[发明专利]一种斑岩型矿床的石英脉中流体包裹体水中锂同位素的测定方法

说明书

技术领域

本发明涉及同位素测试领域，进一步地说，是涉及一种斑岩型矿床的石英脉中流体包裹体水中锂同位素的测定方法。

背景技术

斑岩铜矿以其规模巨大,全岩均匀矿化,埋藏浅,适于开采,选矿回收率高,成为世界上最重要的铜矿类型。近年来，因出露于地表、易于识别的斑岩型矿床多被发现，勘查需更多地转入对隐伏矿床的寻找。迫使人们不能仅满足于描述性的成矿-勘查模型，开始更加关注区域尺度上斑岩矿床形成的构造岩浆过程(Richards et al.,2001；Richards,2003)，以及含矿斑岩形成的深部过程及地球动力学背景(Richards,2003,2007；Hou et al.,2003,2004；Cooke et al.,2005)；同时，成矿流体的详细演化过程及成矿物质沉淀机理等(Ulrich et al.,2001；Rusk et al.,2004；Redmond et al.,2004；Harris et al.,2005)更是研究的重点。

成矿流体是成矿过程中最活跃的地质因素，在整个成矿过程中，它萃取、溶解、搬运、沉淀和聚集了成矿物质，是沟通矿源场、运移场和储矿场的媒介与纽带(翟裕生，1999)。特别对于成矿过程与岩浆热液演化密切相关的斑岩型矿床，对其进行详尽的成矿流体研究，有助于重塑岩浆-流体-成矿演化过程，是揭示矿床成因的关键。

成矿流体的详细演化过程及成矿物质沉淀机理等一直以来都是矿床研究的重中之重。成矿流体是矿床、尤其是热液矿床形成时最主要介质，在矿质的活化、迁移和沉淀过程中起着极其重要的作用。一般认为，不同类型的热液矿床，其成矿流体来源不尽相同；因此，查明成矿流体的来源对于深入了解成矿作用，查明矿床成因机制具有十分重要的意义。通常，当含羟基蚀变矿物(如角闪石、绿泥石、云母类矿物)大量发育时，我们可以通过测定此类矿物氢氧同位素组成(White，1974)，并利用各自同位素分馏方程，换算出矿物形成时成矿流体的氢氧同位素组成，以用来示踪成矿流体的来源及演化路径(如Sheppard and Gustafson,1975；Harris et al.,2005)。但当含羟基蚀变矿物不发育或较少发育时，人们常通过含氧脉石矿物的氧同位素测定，换算出矿物形成时成矿流体的氧同位素；通过此类矿物内流体包裹体氢同位素的直接测定，查清成矿流体的氢同位素组成。

作为热液矿床中最为常见的脉石矿物，石英以其相对稳定的特征，使其在成矿流体示踪方面得益广泛关注。通常，采用常规BrF₅法测定石英氧同位素组成，而氢同位素则使用爆裂法取包裹体水，锌法制氢，结果用质谱测定。最后得到的石英氧同位素组成δ¹⁸O_石英，利用Clavton推荐的石英-水的氧同位素分馏方程1000lnα_石英-水＝δ¹⁸O_石英-δ¹⁸O_水＝3.38*10⁶T^-2-3.40(200-500℃)(Clavton et al.,1972)或者张理刚给出的石英-水氧同位素平衡交换的经验分馏方程:1000lnα_石英-水＝δ¹⁸O_石英-δ¹⁸O_水＝3.42*10⁶T^-2-2.86(张理刚,1985),计算成与矿物同位素交换达到平衡时成矿流体氧同位素组成δ¹⁸O_水，将其结果与流体包裹体氢同位素一起投在δD-δ¹⁸O_水图解(郑永飞，2000)上，以判断成矿流体的来源。

以上这些做法都有其难以避免的缺陷。石英爆裂法取包裹体水来得到氢同位素组成：①难以避免次生包裹体混合(杨志明，2009)；②高温爆裂可能会造成的同位素分馏，Faure(2003)经过实验得到结论：同一石英样品在800℃下爆裂提取水比500℃下爆裂提取水测定的δD_H2O低10～15‰，很明显高温爆裂会造成氢同位素分馏，并不能代表成矿时流体的同位素组成，而另有文献(Sheets et al.,1996；O'Reilly et al.,1997；Gleeson et al.,1999；Barker et al.,2000)表明1000℃以上爆裂的石英包裹体提取水得到的δD_H2O是超乎寻常的低值；③包裹体打开可能造成的污染；这些都会使氢同位素组成受到影响。