同位素地質分析技術與應用研究新進展
——代序

同位素地質分析技術與應用研究新進展
——代序

2012年4月20—23日, 由中國地質學會同位素地質專業委員會發起籌辦, 國土資源部同位素地質重點實驗室、國土資源部成礦作用與資源評價重點實驗室聯合承辦的“同位素地質新技術新方法與應用學術討論會”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的代表及同位素質譜等相關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。根據論文和報告內容共設置了 8個專題會場: (1)微區原位同位素分析和定年方法; (2)多接收等離子質譜與非傳統同位素地球化學; (3)同位素地質新技術新理論; (4)礦產資源、能源和水資源的形成時代與同位素示蹤; (5)重大地質事件的形成時代與同位素地球化學; (6)氣候變化與環境同位素地球化學; (7)前寒武地質與地球早期演化; (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成果簡要總結如下:

1.微區同位素分析和定年技術引領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U-Pb定年技術的空間分辨率已達5 μm以下, Pb-Pb定年則達到2 μm以下; LA-MC-ICP-MS鋯石微區U-Pb定年的空間分辨率也達到10 μm以下。微區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。微區穩定同位素分析技術也取得重要進展。如離子探針鋯石、橄欖石、石英等礦物微區O同位素分析, 鋯石、橄欖石微區Li同位素分析, 硫化物微區S同位素分析, 微區H同位素分析方法等; LA-MC-ICP-MS磷灰石、碳酸鹽等礦物微區Sr、Nd同位素分析, 富硼礦物微區B同位素分析, 石榴子石、橄欖石等礦物微區Si同位素分析, 長石等微區Pb同位素分析方法等相繼建立。這些高精度高分辨率微區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支撐。

2.非傳統同位素分析技術與應用研究躍上一個新的臺階。隨著MC-ICP-MS分析技術的日臻成熟, 非傳統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等非傳統同位素分析方法基礎上, 最近又研發建立了Li、Cr、Mg、Hg和Sr(88Sr/86Sr)、Ca等非傳統同位素分析新方法。隨著非傳統同位素分析方法的相繼建立, 應用領域不斷拓展, 研究水平不斷提高。利用非傳統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等非傳統同位素在上述過程中的分餾變化規律, 為巖石礦床的成因和形成機制、古氣候環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。

3.同位素定年和示蹤技術在礦產資源中的應用研究取得重要進展。利用同位素技術確定成礦時代, 示蹤成礦物質來源和形成環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定年已由溶液法發展到激光微區原位測量方法, 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等多種技術聯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等非傳統新同位素體系已在示蹤成礦物質來源與成礦環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, 內容涉及范圍最廣,涵蓋了古代、近代和現代海洋、湖泊、河流等沉積物記錄的氣候環境變化, 以及大氣、海洋、湖泊、河流、地下水、土壤和城市環境污染等各個方面。主要包括利用非傳統穩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; 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及演化; 利用苔蘚穩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性變化; 利用穩定同位素示蹤北方干旱地區地下水的補給源區; 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, 并首次發現了偶數Hg同位素非質量分餾效應;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境。

5.前寒武地質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U-Pb定年技術的廣泛應用, 獲得了大量華北克拉通硅鐵建造的形成年齡數據, 成礦時代主要集中在新太古代, 2.5 Ga左右, 稍后即被埋深, 遭受區域變質作用, 這與以前的認識明顯不同。利用硫同位素非質量分餾、Cr同位素、Ni/Fe比值等多種技術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-寒武紀南華海洋環境的演化。

為了讓廣大同位素地質工作者對這次會議的內容和我國同位素地球化學研究的現狀有更全面的了解,在《地球學報》編輯部的大力支持下, 同位素地質專業委員會以這次會議的部分優秀論文為主要內容, 在《地球學報》2012年第6期組織出版“同位素地質新技術新方法與應用”專輯。希望這本專輯能對我國同位素地質及相關領域的研究人員有所幫助, 促進該學科的進一步發展。

中國地質學會同位素地質專業委員會

2012年11月2日

10.3975/cagsb.2012.06.01