天然放射性碳年代测定(二)

本报告公布的系1975年至1976年用乙炔（C₂H₂）气体计数法和1977年底用液体闪烁计数法测定的部分地质样品年代数据。另外,为了验证液体闪烁计数法的可靠性,用液体闪烁计数法又测定了湖南长沙马王堆两个考古样品,在此也再次公布测定结果。     

应用40Ar—39Ar定年技术研究某些火山岩及陨石样品的受热历史

常规的K-Ar法是基于⁴⁰K通过K-层电子捕获衰变成⁴⁰Ar^*这一机理,应用衰变定律而定年的。它具有测定对象广、测定年龄范围大等优点,是同位素地质定年的主要方法之一。但是,由于⁴⁰Ar^*是气体,当岩石、矿物形成以后受到搅动时(如岩浆的侵入、构造活动、宇宙物质的冲击等),⁴⁰Ar^*容易丢失,使年龄值偏低。1962年由Sigurgeirsson提出的,后经Merrihue、Turner等人逐步完善的⁴⁰Ar-³⁹Ar快中子活化定年技术,很好地克服了K-Ar法的局限性。⁴⁰Ar-³⁹Ar定年分为两种:一是全熔融法(total fusion),样品被快中子照射后一次加热熔融,然后计算年龄,此值与常规K-Ar法结果相当;另一种是阶段加热法(step-heating),被照射的样品从低温到高温被逐步加热,分别计算各温度阶段的⁴⁰Ar/³⁹Ar视年龄,并进而得到一条年龄谱和一个坪年龄(plateau age)。后一种方法对研究地质体是否受过热的挠动、岩石矿物的早期结晶年代、后期热挠动次数、热挠动年代、岩石矿物对氢的保存性、过剩氩的存在状态等具有独特作用,它开辟了同位素地质年代学的一个新领域。本文将着重介绍应用⁴⁰Ar-³⁹Ar阶段加热技术研究地球物质及陨石受热历史的某些成果。     

鉀-氩法測定岩石矿物絕对年龄数據的报导

本文提出了98个K-Ar法绝对年龄测定的新数据,样品是由中国科学院地质研究所和其他兄弟单位提供的。我们的试验条件大致与以往相同,但部分样品采用内加热法熔样。年龄计算常数仍采用:λ_K=5.57×10^-11,λ_β=4.72×10^-10年^-1,K⁴⁰（克/克样品）=1.22×10^-4K％。利用同位素铅法验证了集宁地区伟晶岩中云母以K-Ar 法测定的年龄值,并对同一岩石样品中所含云母、长石斑品及全岩分别进行了试验分析,得出其年龄相对偏差的范围。     

碳酸盐岩石中二氧化碳、氧化钙和氧化镁的快速连续测定

沉积的碳酸盐岩石主要是由方解石（CaCO₃）和白云石（CaMg[CO₃]₂）的碳酸盐矿物组成。对于碳酸盐岩石中二氧化碳、氧化钙、氧化镁的测定,在例行的分析中,都是单独取样,分别以吸收重量法或容量法测定二氧化碳,以草酸铵-高锰酸钾容量法测定钙,而镁则根据 CO₂与 CaO 的含量之差数来求得,或用氢氧化钡标准溶液使镁沉淀,于滤液中用盐酸滴定过量的氢氧化钡而测定镁。为了缩短分析时间,简化操作手续,节省试剂,作者提出了在以酸碱容量法测定 CO₂后,在同一份样品中,以 E.D.T.A.络合滴定法进行钙和镁的连续测定方案。通过二年来的实践证明是完全可行的。它的特点是比较经济准确简便快速,因此具有一定的实际意义。     

海南岛南岸全新世珊瑚礁的发育

海南岛南岸的珊瑚礁,是我国全新世珊瑚岸礁最为发育的地区之一,仅次于台湾岛南端的恒春半岛沿岸。前人从生物学^[1-5]、地貌学^[6-8]和地质学^[9-12]角度对海南岛南岸的珊瑚礁进行过较为广泛的研究。作者报道过崖县鹿回头水尾岭剖面珊瑚礁样品的C¹⁴年代测定结果^[13,14]。1979年底至1980年初,作者在海南岛南岸东起小东海沿岸西至西瑁岛西岸地区进行了野外调查与采样。根据野外和室内分析资料,本文公布了一批新测试的C¹⁴年代数据,并进一步讨论了全新世珊瑚礁的发育历史及其与海岸变迁、海面变化和地壳运动的关系等问题。     

用84Sr作稀释剂时样品中87Sr/86Sr比值的计算

用Rb-Sr法测定地质年龄,对地质样品中的锶往往要进行两种同位素分析:非稀释分析以测定⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值;稀释分析以测定样品中⁸⁶Sr的含量。随着稀释剂⁸⁴Sr丰度的提高,Wasserburg et al.(1964),Van schmus(1965),Wetherill与Bickford(1965)采用了以一代二的办法——用稀释分析既测定含量又测⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值。由于稀释剂中⁸⁴Sr高度富集,⁸⁷Sr/⁸⁶Sr受到的影响小,在当时的技术条件下,这些作者没有对一些数据处理进行讨论。但随着计算技术的应用,大大提高了测量精度,稀释剂对⁸⁷Sr/⁸⁷Sr的影响则必须加以考虑。     

气相色谱法测定矿物岩石中的水

气相色谱测定岩石、矿物中的H₂O^-和H₂O^+[1]是将气相色谱技术引入岩矿分析中一次成功尝试,它为岩矿分析仪器化自动化开辟了一条新途径,是测定H₂O^-和H₂O⁺的新方法。它的优点是明显的,灵敏、简便、快速、用样量少,极适宜于微量单矿物中水的测定。但此法用峰高定量,水峰拖尾又较严重,影响方法的精度和准确度;一次称样同时测定H₂O^-和H₂O⁺,温度忽上忽下,颇费时间;为了确定稳定空白值,对器皿的处理和放置时间的要求苛刻。由于这些问题,使方法的推广受到限制。     

我国K-Ar法标准样40Ar-40K和40Ar-39Ar年龄测定及放射成因40Ar的析出特征

同位素地质年龄标准样的建立,是一项重要的基础工作,它在检查和比较各种实验流程,衡量各种定年方法的可信度,标定同位素稀释剂等方面,都是必不可少的。从1977年初开始,我国同位素地质标准样小组着手建立K-Ar法标准样。为了外检,笔者曾将ZBH-25黑云母、ZBJ角闪石带到澳大利亚国立大学地球科学院进行测定。这两个样品的K-Ar稀释法年龄、⁴⁰Ar/³⁹Ar坪年龄及⁴⁰Ar/³⁹Ar等时年龄的一致性表明,这些矿物结晶以后,未受过热的挠动,也不存在过剩氩,是作标准样的理想样品。本文还介绍样品中放射成因⁴⁰Ar的析出特征,并指出⁴⁰Ar可能有两种存在状态,它们各具不同的晶格能。     

索伦石的晶体结构

索伦石是1961年在我国发现的一种新矿物。成分为CaO·SiO₂·H₂O,是人工和天然的含水硅酸钙矿物中CaO∶SiO₂∶H₂O=1:1:1的唯一一种矿物,因此索伦石结构的测定对了解这一类矿物的晶体化学当有助益。     

碱、芒硝等盐类矿物薄片的制备

盐类矿石薄片的制备方法在国內外的一些文献中有所论述,但多偏重于钾盐矿石和古老盐矿石;至于第四纪盐湖中常见的芒硝（Na₂SO₄·10H₂O）、苏打（Na₂CO₃·10H₂O）和天然碱（Na₂CO₃·NaHCO₃·2H₂O）矿石薄片制备的方法介绍甚少。这些含水碳酸盐、硫酸盐类矿物加热易失水,通常置放于室內时表面很快风化失水呈白色粉末状,并易溶于水中,因此不易制成薄片。最近我们作了多次实验,取得一些经验,在此作一介绍以供有关人员参考。实验过程中得到中国科学院地质研究所工厂领导的大力支持和安芷生同志的协助,复照组代为摄制照片,內蒙地质局208地质队提供了样品,谨在此一并致谢。     

银星石晶体结构的测定

有关银星石的矿物学工作,不少学者作过研究,但对其化学式、晶胞参数等有不同看法,对于空间群的判定亦未作详细叙述。本文通过银星石晶体结构的测定认为该矿物属斜方晶系,空间群系 C_2v⁹-P_（c2）1n而非 D_2h¹⁶-P_cmn,共化学式为 Al₃（OH）₃（PO₄）₂·6H₂O,每个晶胞中含有四个分子。同时文中也对银星石的物理性质作了较满意的解释。     

斜方辉石中不等效晶位 M1和 M2上 Fe2+离子能量差的计算和讨论

引言戈斯（Ghose,S.）在测定斜方辉石的结构时,首次发现Fe²⁺离子择优占据M²晶位,而Mg²⁺离子择优占据M1晶位。这一事实,引起了矿物学家的极大注意。     

吉林陨石原始捕获的40Ar/36Ar比值及其地质意义

地球大气圈中⁴⁰Ar/³⁶Ar的现代比值被公认为295.5,在利用K-Ar法测定地球物质年龄时,它是校正大气氩混染量的重要参数。陨石中原始捕获(trapped)的(⁴⁰Ar/³⁶Ar)_t比值是否和地球大气圈中氩同位素丰度相一致,这个问题不但在地质年龄测定中具有现实意义,而且对探索太阳系的形成和演化也有重要理论价值。近十几年,随着质谱分析技术的提高以及登月计划的实施,国外出现了一批有关月岩中氩同位素原始组分的资料,但至今对陨石中原始氩同位素丰度的报道很少。笔者采用⁴⁰Ar/³⁹Ar快中子活化技术和约克方程^[3,4],对吉林陨石雨2号标本进行了原始捕获的(⁴⁰Ar/³⁶Ar)_t比值进行了测定,并探讨了它的地质意义。     

氟离子选择电极测定半微量矿物中的氟

单矿物半微量分析中氟的测定通常采用氟试剂比色法,此法灵敏,但费时而繁琐。离子选择电极法是新的电化学分析方法,目前氟电极测定氟已用于常规分析中,但一般岩矿分析,氟电极实测线性范围为1×10^-1M-1×10^-5M²。     

西藏南部同位素地质年龄的测定与喜马拉雅运动的分期

作者对1973-1975年中国科学院青藏高原综合科学考察队和1975年中国登山队科考分队地质组,在西藏南部和珠穆朗玛峰（以下简称珠峰）地区采集的部分同位素地质年龄样品,经镜下鉴定,选择适宜者用钾氩法做了同位素地质年龄的测定,从而对本区广泛出露的岩浆岩和变质岩的时空分布特征加深了认识。在工作中钾是用火焰光度法测定的。放射成因氩的含量大部分是用体积法测定,小部分用以Ar³⁸为稀释剂的稀释法测定。     

由BaSO4直接热分解制备用于同位素分析的SO2

硫同位素地质研究工作中,经常遇到的研究对象是硫酸盐矿物。如何把这些硫酸盐矿物转化为适于质谱测定硫同位素组成的SO₂气体,是我国硫同位素地质研究中急待建立的实验手段之一。 经典的方法中,可溶于水的硫酸盐,通常是先把它沉淀为BaSO₄,然后通过一系列的化学反应转化为SO₂。 七十年代初期,B.D.Holt等人提出直接加热分解BaSO₄制备SO₂的方法。     

白云鄂博矿床中易解石的钕同位素

有关¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd比值与各种岩石类型的稀土型式间的关系,近年来已为一些学者所注意。通过对大洋和大陆玄武岩及其它岩石的¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd的比值与稀土型式间关系的探讨,发现在轻稀土亏损的样品中,¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd比值有偏高的趋势;反之,在轻稀土富集的样品中,¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd比值则相应有偏低的趋势。如果以整个地球的Sm/Nd=0.308为标准,那么,Sm/Nd>0.308即为轻稀土亏损的类型,Sm/Nd<0.308即为轻稀土富集的类型。它们分别具有较高和较低的¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd比值。     

钾-钙法测定锂云母和白云母的地质绝对年龄

地壳中含钾矿物普遍存在。含钾矿物中 K⁴⁰的两种放射衰变形式:（?）提供了两种测定绝对年龄方法的基础。K-Ar 法测定绝对年龄目前已普遍应用。K-Ca 法虽然早在1932年就已提出,但是,由于 Ca 在自然界矿物中分布较广,Ca⁴⁰又是天然 Ca 同位素的主要成分(Ca⁴⁰占97.01％);同时放射成因 Ca⁴⁰在地质时间内累积的速度很慢,甚至在古老的前寒武纪含钾矿物中（K₂O=10％）,Ca⁴⁰的量仅仅是十万分之几,造成分析技术上的困难。     

莱河矿(Fe0.52+Fe1.03+SiO4)的超结构

莱河矿于1976年在中国辽宁省的磁铁矿床中首次被发现,许多人对它进行过研究。该矿物为黑色、不透明,化学式为Fe_0.58²⁺Fe_1.0³⁺Mg_0.03Si_0.96O₄,虽然它的晶体结构近似于橄榄石,但已确定为单斜晶系,空间群为P2₁/b。本文作者利用X射线、电子探针、高分解能透过电子显微镜对该矿物进行了系统的研究,发现它具有假双晶、超结构和显微条纹结构。     

锌赤铁矾和锌叶绿矾——两种新的硫酸盐变种矿物

前言作者等于1956-1957年在柴达木北緣某鉛鋅矿床氧化带中找到若干含鋅很高的硫酸盐矿物。其中二种,經过1962-63年的室內工作肯定为鋅赤铁矾（Zincobotryogen）和鋅叶綠矾（Zincocopiapite）。前者是赤铁矾族的新变种,后者是叶綠矾族的新变种。它們在成分上接近于这两族矿物的鋅的极端組分,即鋅赤铁矾的理論分子式为ZnFe³⁺（SO₄）₂（OH）·7H₂O,鋅叶綠矾的理論分子式为ZnFe₄³⁺（SO₄）₆（OH）₂·2OH₂O。工作中曾利用了叶韵琴同志采集的部分标本。