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作者：屠龙中国地质大学(北京)

学位级别：硕士

激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)是一种原位微区分析技术,是地质领域样品分析的重要工具,能够快速准确地定量分析多种矿物矿石中的微量元素。然而,在现阶段质谱分析技术优化进展中,国际上将研究重点放在质谱干扰以及非质谱干扰... 详细信息

激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)是一种原位微区分析技术,是地质领域样品分析的重要工具,能够快速准确地定量分析多种矿物矿石中的微量元素。然而,在现阶段质谱分析技术优化进展中,国际上将研究重点放在质谱干扰以及非质谱干扰上,采取一些专业的比值、精密度分析等手段,而国内研究主要涉及到一般应用以及联机应用等技术,存在着很多不足之处。质谱干扰(同质异位素干扰、多原子离子干扰、双电荷离子干扰)是影响质谱定量分析结果准确性的重要因素。目前国际上整个领域对于质谱干扰相关研究仍有待增加,而在双电荷离子干扰方面尤为空缺。本研究依托于基础科研业务项目“典型稀土-稀散矿床矿物微区成分与结构分析技术研究”,系统总结了各类型质谱干扰的来源、存在问题与现阶段处理方法,并重点整理了质谱分析过程中可能受双电荷离子干扰(M++/M+)的元素/同位素。通过不同基质标样的分析,研究激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LAICP-MS)分析过程中双电荷离子的形成特征,评估双电荷离子干扰程度,并提出LA-ICP-MS分析中双电荷离子干扰的校正方案。根据实验结果,发现规律性科学结论主要有:1.在相同分析条件下,不同基体样品LA-ICP-MS分析发现元素双电荷离子产率较高(M++/M+,0.02-3.56%),其中稀土元素(REE)双电离最为明显;2.元素的双电荷离子产率随原子半径减小及元素第二电离能增大而降低,并呈现良好而稳定的对数关系;3.同一元素不同同位素的双电荷离子产率稳定一致。因此,在LA-ICP-MS分析过程中,对高双电荷干扰风险元素/同位素,可以监测干扰母体元素奇数质量数双电荷离子产率或监测双电离能相近的数个元素/同位素的双电荷离子产率,通过拟合插值获得该元素/同位素的双电荷离子产率,并扣除干扰。采用本校正方法对实验室内部碳酸盐标准样品(高REE含量)LAICP-MS分析结果进行干扰扣除(例如Ba++、La++对Ga干扰),获得结果(数值)与标准值(数值)在误差范围内一致。

关键词：质谱干扰双电荷离子干扰矿物原位微区分析激光烧蚀-电感耦合等离子体质谱

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喜马拉雅东段库曲锂辉石伟晶岩锡石研究及指示意义

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岩石学报 2024年第2期40卷 433-449页

作者：周起凤秦克章刘宇超何畅通赵俊兴李俊瑜朱丽群赵永能张昕中国冶金地质总局矿产资源研究院北京101300 中国科学院矿产资源研究重点实验室中国科学院地质与地球物理研究所北京100029 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049

锡石是花岗伟晶岩中重要的含锡矿物。喜马拉雅淡色花岗岩带中多个花岗岩-伟晶岩系统均产出锡石。富锂伟晶岩中锡石的显微结构与化学组成及其对岩浆分异演化的指示意义尚不清楚,亟待开展相关研究。本文调查了喜马拉雅东段库曲岩体西侧产... 详细信息

锡石是花岗伟晶岩中重要的含锡矿物。喜马拉雅淡色花岗岩带中多个花岗岩-伟晶岩系统均产出锡石。富锂伟晶岩中锡石的显微结构与化学组成及其对岩浆分异演化的指示意义尚不清楚,亟待开展相关研究。本文调查了喜马拉雅东段库曲岩体西侧产出的多条含锂辉石伟晶岩脉,其规模不等,岩相分带简单,主要岩相带为锂辉石-石英-钠长石带或锂辉石-块体长石-石英-(白云母)带,也见钠质细晶岩。选取3处含锂辉石伟晶岩脉中的锡石开展阴极发光(CL)和原位微区分析测试(EPMA和LA-ICP-MS)研究。锡石的元素替代机制以2(Nb,Ta)^(5+)+Fe^(2+)→3Sn^(4+)和同价置换(Ti^(4+),Zr^(4+),Hf^(4+),U^(4+))→Sn^(4+)为主,部分锂辉石伟晶岩中的锡石出现Fe对Sn和Nb的置换。锡石呈现4种阴极发光特征(黑色、灰色、振荡环带以及白色):黑色区域具有明显高的Nb、Ta、Fe、Zr、U和Ga含量,相对高的Hf含量,以及较大的Ti含量变化范围;灰色区域和振荡环带区域的化学组成相近,振荡环带具有略高的Nb、Ta和Fe含量,相对低的U含量;白色区域具有相对低的Nb、Ta、Fe、Zr、U和Ga含量,以及略低的Hf含量。锡石阴极发光特征与化学组成密切相关,Zr、U、Ga、Hf含量与锡石阴极发光特征具有一定联系。锡石的阴极发光结构(CL结构)主要为均一结构和不均一结构(核-边正环带、补丁以及核-边反环带),包括黑色晶体、灰色晶体、振荡环带晶体,黑色核+振荡环带/灰色边及补丁、灰色核+振荡环带/灰色边及补丁、振荡环带/黑色区域+白色丝带状边/棉絮状补丁、以及振荡环带/灰色/黑色核+黑色边。锡石CL结构的演化序列自内向外表现为黑色核部/晶体→灰色或振荡环带区域/晶体→(白色/黑色区域),向亏损Nb、Ta、Fe、U、Ga,弱亏损Zr、Hf、Y、Ti元素,以及高Ta/(Nb+Ta)值和低Zr/Hf值的方向演化,晚期可出现Fe的富集。锡石的CL结构和化学组成对比发现:同一伟晶岩脉中的含锂辉石伟晶岩的分异演化程度低于锂辉石伟晶岩,共存矿物的结晶分异可能产生富Nb和富Ta两组锡石,不同含锂辉石伟晶岩脉在岩浆化学特征和演化过程具有明显差异。锡石CL结构与化学组成能够揭示锂辉石伟晶岩的化学特征与形成过程。

关键词：锡石矿物原位微区分析库曲含锂辉石伟晶岩脉喜马拉雅

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扬子北缘毕机沟层状基性杂岩体矿物地球化学特征及意义

扬子北缘毕机沟层状基性杂岩体矿物地球化学特征及意义

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作者：王静中国地质大学(北京)

学位级别：硕士

扬子板块周缘大范围出露成岩年龄850～620Ma的新元古代花岗岩体和基性、超基性岩体,但对这些深成侵入体的成因及其成岩构造背景仍存在很大争议。本次研究选择出露于扬子板块北缘的毕机沟层状基性杂岩体,在岩石学、岩石地球化学基础上,... 详细信息

扬子板块周缘大范围出露成岩年龄850～620Ma的新元古代花岗岩体和基性、超基性岩体,但对这些深成侵入体的成因及其成岩构造背景仍存在很大争议。本次研究选择出露于扬子板块北缘的毕机沟层状基性杂岩体,在岩石学、岩石地球化学基础上,重点探讨了不同堆晶层位造岩矿物的地球化学特征和演化规律,进而探讨了玄武质熔浆结晶分异、堆晶作用形成的不同类型岩石的地球化学特征变化规律及利用层状基性杂岩体岩石地球化学属性进行成岩构造环境判别的条件,取得主要成果如下:（1）野外地质观察表明毕机沟层状基性杂岩体自下而上可划分为三个岩相带:橄长岩相带、辉长岩相带、含矿辉长岩相带。橄长岩相带主要由暗色橄长岩、橄长岩、浅色橄长岩和少量单辉橄榄岩组成,橄榄石和斜长石含量变化构成的韵律层发育,反映毕机沟层状堆晶杂岩体成岩早期斜长石优先于辉石结晶;辉长岩相带主要由橄榄辉长岩、浅色辉长岩、辉长岩组成,岩石结晶粒度变化构成的韵律层发育;含矿辉长岩主要由苏长辉长岩、细粒辉长岩、粗粒辉长岩、条带状辉长岩及含钒钛磁铁矿易剥辉长岩（矿石）组成,成分和粒度变化韵律层均较发育。（2）毕机沟层状基性杂岩体为拉斑玄武质岩浆结晶分异产物,REE整体分布趋势较平坦且ΣREE随岩石基性程度降低而逐渐增大,表现出明显的同源岩浆结晶分异-堆晶成岩特征;不同岩相带岩石主要造岩矿物微量元素成分测定（LA-ICP-MS）结果反映其全岩微量元素含量的差异（Nb、Ta、Zr、Hf不同程度亏损）与其造岩矿物组合密切相关,矿物的微量元素含量受控于橄榄石、斜长石、单斜辉石在玄武质岩浆中的分配系数和岩石矿物组合差异。因此,层状基性杂岩体单一岩相带岩石元素地球化学特征不能简单用于成岩构造环境的判别。（3）橄榄石成分计算获得毕机沟层状基性杂岩体岩石MgO含量为9.63 wt%,属高镁玄武质岩浆;计算获得橄榄石和单斜辉石的结晶温度分别为1227℃-1295℃,1128℃-1152℃,均指示毕机沟层状基性杂岩体的成岩温度较高。综合研究揭示,毕机沟层状基性杂岩体母岩浆为地幔柱源高温、富Ti拉斑玄武质熔浆,与造成Rodinia超大陆裂解的构造岩浆活动密切相关。

关键词：扬子北缘层状基性杂岩体矿物原位微区分析 LA-ICP-MS

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赣北石门寺钨多金属矿床成矿流体演化过程：矿物微区成分限定

赣北石门寺钨多金属矿床成矿流体演化过程：矿物微区成分限定

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作者：陈长发长安大学

学位级别：硕士

赣北石门寺超大型(世界级)钨多金属矿床地处扬子板块东南缘江南造山带东段,位于大湖塘矿田北段。石门寺钨矿床的矿化类型主要有细脉浸染型、隐爆角砾岩型和石英脉型,局部可见云英岩型。前人在矿床地质特征、成岩和成矿时代等方面取得较... 详细信息

赣北石门寺超大型(世界级)钨多金属矿床地处扬子板块东南缘江南造山带东段,位于大湖塘矿田北段。石门寺钨矿床的矿化类型主要有细脉浸染型、隐爆角砾岩型和石英脉型,局部可见云英岩型。前人在矿床地质特征、成岩和成矿时代等方面取得较为一致的认识,但有关成矿流体的演化过程尚存在争议。因此,本文以石英脉型矿体为研究对象,通过野外地质勘查、白钨矿、黑钨矿和石英微区分析及流体包裹体的系统研究,探讨石英脉型矿体成矿流体的来源、性质及演化过程。主要取得以下认识:1.石门寺矿床石英脉型矿体具有早、晚两期成矿特征,石英细脉与中-细脉形成时代较早,其中的白钨矿与黑钨矿、黑云母及石英共生,而石英大脉形成相对较晚,石英大脉中白钨矿仅与石英共生。2.流体包裹体特征及石英微区分析表明,石英细脉(179.7～349.5℃)、石英中-细脉(178.5～368.5℃)至石英大脉(122.6～308.7℃)中,成矿流体由中-高温转变为中-低温,属于低盐度(1.40～9.08%)和低密度(0.56～0.95 g/cm)的Na Cl-HO-CH±(N-CO)体系;石英细脉至石英大脉中不同阶段成矿流体物化条件的改变是引起钨富集沉淀的重要原因。3.白钨矿、黑钨矿和石英微区分析表明,成矿流体演化过程中,由石英细脉与中-细脉阶段低p H、还原性成矿流体演化为石英大脉阶段高p H的氧化性成矿流体,伴随着成矿流体盐度、压力、REE、Mo、Sn、Nb、Ta和F含量的降低及Sr和HCO含量的升高,流体演化过程中F的降低暗示了WO的矿化沉淀。4.结合前人同位素研究与本文的成果认为,石门寺矿床的成矿流体来源于花岗质岩浆,在流体演化后期有少量大气降水以及来自黑云母花岗闪长岩的流体物质加入。石英细脉与中-细脉阶段钨矿物的沉淀,萤石和辉钼矿的结晶以及岩浆热液与围岩的反应对后期成矿流体的组成具有重要影响。

关键词：大湖塘矿田石门寺钨矿流体包裹体矿物原位微区分析成矿流体演化

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