Re-Os同位素不平衡现象及其研究意义

Replicate analyses of gram aliquots of single basaltic reference powders show the initial Os isotopic compositions are heterogeneous, and such heterogeneous may reflect that Os isotopes were not reached and maintained isotopic equilibrium. But so far, there have not been clear and enough attention on the Re-Os isotopic disequilibrium, and there have little research work on it. As we known, whether the isotope system achieved or maintained isotopic equilibrium is the most important prerequisite for isotopic dating and geochemical tracing. Our proposal will analysis Re-Os isotope of the minerals in whole rock and sulfide ore to understanding the Re-Os isotopic disequilibrium and Os isotopic exchange equilibrium mechanism, and how to estimate the Re-Os isotope system is in isotopic equilibrium will be discussed. The results will be helpful for a better understanding for the influence on Re-Os isotope dating and geochemical tracing under Os isotopic disequilibrium conditions, and we also take advantage of such disequilibrium to constrain petrogenic and metallogenic process. This research work will be important for us to correct application of the Re-Os isotopic system in dating and geochemical tracing.

对同一岩石样品或标样粉末进行多次Re-Os同位素测定发现其初始Os同位素组成不均一，而这种Os同位素初始值的不均一性可能是由Os同位素交换不平衡造成的。但是到目前为止，对于地质样品的Re-Os同位素不平衡性问题还没有得到清楚的认识和足够的重视，相关的研究也比较少。同位素体系能否达到或保持平衡是放射性同位素定年以及应用同位素进行地球化学示踪的最重要的前提。本申请项目拟通过研究同一件岩石和硫化物矿石样品中各类组成矿物的Re-Os同位素组成，尤其是硫化物，来认识和了解Os同位素不平衡现象和Os同位素交换平衡机制，探讨如何判断地质样品的Os同位素是否达到或保持同位素平衡，从而揭示Re-Os同位素不平衡现象对Re-Os同位素定年和示踪研究的影响。此项研究对于深入认识和了解Re-Os同位素不平衡现象，以及更准确应用Re-Os同位素定年和地球化学示踪具有重要的理论指导意义。

同位素体系能否达到或保持平衡是放射性同位素定年以及应用同位素进行地球化学示踪的最重要的前提。对同一岩石样品或标样粉末进行多次Re-Os同位素测定发现其初始Os同位素组成不均一，而这种Os同位素初始值的不均一性可能是由Os同位素交换不平衡造成的，但是目前认识还不清楚。为此，我们围绕如何识别Os同位素不平衡现象和Os同位素交换平衡机制，探讨如何判断地质样品的Os同位素是否达到或保持同位素平衡，从而揭示Re-Os同位素不平衡现象对Re-Os同位素定年和示踪研究的影响开展了相关的研究工作，取得了以下几方面的进展：1）高精度标定了Os同位素均一的岩石标样BIR-1a和SBC-1的Re-Os同位素组成，为识别Re-Os同位素不平衡现象提供了技术支持；2）通过模拟实验，对于Os同位素不均一的样品的多次测定，揭示出了Re-Os同位素具有两端元混合特征，提出了利用普通Os含量倒数（1/192Os）及Os同位素（187Os/188Os）的相关关系判断Os同位素不平衡现象的方法；3）通过模拟实验及实际地质样品获得的Re-Os等时线年龄，发现获得Re-Os等时线为混合等时线，等时线年龄偏老，初始Os同位素没有地质意义，从而评估了Os同位素不平衡现象对Re-Os同位素示踪和定年的影响。本研究工作对于Re-Os同位素地球化学应用具有重要的理论指导意义。