太阳系形成及演化研究方法

通过对陨石的研究,说明太阳系的形成与演化历史,包括太阳星云的凝聚过程、高温加热熔融事件和低温蚀变过程,陨石母体的热变质作用、熔融分异作用以及冲击变质作用等。对太阳星云的化学组成和同位素组成不均一性、前太阳物质的存在及其意义、太阳系形成和演化的同位素绝对年龄、间隔年龄以及宇宙射线暴露年龄等进行了讨论。结合太阳系形成和演化的研究,特别对电子探针、离子探针、透射电子显微镜以及拉曼光谱等微束分析技术在该领域的应用和相关问题进行了讨论。     

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。     

利用δ~(53)Cr定量评价Cr(Ⅵ)还原程度的实验研究

地下水污染的"原位修复"是当今国际上净化地下水最具发展前景的新技术,但对铬污染地下水"原位修复"尚未有科学有效的评价方法。定量评价地下水中Cr(Ⅵ)的被还原程度成为保护与修复铬污染地下水的关键问题。通过室内Cr(Ⅵ)的还原实验,分析Cr(Ⅵ)在还原过程中铬稳定同位素变化规律,研究其分馏机理,探索利用铬同位素定量评价地下水中Cr(Ⅵ)还原程度的可行性。研究结果表明:Cr(Ⅵ)在被还原成Cr(Ⅲ)过程中,发生明显的同位素分馏,即反应物中53Cr逐渐富集,同时生成物中52Cr逐渐富集;分馏过程可用瑞利分馏模型描述,分馏系数α为常数0.99842。表明δ53Cr能够定量评价水体中Cr(Ⅵ)的还原程度,为评价地下水铬污染修复提供了新途径。     

陨石学与天体化学(2001～2010)研究进展

21世纪的第一个十年,陨石学与天体化学研究在中国迎来了一个前所未有的发展时期。在南极格罗夫山地区共开展了5次科学考察,收集到超过1万块陨石,提供了珍贵的研究样品;嫦娥工程的立项和一期工程的成功实施,是陨石学与天体化学发展的重大机遇,也是挑战;高精度原位微区分析平台建设的完成,则为地外物质样品的分析提供了关键的技术保证。更为重要的是,通过大量南极陨石的分类工作,培养和锻炼了陨石学研究的青年人才。在此基础上,通过对各化学群陨石的研究,取得了许多重要的成果,包括陨石中前太阳颗粒的发现和研究、陨石中的灭绝核素、太阳星云在不同条件下的凝聚过程、月球陨石和火星陨石的岩石学成因与同位素定年、陨石的冲击变质与高压矿物、以及中国第一个陨石坑的证实等。     

激光显微探针~(40)Ar/~(39)Ar同位素定年

已有 5 0年历史的K Ar定年法 ,由于过剩Ar和Ar丢失的普遍发现 ,使其最广泛的应用面临着严重挑战。40 Ar/ 3 9Ar分步加热释氩法是常规K Ar定年法的发展 ,它克服了常规K Ar定年法的一些局限 ,又可以测定岩浆构造热事件。激光显微探针40 Ar/ 3 9Ar定年法是在 2 0世纪末把聚焦激光束应用在40 Ar/ 3 9Ar分步加热释氩法中而发展起来的一种定年方法。它既具有常规K Ar定年法和40Ar/ 3 9Ar分步加热释氩法的所有优越性 ,又把定年引入微观领域。特别是在 2 0世纪的最后几年 ,以激光显微探针40 Ar/ 3 9Ar定年方法的完善和精度的提高为标志 ,把K Ar年代学研究推向了一个新的里程碑。微区微量高精度高分辨定年 ,把定年时限扩展到人类历史范畴 ,精细的分析技术拓宽了年代学的应用范围 ,使之解决的地质问题更广泛和深入 ,并且开始冲击着地球科学中的某些热点和难点课题。     

氧化还原敏感元素(Se,Cr,Mo)稳定同位素

由于同位素分析方法的改进及表面热离子质谱(TIMS)和多接收电感耦合等离子体质谱(MC-ICP-MS)的应用,近年来氧化还原敏感元素(Se、Cr、Mo)同位素地球化学得以快速发展,成为国际地学领域的一个前沿。Se同位素在自然界中的变化最大,δ82/76SeNIST为-12.77‰～3.04‰;Cr和Mo同位素变化较小,δ53/52CrNIST值为-0.07‰～0.37‰,δ97/95MoJMC值为-0.27‰～2.65‰。自然界中各种无机过程(氧化还原)和生物有机过程均能使Se、Cr、Mo产生同位素分馏。因此,这些氧化还原敏感元素同位素可以示踪环境污染源、矿床流体来源;解释古海洋与现代海洋中元素的自身循环,从而示踪古氧化还原环境的演化;解释地外撞击事件及宇宙行星演化;甚至在生物学等领域研究中取得了显著成效。虽然还存在一些问题但它们将可能成为地球科学中有巨大应用前景的一种新兴的地球化学工具。     

Pb-Sr-Nd同位素体系在石油地球化学中的应用

介绍了90年代以来Pb-Sr-Nd同位素石油地球化学中的最新应用情况,由于它们在石油物源的判别及年龄测定方面的优势,正越来越引起各国科学家及产业部门的高度重视。     

海洋环境中的锇同位素研究现状

由于锇同位素示踪和定年具有较高的灵敏度，能提供其它同位素无法给出的重要信息，在海洋环境中应用具有独特的优越性，因此锇同位素在海洋环境中的的研究和应用引起了人们的广泛关注。近年来，国内外学者对海洋环境中的锇同位素研究取得了较大的成果，主要体现在以下几个方面：①对富钴结壳、海底铁锰结核、富有机质沉积物、富金属碳酸盐和深海远洋粘土中的锇同位素组成进行了较多研究；②对海水中锇的浓度、滞留时间，以及现代海水的锇同位素组成进行了精确测定；③初步建立了过去80Ma以来海水锇同位素组成的演化曲线；④对深海橄榄岩、大洋玄武岩、俯冲带岩石和大洋中脊喷出的热液流体的锇同位素组成进行了研究；⑤探讨了海洋环境中影响海水锇同位素组成变化的制约因素，初步揭示了海洋环境中的锇同位素组成对古海洋、古气候和古地理的指示意义。较系统地总结近年来锇同位素在海洋环境中的研究现状，对于指导以后的研究工作有着重要的意义。     

IAEA和中国的硫同位素参考物质的δ~(33)S、δ~(34)S值与~(32)S/~(33)S、~(32)S/~(34)S绝对比值

用六氟化硫法对IAEA S 1、IAEA S 2、IAEA S 3、IAEA SO 5、IAEA SO 6、GBW 0 44 14和GBW 0 44 15的δ3 3 S、δ3 4 S值进行了测定。用人工配制的同位素混合物和六氟化硫法对IAEA S 1、IAEA S 2、IAEA S 3和GBW 0 44 14、GBW 0 44 15的3 2 S 3 3 S、3 2 S 3 4 S绝对值进行了标定。其结果对IAEA硫同位素系列参考物质的定值起到了关键作用。     

利用δ53Cr定量评价Cr(VI)还原程度的实验研究

地下水污染的原位修复是当今国际上净化地下水最具发展前景的新技术,但对铬污染地下水原位修复尚未有科学有效的评价方法。定量评价地下水中Cr(Ⅵ)的被还原程度成为保护与修复铬污染地下水的关键问题。通过室内Cr(Ⅵ)的还原实验,分析Cr(Ⅵ)在还原过程中铬稳定同位素变化规律,研究其分馏机理,探索利用铬同位素定量评价地下水中Cr(Ⅵ)还原程度的可行性。研究结果表明:Cr(Ⅵ)在被还原成Cr(Ⅲ)过程中,发生明显的同位素分馏,即反应物中53Cr逐渐富集,同时生成物中52Cr逐渐富集;分馏过程可用瑞利分馏模型描述,分馏系数α为常数0.99842。表明δ53Cr能够定量评价水体中Cr(Ⅵ)的还原程度,为评价地下水铬污染修复提供了新途径。     

稳定同位素53Cr在地下水污染研究中的应用

铬是地表水和地下水中的常见污染物，它被广泛应用于电镀、制革和防腐。在氧化条件下，Cr以Cr(Ⅵ)的阴离子铬酸盐（CrO2-4）和重铬酸盐（HCrO-4）形式存在，有很高的溶解性和流动性。Cr(Ⅵ)是一种可疑的致癌物。在还原条件下，Cr的分馏。所有地下水Cr(Ⅲ),它不溶解，并且强烈地吸附在固体表面上，而且毒性很小。Cr(Ⅵ)的还原作用可导致Cr稳定同位素轻同位素。因此，稳定铬同位素比值可以用作地下水中Cr(Ⅵ)还原程度的指示剂。笔者使用方程（1）确定了两个地下水样（MW-6和MW-12）的还原程度，它们分别为31%和68%。     

Isotopic analysis of early solar system objects by an ion microprobe: Parametric studies and initial results

Magnesium, potassium and calcium isotope compositions in terrestrial samples and refractory phases from primitive meteorites are determined using an ion microprobe. A thorough investigation of the different instrument parameters is carried out to ensure that conditions necessary for high mass resolution and high precision isotopic studies are adequately satisfied. The instrument can be tuned to achieve mass resolution (M/ΔM) of up to 10,000 (M≤60); it has a very good dynamic stability (ΔB/B≤10 ppm over durations of ≤40 minutes) and the counting system has an effective dead-time of ≤25 nsec and a dynamic background of ≤0·01 c/s. Reproducibility and precision of isotopic measurements are checked by analyzing magnesium and titanium isotopic compositions in terrestrial standards and isotopically doped silicate glasses. A precision of 2‰ (2σ _m ) was achieved during magnesium isotopic analysis in samples with low Mg content (200 ppm). Results from studies of magnesium and potassium isotopic compositions in several Ca−Al-rich refractory inclusions (CAIs) from the primitive meteorites Efremovka and Grosnaja, representing some of the early solar system objects, are presented. The well-behaved Mg−Al isotopic systematics confirm the pristine nature of the Efremovka CAIs inferred earlier from petrographic and trace element studies. The Grosnaja CAIs that have experienced secondary alterations show disturbed magnesium isotopic systematics. Observation of excess²⁶Mg in several of the analyzed CAIs confirms the presence of the now extinct²⁶Al (t _1/2=7×10⁵ years) in the solar nebula at the time of CAI formation. Our data also suggest a relatively uniform distribution of²⁶Al in the solar nebula. Several Efremovka CAIs with excess²⁶Mg also have excess⁴¹K resulting from the decay of⁴¹Ca (t _1/2≃10⁵ years). This observation constrains the time interval between cessation of nucleosynthetic input to the solar nebula and the formation of some of the first solar system solids (CAIs) to less than a million years.     

Variable190Os/184Os ratio in acid residues of iron meteorites

In residual materials obtained on dissolution of iron meteorites in 2M H₂SO₄, the ratio of¹⁹⁰Os/¹⁸⁴Os has been measured by radiochemical neutron activation analysis. Most residues have a normal isotopic ratio (to within ±2%). However, in some residues both positive and negative deviations in the isotopic ratio are seen. The most spectacular deviations are in the insoluble fragments (nuggets) from Sikhote Alin iron meteorite where the¹⁹⁰Os/¹⁸⁴Os ratio is about 50% of the normal value. The new results confirm our earlier observations that iron meteorites contain pre-solar grains.     

吉林长安堡钼(铜)矿床成矿时代及物质来源:来自辉钼矿Re-Os同位素证据

吉林省中东部地区地处中国东北部陆缘、兴蒙造山带的东段,目前已探明大中型钼矿床十余座,矿床类型有斑岩型、矽卡岩型和石英脉型。长安堡斑岩型钼(铜)矿床是吉林中部地区新发现的一座大型斑岩型矿床,成矿年代学研究工作至今尚未开展。本文在矿床地质特征研究的基础上,对矿区辉钼矿进行了Re-Os同位素体系的定年研究,获得辉钼矿模式年龄值为167.3±2.4~168.7±2.4 Ma,加权平均值为168.0±1.0 Ma(MSWD=0.16),等时线年龄为168.0±6.2 Ma(MSWD=0.42),表明长安堡钼(铜)矿床形成于中侏罗世,属中国北方燕山期大规模钼成矿期成矿,结合已发表的钼矿床高精度年代学数据,认为吉林中东部地区的钼成矿作用发生在早-中侏罗世(167~196 Ma)。矿区辉钼矿的Re含量介于25.17~34.80μg/g,平均值为29.54μg/g,指示了成矿物质具有壳幔混源、且更偏壳源特征,为准确认识该矿床的成矿物质来源提供了进一步的制约。这些成果对于研究吉林地区钼矿资源的成矿规律提供了科学依据。     

津巴布韦舒鲁圭透镜状铬铁矿成因

通过对津巴布韦舒鲁圭透镜状铬铁矿地质背景、构造控矿特征、矿体赋存空间特征、蚀变岩组合、矿石结构构造特征的总结分析,提出舒鲁圭铬铁矿流体成矿假说,认为太古宙超基性杂岩侵入的同时,富含铬合金氢化物的H2-CH4超临界流体沿构造带侵入到地壳浅部,并与构造带内水混合,水与铬合金氢化物发生化学反应,产生的铬尖晶石沉淀在构造带内,形成透镜状铬铁矿体。     

太阳系天体的火山作用及其比较行星学意义

火山活动是太阳系内所有行星和多数卫星共同经历过的地质作用.类地行星及它们的卫星表面普遍分布着多种火山和火山岩.其中金星、火星和月球与地球上的早期(始太古代)火山活动有许多相似性.现在,火星与月球上的火山活动早已停止,而金星和地球上仍有火山活动.类木行星的卫星上主要活动的是"冰火山",它们之中有些还有十分强烈的活火山活动(如爱莪和海卫一).对太阳系天体火山作用的对比研究能够提供认识太阳系和行星演化、天体深部和浅部地质作用过程、矿产资源形成以及生命的起源和演化等重要信息,是比较行星学的重要组成部分.     

Sulphur and Lead Isotope Compositions of the Dajiangping Deposit in Western Guangdong Province

The Dajiangping pyrite deposit located in the middle sector of the Yunkai uplift in western Guangdong is a stratiform sulphide deposit occurring in Sinian marine clastic and fine clastic rocks. The formation of the deposit was related to submarine exhalation and hot brine deposition. A part of it was reformed by late-stage hydrothermal solution. The δ34S values of pyrite vary from - 25.55‰ to +21.07‰, which are inversely proportional to the content of organic carbon in ore and pyrite. Passing from striped fine-grained pyrite ore to massive coarse-grained pyrite ore, i.e. from south to north, the sulphur isotopic composition changes from the light sulphur-enriched one to the heavy sulphur-enriched one. The lead isotopic composition of striped ore is consistent with that of the country rocks of orebodies and the lead is radiogenic lead derived from the upper crust. The lead isotopic composition of massive ore is relatively homogeneous and its 206Pb/204Pb, 207Pb/204Pb and 208Pb/204Pb ratios are a bit lo     

锡石U-Pb同位素体系的封闭性及其测年的可靠性分析

锡石是各种不同类型锡矿床中最重要的矿石矿物,其U-Pb/Pb-Pb同位素年代学研究对于精确厘定锡矿床的成矿时代以及进一步揭示其矿床成因等具有重要意义.本文通过计算锡石中Pb的扩散参数,从扩散动力学角度对U-Pb同位素体系的封闭性进行了研究,探讨了不同温度条件下锡石对其所含U-Pb同位素信息的保存能力.研究结果表明,锡石...     

风成沙系统去除官厅水库水中化学需氧量的效果

试验表明 ,在水力负荷为 1 .0～ 1 .5m/d ,沙层湿干时间比为 1 2∶1 2 (h)条件下 ,风成沙污染水处理系统稳定后对化学需氧量 (CODCr)平均去除率约为 61 % ,CODCr<1 5mg/L ,优于《地表水环境质量标准 (GHZB1 -1 999)》规定的Ⅰ类标准。影响处理效果的因素主要有进水水质、沙层湿干时间比、水力负荷和滤层厚度等     

青海湖地区生物中正构烷烃及其氢同位素组成与影响因素

青海湖是我国最大的内陆咸水湖泊。本文应用GC-MS和GC-TC-IRMS同位素分析技术,对青海湖水生生物和周围地区陆生生物中正构烷烃及其氢同位素进行了分析,研究了生物中正构烷烃及其同位素组成。结果显示了不同生物中正构烷烃碳数分布范围在C1 5~C33之间,呈单峰型分布;主峰碳数是水生生物(除海韭菜外)相对较低,主要为C23和C25,陆生木本植物次之,为C27;陆生草本植物较高,为C27和C29;CPI值分布在4.0~29.7之间;ACL值为26.0~29.6,分布与植物类型有关。青海湖水生生物中正构烷烃氢同位素组成分布在-209.8‰~-85.6‰之间,平均值为-169.2‰~-121.2‰;陆生植物的正构烷烃δD值为-196.7‰~-84.3‰之间,平均值为-173.0‰~-108.6‰。青海湖不同水生生物和不同陆生生物之间的正构烷烃氢同位素组成差别显著。研究发现,湖泊的含盐量对水生植物的正构烷烃氢同位素具有显著影响,环境湿度和降水量明显影响了陆生植物的正构烷烃氢同位素组成;植物的正构烷烃平均氢同位素组成随着其ACL值增加,具有变轻的趋势;不同种类植物的正构烷烃合成期间具有不同的氢同位素分馏效应,与陆生植物相比较,水生植物的正构烷烃相对于环境水更富集轻氢同位素,并且随着ACL值增加,环境水和正构烷烃之间的氢同位素分馏增大。