岩浆矿床Re-Os、Pt-Os年龄测定的规律性研究

申请人参加的前一基金项目（金川矿床时序和矿质来源的Re-Os和Pt-Os同位素研究，40373010）提出用硫化物熔离后的Os扩散模型解释金川Cu-Ni-PGE硫化物矿床中不同类型矿石的不一致Re-Os年龄，块状矿石年龄代表成矿时代。本申请拟发展该模型，研究国内外代表性岩浆矿床，以证明在金川发现的规律具有普遍性，提供一种判断岩浆矿床Re-Os表面年龄地质意义的普遍规则，提高岩浆矿床Re-Os定年结果的可靠性、节省研究成本、为矿床学研究提供坚实基础资料。.提高低Os样品186Os/188Os比值质谱测定的精度和准确度。在金川和其他富铂族元素矿床中得到有地质意义的Pt-Os同位素年龄，使该方法进入实用的阶段。尤其是，如能确认金川热液富铜富铂矿石Pt-Os等时线年龄的地质意义，将是国际上仅有的几个Pt-Os法成功定年的矿床之一，是第一个国内用Pt-Os法发现未知地质事件的矿床。

本研究的目标是通过对国内外代表性岩浆铜镍硫化物矿床Re-Os同位素特征的系统研究，寻找岩浆铜镍硫化物矿床Re-Os同位素年龄方面的证据，证明在上一个基金项目研究建立的模型即“金川铜镍硫化物浸染状矿石Re-Os表面年龄没有地质意义，初始比值近于地幔值；块状矿石中Re-Os表面年龄接近成矿年龄，初始比值没有地质意义；海绵陨铁状矿石Re-Os表面年龄和初始比值介于浸染状矿石和块状矿石之间，均没有地质意义”是否具有普遍存在的可能性。同时，提供一种判断岩浆矿床Re-Os表面年龄地质意义的普遍规则，以提高岩浆矿床Re-Os同位素定年结果的可靠性。研究内容主要有：新疆和澳大利亚典型岩浆铜镍硫化物矿床不同结构矿石的Re-Os同位素特征；选取部分样品挑选单矿物，构筑矿物内部等时线；分析金川铜镍硫化物矿床及金宝山铂钯矿床部分矿石的Pt-Os同位素特征，探索利用Pt-Os同位素解决铂族元素矿床定年及示踪物质来源等方面的实际应用问题；研究开发利用Triton Plus高精度测量低含量样品Os同位素比值的方法；改进一套分离纯Os的化学方法和一套适合N-TIMS测量的Re的快速化学分离纯化方法，使之能够满足岩浆铜镍硫化物矿床等Re、Os含量较低样品的分析测试。通过本研究发现新疆喀拉通克Cu-Ni-PGE矿床、新疆图拉尔根Cu-Ni矿床等矿床Re-Os同位素特征与金川铜镍硫化物矿床发现的现象基本相符，即浸染状矿石的Re-Os同位素表面年龄明显比岩体的形成年龄老，187Os/188Os初始值比块状矿石和网脉状矿石初始值小，块状矿石Re-Os同位素表面年龄最小，但与岩体锆石U-Pb年龄在不确定度范围内一致，代表成矿年龄，187Os/188Os初始值最大，而海绵陨铁状矿石样品，其硫化物含量高的亦能得到有地质意义的成矿年龄。但是如果成矿时被混染的地壳物质的Os同位素组成与地幔岩浆的相似，则不同类型矿石给出一致的Re-Os年龄，如新疆黄山东矿床。澳大利亚Savannah Cu-Ni-Co矿床浸染状硫化物矿石和块状硫化物矿石的Re-Os同位素表面年龄差异不是很大，也可能由这一原因造成，但具体原因还需要深入研究。此外，Pt-Os同位素定年研究由于样品中Pt-Os含量差异太小或初始同位素比值的不均一性，未得到合理的Pt-Os等时线年龄，利用Pt-Os同位素解决铂族元素矿床定年及示踪物质来源还需进一步研究。