镍箔恒温自沉积总α、总β计数法同时或连续测定样品中210Pb、210Bi、210Po

研究了210Bi、210Po同时恒温自沉积于镍箔的最佳制源环境,建立了岩石、土壤以及水体样品中210 Pb、210 Bi、210 Po同时或连续测定的方法——镍箔恒温自沉积总α、总β计数法。试验发现,当镍镀片面积为3.14cm2,盐酸浓度为1.0mol/L,溶液体积为25mL,恒温90℃,振荡频率180次/min,振幅20mm,制源60min,210Bi和210Po可同步定量自沉积。210 Po加入量与总α净计数率相关系数为0.9998,210Bi加入量与总β净计数率相关系数为0.9997。放置衰变法可以消除Bi和Po其它短寿命放射性同位素对测量产生的影响,盐酸肼及酒石酸存在时大量共存离子不干扰测定。方法的精密度优于5%,全程加标回收率在99.5%～100.5%。     

岩石、土壤样品中210Po测定方法的研究

研究了以铜箔为镀片时,自沉积总α计数法定量测定岩石、土壤样品中210Po的最佳制源环境、同位素的干扰和去除、共存元素的允许量以及适宜的溶(熔)矿方法,同时研究了银、铜两种镀片的区别。试验发现,当盐酸浓度为2.0mol/L,恒温80℃,振荡频率为180次/min、振程20mm时,制源2.0h,210Po自镀回收率在99.6%～100.4%之间,210Po加入量与α净计数率线性相关系数为0.9999。放置衰变法可以消除212Bi和218Po等短半衰期核素对210Po测量产生的影响,Vc存在时其它共存元素不干扰测定。方法配合HNO3HFHClO4溶矿(对复杂试样酸溶后的不溶渣,再进行碱熔),全程回收率为99.5%～100.4%。     

~(210)Po、~(210)Bi和~(210)Pb测试技术研究进展与现状

铀系核素210Po、210Bi和210Pb的测试在铀矿地质勘查与核废物安全处置研究、沉积年代学与同位素地球化学研究、大气环境学与辐射卫生学研究等诸多领域具有重要意义。本文重点总结了近些年来210Pb、210Bi和210Po3核素各种测试技术的研究进展与现状,评述了存在的主要问题及未来发展趋势。     

中国陆架210Pb测年应用现状与思考

分析总结了中国陆架210Pb测年现状及取得的成果,评价了210Pb测定沉积速率的可靠性。由于数据处理及成果表达的不统一,得到的沉积速率只能定性—半定量地表征沉积作用强度。根据210Pb测年现状、陆架沉积环境特征探讨了改善210Pb应用的有关问题,认为合理的选区、必要的校正、统一的成果表达是提高210Pb应用水平的重要因素。     

现代沉积的210Pb计年

²¹⁰Pb具有百年时间尺度沉积计年的重要价值。²¹⁰Pb_ex计年假设：沉积物是封闭系统；进入水体的²¹⁰Pb能有效地转移到沉积物中并不发生沉积后迁移；非过剩²¹⁰Pb与其母体²²⁶Ra保持平衡。²¹⁰Pb_ex计年可用稳定输入通量-稳定沉积物堆积速率模式、常量初始浓度模式或恒定补给速率模式。沉积物柱芯必须保持原态并以0．5～1cm间隔分截；用相应层节²²⁶Ra校正。沉积物表层混合作用及²²²Rn的丢失可能导致顶部²¹⁰Pb_ex异常。季节性缺氧湖泊沉积物顶部可能存在²¹⁰Pb及²¹⁰Po的再迁移。²¹⁰Pb与¹³⁷Cs两种计年方法原理上具有根本差别。²¹⁰Pb，¹³⁷Cs与沉积纹理方法对比是准确计年的重要保证。     

黄海和渤海沉积物 210Pb活度的分布特征

利用α多道能谱仪测定了黄海和渤海海域 58个表层沉积物样品的 210Pb活度,探讨了黄海和渤海表层沉积物中 210Pb活度的空间分布特征.渤海中部、北黄海中部泥质沉积区和南黄海中部泥质沉积区是 210Pb活度的高值区.渤海湾内、莱州湾内及北黄海西南部沿岸海域则是 210Pb活度的低值区.黄海和渤海海区 210Pb的富集、分布特征受到研究海区水动力条件和沉积物粒级的制约.根据位于黄海和渤海泥质沉积区的 3个岩芯 210Pb活度的垂直分布资料,并结合 2个站位所取岩芯的 210Pb活度的垂直分布资料,探讨了 210Pb活度的垂直分布与沉积环境之间的关系.黄海和渤海 210Pb活度呈现高值的泥质沉积区,其 210Pb活度随岩芯深度衰减的垂直分布很有规律且沉积速率较低,由此可以反映泥质沉积区稳定的沉积环境.     

210Pb测年方法在岩溶碳酸盐沉积物中的应用研究

碳酸盐沉积物中的210Pb,通过大气降水、土壤水渗入沉积物中吸附所得,并且不同沉积物组分和粒级对210Pb的吸附能力不同.笔者以沉积环境稳定、沉积的连续性及其剖面保存的完整性的洞穴沉积物--石笋和流石等作为主要研究对象,并与取自云南白水台的钙华样品进行210Pb的对比.利用210Ph测年技术方法对岩溶地区不同类型的近代碳酸盐沉积物样品进行测定,并探讨该方法适应范围.结果发现:利用210Pb法能够比较可靠的测定沉积物的沉积速率,并根据沉积物的相对垂直深度和210Pb比度的关系,计算出近100 a沉积物年龄和沉积速率.由此可见,210Pb测年技术在岩溶沉积物中的应用,将有助于获取高分辨率的计年,并提供精确的沉积速率,为现代岩溶作用过程的研究提供重要的信息,从而具有广泛的应用前景.     

用210Pb技术判断年轻石笋封闭性研究

通过测试采自桂林地区茅茅头大岩的两个相邻石笋DY-2和DY-3的现代滴水沉积物的²¹⁰Pb放射性活度发现: (1)处于同一洞穴相距约1.5 m, DY-2石笋初始210Pb放射性活度是DY-3石笋的3.0倍, 接取的现代滴水沉积物DY-2是DY-3的1.7倍, 210Pb放射性活度和现代滴水观测均证明DY-3石笋沉积速率大于DY-2石笋, 说明在相同地质背景和地理环境下, ²¹⁰Pb放射性活度可以作为沉积速率的一个判断工具; (2)两石笋²¹⁰Pb放射性活度剖面均呈现一定的波动性, 这与石笋沉积时存在晶间孔隙且与晶间孔隙的分布和大小、密集度有关, DY-3石笋²¹⁰Pb放射性活度剖面的紊乱与石笋晶间孔隙相互联通, 后来²¹⁰Pb与石笋纹层的²¹⁰Pb发生混合和交换有关; (3)处于非封闭系统的石笋氧同位素是否发生同位素的分馏还需进一步研究。     

钻孔岩心剖面210Po测定及其找矿意义

在苗儿山地区已知花岗岩型铀矿床上的试验结果显示,在矿化规模较大、品位较高的钻孔岩心剖面上观察到了分布范围大大超过矿体,且强度较高的210Po异常。据此认为,在勘探最后阶段通过测定钻孔岩心的210Po可以判断钻孔深部以及周围是否还存在隐伏矿体,以指导进一步钻探。本技术有望用于花岗岩型铀矿床的勘查工作。     

黔中气溶胶传输的210 Pb和7 Be示踪:I.周时间尺度的解释

认识环境核素在不同地域空气中的浓度分布和沉降到地表环境的通量对气溶胶污染物全球扩散模型的建立和验证、沉积过程示踪和沉积计年、流域侵蚀示踪参比,以及生态系统受天然辐照的评价等多个领域都是关键的依据.自2001年以来在贵阳观风山等地逐周连续采样,对近地面空气和降水中210Pb和7Be浓度的观测结果表明:①因气象条件变化,近地面空气210mPb和7Be周浓度具有2～6周变幅不等的短周期波动.210Pb空气浓度在年内的总趋势呈现出受气温变化的总体影响和降水的短暂调控;而7Be空气浓度出现连续不断的峰-谷交替.②两核素在近地面空气周浓度的低值同步,210Pb/7Be比率较高(≥0.8),显示出海洋性贫210Pb-7Be气团的入侵影响;它们高的周浓度也同步耦合,比率较低(≤0.7),显示出高层大气富7Be气团的输入.③210Pb和7Be的周降水浓度及水-气分配系数在秋末春季较高,而春末-秋季明显偏低.周降水浓度随同期空气浓度呈增高趋势,其季节分界分别为0.2 Bq/L和1 Bq/L;而Kd值随同期空气浓度增大呈降低趋势.210Pb和7Be的降水沉降主要分布在每年的春夏季;周沉降量随同期降水量呈增大趋势,7Be增大的斜率约为210Pb的3倍;当近于零降水时,它们在降水中的初始比率约为2.5.它们出现高或者较高的周降水沉降都伴随当周或邻周空气浓度的急剧下降;降水中210Pb/7Be比率主要分布在≤0.5,并与空气中210Pb/7Be比率基本同步,显示出两核素被降水清洗的效率基本相近.④2008年冰冻极端天气过程中,210Pb-7Be空气浓度同步低谷并存在气溶胶低浓度与高比活度耦合.⑤观风山7Be周空气浓度显示低纬度、较高海拔地区的预期水平;短周期波动反映强下沉气流和低海拔上升气团影响分别在观风山和瓦里关山的滞后性.     

应用210pb技术计算年轻石笋沉积速率及判断石笋沉积环境

通过对桂林周边3个洞穴的3个石笋进行210Pb测试,分别计算出3个石笋的沉积速率:盘龙洞石笋PL-4的平均沉积速率为0.042mm/a,茅茅头大岩石笋DY-2的平均沉积速率为0.731 mm/a,住岩石笋ZY-5的平均沉积速率为0.029mm/a;另外,通过滴水实验验证了石笋正在沉积,且茅茅头大岩沉积速率较大,盘龙洞和...     

吉林省西部月亮湖沉积物的210Pb和137Cs测年及沉积速率

在吉林省西部月亮湖沉积柱中137 Cs和210Pb比活度测定的基础上,进行了沉积柱137 Cs和210Pb测年和现代沉积速率研究。月亮湖沉积柱在18cm和32cm处存在2个明显的137 Cs峰值,所对应的时标分别为1986年和1963年,据此时标计算的1963 2006年月亮湖的平均沉积速率为0.74cm/a,19862006年平均沉积速率为0.90cm/a。对比了CIC、CRS和CFCS模式的210Pb计年结果,其中:CIC模式的计年结果明显偏离137 Cs时标;64cm以浅沉积物的CRS、CFCS模式计年结果接近,并与137 Cs时标基本一致;但当沉积物的深度大于64cm时,CRS、CFCS模式计年结果具一定差别,鉴于此深度以下CFCS模式计年的指数方程的相关系数较低,其计年结果的代表性较差,因此,此深度以下采用CRS模式计年。根据CRS模式计年结果计算的月亮湖沉积速率为:1835 1898年平均为0.33cm/a,1898 1920年平均为1.09cm/a,1920 1961年平均为2.21cm/a,1961 2006年平均为0.94cm/a。沉积速率的年际变化反映了月亮湖及其流域内自然环境变化和人类活动的影响程度。     

东平湖沉积物 210Pb、137Cs 垂直分布及年代学意义

对东平湖沉积物柱状岩芯放射性年代学研究表明： 12cm处的 ¹³⁷Cs比活度峰值对应于1963年人工核试验高峰,9cm和6cm处的 ¹³⁷Cs比活度蓄积峰可能分别与1974年的全球核素散落和1986年前苏联切尔诺贝利核电站核泄漏有关; ²¹⁰Pb比活度随深度呈指数衰减,利用 ¹³⁷Cs核素1963年对应的蓄积峰进行校正,采用 ²¹⁰Pb计年的CRS模式建立了1889年以来东平湖现代沉积年代序列。根据 ²¹⁰Pb年代序列,计算了东平湖现代沉积速率,发现近百年来东平湖地区沉积速率有明显变化： 1889～1945年,沉积速率较高,平均达0.297g/cm2•a; 1945～1963年,沉积速率整体处于下降趋势; 1963～2000年,沉积速率比较稳定,平均约0.141g/cm2•a; 约2000年以来,沉积速率有增高趋势。通过分析认为,1945年以前东平湖较高的沉积速率可能与东平湖作为黄河水的自然滞洪区有关; 1950年代国家对东平湖的治理改造,控制了黄河水的自然倒灌,导致了东平湖沉积速率的迅速下降; 1963年以后,由于黄河上中游大型水利工程设施的修建,抑制了东平湖调洪功能的发挥,导致东平湖沉积速率低而稳定; 近年来,东平湖沉积速率有增大趋势,这可能与湖区人民发展围网养殖带入较多的沉积物有关。     

广西平果龙何屯岩溶洼地剖面土壤~(137)Cs和~(210)Pb比活度分布的影响因素研究

~(137)Cs和~(210)Pb技术广泛应用于土壤侵蚀研究,但由于岩溶区的特殊性,如地表地下双层结构的存在,土壤形成慢,土层薄且不连续,易被侵蚀等特点,一定程度上限制了~(137)Cs和~(210)Pb技术在岩溶区的应用。文章选取广西平果果化石漠化综合治理示范区龙何屯洼地剖面,沿剖面采集土壤样品,进行~(137)Cs和~(210)Pb放射性比活度研究,得到以下认识:(1)土壤表层及整个土壤剖面~(137)Cs和~(210)Pb放射性比活度正相关,主要是人类活动及土壤迁移引起的土壤再分配导致的;(2)石穴地的137Cs和~(210)Pb放射性比活度均为最大,除受到邻近裸岩影响还与石穴地良好的集水集土条件有关;(3)洼地底部及沟底~(137)Cs和~(210)Pb放射性比活度相对偏小,主要是坡面长期受到地表径流侵蚀影响,土壤和泥沙在此沉积导致的;(4)退耕还林之后土壤得到很好的保护,并能拦截一定量上游带来的土壤,但由于岩溶环境的特殊性,地下漏失无法避免。     

长江口水下三角洲粒度与210Pb特征的空间分布

长江口细颗粒物质来源丰富、水动力作用活跃,近年来又受到三峡大坝等流域大型工程的影响,因此其水下三角洲沉积层序对自然过程(物源变化、潮汐水道地形调整、风暴潮事件等)和人类活动(航道疏浚等)的响应成为一个重要的科学问题.对覆盖长江口水下三角洲的31个站位的沉积物柱样进行了粒度分析,并对其中30个站位的柱样进行了210Pb测定,结果表明,长江口物质主要是来源于现代流域供给,少数站位的砂质沉积则代表海底侵蚀.沉积物柱状样的平均粒径有4种类型的垂向分布趋势:Ⅰ.向上细化,Ⅱ.垂向稳定,Ⅲ.垂向波动式变化,Ⅳ.向上粗化.分别对应于不同的地貌部位和冲淤动态.210Pb比活度垂向变化有4种类型:1)标准衰变剖面,2)均一210Pbtotal活度剖面,3)分段式衰变剖面以及4)分段式衰变与倒置衰变复合剖面.4种类型的空间分布格局显示,多数站位不是连续堆积的.不同站位的柱状样沉积记录代表了长江口水下三角洲沉积对各种因素(沉积动力过程、流域水库建设等)的复杂响应模式.长江口水下三角洲粒度与210Pb的空间分布特征指示了研究区的多种沉积动力特征,如物源变化、水动力变化、相邻区域的侵蚀搬运与二次堆积、水动力强弱的空间差异以及事件沉积的影响.     

东北四海龙湾玛珥湖沉积物纹层计年与137Cs、210Pb测年

对东北四海龙湾玛珥湖SHLF6孔纹层沉积物的¹³⁷Cs放射性测量表明:¹³⁷Cs比活度的最大值出现在55cm处,对应于1963年世界原子弹试爆高峰期。纹层计年表明0～6cm共有35个纹层层偶。从75cm到65cm,¹³⁷Cs比活度从256±009dpm/g急剧增加到1868±017dpm/g,可能65cm对应于1954年。通过测量²²⁶Ra子核²¹⁴Pb和²¹⁴Bi（能量为295keV,352keV和609keV）放射的光子数获得²²⁶Ra比活度数据,然后求得过剩²¹⁰Pb_{比活度（²¹⁰Pbuns）。²¹⁰Pbuns比活度随深度增加而呈指数衰减,其异常波动可能与人类活动以及沉积速率变化有关,例如55cm处²¹⁰Pb比活度较高,与¹³⁷Cs的峰值对应,这可能与1963年前后人工核实验的高峰有关,因为核试验不仅产生¹³⁷Cs,而且可以产生208Pb和²¹⁰Pb;45cm处²¹⁰Pb比活度较低,而²²⁶Ra较高,可能与人类活动加剧,导致沉积速率增加有关。根据²¹⁰PbunsCRS模式,SHLF6孔0～19cm的平均沉积速率为20mg/cm²·a,或约为011cm/a。²¹⁰Pb测年数据与¹³⁷Cs时标及纹层计年均有很好的一致性。四海龙湾玛珥湖发育的纹层为年纹层,可以建立高分辨率时间序列。}     

一种用于铀同位素比值α能谱分析的磷化膜制源新技术

研发了一种用于铀同位素比值α能谱分析的磷化膜制源新技术。试验发现,当镍镀片面积为3.14cm2,盐酸浓度为0.5mol/L,氯化钠浓度为2.5mol/L,磷酸二氢钾浓度为0.08mol/L,抗坏血酸浓度为20g/L,溶液体积为25 mL,恒温90℃,振荡速率为160次/min,振程20 mm时,磷化膜制源70min,200μg以下的铀可在镍箔上定量转化为磷化膜。与传统的电沉积制源技术相比较,应用磷化膜制源技术进行测量源制备时无需电沉积装置,制源过程简单快速,工效高,大量共存的232 Th、230 Th、226 Ra、231Pa等核素均不产生干扰,铀的全程回收率接近100%,α能谱峰分辨率较好。     

~(210)Pb和~(137)Cs测年在中国海岸带古环境演变研究中的应用

海岸带地处陆地和海洋交界地区,是物质和能量交换的中心地带,沉积环境复杂。而对其沉积记录古环境信息的正确理解和解释在很大程度上依赖于年代框架的建立。210Pb和137Cs年代学的问世,解决了高速沉积环境中时间量程为百年或更短的沉积物的定年,近年来得到广泛的应用。在实际应用中,我们应该根据研究目的、范围等因素,选择合适的测年手段测年。此外,由于每种方法还存在不足,且可能同时会有几种方法适用,所以为了增加测年数据的准确性和可靠性,我们应尽量选择多种适当方法进行对比测年。     

上黑龙江盆地虎拉林金矿床黄铁矿LA-ICP-MS原位测试及其对矿床成因的制约

位于上黑龙江盆地内的虎拉林金矿床为区域重要的金矿床之一,关于该矿床的成因一直存在较大的争议.为厘清虎拉林金矿床成矿物质来源及赋存状态,确定矿床成因及形成机制,作者运用LA-ICP-MS原位测试技术,分析了矿床中不同期次黄铁矿的元素组成.结果表明,该矿床存在PyI、PyII和PyIII三期黄铁矿,不同期次黄铁矿的微量元素组成差异明显,PyII为金主成矿期,其Cu、Pb、Zn、Ag、Au、Bi、As、Mo、V、Cr、Mn、Sb、Sn和Ga等微量元素含量较高.在PyI、PyII和PyIII三期黄铁矿中,Co、Ni、As、Se以类质同象形式赋存于黄铁矿中;而Cu、Pb、Zn、Bi及Te、Mo、V、Cr、Mn、Sb、Sn、Ga分别以金属矿物微粒及纳米微粒金属矿物包体存在于黄铁矿颗粒中或间隙;Au、Ag以银金矿微粒形式存在于黄铁矿晶体及间隙中,且As在Au的迁移、富集和沉淀等过程中具有重要的作用.三个不同期次黄铁矿的Co/Ni值均小于10,且在Co-Ni成因判别图中PyI主要分布于沉积区,PyII与PyIII则主要分布于沉积改造区及岩浆区.结合研究区区域地质背景、矿床地质特征及黄铁矿微量元素特征,认为虎拉林金矿床首先经历了早期沉积作用,之后受到来自含Au、Ag、Cu、Pb、Zn、Bi等元素成矿流体的热液叠加改造,成矿物质源于早白垩世深部岩浆,且成矿过程中存在岩浆热液与早期沉积地层的混染作用,是典型的斑岩型金矿床.     

胶州湾沉积速率:多种分析方法的对比*

根据胶州湾内外海域采集的柱状岩芯样品的 ²¹⁰ Pb测试,结合物源分析方法,计算了1952年以来胶州湾的沉积物收支状况和胶州湾区域的平均沉积速率。结果表明,胶州湾百年尺度的沉积速率较高,达到了10⁰mm/a量级(7.43mm/a),沉积通量为10^-3g/mm²a量级(7.39×10^-3g/mm²a),而胶州湾外邻近海区沉积速率略低(4.46mm/a)。这与其他学者获得的海图地形对比法的结果大致相当。与胶州湾内钻孔岩芯的¹⁴ C测年对比表明,万年尺度的沉积速率为10^-1mm/a量级(0.25~0.92mm/a),比百年尺度的沉积速率约小一个数量级。分析结果表明,沉积体系的演化过程使沉积速率随时空尺度的不同而产生差异,这是导致不同分析方法所获结果之间存在复杂关系的主要因素。