地质样品铜、铁、锌同位素标准物质的研制

合适的标准物质是进行同位素准确分析的基础和关键,本文介绍了基于地质样品的铜、铁、锌同位素分析标准参考物质的研制过程.所研制的标准物质为CAGSR-1,用于该标准物质研制的原始样品为玄武质组分的岩石成分分析国家标准物质GBW07105.按照国家一级标准的要求,对该标准物质进行了严格的均一性、稳定性检验和同位素定值分析.标准物质CAGSR-1的主要特性量值δ65Cu、δ56Fe、δ66Zn的推荐值及95%置信水平的不确定度为:δ65CuSRM976(‰)=0.10±0.02、δ56FeIRMM014(‰)=0.12±0.02、δ66ZnRomil(‰)=7.45±0.01.该标准物质可用于地质与环境样品铜、铁、锌同位素测定中化学流程评价和验证、质谱仪的校正及整个过程的分析质量控制.     

低温环境下铁同位素分馏的若干重要过程

详细了解同位素分馏的过程与机理是运用稳定同位素体系解决科学问题的关键.本文对沉淀、溶解、吸附、氧化、还原、生物等过程中的Fe同位素分馏研究结果进行了系统总结.在沉淀过程中,优先沉淀轻同位素;在吸附过程中,Fe(Ⅲ)矿物优先吸附重同位素;氧化还原过程中,Fe的化合价越高,Fe同位素组成越重.     

绿片岩-低角闪岩相变质条件下磁铁矿与黄铁矿间的Fe同位素分馏

对辽宁省鞍山-本溪地区经历了绿片岩-低角闪岩相变质的新太古代条带状铁建造中磁铁矿和黄铁矿矿物对的Fe同位素分析结果显示：相对于标准IRMM-014,所有样品的磁铁矿和黄铁矿均显示Fe的重同位素富集;且黄铁矿的Fe同位素比值均大于磁铁矿的Fe同位素比值（ε^57 Fe黄铁矿〉ε^57 Fe磁铁矿）,两种矿物的Fe同位素比值之差为△^57 Fe黄铁矿-磁铁矿=2．23-5．13。黄铁矿富集铁的重同位素表明矿物的Fe同位素组成并不代表其原始沉积的特征,而是在区域变质作用过程中Fe同位素发生了交换的结果。由同位素平衡判别图解可知,在绿片岩-低角闪岩相变质作用中,磁铁矿-黄铁矿间的Fe同位素基本达到了平衡,且在平衡条件下黄铁矿比磁铁矿更富集Fe的重同位素,二者之间的Fe同位素平衡分馏系数口黄铁矿-磁铁矿≈1．0004‰±0．06‰（2σ）。这一研究成果是对变质作用过程中Fe同位素的地球化学行为认识的重要进展。     

植物中Cu、Zn同位素分馏初步研究

Cu、Zn均是生物体内必须的微量营养元素,是一些酶、激素、核素、维生素的重要组成部分,对生物的生长、发育及繁殖有着很大的影响.因此,对生物作用导致的Cu、Zn同位素组成的变化研究在生命科学、环境科学以及地圈与生物圈的相互作用等领域具有重要的潜在意义.     

双稀释剂法在非传统稳定同位素测定中的应用——以钼同位素为例

仪器的质量分馏校正是提高同位素分析数据精度的关键。"同位素双稀释剂"的测定方法可实现严格的仪器质量分馏校正。文章以Mo同位素为例,详细介绍了同位素双稀释剂法的原理、计算方法以及应用多接收器等离子体质谱仪(MC-ICP-MS)进行Mo同位素组成高精度分析的方法。双稀释剂和标准样品的100Mo/97Mo使用Pd溶液的104Pd/102Pd标定,其他Mo同位素比值通过100Mo/97Mo标定。对100Mo/95Mo、98Mo/95Mo和97Mo/95Mo三组Mo同位素比值建立3个非线性方程,组成一个非线性方程组,在认为仪器质量分馏和自然分馏都符合指数法则的前提下,通过Taylor公式将非线性方程组转换成线性方程组,使用牛顿迭代法计算出样品的Mo同位素组成。在使用MC-ICP-MS分析过程中,每组数据采集20个数据点,最终的δ100Mo/95Mo、δ98Mo/95Mo和δ97Mo/95Mo是这20组数据得到的20组δ100Mo/95Mo、δ98Mo/95Mo和δ97Mo/95Mo的平均值。     

峡东地区埃迪卡拉系黑色页岩的微量元素和Fe同位素特征及其古环境意义

通过分析宜昌峡东地区九龙湾剖面埃迪卡拉系陡山沱组黑色页岩的微量元素和Fe同位素组成,对埃迪卡拉纪海洋的氧化还原状态进行了制约。黑色页岩氧化还原敏感元素的富集系数以及U/Th、V/(V+Ni)、V/Cr值等在陡山沱期存在着明显的演化趋势。这些趋势显示陡山沱组二段下部水体处于氧化的状态,陡山沱组二段上部水体处于还原状态,陡山沱组四段黑色页岩发育在氧化环境中。同时,陡山沱组二段下部黑色页岩富集重的Fe同位素,表明黑色页岩来自于海水的铁主要是以Fe3+的氧化物或氢氧化物形式沉淀的,进一步说明这个时期的水体处于氧化状态。综合黑色页岩微量元素和Fe同位素信息,显示在埃迪卡拉纪陡山沱早期海水经历了先氧化后还原的过程,陡山沱晚期海水变得氧化了。这种特征与埃迪卡拉纪陡山沱期生物群的出现和演化相对应,说明海洋的氧化为埃迪卡拉纪生物的出现和演化提供了前提条件。     

藏南马拉山高钙二云母花岗岩的年代学特征及其形成机制

马拉山片麻岩穹窿位于特提斯喜马拉雅带内,由马拉山二云母花岗岩、错布二云母花岗岩和派枯错复合淡色花岗岩组成。马拉山二云母花岗岩东西展布约10km,锆石U-Pb分析表明,马拉山二云母花岗岩的结晶时间较长,从17.6Ma到16.9Ma,或者至少是两次深熔作用的产物,分别发生在17.6Ma和16.9Ma。全岩主量元素、微量元素和Sr、Nd、Hf同位素分析表明马拉山二云母花岗岩是一个较均一岩体,具有以下特征:(1)高SiO2,Al2O3和相对较高的CaO(1.2%～2.0%);(2)较高的Sr,较低的Rb和Rb/Sr比值(<1.3),且随着Ba浓度的增加,Rb/Sr比值保持不变;(3)高度变化的Zr/Hf比值(25.9～39.9);(4)富集轻稀土,亏损重稀土,几乎无或弱的负Eu异常;(5)较一致的Sr和Nd同位素组成;(6)锆石岩浆增生边和继承性锆石的Hf同位素比值高度变化,εHf(t)分别为-20.4～-8.0和-27.2～-9.5。这些特征暗示马拉山二云母花岗岩是变泥质岩在较高温压条件下水致白云母部分熔融的产物,与藏南裂谷系的东西向伸展作用密切相关。     

海洋沉积物的铁和锌同位素测定

介绍海洋沉积物Fe和Zn同位素化学前处理及测定方法,报道南海西部夏季上升流区两个沉积物柱样的Fe和Zn同位素组成。样品采用HF+HNO3+HClO4常压消解,经脱盐后,转化为氯化物形式并经离子交换柱分离纯化后,用多接收器等离子体质谱法测定Fe和Zn同位素比值。该前处理方法可以快捷地实现海洋沉积物的消解、有机质的去除和海盐脱离;结合相关测试流程,可获得较高的δ56Fe(0.10‰,2SD)和δ66Zn分析精度(0.11‰,2SD)。两个沉积物柱样的δ56Fe值(相对于IRMM-014)和δ66Zn值(相对于JMC3-0749C)随深度变化不明显,两柱之间也无明显差异。总体上,南海西部上升流区1～2 ka以来的沉积物δ56Fe值(0.04‰～0.20‰)和δ66Zn值(0.12‰～0.30‰)与已报道的黄土和气溶胶、火成岩以及大部分海洋沉积物接近,明显高于静海相海洋沉积物的δ56Fe值。     

藏南侏罗纪残留洋弧的地球化学特征及其大地构造意义

沿雅鲁藏布江缝合带残留一系列中生代洋弧,厘定这些洋弧的形成时代和地球化学性质对于理解新特提斯洋的消减过程、确定南拉萨地体的组成和限定印度-欧亚板块的碰撞时限等都具有重要的意义。泽当微地体位于雅鲁藏布江缝合带东段,主要由英云闪长岩、花岗闪长岩和角闪岩组成。SHRIMP锆石U-Pb定年结果表明,位于泽当西部的花岗闪长岩(简称泽当花岗闪长岩)形成于157.5±1.4Ma,与东部的英云闪长岩形成时代相近。全岩元素和同位素(Sr和Nd)地球化学分析结果表明泽当花岗闪长岩具有以下地球化学特征:(1)较高的SiO2(64.4%～68.4%)和Al2O3(16.9%～18.4%);(2)较高的Na2O/K2O比值(>2.1),显示富钠的特征;(3)富集LREE,亏损HREE,从Ho到Lu稀土分布样式上翘((Ho/Yb)N=0.69～0.90)和明显的Eu负异常;(4)较低的Y(<7.19×10-6)和Yb(<0.88×10-6),较高的Sr/Y>119.7和La/Yb>22.4,在Sr/Y-Y和La/Yb-Yb图解中,泽当花岗闪长岩都落入埃达克岩区域内;(5)87Sr/86Sr(t)(0.704065～0.704439)值较低,εNd(t)(+5.1～+6.1)值较高,显示其来自亏损地幔的特征;(6)亏损Zr、Hf、Ti和Y等高场强元素,富集大离子亲石元素,显示了岛弧岩浆岩的典型特征。上述数据表明,泽当花岗闪长岩不仅具有明显的岛弧岩浆岩的特征,而且具有显著的埃达克质特征,可能是在来自地幔楔部分熔融体的板底垫托作用下,新生基性下地壳重熔的产物。泽当微地体是一个残留的晚侏罗纪洋弧系统,是中生代新特提斯洋洋内俯冲系统的残留。     

湖北省随州花山蛇绿混杂岩Sm—Nd、Rb—Sr同位素年代研究

对湖北省随州地区组成花山蛇绿混杂岩的杨家棚MORB型火山岩、小阜岛弧型火山岩进行了Sm-Nd、Rb-Sr同位素分析。由杨家棚地区火山岩样品得出的全岩Sm-Nd等时线年龄为1736±37(2σ)Ma,I_(Nd)=0.510582±42(2σ),ε_(Nd)(t)=+3.7;由小阜火山岩样品得出的全岩Sm-Nd等时线年龄为1197±170(2σ) Ma,I_(Nd)=0.51125±18(2σ),ε_(Nd)(t)=+3.1;小阜火山岩样品全岩Rb-Sr等时线年龄为737±31(2σ)Ma,I_(sr)=0.7052±13(2σ)。这些结果表明花山洋盆的形成时间可能为中元古代,而非古生代;737Ma指示了其后期的变质年龄。