低温环境下Zn同位素分馏的若干重要过程

锌同位素是一种新的地球化学示踪剂,详细了解锌同位素分馏过程与机理是运用其解决科学问题的关键.本文对前人研究的吸附、沉淀、扩散、还原、生物过程中的锌同位素分馏研究结果进行了系统总结.在沉淀过程中.沉淀富集轻同位素;随着扩散距离增加,溶液Zn同位素组成变轻;还原生成的金属Zn富集轻同位素;在生物参与的Zn地球化学循环过程中,硅藻表面吸附重同位素,但生物本身优先利用轻同位素.     

吉林陨石锂同位素相对丰度的初步探讨

陨石、地球、太阳、恒星和宇宙线中锂同位素组成的对比研究,不仅可为阐明太阳系锂的起源提供一定依据,而且对于了解太阳系历史中的天然核作用过程和天体化学过程也具有一定价值。 各类陨石的锂同位素组成,已用经典质谱法、二次离子质谱法和热离子质谱法进行了研究。经典质谱法与热离子质谱法的结果表明,石陨石的锂同位素组成在实验     

干法灰化和湿法消解植物样品的铜锌铁同位素测定对比研究

Cu、Zn、Fe同位素体系在地质学、生命科学、古气候学、海洋学、宇宙化学等领域已经展示了很好的应用前景。近年来,生物作用导致的Cu、Zn、Fe同位素分馏现象逐渐引起人们的研究兴趣,植物中Cu、Zn、Fe同位素组成的研究在生命科学、环境科学以及地圈与生物圈的相互作用等     

锌同位素在行星科学中的研究进展

近年来有关太阳系天体中等挥发性元素的研究掀起了一波浪潮。锌作为中等挥发性元素,其稳定同位素对于高温挥发过程具有很好的指示作用。因此,在行星科学领域锌同位素逐渐成为研究星云和行星演化的一个理想工具。本文系统地归纳了各类陨石和行星天体储库的锌同位素组成,并对不同种类的陨石以及地外样品(碳质球粒陨石、普通球粒陨石、顽火辉石球粒陨石、橄辉无球粒陨石、铁陨石、石铁陨石、月球陨石和Apollo样品、火星陨石、灶神星陨石等)中的锌稳定同位素研究内容进行了较全面的总结。主要包括不同陨石和行星锌同位素组成的控制因素以及锌同位素对太阳系内星云过程和行星过程的指示;同时,简要论述了锌同位素在太阳系形成和演化过程中的分馏机制,并立足目前的研究基础,探讨锌同位素在行星科学领域的研究前景和发展趋势。     

不同类型球粒陨石钙同位素组成特征及对比研究

准确限定球粒陨石的Ca同位素组成对于研究太阳星云物质演化和行星形成都具有重要意义.选取7块典型的球粒陨石,包括3块CV3型陨石(Leoville、Allende和Vigarano)、1块CM2型陨石(Murchison)、1块CO3.2型陨石(Kainsaz)、1块EH4型陨石(Indarch)以及1块H4型陨石(LaPaz Icefield 03601),进行了Ca同位素组成的研究.其中,Kainsaz、Leoville和LaPaz Icefield 03601共3块陨石的Ca同位素组成是首次报道.结果显示:(1)在增大样品量以规避"样品量效应"的情况下,我们对CV群球粒陨石Ca同位素组成进行更加精确的制约,δ44/40Ca的平均值为0.45‰±0.04‰(n=3,2SE);(2)碳质球粒陨石的Ca同位素组成相对于硅酸盐地球偏轻,从CV群(0.45‰±0.04‰,2SE)、CM群(0.73‰±0.04‰,2SE)到CO群(0.78‰±0.03‰,2SE)逐渐变重,可能与不同化学群陨石中富钙铝难熔包体(CAIs)丰度的变化有关;(3)顽火辉石球粒陨石和普通球粒陨石的Ca同位素组成与硅酸盐地球(BSE)组成一致,证实它们可以作为地球初始的组建物质.本研究丰富了球粒陨石Ca同位素组成数据库,有利于正确认识球粒陨石的Ca同位素组成及变化原因.     

过渡族金属元素同位素分析方法及其地质应用

由于同位素分析方法的改进和多接收电感耦合等离子体质谱仪 (MC ICP MS)的应用 ,近年来过渡族金属元素 (Cu ,Zn和Fe)同位素地球化学有了长足进步 ,成为国际地学领域的一个前沿研究方向。Cu同位素在自然界中的变化最大 ,δ65Cu值为 - 3.70‰～ +2 .0 5‰ ;Zn和Fe同位素变化比Cu同位素变化小 ,δ66Zn值为 - 0 .6 4‰～ +1.16‰ ,而δ56Fe值为 - 1.6 2‰～ +0 .91‰。自然界中各种无机过程 (从高温到低温 )和生物有机过程均能使Cu ,Zn和Fe同位素发生分馏。Cu、Zn和Fe在自然界中广泛分布于各类矿物、岩石、流体和生物体中 ,并广泛参与成岩成矿作用、热液活动和生命活动过程。因此 ,这些过渡族金属元素同位素已在陨石和宇宙化学、矿床学 ,海洋学和生物学等领域的研究中取得了显著成效 ,并将成为地球科学中具有巨大应用前景的一种新的地球化学手段。     

球粒陨石中富Ca、Al包体成因研究进展与演化模式

富Ca、Al包体(简称CAI)形成于太阳星云演化的最初始阶段,其成因模式主要包括:气—固凝聚、熔融结晶和部分熔融以及高温蒸发作用等。最近,通过对不同球粒陨石化学群中的CAI进行岩石学特征对比研究,发现不同化学群中的CAI具有相似的大小和类型分布特征,表明不同球粒陨石化学群中的CAI极可能具有相似的起源。该结果,与前人的氧同位素、Al—Mg同位素体系以及稀土元素等研究得到的结论一致。不同球粒陨石化学群中的CAI具有相似的成因,并很可能形成于太阳星云的相同区域,随后迁移到不同球粒陨石群的吸积区域。     

SRM683和常用岩石标样的Zn同位素组成

<正>Zn同位素组成作为一种新的地球化学示踪手段,在矿床学、生物地球化学、医学、天体地球化学、环境科学等诸多领域得到了广泛的应用。目前Zn同位素测量的国际标样普遍采用JMC-Lyon,但是由于其已经停产,一些实验室开始使用IRMM3702作为新的Zn同位素标样。为了更好地监控实验室的数据质量和进行实验室间的数据对比,国际上各实验室普遍采用两个或多个同位素标样。因此我们对NIST生产的     

钛同位素地球化学综述

随着分析技术的进步,非传统稳定同位素体系在地球化学、天体化学和生物地球化学等研究领域的应用日益广泛。钛(Ti)是一个非常重要的过渡族金属元素,在地球和其他类地球行星中广泛存在。但是由于Ti是一种难熔的、流体不活动性元素,高温地质过程中Ti同位素分馏很小。人们对Ti同位素体系的地球化学应用的关注相对其他非传统稳定同位非常有限。而近年来,随着化学纯化方案的优化以及双稀释剂方法的改进和仪器质谱性能的提高,Ti同位素组成的高精度测试已经能够实现。天然样品中Ti同位素组成的变化随之得以发现,使得学者们能够利用这一新的稳定同位素体系来解决与高温和低温地球化学相关的问题。很快Ti同位素体系地球化学研究成为当前国际地质学界的前沿研究课题和新的发展方向之一。本文首先在简要介绍Ti元素和Ti同位素体地球化学性质的基础上,介绍了Ti元素化学分离和Ti同位素分析方法。随后笔者总结了已有的不同类型球粒陨石和地球样品的质量相关Ti同位素组成研究结果,对硅酸盐地球的Ti同位素组成做了初步评估。前人对高温地质样品的Ti同位素组成研究初步探明Ti同位素在岩浆演化过程,例如部分熔融和结晶分异等重要地质过程中的分馏行为。笔者在此基础上探讨了结晶分异过程中引起Ti同位素分馏的主要控制因素,指出Ti同位素是潜在的研究岩浆演化过程的新工具。最后笔者探讨了Ti同位素地球化学未来的发展方向,以加速我国在Ti同位素地球化学方面的应用研究。     

喀斯特高原湖泊生物地球化学过程中的锌同位素特征

采用多接收电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS)对喀斯特高原湖泊红枫湖、阿哈湖水体及其主要支流水体悬浮物和一些生物样品中的锌同位素进行了测定,测试精度小于0.11‰(2SD).结果显示,红枫湖水体与其主要支流水体悬浮物中的δ66Zn变化范围分别为-0.29‰～0.26‰和-0.04‰～0.48‰,阿哈湖水体与其主要支流水体悬浮物中的δ66Zn变化范围分别为-0.18‰～0.27‰和-0.179‰～0.46‰,均表现出支流中的锌同位素组成较重的特点.两湖生物样品中的δ66Zn变化范围较大,为-0.35‰～0.57‰,说明湖泊生态系统中各端员的锌同位素组成存在一定差异.根据同位素组成分析,湖泊主要入湖河流及所携带的陆源物质是阿哈湖泊水体中锌的主要来源,锌同位素是一种较好的物源示踪工具.红枫湖夏季δ66zn与Chla(叶绿素)呈显著的正相关(R=0.97),主要是藻类对锌的有机吸附和吸收过程导致锌同位素组成发生变化.此外,湖泊水体悬浮物中的锌同位素组成均在夏季较轻,表明大气的干湿沉降可能是一个较负的锌同位素源.水体悬浮物中的δ66Zn变化范围小于生物样品中的δ66Zn变化范围,说明由于生物作用过程导致的锌同位素分馏大于非生物过程.     

黑龙江金厂金矿床流体包裹体特征及成矿作用研究

金厂金矿床是一个发育有隐爆角砾岩筒、似层状微细脉浸染及裂控石英脉-蚀变岩三种矿化类型的特大规模矿床。本文对区内三类矿化石英中的流体包裹体进行了岩相学、显微测温、成分、氢-氧同位素及子矿物的扫描电镜等多方面对比研究,结果表明三类矿化成矿流体具有不同的地球化学性质:隐爆角砾岩筒成矿流体为岩浆-溶液过渡态流体;似层状微细脉浸染型成矿流体为一种成分复杂的高盐度热液;而裂控型成矿流体为高盐度的NaCl-H₂O溶液。氢-氧同位素组成特征揭示出它们均来自于岩浆活动。结合矿体产状及已有的年代学资料,认为三类矿化形成顺序为隐爆角砾岩筒型→似层状微细脉浸染型→裂控型,因此金厂金矿床是不同期次岩浆来源流体叠加成矿的产物。     

Sedex型矿床成矿系统

系统总结了Ｓｅｄｅｘ型矿床产出的构造背景、地质环境、矿床地质地球化学特征、矿化流体来源及成矿模式等问题。结合某些最新研究成果,对该类型矿床的Ｐｂ、Ｓｉ、Ｂ同位素地球化学进行了综合研究,并以加拿大科迪勒拉地区页岩容矿的Ｚｎ Ｐｂ矿床、中国大厂锡多金属矿床及澳大利亚布罗肯希尔Ｐｂ Ｚｎ Ａｇ矿床为例,深入讨论了Ｐｂ、Ｓｉ、Ｂ的来源及其对矿床成因的指示意义。对产于不同地质环境下现代海底热液成矿系统的研究证明,有沉积物覆盖和无沉积物覆盖海底成矿热流体的化学组成及Ｐｂ、Ｓｒ、Ｂ稳定同位素地球化学明显不同。前者富含与陆壳物质有关的金属组合及ＮＨ４,并富含放射成因Ｐｂ和Ｓｒ的组分,后者富含与洋壳玄武岩有关的金属组合,但特别贫ＮＨ４。这种不同与古代Ｓｅｄｅｘ型和塞浦路斯型矿床之间化学组成的差别十分相似,它意味着前者成矿物质主要来源于下伏陆壳岩石,并为其富含Ｂ,Ｂａ,Ａｇ,Ａｓ,Ｓｂ,Ｗ,Ｓｎ,Ｈｇ,Ｍｎ等元素提供了合理的解释。在此基础上,笔者指出,在特定地球化学背景下,上述那些元素也能形成独立的Ｓｅｄｅｘ型矿床,同时强调了注意寻找这种新型矿床的重要性     

Anomalous lead isotope ratios and provenance of offshore sediments,Gulf of Carpentaria,northern Australia

Anomalous Pb isotope ratios measured by Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry in terrigenous marine sediments (<63 μm fraction) from the Gulf of Carpentaria originated from depositional mixing of clay/silt with average modern crustal Pb isotope ratios and detrital monazite with high ²⁰⁸Pb/²⁰⁶Pb and low ²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb. This interpretation is supported by strong correlations between Pb isotope ratio and Th, U and light rare‐earth element concentrations in the sediments as well as by monazite compositional data. A likely source of the detrital monazite is the western portion of the Georgetown Inlier of mainly Proterozoic S‐type granitic rocks. A clear distinction between Pb isotope ratios in sediments deposited from the Norman and Bynoe Rivers in the southeast Gulf of Carpentaria and the persistence of catchment‐specific Pb isotope ratios 45 km offshore suggest that Pb isotope data are useful in tracing the provenance of terrigenous offshore sediments when the source rocks of catchments show sufficient chemical and/or mineralogical variation.     

深部碳循环的锌同位素示踪研究进展

深部碳循环和地球表层的碳循环一起构成了全球的碳循环.因为地球超过90%的碳都位于深部,深部碳循环研究对于理解地球长期的气候变化具有重要的科学意义.深部碳循环研究涉及多个科学问题,其中最重要的科学问题之一是如何准确识别地幔中的碳是再循环的地表碳.锌作为亲石元素,广泛存在于岩浆岩、地幔和碳酸盐岩中.地幔和地表沉积碳酸盐岩之间锌同位素组成存在显著的差异,而板块俯冲脱水、地幔部分熔融和岩浆结晶分异等过程导致的锌同位素分馏较为有限,因此锌同位素具有示踪深部碳循环的潜力.系统阐述了锌同位素示踪深部碳循环的原理,回顾了目前应用锌同位素示踪深部碳循环取得的阶段性成果,并指出锌、镁同位素联合示踪有望成为未来深部碳循环研究的主流.      

高精度Lu—Hf同位素测定的新技术与新方法

综述了Ｌｕ－Ｈｆ同位素体系的基本地质地球化学特征,对比了Ｌｕ－Ｈｆ同位素现有的分析方法,并介绍了包括化学流程在内的应用多接收器双耦合等离子体质谱仪（ＭＣ－ＩＣＰ－ＭＳ）进行高精度和高准确度,Ｌｕ－Ｈｆ同位素分析的原理和测试过程,列举了部分最新地质应用成果。     

Zinc and sulfur isotope variation in sphalerite from carbonate-hosted zinc deposits,Cantabria, Spain

We studied zinc and sulfur isotopes and the chemical composition of sphalerite samples from Picos de Europa (Aliva mine) and sphalerite and hydrozincite samples from La Florida mine, two carbonate-hosted Mississippi Valley-type (MVT) deposits located in northern Spain; despite being close, they are hosted in carbonatic rocks of different ages, Lower Carboniferous and Lower Cretaceous, respectively. The two generations of sphalerite at Picos de Europa show different δ⁶⁶Zn values (stage 1 sphalerite +0.24 per mil and stage 2 sphalerite from ?0.75 to +0.08 per mil). Both generations also differ in the sulfur isotope composition (stage 1 has δ³⁴S?=?+6.6 and stage 2 has δ³⁴S?=??0.9 to +2.9 per mil) and the chemical composition (stage 1 sphalerite, compared to stage 2 sphalerite, is significantly enriched in Pb, As, Mn, Sb, slightly enriched in Ag, Ni, and Cu and depleted in Co, Ga, Tl, Te, Ge, and Sn). We suggest that Zn isotope fractionation was controlled predominantly by pH and T changes. High Zn isotope values reflect rapid precipitation of sphalerite from higher-temperature acidic fluids that carried Zn mostly as chloride species after interaction with carbonate rocks while lower Zn isotope values most likely resulted from a longer precipitation process from fluid at higher pH and decreasing T that carried dominantly Zn sulfide species. At La Florida, sphalerite samples show light ⁶⁶Zn-depleted signatures with δ⁶⁶Zn values from ?0.80 to ?0.01 per mil (mostly between ?0.80 and ?0.24 per mil) and δ³⁴S values from +10.7 to +15.7 per mil without any relationship between the δ⁶⁶Zn and δ³⁴S values. Here, the variation in Zn isotope values is interpreted as related to mixing of fluids from two reservoirs. The Zn was carried by a single deep-seated and higher T (~250–320 °C) fluid, and precipitation took place after mixing with a connate S-rich fluid in a system with mH₂S?>?mZn²⁺ as a result of change in pH, T, and Zn predominant species. The light δ⁶⁶Zn accompanied by heavy δ³⁴S values resulted from fractionation of Zn aqueous sulfides at near-neutral pH and decreasing T. Hydrozincite samples show much heavier δ⁶⁶Zn values (+0.21 to +0.33 per mil), consistent with fractionation during supergene processes.     

广西拉么铜锌矿床矿物学特征及其地质意义

广西拉么铜锌矿床矿物学特征及其地质意义李明琴税哲夫聂爱国张杰（贵州工业大学资源工程系，贵阳５５０００３）关键词黄铜矿闪锌矿矿物学特征铜锌矿床广西拉么广西拉么铜锌矿床位于黔桂边界广西南丹县境内，在大地构造上位于江南地轴西南缘、南丹河池轴缘凹陷带中。矿床...     

The abundance of cadmium and zinc in meteorites

A stable isotope dilution technique using solid source mass spectrometry has been used to accurately determine Cd and Zn in a wide range of materials. The abundance of Cd has been determined in 19 iron, 28 stone and 1 stony-iron meteorites, together with a number of other samples. The abundance of Zn has also been determined for most of these samples. This has enabled the relationship between Cd and Zn to be examined in iron and stone meteorites. The abundance pattern of Zn in iron meteorites supports the existence of chemical groups.     

同位素地球化学研究进展及动态

本文论述了过去近十年期间同位素地球化学研究进展及未来发展动态展望。同位素研究是矿床地质学及其它领域重要的研究手段之一,是科学研究史上的革命,它的发展极大的加速了地质科学的研究进程。特别是放射性同位素测年(K-Ar法、Rb-Sr等时线法、Sm-Nd法、单颗粒U-Pb、Re-Os法、Pb-Pb法4、0Ar/39Ar、)、测试对象的微区化、仪器设备的自动化、测试工作的标准化,Lu、Hf、Cu、Zn、B、Li、He分析测试技术的改进,提出了一系列同位素研究的理论方法,拓宽了同位素应用前景和领域。     

多接收电感耦合等离子体质谱(MC-ICPMS)测量铜、锌、铁的同位素组成及其地质意义

Cu、Zn、Fe同位素示踪是近年来发展起来的一项新兴的同位素地球化学方法。本文介绍了用多接收电感耦合等离子体质谱 (MC ICPMS)精确测量铜、锌、铁同位素比值的方法 ,发现这些元素的同位素组成在不同地质与成矿环境中有明显变异 ,因而它们在矿床学、古海洋学和生物学等诸多领域具有广泛的应用前景。