流体包裹体LA-ICPMS原位微区分析方法

Fluid inclusions in minerals are the main source of information about the ore-forming fluid evolution, hydrothermal transportation and mineralization processes in hydrothermal ore deposits. Laser ablation inductively coupled plasma spectrometry (LA-ICPMS) is an important technique for the elemental analysis of individual fluid inclusion, which is a hot topic among international geologists. In contrast, there is no in situ trace element analysis of individual fluid inclusion data by laboratory in China published yet. NIST SRM glasses and Na are generally used as an external and internal standard for LA-ICPMS analysis of fluid inclusion, respectively, despite the RSD of microthermometric estimation of 23Na is about 20% and even worse, the black signal of Na is high for most ICP-MS. Based on detail investigations and preliminary studies, two experimental schemes are planned. Firstly, an external standard material will be made by loading NaCl aqueous solution, dosed with target elements, into a silica glass capillary. Both Cl and Na will be used as parallel internal standards for analyzing nature fluid inclusion. Secondly, determination of the nature and artificial silica glass capillary fluid inclusion with dual gas flow calibration LA-ICPMS method. Comprehensive studies will be carried out on these two methods and applied to natural samples, aiming at setting up a better method of in-situ analysis on individual fluid inclusion by LA-ICPMS.

流体包裹体记录了成矿过程中流体、成矿物质的演化，对于揭示成矿机制具有重要的意义，因此，利用激光剥蚀等离子质谱分析流体包裹体元素组成受到广泛重视，但目前国内相关测试尚未见报道。国际上分析流体包裹体通常采用NIST玻璃标样作为外标、23Na作内标。由于根据流体包裹体盐度估计的Na含量误差通常在20%左右，加之等离子质谱Na的空白高，误差大，制约了其应用。本项目拟在预研究的基础上，建立利用激光剥蚀等离子质谱测定单个流体包裹体元素组成的技术。申请人在详细调研国外技术方法后，拟建立两种测试方法：1.通过建立流体包裹体专用标样，结合国际通用的NIST标样，采用23Na和35Cl为内标，测试人造包裹体和精选出的天然流体包裹体样品；2.建立双气流固液法，同时添加标准溶液和内标元素，测试相同的人造包裹体。将两种方法的测试结果对比，选取其中最优方法，建立和应用LA-ICPMS原位测定单个流体包裹体分析方法。

流体包裹体直接记录了其形成时所处地质体系和地质过程中的物理化学条件和物质组成，因此被广泛应用于矿床学以及构造地质学、壳幔演化、石油勘探、岩浆系统演化过程等研究领域。流体包裹体在矿床学研究中起着举足轻重的作用。通过对流体包裹体的物理化学性质和物质组成的详细研究可以刻画成矿的精细过程，探讨成矿机制，建立成矿模型，完善成矿理论。本项目通过大量测试研究建立了一套使用NIST SRM 610和612作为外标，23Na为内标，采用LA-ICP-MS法对流体包裹体进行了快速准确的原位分析方法。尽管采用地质显微温度计对流体包裹体中的23 Na含量进行估算的误差值为20%左右，并且部分型号的ICP-MS检测23 Na时背景信号很高，但是使用LA-ICP-MS检测外标物质NIST SRM玻璃时获得的23Na信号相应比较高。而35Cl 也可以作为内标元素，由于Cl元素的第一电离能非常高，获得的信号强度较弱，信噪比要高于23Na，使实验数据误差增大。.通过研究铜矿峪斑岩铜矿床的石英流体包裹体中的Cu和Fe元素随盐度的变化，刻画出了斑岩型Cu矿床的成矿流体的演化过程。成矿金属元素是如何从岩浆中进入成矿流体并富集的，又是如何以硫化物的形式沉淀的。其中Fe元素起了重要的作用。Fe和Cu含量的变化反映了整个体系的氧逸度的变化，这一变化对成矿元素进入流体体系以及从流体中沉淀出来都是十分重要。. 本项目联合广州地球化学研究所丁兴副研究员及其团队开发了一种适用于微体积液体成分分析的微区原位滴液板。该装置可以使LA-ICP-MS分析微量液体，从而应用于流体包裹体分析中。为了测试该方法的精确度对Misa-6标准溶液进行了测试，测试结果反映该方法的分析精度满足于流体包裹体的分析。.本项目共发表SCI论文5篇，授权1项实用新型专利。参与培养2名博士研究生。