全岩高精度Hf和W同位素分析方法及其地质应用

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	全岩高精度Hf和W同位素分析方法及其地质应用
	陈娟
导师	唐红峰 ; 王宁
	2013
学位授予单位	中国科学院研究生院
学位授予地点	北京
学位名称	博士
学位专业	地球化学
关键词	Hf同位素 W同位素 Hf-w同位素体系 Mc-icpms 同位素稀释法新疆东准噶尔花岗岩陨石
摘要	Hf同位素研究是揭示岩（矿）石物质来源、硅酸盐矿物风化强度、海水来源和组成的重要途径。W同位素是探索地球核幔分异时间、月球及太阳系内其他星体起源与演化的有效指标。国外对W同位素的研究已经有20多年的历史，而我国到目前为止还没有W同位素研究的报道，其主要原因是缺乏有效的全岩W的化学分离流程，致使高精度W同位素质谱分析数据没有保障。本文在总结和对比已有研究的基础上，建立了全岩样品Hf、W的化学分离和溶液的Hf、W同位素多接收器等离子体质谱(MC-ICPMS)分析方法，并将所建立的方法应用到新疆东准噶尔花岗岩的全岩Hf同位素和某些陨石样品的全岩W同位素组成研究。这些方法及其应用为研究新疆东准噶尔花岗岩的成因、揭示陨石奥秘提供了新的资料，也为天体化学、岩石地球化学、矿床地球化学和环境地球化学研究提供了重要实验技术平台。主要成果如下： (1) 以新疆东准噶尔碱性花岗岩浅色包体(HY32-1)和卡拉麦里蛇绿岩套玄武岩(QS08-1)为对象，在综合前人方法的基础上，开展了全岩Hf的化学分离条件实验研究，建立了我所全岩Hf的分离纯化流程。利用Ln-Spec (100-150 mesh, H+)特效树脂得到Hf的平均回收率~95%，满足全岩Hf同位素研究的要求。 (2) 选取路南陨石和NIST SRM612玻璃标准物质为对象，使用AG1X-8 (200-400 mesh, Cl-)阴离子树脂，在综合前人方法的基础上，开展了全岩W的化学分离条件实验研究，建立了我所全岩W的分离纯化流程。利用该流程得到路南陨石W的回收率~85%、NIST SRM612标样的W的回收率~96%，满足全岩W同位素研究的要求。 (3) 利用全岩Hf的化学分离实验流程，对4件标准物质和19件岩石样品（新疆东准噶尔的花岗岩及其包体18件、玄武岩1件）进行了全岩Hf同位素研究。本文获得的国际标样BCR-1、BHVO-2、W-2的176Hf/177Hf比值与文献报道的结果在误差范围内的一致，说明本文所建立的全岩Hf的化学分离流程和溶液Hf的同位素质谱测定方法是可靠的。依据新疆东准噶尔岩石样品的全岩176Hf/177Hf比值、全岩样品在ICP-MS上测定的Lu、Hf含量和岩石的形成年龄(300Ma)，得到这些样品的全岩εHf(t)值，它们与锆石的εHf(t)值在误差范围内总体上是一致的，因此ICP-MS测定的Lu、Hf含量，可以用来计算年龄在~300Ma的全岩样品的初始Hf同位素组成。玄武岩的全岩εHf(t)值与该蛇绿岩套斜长花岗岩的锆石εHf(t)值的高度吻合，为利用全岩176Hf/177Hf比值和ICP-MS测定的全岩Lu、Hf含量，开展没有或难以选出锆石的岩石的Hf同位素研究提供了很好的实例。 (4) 利用全岩Hf、W的化学分离流程，对16件普通球粒陨石、1件地球上的玄武岩玻璃及标准物质NIST SRM612开展了全岩同位素稀释法的Hf、W含量和MC-ICPMS的W同位素组成研究。对国际W标准溶液NIST SRM3163测定的182W/184W比值为0.864805±37 (2S.D., n=26)，与前人的结果在误差范围内一致。本文获得的大部分H型普通球粒陨石的εW值与前人报道的同类陨石全岩的结果在误差范围内相近，L型普通球粒陨石的εW值也与前人报道的同类陨石全岩的结果在误差范围内接近。总体而言，利用本文所建立的样品消解和化学分离流程，结合溶液MC-ICPMS测定方法，可以获得全岩样品的高精度Hf、W含量和W同位素组成数据。
其他摘要	Hf isotope is an important approach for revealing source materials of rocks or ores, weathering intensity of silicate minerals, and source and components of seawater. W isotope is an effective index for exploring the core-mantle differentiation time of the earth as well as the origin and evolution of the moon or other astral bodies in the solar system. W isotopic researches in foreign countries have a history of more than twenty years, but up to now there is no report in our country due to lack of effective W chemical separation procedure for whole rock samples, which leads to that W isotope data with high precision by mass spectrometry are not guaranteed. Based on summarizing and comparing of previous researches, the Hf and W chemical separation procedures and solution Hf and W isotopic analytical methods by multi-collector inductively coupled plasma mass spectrometry (MC-ICPMS) for whole rocks were established in this dissertation. Then the procedures and methods were applied to studies on Hf isotope compositions of granite whole rocks in East Junggar of Xinjiang, and on W isotope composition for some meteorite whole rocks. The established methods and their applications provide new data for study on the origin of the granites in East Junggar of Xinjiang, and for revealing the mysteries of meteorites as well as provide an important experimental platform for astrochemistry, rock geochemistry, ore deposit geochemistry and environmental geochemistry. The following conclusions have been obtained: 1) One light enclave sample (HY32-1) collected from the alkaline granite body in East Junggar of Xinjiang and one basalt sample (QS08-1) collected from the Karamaili ophiolite suite were chosen as objects. Hf chemical separation conditions for whole rock samples have been studied based on previous researches, and then the Hf chemical separation procedure for whole rocks had been established.
学科领域	地球深部物质与流体作用地球化学
语种	中文
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.gyig.ac.cn/handle/352002/5851
专题	研究生_研究生_学位论文
推荐引用方式 GB/T 7714	陈娟. 全岩高精度Hf和W同位素分析方法及其地质应用[D]. 北京. 中国科学院研究生院,2013.

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