[发明专利]一种黑色页岩Re-Os同位素定年的方法

说明书

一种黑色页岩Re‑Os同位素定年的方法，属于黑色页岩定年技术领域。采用丙酮萃取、纯化CrO₃可以将试剂中的Re基本去除。采用该纯化试剂产物配置的H₂SO₄‑Na₂CrO₄溶液可用于黑色页岩Re‑Os同位素定年，采用H₂SO₄‑Na₂CrO₄溶样方法进行Re‑Os同位素定年测定时，所用试剂毒性较低，全流程空白可以满足pg‑ng级黑色页岩样品的Re‑Os同位素定年。并且，Re的富集纯化流程也较传统方法更简便，在该过程中，通过加入过量NaOH，将Cr⁶⁺转为Cr³⁺，降低了水体污染及对人体的危害，可以在实验室中推广使用。

技术领域

本发明属于黑色页岩定年技术领域，尤其涉及一种CrO₃试剂纯化后的黑色页岩Re-Os同位素定年方法。

背景技术

Re-Os测年法是基于放射性的¹⁸⁷Re通过β衰变成为¹⁸⁷Os而引起的锇同位素异常来计算地质年龄的,是一种直接测定金属矿床成矿年龄的方法。随着Re-Os同位素定年的发展，辉钼矿、硫化物、黑色页岩、石灰岩、石墨等样品都可作为定年对象用于测定金属矿床的成矿年龄、富有机质样品的沉积年龄和油气藏成藏时代。

黑色页岩Re-Os同位素定年技术主要用于测定黑色页岩的沉积时代，一般使用H₂SO₄-CrO₃溶样。黑色页岩样品中Re含量一般为pg-ng级，因此对试剂空白要求较高，溶样前所使用的H₂SO₄和CrO₃均需要进行纯化，以降低试剂中的Re本底，保证所得Re含量数据的准确性。H₂SO₄-CrO₃方法中试剂空白主要来自于CrO₃。CrO₃试剂的使用一般依赖于试剂本身的本底空白，需将多批次、多种厂家、规格的试剂测定本底后，选取其中Re本底最低的试剂再经纯化后使用。在传统的纯化方法中，采用高毒性有机试剂TPAI(四戊胺碘化物)和CHCl₃对H₂SO₄-CrO₃萃取和反萃取去除溶样试剂中的Re，对溶样试剂中的Re本底进行控制。但是经纯化后，该方法仍有较高的Re本底，一般Re空白为10～17pg，有研究中甚至高达40pg，而Os的空白均能控制在3pg以下。目前，仍缺乏较好的CrO₃试剂的纯化方法，这也是H₂SO₄-CrO₃溶样方法未能解决的重要问题，尤其是对于pg级Re含量富有机质沉积岩的Re-Os同位素定年来说是一项挑战，影响着所得Re-Os同位素数据和年龄的准确性，也限制了该溶样方法在超低含量地质样品的Re-Os同位素定年的应用。

此外，采用H₂SO₄-CrO₃溶样并分离Re、Os两种元素后，Re被保存在溶样残液中，而Os以OsO₄的形式被分离并被富集。Re需富集纯化后才可被测定，一般采用离子交换树脂来富集纯化Re，但是在该过程中，含Re残液中大量的CrO₄^2-会对ReO₄^2-的吸附产生干扰，并产生大量高浓度含铬废液，因此在过柱前需要将还原性气体或者溶液通入残液中，将高价铬还原为低价铬，减少高价铬对Re的吸附干扰。此化学流程处理繁琐，增加了流程空白受到污染的几率和化学处理时间，大量的高浓度含铬废液，也会对实验人员的健康造成损害，并易导致水体严重污染。

发明内容