一種指示巖漿流體和西藏地?zé)崴诎邘r型礦床形成中成礦流體貢獻(xiàn)比例的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及斑巖型礦床研宄領(lǐng)域，進(jìn)一步地說(shuō)，是涉及一種指示巖漿流體和西藏 地?zé)崴诎邘r型礦床形成中成礦流體貢獻(xiàn)比例的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 斑巖銅礦以其規(guī)模巨大，全巖均勻礦化，埋藏淺，適于開(kāi)采，選礦回收率高， 成為世界上最重要的銅礦類型。近年來(lái)，因出露于地表、易于識(shí)別的斑巖型礦床多被發(fā) 現(xiàn)，勘查需更多地轉(zhuǎn)入對(duì)隱伏礦床的尋找。迫使人們不能僅滿足于描述性的成礦-勘查 模型，開(kāi)始更加關(guān)注區(qū)域尺度上斑巖礦床形成的構(gòu)造巖楽·過(guò)程（Richards et al.，2001; Richards, 2003)，以及含礦斑巖形成的深部過(guò)程及地球動(dòng)力學(xué)背景（Richards, 2003, 2007 ; Hou et al.，2003,2004;Cooke et al.，2005);同時(shí)，成礦流體的詳細(xì)演化過(guò)程及成礦物質(zhì) 沉淀機(jī)理等（Ulrich et al.，2001 ;Rusk et al.，2004 ;Redmond et al.，2004 ;Harris et al.，2005)更是研宄的重點(diǎn)。
[0003] 成礦流體是成礦過(guò)程中最活躍的地質(zhì)因素，在整個(gè)成礦過(guò)程中，它萃取、溶解、 搬運(yùn)、沉淀和聚集了成礦物質(zhì)，是溝通礦源場(chǎng)、運(yùn)移場(chǎng)和儲(chǔ)礦場(chǎng)的媒介與紐帶（翟裕生， 1999)。特別對(duì)于成礦過(guò)程與巖漿熱液演化密切相關(guān)的斑巖型礦床，對(duì)其進(jìn)行詳盡的成礦流 體研宄，有助于重塑巖漿-流體-成礦演化過(guò)程，是揭示礦床成因的關(guān)鍵。
[0004] 人們常通過(guò)含氧脈石礦物（如石英）的氧同位素測(cè)定，換算出礦物形成時(shí)成礦流 體的氧同位素；通過(guò)此類礦物內(nèi)流體包裹體氫同位素的直接測(cè)定，查清成礦流體的氫同位 素組成。將其結(jié)果投在s D-δ 180水圖解（鄭永飛，2000)上，以判斷成礦流體的來(lái)源。
[0005] 而氫同位素則使用爆裂法取包裹體水，鋅法制氫，這一方法近年來(lái)飽受質(zhì)疑。 ①難以避免次生包裹體混合（楊志明，2009);②高溫爆裂可能會(huì)造成的同位素分餾， Faure(2003)經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)得到結(jié)論：同一石英樣品在800°C下爆裂提取水比500°C下爆裂提取 水測(cè)定的10~15%。，很明顯高溫爆裂會(huì)造成氫同位素分餾，并不能代表成礦時(shí)流 體的同位素組成，而另有文獻(xiàn)（Sheets et al·，1996 ;0'Reilly et al·，1997 ;Gleeson et al.，1999 barker et al.，2000)表明1000°C以上爆裂的石英包裹體提取水得到的δ DH2。 是超乎尋常的低值；③流體包裹體打開(kāi)可能造成的污染；這些都會(huì)使氫同位素組成受到影 響。
[0006] 相對(duì)于傳統(tǒng)的穩(wěn)定同位素（如C、H和0)而言，鋰同位素是一種非傳統(tǒng)的穩(wěn)定同位 素。鋰同位素地球化學(xué)是近年來(lái)國(guó)際地學(xué)界新興的一個(gè)研宄領(lǐng)域（張宏福等，2007)。鋰具 有許多獨(dú)特的地球化學(xué)特性使其在示蹤與流體有關(guān)的各種地質(zhì)作用上顯示出特殊的優(yōu)越 性。因而，我們?cè)噲D使用鋰這一新興的非傳統(tǒng)穩(wěn)定同位素方法來(lái)克服傳統(tǒng)穩(wěn)定同位素一一 氫同位素?zé)o法解決的困難，與流體氧同位素共同組成一種新圖解，來(lái)為成礦流體來(lái)源研宄 提供一種新型可靠有效的示蹤方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為解決現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的問(wèn)題，本發(fā)明提供了 一種指示巖漿流體和西藏地?zé)崴?斑巖型礦床形成中成礦流體貢獻(xiàn)比例的方法。通過(guò)本發(fā)明的方法可以指示出巖漿流體和西 藏地?zé)崴诎邘r型礦床形成中成礦流體貢獻(xiàn)比例。對(duì)于斑巖型礦床形成的研宄有重大意 義。
[0008] 本發(fā)明的目的是提供一種指示巖漿流體和西藏地?zé)崴诎邘r型礦床形成中成礦 流體貢獻(xiàn)比例的方法。
[0009] 包括：
[0010] 1)石英中鋰同位素的測(cè)定；
[0011] 石英樣品經(jīng)表面凈化、流體包裹體提取、石英粉末溶解，樣品純化，進(jìn)行石英鋰同 位素的測(cè)定；
[0012] 本發(fā)明中石英中鋰同位素測(cè)量方法可采用現(xiàn)有技術(shù)中通常的鋰同位素的測(cè)量方 法，如石英樣品的表面凈化、流體包裹體水的提取、石英樣品的溶解方法等可采用現(xiàn)有技術(shù) 中的常規(guī)方法，本發(fā)明中，可優(yōu)選按以下步驟進(jìn)行：
[0013] A.樣品表面凈化
[0014] 將挑選好的純度大于99%的石英單礦物樣品加入適量王水放置于加熱板上 120°C保溫3小時(shí)，傾去殘余酸并用超純水清洗，洗至洗滌液電導(dǎo)與超純水電導(dǎo)一致，超純 水浸泡過(guò)夜。傾去浸泡液，加入超純水，用超聲波清洗器超聲清洗樣品數(shù)分鐘，立即抽濾，并 用超純水洗滌數(shù)次，樣品置于瓷皿中，于l〇〇°C烘干。
[0015] B.樣品量
[0016] 斑巖型礦床石英脈樣品> 0. 5g，Ig左右最好，石英本身的鋰含量可以滿足測(cè)試需 要。所提取流體包裹體液相中的鋰含量不定，還是僅有少量樣品能夠滿足測(cè)試需要。
[0017] C.研磨法打開(kāi)流體包裹體
[0018] 將稱量好的樣品磨制到200目以上，此時(shí)可以認(rèn)為流體包裹體全部被磨碎。
[0019] D.提取次數(shù)
[0020] 將上述已經(jīng)研磨好的樣品用超純水超聲波洗滌抽濾樣品5次，可以較為完全的提 取流體包裹體液相。提取后的石英樣品置于瓷皿中，于80°C烘干。
[0021] E.樣品溶解
[0022] 將上述已經(jīng)烘干的樣品加入圓03和HF進(jìn)行第一步溶樣，大約Ig樣品加入0. 5mL HN03+5mL HF,溶樣時(shí)先加入HNO3，后加入HF。其余溶樣步驟與通用方法（Rudnick，2004; Tian et. al. 2012) 一致。
[0023] ① Ig樣品加入0. 5mL HN03+5mL HF,溶樣時(shí)先加入HNO3，后加入HF ;②擰緊瓶蓋， 在超聲波中震蕩10分鐘，置于加熱板加熱24小時(shí)（溫度為120°C);③蒸干溶液，加入一定 量的濃HN0 32-4次，每次均蒸干；④在樣品中加入濃HC1，在120°C條件下加熱，直至溶液完 全溶解；⑤蒸干樣品，加入I. 2mL4MHCl，備用。
[0024] F.純化
[0025] 由于石英流體包裹體和石英本身的鋰含量和主量元素含量都遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于幾種國(guó)際 標(biāo)準(zhǔn)樣品，因此，化學(xué)純化方法與通用方法一致（Rudnick, 2004 ;Tianet. al. 2012)，即可以 滿足純化要求，純化后樣品進(jìn)行MC-ICP-MS測(cè)試即可得到石英流體包裹體和石英中的鋰同 位素比值。通用方法指的是現(xiàn)有技術(shù)常規(guī)的方法，如下所述：
[0026] ①交換柱1
[0027] 交換柱1為填充了 I. 2mL陽(yáng)離子交換樹(shù)脂（AG50W-X8)的聚丙烯交換柱。淋洗液 為2. 8M HCl。首先加入ImL 4M HCl平衡柱子，然后取ImL樣品（溶樣過(guò)程最后樣品加入 I. 2mL 4M HCl，離心后取ImL)加入交換柱1，再逐一加入5mL淋洗液。用Teflon燒杯收集 以上加入的ImL樣品和5mL淋洗液。在電熱板上蒸干（100~120°C )，加入2mL 0. 15M HCl 備用。此交換柱能夠?qū)⑾⊥猎剡M(jìn)行徹底分離，同時(shí)能夠粗略分離主量元素（主要是指Na、 K、Ca、Fe、Mg) 〇
[0028] ②交換柱2
[0029] 交換柱2為填充了 I. 5mL陽(yáng)離子交換樹(shù)脂（AG50W-X8)的聚丙烯交換柱。淋洗液為 0. 15M HC1。將2mL已經(jīng)過(guò)上一步驟的的工作溶液加入交換柱2,然后加入21mL淋洗液，用 Teflon燒杯收集（注意：不收集樣品溶液，僅收集淋洗液）。在電熱板上加熱蒸干（100~ 120 °C )，加入ImL 0. 15M HCl備用。此交換柱將Li和Na與其他主量元素分離。
[0030] ③交換柱3
[0031] 交換柱3為填充了 ImL陽(yáng)離子交換樹(shù)脂（AG50W-X8)的石英交換柱。淋洗液為0. 5M HCl 30% C2H50H。將ImL已經(jīng)過(guò)上一步驟的的工作溶液加入交換柱3,然后加入9mL淋洗 液，并用Teflon燒杯進(jìn)行收集，在電熱板上加熱蒸干（100~120°C )。為了分離效果更好， 交換柱3 -般要過(guò)兩次。此交換柱能夠分離Li和Na。
[0032] 質(zhì)譜測(cè)試
[0033] 將經(jīng)過(guò)純化后已蒸干的樣品加入I. 2mL 2% HNO3，準(zhǔn)備進(jìn)行質(zhì)譜測(cè)試。
[0034] 使用 Thermo Finnigan Neptune 型 MC-ICP-MS 進(jìn)行測(cè)試，7Li 和 6Li 使用兩個(gè)相 反的法拉第杯同時(shí)測(cè)量，前者位于高質(zhì)量法拉第杯（H4)，而后者位于低質(zhì)量法拉第杯（L4) (侯可軍，2007 ;2008 ;2010)。儀器工作參數(shù)：RF功率1200W，冷卻氣約15L/min，輔助氣 約0. 6L/min，載氣約I. 15L/min，霧化器類型為Menhard霧化器（50 μ L/min)，分析器真空 4X 10_9~8 X KT9Pa (侯可軍，2007 ;2008 ;2010)。為精確測(cè)試，儀器需要預(yù)熱1~2小時(shí)才 能達(dá)到充分穩(wěn)定。
[0035] 測(cè)試開(kāi)始時(shí)，先對(duì)Na/Li進(jìn)行半矢量化測(cè)試，若Na/Li>20則需對(duì)樣品重新過(guò)交換 柱3,進(jìn)一步分離Na。對(duì)于鋰同位素，由等離子源產(chǎn)生的質(zhì)量分餾達(dá)25%，但交叉法的測(cè)試 流程，能夠?qū)ζ溥M(jìn)行校正（Mi Ilot, 2004 ;侯可車，2008)，具體為：標(biāo)樣一空白一樣品一空白 -標(biāo)樣。測(cè)試結(jié)果表示為：S 7Li = [(RSP/RST)-1] X 1000%。，其中Rsp為樣品7Li/6Li比值的 測(cè)定值，R st為與樣品相鄰的兩次標(biāo)樣7Li/6Li比值測(cè)定的平均值。所用同位素標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)為 L-SVEC或者IRMM-016。樣品測(cè)試時(shí)每組收集20個(gè)數(shù)據(jù)，共采集2~4組數(shù)據(jù)，7Li/6Li測(cè) 量不確定度< ±0. 2%。（2 σ )。每?jī)纱螠y(cè)試之間，用2%和5%的!^03交替清洗系統(tǒng)。
[0036] 得到石英中鋰同位素比值。
[0037] 2)依據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式：線性方程為Λ δ 7LiQuartz_fluid= -23. 197Χ (1000/Τ)+38· 057,線 性相關(guān)系數(shù)R2= 0. 9583算出流體包裹體水中鋰同位素比值；
[0038] T為流體包裹體均一溫度（K)，T = t+273. 15⑷，350 °C彡t彡600°C，優(yōu)選 353〇C^ t ^ 586〇C ；
[0039] 3)氧同位素的測(cè)定；
[0040] 采用BrF5分析方法測(cè)得流體包裹體中的氧同位素比值；
[0041] 氧同位素分析在在國(guó)土資源部同位素地質(zhì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成，采用傳統(tǒng)的BrF5分析 方法（Clayton et al.，1963)，用BrF5與含氧礦物在真空和高溫條件下反應(yīng)提取礦物氧，并 與灼熱電阻一一石墨棒燃燒轉(zhuǎn)化成CO 2氣體，分析精度為±0. 2%。，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)為V-SM0W，所 有儀器為 MT-253EM 型質(zhì)譜計(jì)。δ 18〇v_smqw= [(180/160) sampiy(180/180)v_SMQW-l] X 1000 ;石英： IO3Ina 石英-水= 3.34X 106/T2-3. 31 (Matsuhisa et al·，1979)，α 石英-水=S18Oguartz-S18O fluid0
[0042] 4)以流體包裹體中鋰同位素比值為縱坐標(biāo)；流體包裹體中氧同位素比值為橫坐 標(biāo)，建立δ δ 18Oiim模式圖；指示巖漿流體和西藏地?zé)崴诎邘r型礦床形成中成礦流 體貢獻(xiàn)比例。
[0043] δ 7Li_ - δ 18〇_模式圖中，所測(cè)樣品通過(guò)測(cè)試石英鋰同位素和氧同位素比值，并 計(jì)算后得到的流體中鋰同位素和氧同位素比值投圖，如果落入或靠近巖漿水區(qū)域，表示形 成該樣品的流體主要為巖漿水作用，幾乎無(wú)地表水或天水參與；靠近西藏地?zé)崴畢^(qū)域，說(shuō)明 該樣品形成時(shí)其流體作用為西藏地表水和天水為主；如果得到的點(diǎn)投圖在兩個(gè)區(qū)域中間， 則根據(jù)相對(duì)靠近哪個(gè)區(qū)域來(lái)大致判斷該樣品形成時(shí)的流體作用兩端元流體多占比例。