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Re-Os同位素和铂族元素(PGE)的特殊地球化学性质使之成为示踪岩浆及相关流体演化过程和物质来源的强有力工具。然而,大多数地质样品中仅含有ppb级乃至ppt级的Re和PGE。因此,要获得准确的分析数据,必须对已有的分析方法加以改进。改进后的方法已成功用于低含量地质样品的研究。论文取得的主要成果有:
1.探讨异戊醇萃取Re的机理并建立异戊醇萃取地质样品中痕量Re的分离流程。紫外-可见光谱证实了异戊醇萃取铼为离子缔合体系的阴离子交换反应。在1.5 mol/L HNO3介质条件下,用2 ml异戊醇分两次萃取,其萃取率大于60％。以橄榄岩国际标样(CCRMP,WPR-1)为监控样品,5次重复分析的平均结果(10.67ppb)与文献报道的分析结果(10.83 ppb)一致。对黄铜矿单矿物样品中的Re进行分析,5次重复分析的相对标准偏差为1.03％。
2.改进硫化物矿石和单矿物的PGE分析流程。Carius管法分解样品→Te共沉淀分离富集PGE→5次过混合离子交换树脂(P507树脂和阳离子交换树脂),以除去Cu、Ni、Zr、Hf等干扰元素→ICP-MS测定PGE。
3.探讨冷水箐铜镍矿床的PGE和Re-Os同位素地球化学特征及成矿过程。冷水箐硫化物矿石的∑PGE(Ir+Ru+Rh+Pt+Pd)含量很低,其值在7.91～56.9 ppb之间变化。Cu/Pd比值为9461～318041,平均166610,远高于原始地幔的Cu/Pd比值(6300),这些特征均显示岩浆在上升通道巾已经历了硫化物的熔离；基于大陆拉斑玄武岩的PGE不亏损的初始岩浆推算结果,冷水箐矿床母岩浆中的PGE明显亏损,而深部硫化物熔离可能是导致冷水箐矿床母岩浆PGE亏损的主要因为；(187Os/188Os)i比值变化在0.1758～0.3620之间,以及γOd值变化在+44.0～+197之间,显示在成矿过程及岩浆侵位期间有部分地壳物质加入到成岩成矿系统。
4.较系统地揭示雪鸡坪和普朗斑岩铜矿的PGE分布特征。雪鸡坪和普朗斑岩铜矿岩石样品均具有低的∑PGE(Ir+Ru+Rh+Pt+Pd),其中雪鸡坪斑岩样品的∑PGE含量为2.1～31.2 ppb；Pd/Pt比值在1.5～4.8之间变化；Pd/Ir比值变化在87～3271之间。普朗矿区斑岩样品的∑PGE含量为1.9～5.0 ppb；Pd/Pt比值为1.4～6.3；Pd/Ir比值为121～754。黄铜矿具有较高的∑PGE含量(123 ppb)、较高的Pd/Pt比值(56)以及较高的Pd/Ir比值(2144)。普朗围岩的∑PGE含量为0.9～6.7 ppb之间；Pd/Pt比值在1.1～2.4之间变化；Pd/Ir比值为61～152。雪鸡坪和普朗样品原始地幔标准化PGE配分模式十分相似,均为向左倾斜的正斜率模式,暗示其原始岩浆源于同一源区。雪鸡坪和普朗斑岩样品的PGE配分模式均与MORB相似,暗示PGE可能源于地幔楔或俯冲洋壳的低程度部分熔融。Pd、Pt和Cu、FeOr之间明显正相关表明Pd和Pt与黄铜矿和黄铁矿关系密切。在高盐度、高温度条件下,Pd和Pt可能均以氯络合物形式迁移。
5.查明烂泥塘浅成低温热液型Cu-Au矿床中黄铜矿的PGE分布特征。黄铜矿的∑PGE较低,其值为5.46～19.0 ppb。原始地幔标准化PGE配分模式呈Ru、Pd相对于Ir、Pt富集的趋势。Pd/Ir、Ru/Ir、Pt/Ru、Pd/Pt比值分别变化在2.35～21.9、15.6～42.3、0.02～0.2和4.83～21.8之间。除Pt/Ru比值低于原始地幔外,其他比值均高于原始地幔,这表明黄铜矿的Ir、Ru、Pt、Pd之间发生了分异。黄铜矿中相对高的Ru和Pd含量可能是热液流体对早期矿化斑岩选择淋滤的结果。