os同位素组成进行了分析,分析结果表明,层间裂缝中的沥青具有相对较高的Re含量(21.12-373.9 ng/g)和极低的Os含量(0.1086-0.9081 ng/g),187Re/188Os比值变化范围为777.0-3587,对应的187Os/188Os比值为1.313-4.913,显示出高放射成因Os同位素特征。据此特征,采用类似于高Re低Os硫化物矿物的计算方式,获得了古油藏沥青样品87.0±3.3 Ma的Re-Os等时线年龄。研究认为该年龄代表了沥青物质的形成时代,即古油藏被破坏的时间。所获得的破坏年龄同区内与麻江古油藏密切相关的丹寨汞金矿床的成矿时代(晚白垩世早期)相当,对应于沥青大量沉淀的时期,与区域流体活动事件相对应。通过应用本次研究所建立的沥青物质Re-Os同位素分析方法对麻江古油藏沥青样品进行测试的结果表明,该方法的应用有效,获得的年龄与区域构造以及流体活动事件相符合。本次研究的结果表明,麻江古油藏主要成藏期为印支期,而其发生破坏的时间为87Ma左右的燕山晚期。本次研究的成果还表明,Re-Os同位素方法在对油源单一、后期构造作用较弱、油气成藏充注期次明确的油藏的原油、油砂年代学研究中具有十分重要的应用潜力,并将会对油气勘探工作产生有意义的指导作用。本研究工作的特色和创新之处：(1)在国内首次报道了古油藏沥青物质的Re-Os同位素等时线年龄,为了解华南麻江古油藏发生破坏作用的时代提供了直接的年代学数据；(2)国内首次建立了富有机质物质——沥青的Re-Os同位素分析测试方法。
参考文献：
[1]. 等离子体质谱（ICP-MS）/痕量稀土成份及形态分析研究[D]. 何蔓. 武汉大学. 2004
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