核分析新技术:Alpha反冲径迹热年代学

矿物中U、Th及其子核进行α衰变释放出α粒子时,剩余重核受到反冲而产生辐射损伤。在适当条件下经化学蚀刻,这些辐射损伤成为在光学显微镜下可观测的核径迹。通过建立适当的蚀刻模型和定年模型,计算径迹面密度和体密度,并测量U、Th含量,便可得到年龄。Alpha反冲径迹年代学的特点是可以确定较年轻的时代(百万年至数百年),故在资源环境、地理、考古等领域具有广泛的应用前景。     

核分析新技术:Alpha反冲径迹热年代学

矿物中U、Th及其子核进行α衰变释放出α粒子时，剩余重核受到反冲而产生辐射损伤。在适当条件下经化学蚀刻，这些辐射损伤成为在光学显微镜下可观测的核径迹。通过建立适当的蚀刻模型和定年模型，计算径迹面密度和体密度，并测量U、Th含量，便可得到年龄。Alpha反冲径迹年代学的特点是可以确定较年轻的时代（百万年至数百年），故在资源环境、地理、考古等领域具有广泛的应用前号。     

金云母中Alpha反冲径迹的蚀刻和退火行为

矿物中U、Th及其子核进行α衰变释放出α粒子时，剩余重核受到反冲而产生辐射损伤。在适当的条件下经化学蚀刻，这些辐射损伤成为在相干涉反差显微镜下可观测的核径迹。实验证明，蚀刻过程中，Alpha反冲径迹（ARTs）增长数和蚀刻时间成线性关系，随蚀刻时间增加，线性被破坏，最终达到一个“坪”。退火过程表明，Alpha反冲径迹的退火要比裂变径迹的退火容易，其退火率随退火时间的增长和温度的升高而增加，且温度对其影响显著，在350℃下加热样品20h，退火率达到90%左右，在400℃下加热4h，完成全退火。     

α反冲径迹定年

与裂变迹径定年类似，α反冲径迹定年（Alpha-Recoil Track）也是基于天然放射性元素所释放核粒子在固体中产生可蚀刻径迹的积累。铀钍及它们的子体核素进行α衰变时形成α反冲径迹，当发射一个α粒子时，重的剩余核反冲并造成30-40nm的辐射损失痕迹，经过蚀刻α反冲径迹可在干涉相差显微镜下观测。如果在样品形成以后全部迹径被保留下来，那么测定它们的总数就可以得到样品的年龄。Α反冲径迹定年是一种刚刚开始研究的新型热年代学核分析技术，研究样品可以是单个小云母片（约0.5mm），定年范围102-106a，该方法对第四纪地质、地理、灾害及考古等领域有很大的应用潜力。     

海南岛玻璃陨石(雷公墨)裂变径迹年龄的测定

引言许多绝缘固体如塑料、玻璃和天然矿物常常可以记录带电粒子的径迹(这些未经化学蚀刻的径迹可称为潜迹),这是带电粒子在绝缘固体内沿着自己运动的轨迹所造成的辐射损伤区。在天然矿物中所记录的裂变径迹是这类固体核径迹中的一种,它是直径大约50(?),长约20微米的柱形辐射损伤区,最初只能用高倍的电子显微镜才能观察到。     

α径迹蚀刻方法及其在砂岩型铀矿中的应用——以HJQ砂岩型铀矿为例

α径迹蚀刻法是用感光胶片的片基记录放射性元素衰变产生的α粒子所造成的辐射损伤,经化学蚀刻扩大径迹的方法,多应用于铀矿研究,可简便有效地寻找岩石和矿石中颗粒细小的铀矿物并研究铀的分布状况、存在形式等,具有简单易行,灵明度高等优点。以HJQ地区砂岩型铀矿为例,利用α径迹蚀刻法对矿石中铀的分布形式研究,得出铀以分散吸附状态、铀矿物2种形式存在,为研究本地区铀成矿作用具有重要的理论与现实意义。     

基于辐射损伤的磷灰石裂变径迹退火行为研究

目前裂变径迹低温热年代学的理论基础是建立在温度是导致径迹退火的唯一诱因之上的。然而，辐射损伤是否能够促进裂变径迹退火尚处于争论中。文章采用云南临沧四块花岗岩样品的磷灰石裂变径迹测试分析方法，对辐射损伤与裂变径迹退火行为之间的关系进行了研究。云南临沧磷灰石单颗粒年龄71～15 Ma，封闭径迹长度9～16μm, U含量24～290μg/g。统计分析结果表明，磷灰石封闭径迹长度以及单颗粒年龄分别随相应U含量增加而减小。综合分析认为，这种变化趋势初步表明了辐射损伤能够促进裂变径迹退火，是导致裂变径迹退火的另一诱因，为辐射损伤诱发裂变径迹退火行为研究提供了新证据。     

α径迹蚀刻方法在砂岩型铀矿研究中的应用——以通辽地区砂岩铀矿为例

α径迹蚀刻法应用于铀矿研究,可简便有效地研究岩石、矿石中铀的分布状况、存在形式等,寻找岩石和矿石中颗粒细小的铀矿物,研究与铀矿化相关的蚀变作用等。以通辽地区砂岩型铀矿为例,利用α径迹蚀刻法对矿石中铀的分布形式,铀的富集规律进行研究,根据矿石的α径迹特点得出铀以分散吸附状态和铀矿物两种形式存在,后者通常与碳酸盐化、黄铁矿化相伴随。     

关于径迹蚀刻测量的应用条件

我国将核径迹技术应用于铀矿找矿是从1974年开始的,到1976年已全面推广应用。十年来,径迹蚀刻测量的应用效果是好的,对突破红石泉矿床东段,401矿床西带和罗坑矿床的扩大以及303地区301号矿体的落实起了重要的作用。经典射气法、径迹蚀刻测量以及普通物探方法对3075矿床的发现和扩大都起了重要的作用。除此之外,径迹蚀刻测量用于寻找地下水源,用于预报地震和用于岩矿等地质研究,都取得了不少成绩。关于在铀矿找矿中径迹蚀刻测量在不同条件下的应用问题,我们将从地质、地球化学条     

石英裂变径迹蚀刻条件的对比实验研究

通过 40%的 HF溶液、KOH饱和溶液和 19 mol/L的 NaOH溶液这三种常用方法对大、小颗粒石英进行裂变径迹蚀刻实验的对比发现,用环氧树脂固定的小颗粒石英样品,不宜用 KOH饱和溶液(150 ℃)和 19 mol/L的 NaOH溶液(沸点,约 120 ℃)作为裂变径迹的蚀刻剂,宜用 40%的 HF溶液;三种方法均适宜于大颗粒石英,但不同的蚀刻方法蚀刻效率不同, 40%的 HF溶液(29 ℃)的蚀刻效率最高,且操作简单、安全性高.40%的 HF溶液最佳蚀刻时间为: 温度在 4 ℃左右(冬季)时为 40 min,温度在 29 ℃左右(夏季)时为 30 min,可在全年室内常温条件下操作.     

裂变径迹长度测量标准化研究——锆石蚀刻标准探讨

通过不同时间蚀刻的锆石径迹长度测量,确定海南迅速冷却火山型锆石的水平封闭径迹(HCT)平均长度L＝10.93 μm,标准偏差为0.93 μm,可作为锆石长度测量的参照标准.对锆石的蚀刻标准进行了探讨,确立垂直C轴的表面径迹宽度Dpar为(1.0±0.5)μm的蚀刻标准,要求Dpar>1 μm和Dpar<1 μm的颗粒数应大致相当,以及封闭径迹宽度DHCT<1.0 μm的测量标准.     

两花岗岩体接触带铀系核素迁移的初步模拟

随着世界各国大力发展核电，放射性废料的安全处置已成为当今研究热点和前沿学科。高放废物深地质处置的安全性主要取决于处置库内放射性核素向生物圈的迁移程度。在侵入岩中，放射性核素主要是通过地下水沿岩石孔隙从处置库向生物圈迁移的。为了理解放射性核素在花岗岩体接触带的迁移行为，本文根据两花岗岩体接触带中样品的铀系核素放射性活度比值（^234U/^238U,^230Th/^234U,^226Ra/^230Th,^230Th/^238U)，利用 α-反冲（弹射）作用引起的放射性不平衡理论，计算了铀系核素子体^234U,^230Th,^226Ra在后期地下水的作用下在花岗岩体接触带及其裂隙内的迁出率、迁入率、并进行了质量平衡的计算。结果表明，经α-反冲作用进入流体的核素的迁出率要远大于因核素自然衰变的消亡率；裂隙充填物及裂隙能阻滞大量核素的迁移，其沉淀核素来自接触带花岗岩；花岗岩能强烈阻滞核素的迁移，可作为阻止放射性核素从核废料地下处置库向外迁移的有利天然屏障。     

核裂变径迹定年技术中锆石的蚀刻

锆石的特点是含铀量高,并作为耐风化的稳定副矿物广泛地产出于火成岩、变质岩和沉积岩中,是裂变径迹定年技术中应用最广的矿物之一。锆石径迹定年技术中,关键是选择适宜的制片方法和最佳蚀刻条件对此许多研究者已做过大量探讨,目前采用的蚀刻方法有:375—500℃高温下磷酸蚀刻法,220℃下NaOH或200℃下NaOH+KOH蚀刻法和150—180℃温度下的HF+H_SO_4蚀刻法。因锆石颗粒一般都比较小,为了准确地统计每个锆石颗粒同一内表面上的自发和诱发裂变径迹密度,一般采用的步骤是:先将锆石晶粒固     

裂变径迹热年代学方法、应用及其研究展望

裂变径迹热年代学方法是基于铀裂变辐射损伤效应的一种同位素热年代学方法.在分析裂变径迹定年的原理和方法、常用年龄值及裂变径迹退火作用等基础上,综述了目前裂变径迹热年代学方法在造山带隆升-冷却、沉积盆地分析、盆山耦合关系、断裂活动时限及热液成矿作用等方面的相关理论和应用,并结合国内外研究现状指出了裂变径迹热年代学今后的发展方向.     

外地核中U、Th的分布、核裂变及其对地球动力学的影响

笔者认为地球的外地核中存在大量的生热元素U和Th,它们正是驱动地球内部物质运动、包括板块运动的主要动力。按照地震波资料,地球内部最热的地区在太平洋中部,地磁资料表明地磁中心及相应的热对流中心也向太平洋板块偏离400km,因此U、Th更多地富集在太平洋之下的外地核中。前寒武纪天然核反应堆的发现及行星质量与光度的研究显示,外地核中的U、Th存在周期性核裂变,太平洋热点火山岩及其包体中富集与U、Th核裂变或衰变有密切成因联系的惰性气体也说明了这一点。外地核中的U、Th存在周期性的核裂变可能是地质历史中超静磁带形成的主要原因,也可能是地球上火山活动等地质作用存在节律性及地球膨胀的原因。     

径迹蚀刻法研究铀矿化特征

近年来,一些单位都在摸索用径迹蚀刻法来研究铀矿化特征。我在围绕着一些矿床的物质成分研究工作同时,对径迹蚀刻法也进行了一些探索,现就此谈些体会。一、方法的简单流程(一)胶片的制备使用的胶片一般是废 X 光底片和废电影胶片。做径迹片前要对废胶片进行处理,处理方     

磷灰石裂变径迹退火影响因素研究进展

磷灰石裂变径迹退火是一个繁杂的化学动力学过程,清楚地了解其退火的影响因素对于该技术的应用十分重要。文章概述了磷灰石裂变径迹退火动力学模型的发展史,并结合以往对其退火影响因素的研究,将磷灰石裂变径迹退火影响因素分为自身和外部环境两方面:自身影响因素包括化学成分、晶体结构、径迹长度与半径、径迹与结晶轴的方位关系,其中化学成分对退火起到主导作用;外部环境影响中,温度是主导因素,压力和蚀刻条件的改变也会影响退火。研究成果有利于完善磷灰石裂变径迹的实验室退火模型,提高其作为热历史记录器的精度。     

裂变径迹技术及其地质应用

裂变径迹技术以样品用量少、封闭温度低以及测年范围广等优势,被广泛应用于地质学研究中。完全退火或部分退火样品可有效记录岩体的冷却-剥露历史,限制构造活动起始时间,探讨上覆岩石的风化剥蚀历史与矿床保存变化之间的关系,定量化矿床隆升剥蚀量,实现找矿预测; 锆石裂变径迹封闭温度对应天然气生成温度区间,可运用于油气勘探研究计算中; 近年来结合元素含量分析的裂变径迹技术还可进行物源分析,LA-ICP-MS技术的引进为测量低U含量矿物的径迹带来了曙光。系统总结了磷灰石与锆石裂变径迹退火特性的研究成果,以及温度、化学成分、结晶各向异性及D_par值等因素对磷灰石径迹退火特性数据解释可能产生的影响,锆石径迹热稳定性的降低主要受制于辐射损伤效应。实验室退火特性研究为了解繁杂的径迹退火化学动力机制提供了重要的理论参考,但在实际的数据解释中需结合地质背景,以获得更为清晰的地质热事件演化研究时间格架。结合径迹测年在矿床、山体隆升剥蚀、盆地热史等研究的典型案例分析,以期为裂变径迹应用的相关研究提供参考。     

锆石的裂变径迹年龄测定技术

六十年代初发展起来的核裂变径迹测定年龄技术,已在地质年代学、宇宙年代学和考古工作等领域得到了广泛应用。裂变径迹测定年龄技术,是应用各种天然矿物或材料中微量杂质铀的自发裂变碎片,在绝缘固体介质中产生的辐射损伤痕迹(即裂变径迹)测定年龄的方法。该法的优点之一是应用范围广,在火成岩、沉积岩和变质岩中常可找到合适的测定对象。     

吐哈盆地十红滩铀矿床北矿带铀的赋存状态研究及对地浸开采影响分析

通过铀在含矿目的层西山窑组碎屑岩中各粒级的配分比例、α径迹蚀刻、电子探针,铀的价态和含氧系数等多种测试方法,对十红滩铀矿床北矿带铀的赋存状态进行了系统研究。发现北矿带矿石中60.93%～87.45%的铀赋存在粒径小于0.05 mm的填隙物中,α径迹蚀刻显示主要呈团块状、(弱)聚集状及星点状分布,铀的赋存状态主要为沥青铀矿、铀石和铀钛氧化物(含铀钛氧化物),矿石的U~(6+)/U~(4+)平均2.15,含氧系数平均2.58。通过本次对吐哈盆地十红滩铀矿床北矿带铀的赋存状态研究,认为对北矿带开展地浸选冶工艺具有借鉴意义。