离子交换树脂在地质样品Sr-Nd同位素测定中的应用

Rb-Sr和Sm-Nd同位素测年及同位素示踪方法在同位素地质年代学和同位素地球化学中有非常广泛的应用。目前,Rb-Sr和Sm-Nd同位素质谱测试方法通常需要对Rb、Sr和Sm、Nd进行分离纯化,因此,如何对地质样品中的Rb、Sr、Sm和Nd进行分离富集对测试结果准确与否起到至关重要的作用。离子交换分离法是SrNd同位素化学前处理阶段应用最广泛的分离方法,本文结合笔者近几年的研究工作,系统介绍离子交换树脂在Sr-Nd同位素测试中应用的发展过程和现状,重点介绍几类使用率较高的离子交换树脂(Dowex50W树脂、AG50W树脂、锶特效树脂、LN树脂、P507树脂等)的优缺点,以及各自的萃取反应机理,探索和讨论未来离子交换树脂在Sr-Nd同位素测试中应用的发展趋势。     

铷—锶年龄测定中样品制备的一种新方法

在铷—锶年龄测定中,制样工作占有重要地位。要从千变万化的岩石、矿物样品中制出能满足质谱测定的Rb、Sr同位素样品,要使Rb~(87)和Sr~(87)这对同量异位素完全分离,就需要有一个简便、完备的方法。国内、外的Rb—Sr同位素实验室大都采用离子交换分离制样法。     

铷—锶年龄测定中样品制备的一种新方法

在铷—锶年龄测定中,制样工作占有重要地位。要从千变万化的岩石、矿物样品中制出能满足质谱测定的Rb、Sr同位素样品,要使Rb~(87)和Sr~(87)这对同量异位素完全分离,就需要有一个简便、完备的方法。国内、外的Rb—Sr同位素实验室大都采用离子交换分离制样法。 为了满足高精度、高灵敏度及高自动化程度的     

重液变温分离单矿物在铷锶年代学中的应用

报道了应用重液变温分离法分离白云母、黑云母、透长石和石英等单矿物,进行铷锶等时线年龄测定的研究结果。这些结果表明,同一单矿物具有微小比重差的组分,其Rb、Sr同位素比值具有明显的线性展布,在铷锶年代学研究中具有良好的应用前景和潜力。     

个旧含Sn花岗岩的Sr、Pb同位素特征及其找矿标志

个旧锡多金属矿床是举世瞩目的特大型锡矿床之一.前人对花岗岩的岩石、矿物、地质地球化学和矿床学做了大量的工作,积累了30多个K—Ar年龄和140多个硫同位素组成的数据.为进一步确定个旧含锡花岗岩的成因、成岩时代、岩浆演化、矿床成因、磷灰石的锶同位素地球化学特征以及Sr、Pb同位素特征用作找矿标志的可能性,自1981年以来,作者与西南冶金地质勘探公司308队协作,着重开展了Rb—Sr年代学和Sr、Pb同位素地质学方面的研究,现将部分实验结果综述于后.     

磷灰石在锶同位素地质研究中的应用(摘要)

锶同位素地质学已发展成为一门独立的边缘学科.它与O.Nd等同素相结合,在研究岩石成因、岩浆乃至地壳、地幔的演化,探讨成矿物质的来源,花岗质岩石的成因分类及其成矿地球化学作用诸方面具有重要的作用.初始锶同位素比值(Sr~(87)/Sr~(88))_i是一个重要的地球化学参数.它不仅在Rb—Sr年龄测定中用于扣除普通锶,而且构成锶同位素地质学研究的重要内容.     

地质样品中Sr同位素比值测定的Rb干扰校正初探

在地质样品Sr同位素比值测定中,由于~(87)Rb与~(87)Sr是同质异位素,在质谱分析中~(87)Rb会干扰87Sr的测定,降低了测试数据的准确度和精确度,所以样品化学分离时Rb和Sr的良好分离尤为重要.但是对于高Rb高Sr或高Rb低Sr的样品,要实现Rb和Sr良好分离是比较困难的.     

高精度质谱计在同位素地球化学的应用前景

微量地质样品的高精度同位素比值测试已经成为地质和环境科学等领域极其重要的研究手段.新型固体热电离质谱计以其高精度和高灵敏度, 将在同位素年代学和地球化学领域有广阔的应用前景.报道采用IsoProbeT质谱计测量标准物质溶液的结果.测量锶标准物质NBS987和钕标准物质Ames分别获得平均87Sr/86Sr比值0.710 241 8±0.000 005 1和平均143Nd/144Nd比值0.512 148 4±0.000 002 9, 内部精度可达0.000 3%.微量锶标准物质(0.3~1 ng) 的同位素比值测量内部精度可以优于0.003%.结合低本底化学流程, 实现了微量地质样品的高精度同位素比值测试.这一结合将有效地促进单颗粒矿物年代学和同位素示踪在岩浆岩、变质岩、矿床、构造岩研究的应用.      

离子交换树脂法分离沉积物中锶和钕的影响因素研究

Sr和Nd同位素是地质学研究中经典的同位素定年和示踪体系。传统沉积物中Sr和Nd分离方法通常是利用AG50W-X8树脂分离Sr与稀土元素(REEs),再用Sr和Ln特效树脂分别对Sr和Nd纯化,但对于Fe元素含量较高的沉积物样品,该方法对REEs的洗脱率偏低,仅有50%。另外,AG50W-X8树脂高度、洗脱酸种类、Sr特效树脂淋洗酸体积以及Ln特效树脂过柱方式对Sr和Nd分离都有影响。为分析上述因素对Sr和Nd分离效果的影响,本文以水系沉积物标准物质GBW07309为例进行了研究,结果表明:(1)高含量的Fe会显著影响Sr和Nd的分离效果,而AG1-X8树脂可以有效去除Fe;(2)当AG50W-X8树脂高度为1 m L,硝酸作为洗脱酸时,Sr和REEs的分离效果较好;(3)Sr特效树脂淋洗酸中硝酸淋洗体积达到15 m L时可以有效分离Sr和Rb;(4)Ln特效树脂采用重力过柱方式时Sr和Nd分离效果较好,没有拖尾现象。本研究解决了Fe对分离Sr和Nd的干扰,K、Na、Ca、Mg、Fe、Rb、Sm去除率达到99%以上,完全满足Sr和Nd同位素分析的要求,为离子交换树脂法分离沉积物中Sr和Nd提供了较详细的前处理经验数据。     

高Rb/Sr岩石样品中Sr同位素多接收等离子体质谱分析校正方法研究

在利用多接收电感耦合等离子体质谱(MC-ICPMS)进行Sr同位素研究中,⁸⁷Rb对于⁸⁷Sr干扰严重。岩石样品经化学分离后,若Rb/Sr≤0.0005,可以采用传统的Rb干扰扣除方法对⁸⁷Sr/⁸⁶Sr测定值进行准确校正;但如果样品经化学分离后仍含有较高的Rb/Sr比,同量异位素的干扰不能完全消除,则无法准确校正⁸⁷Sr/⁸⁶Sr测定值,直接影响测试结果的准确度。本文针对Rb含量较高的地质样品设计两组实验,确定了⁸⁷Sr/⁸⁶Sr同位素比值与Rb/Sr元素含量比值的关系曲线,并在理论分析的基础上,提出包含同位素分馏校正在内的重叠干扰校正方法。通过实际地质样品验证,该校正方法在较高含量Rb元素共存(Rb/Sr<0.2)的Sr纯化液中,能够较为准确地测量⁸⁷Sr/⁸⁶Sr同位素比值,降低了MC-ICPMS分析地质样品中Sr同位素时对化学分离步骤的要求。而对于Rb/Sr>0.2的地质样品,因仪器分馏效应和记忆效应影响,测试精确度大大降低,无论采用何种校正方法均无法得到准确的Sr同位素组成。     

X射线荧光测定低量铷、锶及其应用

岩石或矿物的铷、锶等时线年龄，除进行Rb／Sr比值的草测外，必须准确测定样品中^87Sr/^86Sr和^87Rb/^86Sr的比值。前者可直接由质谱测定，也可用稀释法质谱测定值计算而得；后者一般用同位素稀释法测定^87Rb及^86Sr。本方法是用质谱直接测定町^87Sr/^86Sr比值，而^87Rb／^86Sr比值则由X射线荧光光谱法测定了Rb／Sr重量比之后，按下式计算获得：     

扰动体系中的同位素演化

以锶同位素演化为例,讨论了瞬间扰动对于锶同位素在封闭体系中演化的影响。瞬间扰动的形式之一是同位素组成(~(87)Sr/~(86)Sr)和化学成分(~(87)Rb/~(86)Sr或Rb/Sr)不同的体系之间的简单混合作用。根据文中的结果指出了“昆山、城山和大龙山岩体的锶同位素特征及其成因研究”(翟建平,1989)一文中的不足。     

热电离质谱法测定龋齿牙釉质87Sr/86Sr同位素比值

锶同位素已经成为国际考古学界用于探索人和动物迁移活动和食谱组成的主要方法。本文利用锶特效树脂(Sr-Spec), 建立了快速分离富集于人龋齿中的微量元素锶, 并测定87Sr/86Sr的有效方法。采用硝酸-高氯酸体系消解龋齿样品, 利用锶特效树脂(Sr-Spec)快速分离富集龋齿中微量元素锶(Sr), 最后采用IsoProbe-T固体热电离质谱计测定龋齿87Sr/86Sr同位素比值。实验结果表明, 不同年龄和性别龋齿牙釉质的87Sr/86Sr同位素比值在0.710935~0.711034之间较小区间范围, 基本趋于稳定, 说明生活在相同地质背景的人或动物, 其机体内Sr同位素比值接近。男性龋齿牙釉质87Sr/86Sr比值随着年龄的增长有微小的波动, 从0.710935升高到0.711031, 这些微小变化可能与样本人群的环境和生活习惯相关。     

从岩石中分离提纯磷灰石的实践方法

磷灰石是普遍存在于岩浆岩和变质岩中的副矿物。它其有十分稳定的晶体化学结构。利用磷灰石中保持良好的U、Th、Pb和Rb、Sr等元素测定同位素年龄,可反映出早期地质事件的时间。值得重视的是,磷灰石在锶同位素地质学和年代学的应用中将具有重要的理论意义和明显的经济效果。磷灰石中富含F、Cl、CO_2和H_2O等挥发组份,常用来研究岩浆的性质和成岩的物理化学环境。因此,能否有效地获取纯净的磷灰石单矿物,已成为地质科研人员极为关注的问题。     

铷——锶年代测定法简介

自居里先生首先提出利用放射性元素及其蜕变产物进行地质计时的设想,八十年来,同位素年代学在实践中逐步的发展起来,目前已有十几种较为成熟的方法,铷(Rb)-锶(Sr)法就是其中的一种.     

天青石中锶同位素组成测定——酸溶和碱熔样品分解方法的对比

利用酸溶法和碱熔法分解天青石样品，经过离子交换分离得到纯净的Sr，测定^87Sr／^86Sr同位素比值，实验结果表明两种样品分解方法得到的^87Sr／^86Sr同位素比值的偏差〈0.0001，证明在天青石锶同位素组成测定中，酸溶法和碱熔法都是可行的；但与碱熔法相比，酸溶法更简易并且利于本底值的控制。     

古人类骨骼中锶同位素分析预处理方法

采用超声波清洗及离子交换分离等技术，对新疆青铜时代古人类骨骼中样品进行预处理及分离，该方法制备的同位素锶样品，保证了样品在前处理过程中不受处外界物质的污染，并提取纯度高的锶用于质谱测试。     

太平洋莱恩海山富钴结壳剖面的锶同位素地球化学

对中太平洋莱恩海山富钴结壳MP5D17的各壳层样品进行了系统的锶同位素组成测定.结果表明,结壳具有很低的Rb/Sr值,结壳中87Sr/86Sr值变化较大,范围在0.7084～0.7092.从底部到顶部,结壳不同壳层的锶同位素组成在剖面上具有明显的变化规律,并与其结构构造的变化相对应,但其演化曲线与海水的锶同位素演化曲线变化趋势差异较大,以斑杂状构造为主的疏松层的87Sr/86Sr值明显偏高.由于铁锰结壳中元素锶的扩散速率较高,以斑杂状构造为主的高孔隙率的疏松层难以保存其生长时海水的锶同位素组成,因此锶同位素地层学不适合作为结壳的定年工具.     

同位素地质科学技术的新进展

本文论述了同位素地质科学技术近年来所取得的一系列新进展,主要表现在:1.激光共振离子化质谱技术(RIMS);2.二次离子化质谱技术(SIMS);3.热离子化质谱技术(TIMS);4.同位素比值鉴测质谱技术(Irm-MS);5.流体包裹体~10Ar/~39Ar、Rb/Sr、Sm/Nd年龄测定及稳定同位素测定技术.对某些方法进行了离子分离和气体收集等方面的改进,如Pb的逐步蒸发技术,镭的化学分离和质谱测气.由于离子探针和激光技术的引进,使同位素测试可以在单个矿物的微区以及单个包裹体上进行.同位素地质科学技术的发展和它在现在及未来的应用可能性、它对地质科学及环境科学所产生的巨大影响,使我们面临新的严峻挑战.     

地质样品中镥-铪同位素体系的化学分离与质谱测试新进展

对自1980年以来地质样品中Lu—Hf同位素体系的化学分离方法与质谱测试技术的最新进展进行了综述。着重介绍热电离质谱、热二次离子质谱和多接收电感耦合等离子体质谱（MC—ICP—MS）在测定Lu—Hf同位素时，针对不同类型的仪器、不同的样品所采用的各种化学分离方法和质谱测试技术。主要参考文献46篇。通过文献综述表明，MC—ICP—MS技术是当前进行Lu—Hf同位素测试的主要技术，Eichrom Ln—Spec树脂是一次进行Lu—Hf同位素体系化学分离的有效手段，和其他成熟的同位素体系（Rb—Sr、Sm—Nd、U—Pb）结合，成为今后具有很大发展空间的研究方向之一。