成矿流体硼同位素测试及其地质应用

硼同位素是近年来发展起来的新的稳定同位素地球化学方法，己在板块俯冲与壳-幔演化、水-岩反应、岩石-矿床成因、古海洋环境等许多领域得到应用。但到目前为止，还没有见到开展流体包裹体B同位素组成测试的报道。本项目拟通过对热液矿物压碎淋滤，提取流体包裹体中的硼进行同位素分析，建立古成矿流体硼同位素组成直接测试的分析方法。进而开展不同类型典型矿床（块状硫化物矿床、斑岩铜矿、热液钨锡矿、花岗岩型铀矿等）成矿流体的硼同位素组成特征及其控制因素的研究，利用成矿流体硼同位素组成来示踪成矿流体来源和演化。同时，结合对热液矿物或蚀变矿物的硼同位素组成的分析，研究热液矿物-流体之间的硼同位素分馏系数和控制因素。利用硼同位素来进行成矿过程中水-岩反应以及热液流体活动演化的示踪研究。本项目的实施将为金属矿床的成因研究提供一种新的视角，为硼同位素地质应用开拓一个新的生长点。

本次研究针对研究任务，初步开展了成矿流体的硼同位素分析测试，主要研究内容和研究成果为：（1）通过对热液矿物进行压碎淋滤来提取成矿流体，然后经过树脂分离来提纯硼，采用正离子热电离质谱法来测试其硼同位素组成。基本建立了成矿流体硼同位素组成的分析测试方法。但分析测试的可靠性依赖流体中的硼含量以及热液矿物中的流体包裹体类型。（2）利用该分析方法，对几个热液矿床（湖南柿竹园钨锡矿床、湖南芙蓉锡矿床开展了热液石英流体包裹体的硼同位素分析测试，获得了成矿流体的硼同位素组成。更多矿床的成矿流体硼同位素组成的分析将在以后进一步开展。（3）开展了热液矿物-流体之间硼同位素分馏的研究，综合热液硅酸盐矿物-流体之间的硼同位素分馏数据，发现硅酸盐矿物-流体之间的硼同位素分馏与温度之间存在线性相关：1000lnα矿物-水=-11.2×(1000/T)+5.4。本次研究初步探讨了测试成矿流体硼同位素组成的可能性，对于进一步将硼同位素应用于成矿作用示踪研究具有重要意义。受项目资助，接收发表SCI论文一篇。