同位素地質(zhì)分析技術(shù)與應用研究新進展
——代序

同位素地質(zhì)分析技術(shù)與應用研究新進展
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2012年4月20—23日, 由中國地質(zhì)學會同位素地質(zhì)專業(yè)委員會發(fā)起籌辦, 國土資源部同位素地質(zhì)重點實驗室、國土資源部成礦作用與資源評價重點實驗室聯(lián)合承辦的“同位素地質(zhì)新技術(shù)新方法與應用學術(shù)討論會”在廈門成功舉辦。450多位來自全國大專院校、科研院所和公司企業(yè)的代表及同位素質(zhì)譜等相關(guān)儀器廠家的代表出席了本次大會。出席這次會議的不僅有全國著名的專家教授, 還有很多年輕的同位素地質(zhì)工作者、青年學生和多位國外著名專家和廠商代表。沈其韓院士、李曙光院士、劉叢強院士親臨大會指導, 并做了精彩的報告和發(fā)言。

會議共收到論文摘要 189篇, 比較充分地反映了我國同位素地質(zhì)年代學和同位素地球化學的最新進展和取得的重要成果。丁悌平研究員、儲雪蕾研究員、侯增謙研究員、毛景文研究員、朱祥坤研究員、蔣少涌教授、李獻華研究員、徐義剛研究員、陳文研究員、孫衛(wèi)東研究員、吳元保研究員和 Anthony Cohen教授先后做了大會報告。根據(jù)論文和報告內(nèi)容共設(shè)置了 8個專題會場: (1)微區(qū)原位同位素分析和定年方法; (2)多接收等離子質(zhì)譜與非傳統(tǒng)同位素地球化學; (3)同位素地質(zhì)新技術(shù)新理論; (4)礦產(chǎn)資源、能源和水資源的形成時代與同位素示蹤; (5)重大地質(zhì)事件的形成時代與同位素地球化學; (6)氣候變化與環(huán)境同位素地球化學; (7)前寒武地質(zhì)與地球早期演化; (8)殼幔相互作用與造山帶演化。160余位專家作了專題發(fā)言, 各分會場圍繞本專題進行了熱烈交流和討論。

就這次會議的主要學術(shù)成果簡要總結(jié)如下:

1.微區(qū)同位素分析和定年技術(shù)引領(lǐng)同位素地球化學研究走進微觀精細成巖成礦過程。納米離子探針鋯石微區(qū)U-Pb定年技術(shù)的空間分辨率已達5 μm以下, Pb-Pb定年則達到2 μm以下; LA-MC-ICP-MS鋯石微區(qū)U-Pb定年的空間分辨率也達到10 μm以下。微區(qū)U-Pb定年礦物由鋯石拓展到斜鋯石、獨居石、榍石、磷釔礦、異性石、磷灰石、金紅石、鈣鈦礦、錫石、蛋白石等。微區(qū)穩(wěn)定同位素分析技術(shù)也取得重要進展。如離子探針鋯石、橄欖石、石英等礦物微區(qū)O同位素分析, 鋯石、橄欖石微區(qū)Li同位素分析, 硫化物微區(qū)S同位素分析, 微區(qū)H同位素分析方法等; LA-MC-ICP-MS磷灰石、碳酸鹽等礦物微區(qū)Sr、Nd同位素分析, 富硼礦物微區(qū)B同位素分析, 石榴子石、橄欖石等礦物微區(qū)Si同位素分析, 長石等微區(qū)Pb同位素分析方法等相繼建立。這些高精度高分辨率微區(qū)同位素分析和定年方法為精細刻畫成巖成礦過程提供了有力的技術(shù)支撐。

2.非傳統(tǒng)同位素分析技術(shù)與應用研究躍上一個新的臺階。隨著MC-ICP-MS分析技術(shù)的日臻成熟, 非傳統(tǒng)同位素的分析精度不斷提高, 研究范圍不斷擴大, 在建立Fe、Cu、Zn、Se、Mo等非傳統(tǒng)同位素分析方法基礎(chǔ)上, 最近又研發(fā)建立了Li、Cr、Mg、Hg和Sr(88Sr/86Sr)、Ca等非傳統(tǒng)同位素分析新方法。隨著非傳統(tǒng)同位素分析方法的相繼建立, 應用領(lǐng)域不斷拓展, 研究水平不斷提高。利用非傳統(tǒng)同位素對殼幔作用過程、巖漿作用過程、巖石風化剝蝕過程、生物作用過程、元素搬運和沉淀過程、成巖成礦過程進行了開拓性研究, 基本查明了 Fe等非傳統(tǒng)同位素在上述過程中的分餾變化規(guī)律, 為巖石礦床的成因和形成機制、古氣候環(huán)境的恢復重建提出了制約, 為進一步深入開展應用研究奠定了基礎(chǔ)。

3.同位素定年和示蹤技術(shù)在礦產(chǎn)資源中的應用研究取得重要進展。利用同位素技術(shù)確定成礦時代, 示蹤成礦物質(zhì)來源和形成環(huán)境仍是礦床同位素地球化學研究的兩大主題。直接利用礦石礦物確定成礦時代成為成礦年代學研究的熱點, Re-Os定年礦物已由傳統(tǒng)的輝鉬礦擴展到黃鐵礦、黃銅礦、磁鐵礦、瀝青等金屬礦物和脈石礦物, 錫石U-Pb定年已由溶液法發(fā)展到激光微區(qū)原位測量方法, 白鎢礦Sm-Nd法成為確定成礦年齡的新方法。利用礦物流體包裹體Ar-Ar、Rb-Sr等多種技術(shù)聯(lián)合限定成礦年齡的方法已基本成熟。Fe、Cu、Zn、Os、Mo、Mg、Si、Li、B、He、Ar、Se等非傳統(tǒng)新同位素體系已在示蹤成礦物質(zhì)來源與成礦環(huán)境方面得到廣泛應用, 成為揭示BIF、白云鄂博等一些疑難礦床成因的有效手段。

4.氣候變化與環(huán)境同位素地球化學研究取得重要進展。這方面的論文和報告最多, 內(nèi)容涉及范圍最廣,涵蓋了古代、近代和現(xiàn)代海洋、湖泊、河流等沉積物記錄的氣候環(huán)境變化, 以及大氣、海洋、湖泊、河流、地下水、土壤和城市環(huán)境污染等各個方面。主要包括利用非傳統(tǒng)穩(wěn)定同位素研究大陸風化過程; 利用Si同位素研究地球表面圈層的硅循環(huán); 利用B同位素研究古海洋的pH值變化; 利用多種手段研究前寒武紀海洋的氧化還原狀態(tài)及演化; 利用苔蘚穩(wěn)定同位素示蹤大氣硫、氮污染; 利用 Sr、Li研究青海湖流域河水化學成分的季節(jié)性變化; 利用穩(wěn)定同位素示蹤北方干旱地區(qū)地下水的補給源區(qū); 利用氮同位素研究海水中的硝化速率; 利用Hg同位素研究大氣中Hg的遷移和污染途徑, 并首次發(fā)現(xiàn)了偶數(shù)Hg同位素非質(zhì)量分餾效應;利用Pb同位素示蹤中國近海沉積物中鉛的人為污染及自然來源; 利用U系定年技術(shù)通過精確測定石筍、珊瑚等沉積物的形成年齡, 高分辨率恢復重建陸地和海洋氣候環(huán)境。

5.前寒武地質(zhì)與地球早期演化研究取得新進展。隨著離子探針、LA-MC-ICP-MS等高精度鋯石微區(qū)U-Pb定年技術(shù)的廣泛應用, 獲得了大量華北克拉通硅鐵建造的形成年齡數(shù)據(jù), 成礦時代主要集中在新太古代, 2.5 Ga左右, 稍后即被埋深, 遭受區(qū)域變質(zhì)作用, 這與以前的認識明顯不同。利用硫同位素非質(zhì)量分餾、Cr同位素、Ni/Fe比值等多種技術(shù)手段研究了地球早期大氣的演化及影響因素; 利用Fe、Si、Sr同位素研究了新元古代雪球事件前后古海洋環(huán)境的演化及鐵錳礦床的形成; 利用Fe、Mo同位素和Ce異常研究了晚元古代-寒武紀南華海洋環(huán)境的演化。

為了讓廣大同位素地質(zhì)工作者對這次會議的內(nèi)容和我國同位素地球化學研究的現(xiàn)狀有更全面的了解,在《地球?qū)W報》編輯部的大力支持下, 同位素地質(zhì)專業(yè)委員會以這次會議的部分優(yōu)秀論文為主要內(nèi)容, 在《地球?qū)W報》2012年第6期組織出版“同位素地質(zhì)新技術(shù)新方法與應用”專輯。希望這本專輯能對我國同位素地質(zhì)及相關(guān)領(lǐng)域的研究人員有所幫助, 促進該學科的進一步發(fā)展。

中國地質(zhì)學會同位素地質(zhì)專業(yè)委員會

2012年11月2日

10.3975/cagsb.2012.06.01