缺氧沉积物及其衍生物的ReOs同位素定年与示踪.pdfVIP

华 南 地 质 与 矿 产 2010 年 Geology and Mineral Resources of South China 第 3 期 文章编号：1007-3701 (2010)02-00-57-11 缺氧沉积物及其衍生物的 Re-Os 同位素定年与示踪 1 2 2 1 段瑞春 ，王 浩 ，凌文黎 ，杨红梅 （1.武汉地质矿产研究所，武汉 430205 ；2. 中国地质大学地球科学学院，武汉，430074 ） 摘要：Os 属铂族元素，其不同于亲石元素的地球化学性质使得 Re - Os 同位素体系在金属 矿床和超基性 - 基性岩浆岩的定年与地球化学示踪研究中得到了广泛应用。Re 、Os 元素 具有亲铁和一定程度的亲铜性质，能在还原环境中与硫化物和/或有机物结合而发生相对富 集，因此可应用 Re - Os 同位素体系对缺氧环境中形成的富有机质沉积物及其衍生物进行 定年与示踪研究。本文综述了近年来 Re - Os 地球化学在这一领域的研究新进展，包括黑 色页岩中 Re - Os 富集机制的探讨，沉积岩的等时线法定年，风化作用、烃类成熟度和变 质作用等对黑色页岩等富有机质沉积岩 Re - Os 同位素体系的影响，沉积环境的 Os 同位 素示踪以及黑色页岩 Os 模式年龄的意义等，并对这些研究成果在石油、沥青等有机矿产 的成因研究及其勘查工作中的应用前景进行了评述。 关 键 词：黑色页岩；沥青；石油；Re - Os ；定年与示踪 中图分类号：TP391.1 文献标识码：A 1 引言20 高精度质谱分析技术逐渐趋于成熟 [8~10] 。与此同时， 在Re - Os 样品的化学制备中采用低本底卡洛斯管溶 Re 元素于 1925 年由德国化学家发现，而 Os 样法和微蒸馏纯化技术，使得Re - Os 同位素体系在 元素的发现则可追溯到 1803 年。铼为ⅦB 族元素， 地球科学中的应用得到了实质性发展 [11~12] 。 属亲铁元素，并有一定程度的亲铜性。在部分熔融 国内实验室中，国家地质实验测试中心率先于 作用过程中，铼表现为中度程度不相容元素，其地 1990 年代初建立了包括辉钼矿在内的高含量样品 壳丰度为~ 2 ng/g 。锇为ⅧB 族元素，属铂系元素， 的Re - Os 同位素分析方法 [13~15] 。1990 年代晚期 表现出亲铁性并具一定程度的亲铜性，在部分熔融 以来，中国科技大学 [16-17] 、南京大学 [18] 、中科院 作用过程中，表现为强相容元素，即倾向于在残余 地质与地球物理研究所 [19] 、中科院广州地球化学 相中富集，其在地壳中的丰度约为 50 pg/g [1~4] 。 研究所 [20] 、中国地质大学（武汉） [21] 、中科院地 Re - Os 同位素体系在地球科学中作为年代学方 球化学研究所 [22]等单位也先后建立了 Re - Os 同 法应用始于 1960 年代 [5~6] 187 ，其原理为放射性的 Re 位素实验室，提高了国内 Re - Os 同位素体系的实 可经β衰变成为 187Os。而Re、Os 元素在地壳中极低 验与应用水平，且黑色页岩的分析技术在近年来也 的含量及其质谱分析所需较高的一级电离能制约了 日益得到重视 [23~24] 。目前，国土资源部武汉地质 该体系的广泛应用 [7] 。直到 1991 年适合于负离子状 矿产研究所依托新型热电离质