一種斑巖型礦床的石英脈中流體包裹體水中鋰同位素的測定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及同位素測試領(lǐng)域，進(jìn)一步地說，是涉及一種斑巖型礦床的石英脈中流 體包裹體水中鋰同位素的測定方法。
【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，適于開采，選礦回收率高， 成為世界上最重要的銅礦類型。近年來，因出露于地表、易于識別的斑巖型礦床多被發(fā) 現(xiàn)，勘查需更多地轉(zhuǎn)入對隱伏礦床的尋找。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?過程（Richardsetal.，2001; Richards, 2003)，以及含礦斑巖形成的深部過程及地球動力學(xué)背景（Richards, 2003, 2007 ; Houetal.，2003,2004;Cookeetal.，2005);同時，成礦流體的詳細(xì)演化過程及成礦物質(zhì) 沉淀機(jī)理等（Ulrichetal.，2001;Rusketal.，2004;Redmondetal.，2004;Harriset al.，2005)更是研宄的重點(diǎn)。
[0003] 成礦流體是成礦過程中最活躍的地質(zhì)因素，在整個成礦過程中，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、運(yùn)移場和儲礦場的媒介與紐帶（翟裕生， 1999)。特別對于成礦過程與巖漿熱液演化密切相關(guān)的斑巖型礦床，對其進(jìn)行詳盡的成礦流 體研宄，有助于重塑巖漿-流體-成礦演化過程，是揭示礦床成因的關(guān)鍵。
[0004] 成礦流體的詳細(xì)演化過程及成礦物質(zhì)沉淀機(jī)理等一直以來都是礦床研宄的重中 之重。成礦流體是礦床、尤其是熱液礦床形成時最主要介質(zhì)，在礦質(zhì)的活化、迀移和沉淀過 程中起著極其重要的作用。一般認(rèn)為，不同類型的熱液礦床，其成礦流體來源不盡相同；因 此，查明成礦流體的來源對于深入了解成礦作用，查明礦床成因機(jī)制具有十分重要的意義。 通常，當(dāng)含羥基蝕變礦物（如角閃石、綠泥石、云母類礦物）大量發(fā)育時，我們可以通過測 定此類礦物氫氧同位素組成（White，1974)，并利用各自同位素分餾方程，換算出礦物形成 時成礦流體的氫氧同位素組成，以用來示蹤成礦流體的來源及演化路徑（如Sheppardand Gustafson, 1975;Harrisetal.，2005)。但當(dāng)含羥基蝕變礦物不發(fā)育或較少發(fā)育時，人們 常通過含氧脈石礦物的氧同位素測定，換算出礦物形成時成礦流體的氧同位素；通過此類 礦物內(nèi)流體包裹體氫同位素的直接測定，查清成礦流體的氫同位素組成。
[0005] 作為熱液礦床中最為常見的脈石礦物，石英以其相對穩(wěn)定的特征，使其在成礦流 體示蹤方面得益廣泛關(guān)注。通常，采用常規(guī)Brfy去測定石英氧同位素組成，而氫同位素則 使用爆裂法取包裹體水，鋅法制氫，結(jié)果用質(zhì)譜測定。最后得到的石英氧同位素組成S18C^ 英，利用Clavton推薦的石英-水的氧同位素分餾方程1000 ln a石英-水=618O石英-S 18O水= 3. 38*106r2-3. 40 (200-500°C ) (Clavton et al.，1972)或者張理剛給出的石英-水氧同位 素平衡交換的經(jīng)驗(yàn)分餾方程：1000 ln a石英-水=S 18O石英-S 18O水=3.42*106T_2-2.部（張理 剛，1985)，計算成與礦物同位素交換達(dá)到平衡時成礦流體氧同位素組成S 18〇#，將其結(jié)果 與流體包裹體氫同位素一起投在S D-S 18〇#圖解（鄭永飛，2000)上，以判斷成礦流體的來 源。
[0006] 以上這些做法都有其難以避免的缺陷。石英爆裂法取包裹體水來得到氫同位素 組成：①難以避免次生包裹體混合（楊志明，2009);②高溫爆裂可能會造成的同位素分餾， Faure(2003)經(jīng)過實(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 水測定的SDh2JS10~15%。，很明顯高溫爆裂會造成氫同位素分餾，并不能代表成礦時流 體的同位素組成，而另有文獻(xiàn)（Sheetsetal.，1996 ;0'Reillyetal.，1997;Gleesonet al.，1999barkeretal.，2000)表明1000°C以上爆裂的石英包裹體提取水得到的SDH2。 是超乎尋常的低值；③包裹體打開可能造成的污染；這些都會使氫同位素組成受到影響。
[0007] 相對于傳統(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)是近年來國際地學(xué)界新興的一個研宄領(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
[0008] 鋰同位素測定目前的常用礦物為云母類礦物、鋰輝石、角閃石等等鋰含量較高的 礦物，石英由于鋰含量低并且難溶解，較少使用。但是正因?yàn)檫@樣，石英有著極好的物理化 學(xué)耐性，因此往往能夠不隨環(huán)境改變其物理化學(xué)性質(zhì)，因此，不同期次的石英中流體包裹體 水中的同位素組成可以反映不同期次成礦流體同位素組成
[0009] 通過鋰同位素來研宄成礦流體，流體包裹體水中的鋰同位素測定能夠得到直接的 結(jié)果。但是熱液礦床中與成礦相關(guān)的石英脈體大多細(xì)小，而且石英脈體中所包含流體包裹 體數(shù)量少、體積小，提取出來的流體包裹體水很難滿足測試需要。鋰同位素測定目前的常 用礦物為云母類礦物、鋰輝石、角閃石等等鋰含量較高的礦物，石英由于鋰含量低并且難溶 解，也較少使用。因此，迫切需要建立個石英樣品的前處理方法將石英與流體包裹體分開， 并建立一個經(jīng)驗(yàn)公式，通過石英的鋰同位素（S7Litortz)和流體包裹體均一溫度的 準(zhǔn)確測定，可以得到流體包裹體水中鋰同位素組成（S7Lifluid)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 為解決現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的問題，本發(fā)明提供了一種斑巖型礦床的石英脈中流體包 裹體水中鋰同位素的測定方法。通過建立石英與流體包裹體水中鋰同位素的分餾經(jīng)驗(yàn)公 式，只需要測定石英中s7Li和流體包裹體均一溫度（T)，通過分餾經(jīng)驗(yàn)公式計算能夠得到 流體中的S7Lifluid。
[0011] 本發(fā)明的目的是提供一種流體包裹體水中鋰同位素的測定方法。
[0012] 包括：
[0013] 1)石英中鋰同位素的測定
[0014] 石英樣品經(jīng)表面凈化、流體包裹體提取、超聲提取后溶解，化學(xué)純化，進(jìn)行鋰同位 素的測定；
[0015] 2)依據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式：線性方程為AS7LiQuartz_fluid= -23. 197X(1000/T)+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；
[0016]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°C彡t彡 586°C。
[0017] 其中，優(yōu)選：
[0018] 所述石英樣品為純度大于98%的石英單礦物樣品，粒度60-80目。
[0019] 步驟（1)中，采用研磨法提取流體包裹體。
[0020] 步驟（1)中，超聲提取的次數(shù)大于等于5次。
[0021] 步驟⑴中，石英樣品先加入HNO3，后加入HF溶解。
[0022] 溶解Ig石英的HF的用量大于等于5ml。加入圓03和HF的量可以根據(jù)實(shí)際情況 進(jìn)行調(diào)整，以充分溶解為宜。本發(fā)明中，可優(yōu)選：Ig石英樣品需要0. 5mLHNO#P5mLHF。
[0023] 本發(fā)明中石英中鋰同位素測量方法可采用現(xiàn)有技術(shù)中通常的鋰同位素的測量方 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：
[0024] A.樣品表面凈化
[0025] 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，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。
[0026] B.樣品量
[0027] 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試需要。
[0028] C.研磨法打開流體包裹體
[0029] 將稱量好的樣品磨制到200目以上，此時可以認(rèn)為流體包裹體全部被磨碎。
[0030] D?提取次數(shù)
[0031] 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。
[0032] E?樣品溶解
[0033] 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+5mLHF,溶樣時先加入HNO3，后加入HF。其余溶樣步驟與通用方法（Rudnick，2004; Tianet.al. 2012) 一致。
[0034] ①Ig樣品加入0.5mLHN03+5mLHF,溶樣時先加入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（溫度為120°C);③蒸干溶液，加入一定 量的濃HN032-4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。
[0035]F.純化
[0036] 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，如下所示。
[0037] ①交換柱1
[0038] 交換柱1為填充了I. 2mL陽離子交換樹脂（AG50W-X8)的聚丙烯交換柱。淋洗液 為2. 8MHCl。首先加入ImL4MHCl平衡柱子，然后取ImL樣品（溶樣過程最后樣品加入 I. 2mL4MHCl，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