《微區和非傳統同位素分析方法及套用研究》是由中國地質科學院礦產資源研究所擔任主要完成單位，李延河,侯可軍,秦燕,劉鋒,萬德芳,范昌福,段超擔任主要完成人的一項科技項目。
基本介紹
- 中文名：微區和非傳統同位素分析方法及套用研究
- 主要完成單位：中國地質科學院礦產資源研究所
- 主要完成人：李延河,侯可軍,秦燕,劉鋒,萬德芳,范昌福,段超
- 等級：二等
- 獲獎序號：20140048
- 獲獎證書編號：KJ2014-2-37
- 獎種：國土資源科學技術獎
項目摘要
微區原位同位素、非傳統同位素和非質量同位素效應是國際同位素地球化學研究的前沿和熱點。微區原位同位素分析和定年技術不僅避免了常規方法繁雜的化學分離純化流程和不同期次礦物的混雜，節約了成本，提高了效率，而且可以對不同期次的礦物顆粒、礦物生長環帶、微細沉積條帶等進行微區原位原地分析，精細刻畫成岩成礦過程，揭示常規方法無法發現的現象和規律。隨著分析精度的大幅提高，非傳統同位素顯示出巨大套用潛力和廣闊發展前景，可以直接利用Fe、Cu、Zn等金屬成礦元素同位素示蹤成礦物質來源和成礦條件。非質量同位素分餾效應可以揭示一些元素濃度甚至單個同位素比值無法揭示的特殊作用過程，為研究地球早期大氣和海洋的氧化還原狀態及演化開闢了一條獨特的新途徑。在國家自然科學基金、公益性行業科研專項等項目的支持下，根據我國科研工作的需要，瞄準國際前沿，研發了十種微區和非傳統同位素分析和定年新方法，選擇前寒武紀條帶狀矽鐵建造（BIFs）、新疆吐-哈內陸地區超大型硝酸鹽礦床、新疆可可托海稀有金屬礦床、長江中下游鐵銅多金屬成礦帶等作為重點研究對象，開展了廣泛的套用示範研究。 研發建立我國第一個硝酸鹽和硫酸鹽的三氧同位素分析方法、第一個LA-MC-ICPMS微區原位原地B同位素分析方法；建立LA-MC-ICPMS鋯石微區U-Pb定年和Hf同位素分析方法，建立磷灰石微區Sr/Nd同位素分析方法，建立Fe、Cu、Zn 非傳統同位素分析方法，分析精密度和準確度均達到國際同類實驗室先進水平，為地質科技創新研究提供了有力技術支撐。 首次在新疆吐-哈內陸盆地超大型硝酸鹽礦床中發現氧同位素非質量效應，證明NO3由大氣光化學反應形成，硝酸鹽為大氣氣溶膠成因，查清了大氣成因硝酸鹽遷移演化軌跡和富集成礦機制：鈉硝石礦床由硝酸鹽氣溶膠長期沉降聚集，經雨水短距離遷移和毛細管蒸發富集成礦，鉀硝石礦床則經地表水長距離搬運、演化和鹽湖蒸發富集形成。指出大氣成因硝酸鹽普遍存在，並具有相似的氮氧同位素組成，但只有在氣候極端乾旱、生物活動極弱的條件下才能富集形成礦床。 對我國不同時代不同類型BIFs的矽氧同位素、非傳統鐵同位素和硫同位素非質量效應進行了系統研究。BIFs強烈虧損30Si，富集56Fe，具明顯硫同位素非質量效應；矽質條帶相對鐵質條帶富集30Si、貧18O；Algoma型BIF △33S多為負異常，δ56Fe為高正值。在國際上首次發現硫同位素非質量分餾效應與BIFs類型之間的關係，提出無論是Algoma型還是Superior型BIFs都由海底噴氣作用形成，二者屬於同一成礦系統，空間上可相互過渡。熱水溶液噴發到海底後由於溫度突然下降，SiO2達到過飽和狀態，首先快速沉澱形成矽質層； Fe2+在還原條件下經緩慢氧化生成Fe3+隨後沉澱，形成鐵質層；一套矽-鐵韻律層代表一次海底噴氣活動，周期性海底噴氣活動形成了規律性的韻律層；解釋了困擾地質學家多年的BIFs中矽-鐵韻律層的形成機制問題。發表論文22篇，其中SCI論文8篇，中文核心論文14篇，出版中文專著1部。被SCI論文引用290次，他引230次；CSCD引用351次，他引254次。
