一種流體包裹體水中鋰同位素的測定方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及同位素測試領域，進一步地說，是涉及一種流體包裹體水中鋰同位素 的測定方法。
【背景技術】
[0002] 20世紀80年代以來，通過現代海底活動熱水成礦系統的系統觀察和深海鉆探， 以及古代VMS礦床的詳細解剖和系統研宄，極大地增進了人們對VMS礦床的認識和理解， 創建了著名的噴流沉積成礦模型（Lydon，1984, 1988)，并在找礦實踐中發揮了十分重要的 作用。盡管人們對VMS礦床的認識程度高于其他類型礦床，但是海底噴流熱水流體的來源 一直是一個長期爭論的問題（HenleyandThornley, 1979 ;Large，1992;Hanningtonet al. , 1999；Patricketal. , 2014)〇
[0003] 對于VMS型礦床，有些學者根據成礦流體與海水的類似性以及熱水蝕變帶的廣泛 發育，認為成礦流體來自演變的海水（Pisutha-ArnondandOhmoto, 1983;Dateetal.， 1983;Greenetal.，1983;Davidetal.，1995);有的學者則根據硫化物礦床與鈣堿性 巖系的密切共生關系（Urabe，1987 ;Stanton，1990)、流體包裹體的高鹽度特征（Lecuyer etal.，1999)、金屬元素的流體-恪衆分配實驗（Urabe，1985)，鎖同位素比值（Damon， 2004)，堅持認為成礦流體來自巖衆去氣。近年來，氫氧碳同位素證據（Jorgeetal.，2006; Beaudoinetal. 2014)支持巖漿和或變質流體加入以海水為主導的熱液體系，成礦金屬來 源于巖漿的理論。總之，VMS型礦床的成礦流體系統宄竟是以海水為主還是以巖漿出溶流體 為主？這兩者分別對海底熱水流體成礦系統產生多大的貢獻？在成礦過程中它們是如何 混合和運移的？是VMS礦床尚未很好解決的重要科學問題。然而，傳統技術方法（如C-H-O 同位素）似乎難以給出確切的證據。
[0004] 現代海水鋰同位素組成比較穩定，s7Li值為+31. 5%。;然而，在火山巖中，無論是 新鮮大洋中脊玄武巖（MORBs)、洋島玄武巖（OIBs)還是弧后盆地玄武巖（BABB)，都是在很 小的正值范圍內，它們總體的范圍S7Li為0.7~+7%。。因此，S7Li在海水中的近恒定值， 以及和巖漿成因巖石之間較大的差異使鋰同位素作為手段，進而鑒別復雜的海底熱液流體 系統內不同流體端員，追蹤和揭示端員流體混合過程，追溯VMS礦床成礦過程成為可能。
[0005] 作為熱液礦床中最為常見的脈石礦物，石英有著極好的物理化學耐性，因此往往 能夠不隨環境改變其物理化學性質，其中包裹的流體包裹體能夠代表其形成時的流體成 分，因此，不同期次的石英中包含的流體包裹體水中同位素組成可以反映不同期次成礦流 體同位素組成（WhiteDE，1974)。
[0006] 通過鋰同位素來研宄成礦流體，流體包裹體水中的鋰同位素測定能夠得到直接的 結果。但是VMS型礦床中與成礦相關的石英脈體大多細小，而且海底噴流塊狀硫化物礦床 的石英脈體中流體包裹體數量少、體積小，提取出來的流體包裹體水很難滿足測試需要。鋰 同位素測定目前的常用礦物為云母類礦物、鋰輝石、角閃石等等鋰含量較高的礦物，石英由 于鋰含量低并且難溶解，也較少使用。因此，迫切需要建立個石英樣品的前處理方法將石英 與流體包裹體分開，并建立一個經驗公式，通過石英的鋰同位素（S7Lieuartz)和流體包裹體 均一溫度（Tj^)的準確測定，可以得到流體包裹體水中鋰同位素組成（S7Lifluid)。
【發明內容】
[0007] 為解決現有技術中存在的問題，本發明提供了一種流體包裹體水中鋰同位素的測 定方法。通過建立石英與流體包裹體水中鋰同位素的分餾經驗公式，只需要測定石英中 s7Li和流體包裹體均一溫度（T)，通過分餾經驗公式計算能夠得到流體中的S7Lifluid。
[0008] 本發明的目的是提供一種流體包裹體水中鋰同位素的測定方法。
[0009] 包括：
[0010] 1)石英中鋰同位素的測定
[0011] 石英樣品經表面凈化、流體包裹體提取、超聲提取后溶解，化學純化，進行鋰同位 素的測定；
[0012] 2)依據經驗公式：線性方程為As7LiQuartz_fluid= -8. 9382X(1000/T)+22. 22,線 性相關系數R2= 0. 98計算出流體包裹體水中鋰同位素。
[0013] T為流體包裹體均一溫度，T=t+273. 15,150 °C彡t彡340 °C，優選 175°C彡t彡 340°C。
[0014] 其中，優選：
[0015] 所述石英樣品為純度大于98%的石英單礦物樣品，粒度60-80目。
[0016] 步驟（1)中，采用研磨法提取流體包裹體。
[0017] 步驟（1)中，超聲提取的次數大于等于5次。
[0018] 步驟⑴中，石英樣品先加入HNO3，后加入HF溶解。溶解Ig石英的HF的用量大 于等于5ml。加入圓03和HF的量可以根據實際情況進行調整，以充分溶解為宜。本發明中， 可優選：lg石英樣品需要〇. 5mL顯03和5mLHF。
[0019] 本發明中石英中鋰同位素測量方法可采用現有技術中通常的鋰同位素的測量方 法，如石英樣品的表面凈化、流體包裹體水的提取、石英樣品的溶解方法等可采用現有技術 中的常規方法，本發明中，可優選按以下步驟進行：
[0020] A.樣品表面凈化
[0021] 將挑選好的純度大于99%的石英單礦物樣品加入適量王水放置于加熱板上 120°C保溫3小時，傾去殘余酸并用超純水清洗，洗至洗滌液電導與超純水電導一致，超純 水浸泡過夜。傾去浸泡液，加入超純水，用超聲波清洗器超聲清洗樣品數分鐘，立即抽濾，并 用超純水洗滌數次，樣品置于瓷皿中，于l〇〇°C烘干。
[0022] B.樣品量
[0023] 海底噴流-沉積形成的火山成因塊狀硫化物礦床（VMS型礦床）石英樣品需要量 為3g，石英中的鋰含量可以滿足測試需要。
[0024] C.研磨法打開流體包裹體
[0025] 將稱量好的樣品磨制到200目以上，此時可以認為流體包裹體全部被磨碎。
[0026] D?提取次數
[0027] 將上述已經研磨好的樣品用超純水超聲波洗滌抽濾樣品5次，可以較為完全的提 取流體包裹體液相。提取后的石英樣品置于瓷皿中，于80°C烘干。
[0028] E?樣品溶解
[0029] 將上述已經烘干的樣品加入圓03和HF進行第一步溶樣，大約Ig樣品加入 0. 5mLHN03+5mLHF，溶樣時先加入HNO3，后加入HF。其余溶樣步驟與通用方法一致 (Rudnick, 2004；Tianet.al. 2012)
[0030] ①Ig樣品加入0. 5mLHN03+5mLHF,溶樣時先加入HNO3，后加入HF;②擰緊瓶蓋， 在超聲波中震蕩10分鐘，置于加熱板加熱24小時（溫度為120°C);③蒸干溶液，加入一定 量的濃HN032-4次，每次均蒸干；④在樣品中加入濃HC1，在120°C條件下加熱，直至溶液完 全溶解；⑤蒸干樣品，加入I. 2mL4MHCl，備用。
[0031] F?純化
[0032] 由于石英流體包裹體和石英本身的鋰含量和主量元素含量都遠遠小于幾種國際 標準樣品，因此，化學純化方法與通用方法（Rudnick, 2004;Tianet.al. 2012) -致，即可 以滿足純化要求，純化后樣品進行MC-ICP-MS測試即可得到石英流體包裹體和石英中的鋰 同位素比值。通用方法指的是現有技術常規的方法，如下所示。
[0033] ①交換柱1
[0034] 交換柱1為填充了I. 2mL陽離子交換樹脂（AG50W-X8)的聚丙烯交換柱。淋洗液 為2. 8MHCl。首先加入ImL4MHCl平衡柱子，然后取ImL樣品（溶樣過程最后樣品加入 1. 2mL4MHCl，離心后取ImL)加入交換柱1，再逐一加入5mL淋洗液。用Teflon燒杯收集 以上加入的ImL樣品和5mL淋洗液。在電熱板上蒸干（100~120°C)，加入2mL0. 15MHCl 備用。此交換柱能夠將稀土元素進行徹底分離，同時能夠粗略分離主量元素（主要是指Na、 K、Ca、Fe、Mg) 〇
[0035] ②交換柱2
[0036] 交換柱2為填充了I. 5mL陽離子交換樹脂（AG50W-X8)的聚丙烯交換柱。淋洗液為 0. 15MHC1。將2mL已經過上一步驟的的工作溶液加入交換柱2,然后加入21mL淋洗液，用 Teflon燒杯收集（注意：不收集樣品溶液，僅收集淋洗液）。在電熱板上加熱蒸干（100~ 120°C)，加入ImL0. 15MHCl備用。此交換柱將Li和Na與其他主量元素分離。
[0037] ③交換柱3
[0038] 交換柱3為填充了ImL陽離子交換樹脂（AG50W-X8)的石英交換柱。淋洗液為0. 5