镁同位素分析测试方法及其在白云鄂博矿床研究中的应用

论文摘要

本文主要分为两个方面的内容,即（1）针对白云鄂博样品的Mg同位素分析测试方法研究;（2）所建方法在白云鄂博矿床研究中的应用。随着前人对不同地质样品的Mg同位素分析数据的不断积累和总结,在某些地质应用中使用Mg同位素指示物源已成为可能。白云鄂博大型Fe-Nb-REE矿床自发现以来,对其成因的探讨和争议就从未停止。考虑到Mg同位素组成在火成岩和沉积碳酸盐岩中存在明显差异,对白云鄂博样品进行Mg同位素分析则可以给出矿床成因的新证据。但目前并没有针对白云鄂博样品特点的Mg分离纯化方法,所以本研究的首要任务是完善针对白云鄂博样品Mg同位素分析的处理方法。样品中的Fe、Mn、REE和Nb都是可能影响Mg同位素测试准确性的因素。本文利用Fe、Mn在10 M HCl+0.001‰H2O2以络阴离子存在的特点,采用AGMP-1阴离子交换树脂将其与Mg分离;而REE和Nb经实验证明也可通过AG50W-12阳离子树脂分离。研究中还发现样品量的大小对Mg同位素测试存在影响。当样品量小于50μg时,Mg同位素测定值偏离真值,这可能是由于树脂或溶剂中存在的杂质所引起的基质效应。在处理样品过程中要注意保证样品中Mg含量足够大（>50μg）。通过白云鄂博样品以及河北平泉中元古代地层中白云岩的Mg同位素组成对比发现:1)富REE碳酸岩脉（以吴脉为代表）的Mg同位素具有典型岩浆成因特征;2)白云鄂博群中的白云岩和与之同时代的平泉地区白云岩具有相似的Mg同位素组成(δ26Mg=-1.52～1.66‰);3)白云鄂博地区腮林忽洞微晶丘白云岩的δ26Mg=-1.92～1.98‰;4)主东矿白云岩样品δ26Mg落在火成碳酸岩脉与地层白云岩之间,δ26Mg变化范围为0.87‰（-0.40～-1.27‰）。Mg同位素组成数据表明白云鄂博赋矿层白云岩不是正常沉积形成的,也不是纯粹的岩浆碳酸岩,与腮林忽洞微晶丘白云岩也没有成因上的联系。白云鄂博Mg同位素数据更倾向于支持海底火山喷发沉积的观点。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 论文选题背景及研究意义
• 1.2 白云鄂博矿床研究进展与存在问题
• 1.2.1 白云鄂博矿床概述
• 1.2.2 白云鄂博矿床的主要成因认识
• 1.2.3 白云鄂博矿床研究进展
• 1.2.4 存在问题
• 1.3 Mg 同位素研究进展
• 1.3.1 Mg 同位素简介
• 1.3.2 Mg 同位素分析测试方法
• 1.3.3 本实验采取的Mg 纯化方法
• 1.4 研究内容及技术路线
• 1.4.1 研究内容
• 1.4.2 技术路线
• 1.5 论文的项目依托和完成工作量
• 第二章 白云鄂博区域地质背景
• 2.1 交通及地理位置
• 2.2 矿区地质概况
• 2.2.1 地层
• 2.2.2 构造
• 2.2.3 花岗岩体及碳酸岩墙
• 2.3 矿床地质特征
• 2.3.1 矿床基本特征
• 2.3.2 矿体特征
• 2.3.3 矿石类型及矿相学特征
• 第三章 Mg 同位素体系及其分析测试方法
• 3.1 Mg 同位素体系
• 3.1.1 Mg 同位素标准物质与表达方式
• 3.1.2 Mg 同位素在自然界中的分布
• 3.2 Mg 同位素化学纯化方法
• 3.2.1 离子交换树脂原理
• 3.2.2 国内外Mg 同位素纯化分离方法
• 3.2.3 AG50W-X12 阳离子树脂分离Mg 的流程
• 3.3 Mg 同位素的高精度MC-ICP-MS 测试方法
• 3.3.1 MC-ICP-MS 质谱原理
• 3.3.2 标准物质和实验室标准
• 3.3.3 溶液的配置及质谱方法
• 3.3.3.1 溶液配置
• 3.3.3.2 质谱方法
• 第四章 白云鄂博样品处理方法
• 4.1 白云鄂博样品特点
• 4.2 Fe 和Mn 的去除
• 4.2.1 Fe 的去除
• 4.2.2 Mn 的去除
• 4.3 REE 与Nb 的去除
• 4.3.1 REE 的去除
• 4.3.2 Nb 的去除
• 4.4 样品量的大小对Mg 同位素测定值的影响
• 4.4.1 Mg 过AGMP-1 阴离子交换树脂样品大小的影响
• 4.4.2 Mg 过AG50W-X12 阳离子交换树脂样品大小的影响
• 4.5 小结
• 第五章 样品Mg 同位素测定结果和讨论
• 5.1 样品的选择
• 5.2 样品Mg 同位素测定结果和讨论
• 5.3 讨论
• 5.3.1 矿床成因模型概述
• 5.3.2 相关端元的Mg 同位素特征
• 结论
• 致谢
• 参考文献