| 题名 | 锗同位素在矿床学中的应用研究—以内蒙古乌兰图嘎锗矿床和云南会泽等铅锌矿床为例 |
| 作者 | 孟郁苗 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2014 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 胡瑞忠、戚华文 |
| 关键词 | 锗同位素 煤矿 铅锌矿 预处理方法 MC-ICP-MS |
| 学位专业 | 地球化学 |
| 中文摘要 | 随着多接收器电感耦合等离子体质谱（MC-ICP-MS）的广泛应用以及同位素分析方法的改进，近10年来非传统稳定同位素（Cu、Zn、Fe、Se、Mo、Cd、Cr、Hg等）的研究得到迅速发展。这些非传统稳定同位素相对于其他同位素具有较大优越性，已广泛应用于宇宙化学、矿床学、环境科学、海洋学、行星科学等研究领域。作为一个新的非传统同位素，锗同位素目前的研究积累非常有限，将锗同位素用于矿床成因研究更是接近空白。项目以国内典型的两种类型的富锗矿床为研究对象，系统开展锗同位素分析测试方法、锗同位素分馏理论和锗同位素地球化学示踪理论的研究，尝试探讨复杂体系中锗同位分馏机理及其主要控制因素、锗同位素分馏与元素超常富集的耦合机制等的关系。论文取得的主要认识如下： （1）在国内首次建立了较为完整的地质样品中锗同位素的分析测试前的化学分离纯化和富集方法（预处理方法）。采用标准滴加法评估一步阴离子交换柱分离硫化物基体中的锗的方法的回收率，在称样量小于150mg时，该方法可以保证黄铁矿、黄铜矿、方铅矿和闪锌矿基体接近>95%的锗回收率；总体上来说主要干扰元素的去除效果理想，闪锌矿和方铅矿的含Ge溶液中存在着大量的Sb，可能是因为在酸性介质中Sb和Ge有着相似的分配系数。 （2）采用单元素标准滴加法评Cu、Sn、W、Zn、Pb和Sb的基体效应，结果表明，低浓度的Cu、Sn和W对锗同位素的测试几乎没有影响，但是滴加了Zn、Pb和Sb基体元素的复合样品的Ge同位素组成表现出明显的负偏移并且与滴加元素的浓度成正比。基体效应评估结果表明一步阴离子交换柱分离Ge方法只适用于以氢化物发生器为进样方式的Ge同位素组成的测试。 （3）采用氢化物发生器进样连接MC-ICP-MS测试锗同位素以及SSB法进行质量歧视校正可以得出较好的长期重现性。Spex Ge标准溶液的Ge的同位素组成与前人研究报道的平均值一致。首次对Merck Ge标准溶液的Ge同位素组成进行了测试。通过滴加实验获得的闪锌矿标准样品的δ74Ge值与实际直接重复测定该样品的结果一致。 （4）内蒙古乌兰图嘎锗矿床中富锗褐煤的锗同位素组成分馏较大，达9.63‰。褐煤样品中相对较轻的锗同位素组成可能是多阶段成矿过程的储库效应的结果。乌兰图嘎锗矿床上覆砂岩样品的锗同位素组成的变化范围较小，且为矿床经历了后生叠加成矿作用提供了证据。乌兰图嘎锗矿床的富锗褐煤和红旗煤矿贫锗褐煤灰的锗同位素组成之间的对比，暗示这两个相邻的矿床可能经历了不同的成矿过程。可以用煤层中锗的分布特征和侧向迁移的含锗溶液循环的成矿模式来解释乌兰图嘎锗矿床中富锗褐煤样品的锗含量和锗同位素组成之间没有明显的相关关系这一现象。 （5）会泽铅锌矿床中闪锌矿的Fe/Zn比值的变化较大，可能反应了成矿流体在运移过程中温度的变化，也说明会泽铅锌矿床中闪锌矿的成矿期次为多期或不同的矿物世代。不同硫化物的硫同位素分析结果表明成矿流体的硫同位素已经达到了热动力学平衡，并且根据计算所得的平衡温度范围为170℃~300℃。温度的变化和矿物沉淀是会泽铅锌矿床中不同硫化物的锗同位素分馏最主要的控制因素；并且开放体系下的ZnS的瑞利分馏模拟计算结果与实验结果非常一致。会泽铅锌矿床中来自不同标高的闪锌矿的锗同位素组成的大部分重叠，表明在热液演化过程中锗同位素有均一的锗源区和一致的搬运成矿条件。不同成因类型的Pb-Zn矿床或者ZnS矿床的闪锌矿呈现出不同程度的锗同位素分馏，表明闪锌矿的锗同位素组成可能为Pb-Zn系统的成矿机制的研究和成因类型的判别提供一个新的视角。 |
| 语种 | 中文 |
| 学科主题 | 矿床地球化学 |
| 公开日期 | 2016-12-23 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.gyig.ac.cn:8080/handle/352002/5887]  |
| 专题 | 地球化学研究所_研究生_研究生_学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 孟郁苗. 锗同位素在矿床学中的应用研究—以内蒙古乌兰图嘎锗矿床和云南会泽等铅锌矿床为例[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2014. |
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