日本岩石标准样品的~(87)Sr/~(86)Sr比值和铷、锶含量的测定

本文报导了对12个日本“火成岩系列”岩石标准样品的~(87)Sr/~(86)Sr比值和Rb、Sr含量的测定结果。Rb、Sr含量采用同位素稀释法测定,~(87)Sr/~(86)Sr比值单独取样经分离后由质谱计直接测量。对NBS-987和NBS-607标准样品~(87)Sr/~(86)Sr单次测定的分析精度和重复分析的再现性均好于0.03％,NBS-607中Rb、Sr含量测定结果与证书值的最大偏差小于0.6％。直接测定日本“火成岩系列”岩石标样的~(87)Sr/~(86)Sr,与同位素稀释法测定的结果吻合,用不同浓度的稀释剂在不同仪器上测定的Rb、Sr含量在实验误差范围内一致,表明测定的结果可靠。     

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     

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。     

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。     

初始Rb—Sr体系的特点对等时线正确性的影响

本文对Rb—Sr等时线的理论基础提出了疑问,並从理论上对初始Rb—Sr体系中变量~(86)Sr与~(87)Sr/~(86)Sr对等时线正确性的影响进行了讨论。从数学上表明,用~(86)Sr作为公分母可增强Rb—Sr等时图上的线性相关.盐说明只有当初始~(87)Sr/~(86)Sr比值形成—水平线,或者在初始时等时图上就存在线性相关的时候才产生线性排列。在初始值为水平线时,线性排列常可得到正确的等时线而给出真实年龄和体系的初始比,而在初始值为线性相关时可产生异常等时线,它没有明确的地质意义。于是视等时线被用来概括迄今文献中所发表的异常等时线,並因此推导出视等时线方程。文中分别论述了分离结晶作用、部分熔融、混合及变质作用对Rb—Sr等时线的影响。可以得出结论,只要初始体系中~(87)Sr/~(86)Sr与~(87)Rb/~(86)Sr间比值满足线性相关,就可得到所观测的Rb—Sr等时线。由于仅根据Rb—Sr同位素数据不能区分正确的等时线与视等时线,因此在解释任何地质体系的Rb—Sr等时线年龄方面必须谨慎。     

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：     

(LP)MCICPMS方法精确测定液体和固体样品的Sr同位素组成

MCICPMS是近年发展起来的高精度固体同位素分析仪器,利用MCICPMS可以精确测定Sr同位素组成,与TIMS相比,分析效率明显提高;对于含有Rb的实际样品,在Rb/Sr比值较小时(Rb/Sr<0.001),可以通过Rb扣除获得准确的87Sr/86Sr比值,而当Rb含量较高时,可以通过建立Rb/Sr与87Sr/86Sr偏差值的线性关系进行再一次校正,同样也可以获得准确的87Sr/86Sr比值.通过这种校正关系,可以直接分析固体微区的Sr同位素组成.     

岩石锶同位素初始比值的测定及其在地质研究中的应用

目前,应用锶同位素初始比值来探讨岩石成因、成矿机制和其在空间、时间上的规律性,研究地壳发展历史及成岩、成矿物质运移特征,在国内外已越来越受到人们的重视。几年来,我们对贫铷富锶样品,测定其~(87)Sr/~(86)Sr和~(87)Rb/~(86)Sr的现代比值,扣除从各自衰变生成部分所计算的岩石出始~(87)Sr/~(86)Sr比值,就可以用于地质解释。我们先后对七个岩体和地区的岩石,包括不同时代的花岗岩、花岗闪长岩、正长岩,以及酸性火山岩、基性玄武岩中贫     

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。     

特提斯喜马拉雅马拉山花岗岩的年代学、地球化学特征及成因机制

马拉山花岗岩位于特提斯喜马拉雅的西部,其主要矿物组成为石英、钾长石、白云母和黑云母。锆石LA-MC-ICP-MS U-Pb定年表明,花岗岩的发育记录了(28.0±0.5)Ma和(18.4±0.3)Ma两期深熔作用,(18.4±0.3)Ma代表了最终的结晶时间。全岩地球化学分析结果显示,样品具有高的SiO_2(72.36%~72.51%)、Al_2O_3(15.22%~15.37%)和CaO(1.64%~1.66%)含量,高的K_2O/Na_2O值(0.97-1.05)和A/CNK值(1.15-1.20),显示高钾钙碱性过铝质的特征;岩石富集Rb、Th、U和K,亏损Ba、Nb、Sr和Zr、Eu负异常不明显(δEu=0.80~0.89),轻重稀土分馏较强[(La/Yb)_N=7.09~19.68]。马拉山花岗岩具有较低的Rb/Sr值(0.90-1.10)和较高的CaO/Na_2O值(0.44~0.46),指示岩浆源区物质成分可能以页岩为主;样品(~(87)Sr/~(86)Sr)_i和ε_(Nd)(t)分别为0.742 522~0.744 097和-14.5~-13.7,与大喜马拉雅结晶杂岩中变质沉积岩成分一致,表明其来自变质沉积岩的部分熔融。岩石具有较低的(~(87)Sr/~(86)Sr);和较高的Sr含量,且随着Ba含量的增加,Rb/Sr值基本不变,表明马拉山花岗岩是水致白云母部分熔融的产物,部分熔融可能与南北向裂谷的东西向伸展关系密切。     

放射性方法在测定显生宙沉积物年龄方面取得重要突破

显生宙沉积物年龄的放射性测定问题,一直是地质年代学长期悬而未解的难题。近年的研究(Patrick.E等,1989)表明,过去常用的测定显生宙沉积物年龄的Rb—Sr及K—Ar法,在很多方面是不成熟的,因而是失败的。其原因是,显生宙沉积物中放射性~(87)Sr及~(40)Ar实际含量很少,难以做到精确分析及测定。然而,最近Patrick.E等在研究加拿大安大略省西南部中泥盆统吉维特阶沉积岩样品中的珊瑚时发现,珊瑚的碳酸盐岩中存在着大量的放射性Pb,并且这些碳酸盐岩可用Pb—Pb法进行年龄测定。     

“壳-幔”混合成因高Ba-Sr花岗质岩浆演化——以华北克拉通中部带老山和狐偃山岩体为例

锆石U-Pb年龄显示华北克拉通中部带西缘老山杂岩体和狐偃山正长岩形成时间接近(128.7～125.4Ma),代表华北克拉通中部带早白垩世岩浆活动。系统的地球化学研究显示两岩体具有如下特征:(1)SiO_2含量中等(57.3%～69.8%),高K_2O(3.0%～8.2%)和Na_2O(4.3%～6.4%)含量,低MgO(0.2%～1.4%)、CaO、TiO_2和P_2O_5含量;(2)富集大离子亲石元素(Ba、Sr、K)和LREEs,亏损高场强元素(Nb、Ta、Zr、Hf)和HREEs。全岩地球化学特征(如高Ba、Sr含量和K/Rb比值,低Rb、Y含量)与高Ba-Sr花岗岩相符;(3)根据主量元素,相容元素(Cr、Co、Ni、V)和微量元素(Ba、Sr)特征,研究样品可分为2组:组1具有高Ba特征,Sr(~(87)Sr/~(86)Sr(t)=0.7049～0.7053)和Nd(ε_(Nd)(t)=-11.5～-9.7)同位素组成均一,经历了以黑云母为主的分离结晶作用;组2具有低Ba特征,Sr(~(87)Sr/~(86)Sr(t)=0.7051～0.7070)和Nd(ε_(Nd)(t)=-18.7～-14.8)同位素组成更加富集且分散,经历了角闪石,斜长石及磷灰石、磁铁矿和榍石等矿物分离结晶。2组样品不同的源区组分和分离结晶组合会显著改变岩浆中特征微量元素(Ba、Sr、Rb)含量和比值(Sr/Y、Nb/Ta、Dy/Yb)。本文研究表明华北克拉通中部带岩石圈地幔富集机制主要与元古代东、西陆块向中部带碰撞拼合时俯冲板块派生流体交代作用有关,该区中生代破坏机制为古太平洋板块俯冲所引起的碰撞后伸展背景下富集岩石圈地幔减压熔融、底侵至下地壳并引起"壳-幔"岩浆相互作用所形成的大规模深部岩浆抽取。     

地质样品Sr同位素比值测定计量比对结果评价

Sr同位素比值（87Sr/86Sr）测试技术作为一项成熟方法和常规示踪技术手段被广泛应用于地球科学、环境科学、考古学等研究中,但该测试技术至今并未开展相应的计量比对工作。为评价各实验室Sr同位素比值检测水平和能力,本文组织开展了地质样品Sr同位素比值测定专项计量比对活动。通过对参加实验室检测结果进行统计分析,评价各实验室的检测能力。结果表明：参比实验室检测结果的满意率为85.7%,仅一个实验室的检测结果为不满意,参比实验室整体检测能力和技术水平良好,但仍然需要重视高Rb/Sr比值样品分离有效性的问题。     

一种假等时线的判别

沉积岩全岩用Rb——Sr法测定同位素年龄时,往往根据在Sr~(87)/Sr(86)和R~b(87)/Sr~(86为座标的图上,样品点成一直线(等时线),拟合优度高,认为锶同位素均一化程度高,年龄值可信度高。但有些线性良好的“等时线”,并不一定是锶同位素均一化程度高形成的。一组由不同比例碳酸盐与粘土矿物组成的混合物,同样可以在等线图上表观为非常好的线性排     

铷-锶同位素地质年龄测定

前言早在1861年,R·W·邦森(Bunsen)和G·R·柯克霍弗就从锂云母中发现了铷的存在。1905年J·J·汤姆逊(Thomson)首次发现了铷的天然放射性。然而,直到1937年人们才证实了铷的天然同位素由~(87)Rb和~(85)Rb组成,~(87)Rb是唯一的天然放射同位素,并确定了~(87)Rb的放射反应按下式进行,即辐射β~-粒子而转变为同量异位素~(87)Sr。     

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。     

矿化期同位素年龄测定的样品挑选及元素分离技术的研究

本文以胶东等地同一矿化期不同阶段的金矿进行系统Rb-Sr法同位素年龄测定为例,确认矿化期同位素年龄测定中挑选合格样品必须满足下列条件：含有母体⁸⁷Rb、子体⁸⁷Sr;其中Rb、Sr的含量自地质体形成至今保持不增不减,即始终处于"封闭体系"。用同期金矿化不同矿化阶段的蚀变带岩石或矿物做等时线即可得到不同矿化阶段的年龄。在元素分离技术方面（Rb、Sr分离）：试样用氢氟酸和高氯酸分解后以盐酸提取,经200-400目强酸性阳离子交换树脂进行交换分离,后由质谱测定。     

藏南冲巴淡色花岗岩的地球化学特征、成因机制及其构造动力学意义

冲巴淡色花岗岩位于大喜马拉雅淡色花岗岩带的东部,岩石地球化学研究结果显示,其具有高的SiO2(73.87%~74.95%)、Al2O3(14.20%~14.74%)和K2O(4.44%~4.89%),高的K2O/Na2O比值(1.19~1.42)和A/CNK比值(1.18~1.22),富集Rb、Th和U,亏损Ba、Nb、Sr和Zr,具有强烈的负Eu异常(δEu=0.27~0.37),属于高钾钙碱性过铝质S型花岗岩。冲巴淡色花岗岩具有较高的Rb/Sr比值(2.6~8.6),低的CaO/Na2O比值(0.18~0.20),指示源区可能为泥质岩区,(87 Sr/86 Sr)i和εNd(t)值分别为0.763 199~0.778 799和-16.7~-16.3,与大喜马拉雅结晶杂岩(GHC)中变泥质岩一致,表明其来自GHC变泥质岩的部分熔融。淡色花岗岩具有高的(87Sr/86Sr)i而低的Sr含量,且随着Ba含量增加,Rb/Sr比值降低。这些特征表明,冲巴淡色花岗岩是无水条件下变泥质岩发生白云母脱水熔融的产物,部分熔融可能与STDS伸展拆离导致的构造减压密切相关。     

湖相沉积物锶同位素和相关元素的地球化学行为及其在古气候重建中的应用-以柴达木盆地贝壳堤剖面为例

以柴达木盆地察尔汗古湖贝壳堤剖面的沉积物样品为研究对象,分离其酸溶组分(AS)和残留组分(AI)并分别测试.87Sr/86Sr值和元素含量,在区分了酸溶组分和残留组分.87Sr/86Sr与相关元素的基础上,进一步应用主成分分析方法(PCA)对筛选的环境指标进行分析,通过降维提取环境因子,并分析各指标间的相互关系,进而解释湖泊沉积物中酸溶组分中的多维数据,其目的主要是更好地理解湖泊形成和演化过程中所选指标对气温和降水的响应过程和特征.结果表明,贝壳堤剖面中酸溶组分和残留组分.87Sr/86Sr组成及Sr元素含量之间不存在明显相关关系,它们各自代表了不同物质来源和影响因素;酸溶组分的各项指标更好地表征了沉积区气候环境和湖泊水化学性质的特征和变化,其中Sr同化素和Rb/Sr值与Sr的活动性有很大关系,与Sr/Ca和Sr/Ba比值一起可以作为湖水盐度指标,但不呈线性响应关系;Rb/Sr值与Fe/Mn值很高的相关性证明Rb/Sr值不仅与盐度相关,也可在水热同期的气候条件下与Fe/Mn值一起作为湖水深度的指标之一.     

利用套柱法快速分离提纯Sr和Nd元素

样品放射性成因Sr-Nd同位素比值受控于源区初始同位素组成、放射性元素母体与子体相对丰度,以及衰变时间等因素。它们具有极强的示踪能力,因而在地质学领域有广泛的应用。传统的Sr-Nd同位素分析使用的是阳离子树脂,提纯Nd元素时往往涉及有机试剂以及调节pH值等操作,其分析效率较低。近年来特效树脂的出现使得分离这些元素变得简单,但是受硫酸根等因素影响,特效树脂使用次数有限。为了提高分析效率,缩短分析时间,本文开发了一种套柱法,该方法结合阳离子树脂和特效树脂,实现了Sr-Nd元素的快速分离,并且能延长特效树脂的使用寿命。实验采用阳离子树脂、Sr特效树脂和LN稀土特效树脂对玄武岩BCR-2标样进行了分析。Sr-Nd回收率均90%,BCR-2玄武岩~(87)Sr/~(86)Sr比值为0.705016±0.000016(n=36,1SD),~(143)Nd/~(144)Nd比值为0.512624±0.000012(n=39,1SD),与前人TIMS法获得的结果吻合(~(87)Sr/~(86)Sr:0.705000～0.705023;~(143)Nd/~(144)Nd:0.512630～0.512650)。最终分离提纯的溶液中~(85)Rb/~(86)Sr值小于0.01,~(147)Sm/~(144)Nd值小于0.001,表明该方法可以高效分离Rb-Sr和Sm-Nd,实现Sr、Nd同位素的准确分析。