MC-ICPMS U-Th同位素测量与数据处理

<正>自然界中以~(238)U,~(235)U和~(232)Th为母体的放射性衰变系列为地质年代学提供了多种测年方法,其中基于~(238)U-~(234)U-~(230)Th衰变不平衡的~(230)Th/U测年法被广泛用于~60万年以来的地质样品(如:钟乳石、珊瑚、动物化石等)。上世纪90年代以来,多接收     

内蒙中部地区水系沉积物异常评价方法

通过对内蒙中部地区水系沉积物U、~(210)Po的区域概查,在约60000km~2范围内,发现了104个U异常点,296个~(210)Po异常点,并圈出了U异常晕圈210个,~(210)Po异常圈144个。在此基础上,总结了评价异常的方法、程序和10个主要评价判据,并对异常进行了分类(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ类)。文章通过对三个实例的解剖、从较多的U、~(210)Po异常中分辨出矿异常及非矿异常。从而说明,在干旱荒漠地区进行水系沉积物测量,快速扫面,是普查找矿远景行之有效的方法之一。     

太原地区地下水中铀含量和~(234)U/~(238)U比值研究

太原地区地下水中铀含量及铀同位素比值的测定结果表明,同一含水层有相近的铀含量及~(234)U/~(238)U比值。氧化为主的含水层,地下水的~(234)U/~(238)U比值随径流方向逐渐增加。     

平面型高纯锗低能γ谱仪测定铀矿样中^235U,^238U,^226Ra及^232Th含量

本文对选用低能γ射线测定铀矿中的~(235)U、~(238)U、~(226)Ra、~(232)Th含量进行了讨论,提出了一种对样品进行自吸收校正的简单准确方法,对铀矿样中的~(235)U、~(238)U、或~(235)U/~(238)U比值测定获得了较高的分析精度和准确度。     

内蒙古大青山地区英安岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其构造意义

在内蒙古大青山地区逆冲推覆构造所截切的英安岩中获得锆石~(207)Pb/~(206)Pb表面年龄加权平均值为1870±19Ma,认为英安岩为华北克拉通古元古代末—新元古代一次裂解事件的产物.同时,据安山岩锆石U-Pb年龄谐和度(102)较好的锆石~(206)Pb/~(238)U表面年龄436±4Ma及英安岩锆石U-Pb年龄谐和度(104)较好的锆石~(206)Pb/~(238)U表面年龄153±2Ma和160±2Ma,表明大青山地区逆冲推覆构造存在构造复活或构造追踪现象。这一认识为大青山地区逆冲推覆构造的研究积累了新的资料,提供了新的研究思路。     

HD-4002型综合测井仪伽马总量测井探管研制

介绍了伽马总量测井探管的工作原理、研制方案、电子电路设计、校准方法等。研制了HD-4002型综合测井仪的伽马总量测井探管,测量范围:(0~5)%e U;准确性:在(0.01~5)%e U范围内测量误差≤±5%;灵敏度:约为295(0.01%e U·s)-1;铀含量灵敏度系数:(30.1±0.8)n C/(kg·h·0.01%e U),可用于铀含量的定量测量。所研制的伽马总量测井探管性能稳定、可靠,灵敏度高,符合铀矿地质行业伽马测井规范的要求,并已应用于铀矿勘查测井工作中。     

地球化学方法在化学风化作用和物源判别中的应用综述

元素和同位素地球化学方法除了常用于研究古气候、古生态和沉积环境,现也广泛应用于化学风化和物源研究。虽然分析风化和物源的方法有多种,但就原理及其应用条件等来说,元素和同位素地球化学方法具有更广阔的应用前景。因此,本文总结了主量元素(Al、Na、Fe、K、Si和Fe等)、微量和稀土元素(La、Th、Zr和Sc等),以及同位素(~(235)U、~(238)U、~(204)Pb、~(206)Pb、~(147)Sm和~(144)Nd等)方法在化学风化和物源判别中的运用指标及其所代表的意义。结果显示,由于影响沉积物化学成分的因素较多,不同指标指示的意义可能会有所不同。因此,沉积物的化学风化程度和物源判别需要根据沉积物实际的化学组成成分具体分析,通过多种指标参数、判别图解和同位素定年的综合研究和相互验证才能得到更加直观和明确的结论。     

不平衡铀同位素在水文地质中的应用简介

铀是地球表面上最活泼的元素之一,在地下水中的含量可达0.1~10.0微克/升。铀有三种天然同位素:~(238)U、~(285)U和~(234)U。     

中国大陆地壳单颗粒锆石U-Pb年代学特征:国内文献数据的初步分析

锆石U-Pb年代学方法已经成为地质学研究必不可少的方法。本文收集整理了二十世纪八十年代以来分散在期刊论文、学位论文等多种出版载体中的锆石U-Pb年代学数据,建成中国大陆单颗粒锆石数据库中文子库。该数据子库涉及截至到2017年底的文献2331篇,有效数据154768条目,数据总量已经能够用来进行数据的初步分析和相关地球科学研究。数据子库中年龄-年龄绝对误差关系的分析表明,Age(~(206)Pb/~(238)U)、Age(~(207)Pb/~(235)U)、Age(~(207)Pb/~(206)Pb)在不同的地质年代区间误差表现有所不同。在小于1684.4Ma、1684.4~2855.2Ma、大于2855.2Ma年龄区Age(~(206)Pb/~(238)U)、Age(~(207)Pb/~(235)U)、Age(~(207)Pb/~(206)Pb)的误差最小、置信度最好,除了Age(~(207)Pb/~(235)U)测试方法的原因外,Age(~(206)Pb/~(238)U)和Age(~(207)Pb/~(206)Pb)可分别作为不同年龄段的推荐年龄。将选用的推荐年龄运用于LA-ICP-MS、SHRIMP、SIMS三种方法的比较,得出其适用于不同地质年代的范围。推荐年龄运用于年龄-频数图中并使用高斯多峰拟合,则可发现中国大陆锆石存在6个生长峰期,分别为131.71Ma、255.17Ma、442.42Ma、811.56Ma、1868.36Ma和2505.31Ma等;更小尺度下的新生代则存在七个峰期,分别为16.99Ma、27.64Ma、35.26Ma、43.44Ma、48.27Ma、52.74Ma和62.07Ma等,峰期及其对应测试点的位置可与中国大陆地壳演化重大历史事件对应。     

大兴安岭扎兰屯地区前寒武纪变质岩系年龄及其构造意义

大兴安岭扎兰屯地区出露较多的前寒武纪变质岩系,包括先前认为是古元古代的兴华渡口群、新元古代的佳疙瘩组和新元古代—早寒武世的倭勒根岩群,但一直缺少精确的年代学依据。通过LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测年,对这3个变质岩群的原岩时代进行了厘定。结果显示,兴华渡口群中绿泥石白云母片岩的锆石~(206)Pb/~(238)U年龄加权平均值为520.1±4.3Ma(n=11,MSWD=1.6),佳疙瘩组中长英质糜棱岩锆石~(206)Pb/~(238)U年龄加权平均值为512.0±2.9Ma,倭勒根岩群中绿泥绢云片岩最年轻锆石~(206)Pb/~(238)U年龄加权平均值为491.7±11.9Ma,年龄最密集区加权平均值为516.7±4.5Ma。锆石图像特征及Th/U值均显示岩浆型锆石特征。综上所述,扎兰屯地区出露的兴华渡口群、佳疙瘩组和倭勒根群形成时代均为早古生代早期,而非先前认为的"前寒武纪"。同时,上述年龄谱系表明,该地区在480~500Ma和500~530Ma存在2期强烈的岩浆活动,应与东北地区晚泛非期岩浆-变质事件有关。     

LA-ICP-MS标准锆石原位微区U-Pb定年及微量元素的分析测定

利用长安大学成矿作用及其动力学实验室Agilent 7700X四极杆等离子体质谱(ICP-MS)和Photo Machines Analyte Excite 193nm激光,在激光频率为5Hz,束斑直径为35μm条件下,对91500、GJ-1、Ple?ovice和Qinghu 4个标准锆石进行了原位微区U-Pb同位素和微量元素测定。结果显示,91500标准锆石20个测试点的~(206)Pb/~(238)U年龄范围为1059~1070Ma,~(206)Pb/~(238)U年龄加权平均值为1063.8±6.6Ma;GJ-1标准锆石28个测试点的~(206)Pb/~(238)U年龄范围为601~610Ma,~(206)Pb/~(238)U年龄加权平均值为605.4±3.0Ma;Ple?ovice标准锆石28个测试点的~(206)Pb/~(238)U年龄范围为336~341Ma,~(206)Pb/~(238)U年龄加权平均值为338.8±1.4Ma;Qinghu标准锆石40个测试点的~(206)Pb/~(238)U年龄范围为158~165Ma,~(206)Pb/~(238)U年龄加权平均值为159.9±0.7Ma。上述结果表明,91500、GJ-1、Ple?ovice和Qinghu 4个标准锆石的~(206)Pb/~(238)U年龄都在误差范围内,且年龄加权平均值与前人报道的年龄在误差范围内一致。同时,4个标准锆石的微量元素结果基本落在前人文献报道的范围内。从4个标准锆石的稀土元素球粒陨石标准化曲线可以看出,稀土元素的相对含量较准确。以上结果表明,建立的测试方法实现了对锆石原位微区U-Pb定年及微量元素的同时测定,分析数据结果准确、可靠。     

内蒙古头道桥大牛圈—乌其哈锡岩体SHRIMP年代学研究及其地质意义

内蒙古鄂温克旗头道桥地区的大牛圈—乌其哈锡岩体主要由二长花岗岩组成,石英二长闪长岩、花岗闪长岩、花岗岩在岩体中零星出露,石英二长闪长岩锆石的~(206)Pb/~(238)U年龄的加权平均值为(285±6)Ma;二长花岗岩锆石的~(206)Pb/~(238)U年龄的加权平均值分别为(259±11)Ma、(292±6)Ma、(288.3±2.9)Ma;花岗岩锆石的~(206)Pb/~(238)U年龄的加权平均值为(303±8)Ma。根据上述年龄分布情况及该岩体岩石学、岩石化学及地球化学均表现出同源、同期的产物特征,故认为该岩体的结晶年龄为(285±6)Ma。结合区域构造背景分析大牛圈—乌其哈锡地区造山晚期花岗岩体应该是兴安微板块与松嫩微板块碰撞拼合晚期阶段的产物,故两微板块的拼合时间发生在至少285 Ma以前。     

应用~(230)Th、~(231)Pa确定近期铀系不平衡年代

放射性同位素方法,可用来探索铀的来源,迁移和富集规律,也可用于鉴别某些矿物成因特点和测定地质体年龄。本文对不平衡铀矿床及地质研究工作中,如何用~(230)Th、~(231)Pa进行地质年代计算作一探讨。假设某次铀富集(或流失)的主要过程相对于漫长的成矿过程可视为一个短期作用,该短期作用记为一次地质事件,事件发生至今的时间记为t,并假设事件前铀系是平衡的,事件前的铀含量记为Uo,并认为~(235)U与~(238)U是天然丰度的情况下,根据衰变积累规律可以推导出下面公式(推导过程略):     

一次分解试样测定地质样品中~(230)Th,~(232)Th和~(234)U/~(238)U,~(230)Th/~(232)Th

试验了用~(234)Th示踪,一次分解试样测定~(234)Th,~(232)Th和~(234)U/~(238)U,~(230)Th/~(232)Th的快速方法。试样经Na_2O_2熔融分解,并以P350萃取色层法分离铀、钍。然后分别电沉积制备无自吸收铀、钍α源进行α谱测量。本法适用于铀矿石、岩石和土壤试样的测定。     

贵州官坝地区二叠系—三叠系地质界面黏土岩的火山岩特征、LA-ICP-MS 锆石U-Pb年龄及其地质意义

贵州省黔西县官坝地区位于华南板块西南部,其二叠系—三叠系界线剖面出露较好,界线处出露3层黏土岩。采集贵州黔西官坝地区二叠系—三叠系地质界面黏土岩1件U-Pb年龄样品、7件地球化学样品,对其锆石进行U-Pb定年以及主量、微量和稀土元素进行测试分析。锆石LA-ICP-MS U-Pb分析结果表明,U和Th含量分别为60.26×10~(-6)～297.9×10~(-6)和46.14×10~(-6)～244.26×10~(-6),Th/U比值介于0.76～1.55之间,为典型的岩浆锆石;获得~(206)Pb/~(238)U加权平均年龄为(252.6±1.4) Ma,谐和年龄为(252.7±0.6) Ma。地球化学分析结果显示,黏土岩属于高硅、铝、钾、镁,低铁、钛的钙碱质中酸性火山物质,具有稀土元素总量相对较高、相对富集轻稀土元素和轻、重稀土元素分馏程度高的特征,负Eu异常明显,δEu=0.19～0.45。上述岩石地球化学特征表明,贵州黔西官坝地区(华南板块西南)二叠系—三叠系界线位置总体上可与浙江长兴(华南板块东南)海相二叠系—三叠系界线(金钉子)相比较。     

铀-邻氯苯基荧光酮-吐温-80显色体系的研究和应用

研究了U(Ⅵ)与邻氯苯基荧光酮(o-Cl-PF)的显色反应条件:在非离子表面活性剂(吐温-80)存在下,pH 8.0三乙醇胺(TEA)-HCl缓冲介质中形成紫红色配合物,最大吸收波长在560mn,ε=1.48×10~5 L·mol~(-1)·cm~(-1),含U量在0～1.2μg/ml范围内符合比耳定律。结合D_(235)型强碱性阴离子交换树脂分离,方法可用于矿石中痕量U的测定。     

离子交换纤维法的新应用

天然水中~(234)U/~(238)U、~(230)Th/~(232)Th和~(226)Ra/~(228)Ra放射性同位素比值,已做为水文地球化学研究和水化找矿的重要参数。 IEF——离子交换纤维是新型功能高分子材料,适用于大容量高效富集、分离和净化。经研究,用IEF可以现场富集天然水中的U、Th和Ra元素,我们设计了IEF法野外现场     

冀南西石门矽卡岩型铁矿床成矿年代:热液锆石U-Pb年龄的证据

西石门铁矿床是华北地区最为典型的矽卡岩型铁矿床之一,最新获得金云母40 Ar-39 Ar成矿年龄为(133.1±1.3)Ma、(137.1±1.5)Ma,略老于其成矿母岩(武安杂岩体)形成的年龄(126~136 Ma),这是矛盾的。笔者对角闪正长岩和矽卡岩脉中的锆石进行了LA-ICP-MS U-Pb同位素年代学分析。结果表明,角闪正长岩中锆石呈浅黄色-无色、透明、棱角状、不规则状,振荡环带结构不发育,部分锆石中含棱角状继承锆石内核,206 Pb-238 U年龄加权平均值为(135.6±1.5)Ma,代表了武安杂岩体的结晶年龄。矽卡岩脉中锆石呈棕色,含有少量细小的包裹体,呈透明-半透明,相对于岩浆锆石具有低的Th、U、REE含量及Th/U值(Th=(222.37~1541.11)×10-6,U=(218.44~989.17)×10-6,Th/U=0.90~1.56),并具有强烈的Ce正异常(δCe=4.46~196.22)和Eu负异常(δEu=0.59~0.80),206Pb-238 U年龄介于124.9~133.0Ma,加权平均值为(129.4±2.6)Ma,代表了热液锆石的形成年龄,说明129 Ma是该西石门地区主要成矿期。     

都龙锡锌矿床锡石和锆石U-Pb年代学：滇东南白垩纪大规模花岗岩成岩-成矿事件

都龙锡锌矿床是我国最大的锡石硫化物矿床之一。由于缺少可靠的年代学数据,对该矿床的成因尚存在较大争议。本文报道了利用锡石和锆石U-Pb法,首次获得的都龙锡锌矿床及相关的燕山晚期老君山花岗岩的年龄。其中,锡石TIMS法~(206)Pb/~(238)U年龄加权平均值为79.8±3.2Ma(MSWD=3.16),(238)U/~(204)Pb-~(206)Pb/~(204)Pb等时线年龄为82.0±9.6Ma (MSWD=4.81);隐伏花岗岩的锆石SHRIMP法~(206)Pb/~(238)U年龄加权平均值为92.9±1.9Ma(N=10,MSWD=0.71),花岗斑岩的锆石SHRIMP法~(206)Pb/~(238)U年龄加权平均值为86.9±1.4Ma(N=9,MSWD=3.70),表明锡(铜)矿化主要与晚白垩世岩浆热液活动有关。结合个旧、白牛厂两个超大型矿床和相关花岗岩体的年代学资料,指示滇东南地区于白垩纪存在以锡矿化为特色的大规模花岗岩成岩-成矿事件,可能与晚中生代以来华南地块岩石圈伸展有关。     

对铀镭平衡的某些认识

在铀矿的普查、勘探与开采过程中经常应用放射性平衡系数的概念。这个概念一般系指铀和镭量值之间的关系,并常以“C”表示,其表达式如下: C=(Ra)/(3.4×10~(-7))=2.9×10~6(Ra/U)式中 C——铀镭平衡系数;Ra——镭的含量;U——铀的含量。除此之外,还存在着一系列两种元素之间的平衡关系,如~(233)U和~(230)Th,~(330)Th和~(226)Ra,~(23)U和~(25)U等。因为这个概念涉及到如何正确而合理地确定平衡系数C及其应用问题,所以本文提出自己对铀镭平衡系数的看法,共同商榷。