鲤鱼耳石Micro-CT特征与水域中重金属元素响应关系研究

将激光剥蚀等离子质谱技术(LA-ICP-MS)及显微X射线断层扫描技术(Micro-CT)运用到鲤鱼耳石对水环境中重金属元素的响应关系研究中. LA-ICP-MS结果表明白洋淀水域鲤鱼耳石中的Cu和Pb含量大于密云水库相应元素的含量;Micro-CT数据统计表明白洋淀水域鲤鱼耳石的Micro-CT值高于密云水库鲤鱼耳石的Micro-CT值.原子序数大的重金属元素Cu和Pb的富集程度是导致两研究区水域Micro-CT值差异的主要原因.耳石中的元素与水体元素具有相似的分布趋势,且对水体中的相应元素有明显富集作用.因此,鲤鱼耳石Micro-CT特征与水环境中重金属元素存在一定的耦合关系,可作为标型特征指示水体中重金属元素信息.     

X射线断层扫描技术在鲤鱼耳石对环境响应研究中的应用初探

作为生命矿物文石和球文石的载体,鱼耳石(fish otoliths)记载了鱼体生长过程中大量的环境信息。近30年来,其研究取得了很多成果,但利用医学技术的研究尚未见报道。文中尝试应用医学X射线断层扫描技术(CT)对取自河北白洋淀和北京密云水库的野生鲤鱼耳石进行分析研究。结果表明:白洋淀鲤鱼的星耳石和微耳石CT值均大于密云水库鲤鱼耳石相应的CT值,与白洋淀水体中的重金属元素含量明显高于密云水库水体中的重金属含量存在较好的相关性;同一水域星耳石与微耳石的CT值也存在明显差异,分析认为这种差异可能与元素的亲和性及占位方式有关。     

不同水域鲤鱼耳石微化学特征及其环境指示意义

利用中子活化分析对密云水库与白洋淀水域两个不同水域（无污染水域和重污染水域）中鲤鱼耳石的微量元素进行分析，发现白洋淀鲤鱼耳石中Sr、Zn、As、Au、Ba、K、Na的含量明显比密云水库鲤鱼耳石的相应元素含量高。采用线性判别方法对两地耳石中Sr、Zn、As、Ba4种元素进行分析，表明存在明显的分组差异，而且两地的差别主要在于Sr含量不同，其次是Zn、As和Ba；白洋淀鲤鱼耳石中As、Ba、Sr、Na等元素含量变化幅度比密云水库鲤鱼耳石中相应元素含量的变化幅度大，与白洋淀水域废水排放时间上的周期性和短暂性导致元素在耳石部分日轮上沉淀等因素相吻合。两地鲤鱼耳石微量元素特征存在截然的区别，与两地水域水体中微量元素差异相一致，表明鲤鱼耳石微化学特征具有水化学环境指示意义，为进一步研究利用鲤鱼耳石进行水化学环境监测或恢复鲤鱼生长期水环境特征奠定了基础。     

黄铁矿微量元素LA-ICP-MS原位微区分析方法及其在金矿床研究中的应用

LA-ICP-MS原位微区分析技术具有空间分辨率高、检出限低等突出优点,可以有效地获得矿床不同成矿阶段矿物的微量元素组成信息。黄铁矿广泛分布在不同类型的金矿床中,是认识矿床成因的一个重要载体矿物。文章总结了近些年来LA-ICP-MS分析技术的发展趋势和其在分析黄铁矿微量元素指示金矿床成因方面的研究进展。研究提出了在详细的岩相学工作基础之上,利用LA-ICP-MS原位微区分析技术准确测定黄铁矿微量元素并结合元素面扫描可以有效限定微量元素在黄铁矿中的分布赋存状态,探讨了元素进入黄铁矿机理和富集过程;利用典型元素含量（组合或比值）可以有效地反演成矿流体性质、指示成矿物质来源,进而约束金矿床的成因。此外,文章还总结了近些年来黄铁矿微量元素在找矿勘查领域取得的系列成果,认为其在成矿潜力评价以及指导选矿加工等领域具有巨大的应用前景。总之,LA-ICP-MS分析技术是建立矿床学从宏观到微观研究的重要桥梁,与BSE、SEM、TEM以及同位素分析等技术结合,可以有效刻画金矿床形成的精细过程,对于约束成矿金属来源以及金富集沉淀机制等方面研究具有重要意义。     

LA-ICP-MS硅酸盐矿物原位微区分析方法研究

建立了一种利用New Wave UP 213 nm激光和ThermoFisher X Series2四极杆等离子体质谱法直接测定硅酸盐矿物中54种元素的分析方法。该方法以40Ca为内标、玻璃标准参考物质NIST SRM 610为外标,通过调节载气流量、激光频率、激光能量、激光剥蚀斑径降低元素分馏效应,并对NIST SRM 612进行测定,测定结果满足分析要求,54种元素的相对标准偏差大都低于10%,可应用于地质学分析研究。     

野生鲤鱼耳石中蛋白质的提取与表征

通过对北京密云水库的野生鲤鱼的微耳石和星耳石中的蛋白质进行提取,分别得到了3种基质蛋白,根据其在提取过程中溶解性的不同,分为水可溶蛋白(WSP)、酸可溶蛋白(ASP)和酸不可溶蛋白(AIP).通过高效液相色谱、X射线衍射、红外光谱分析和氨基酸成分分析等方法分别对3种基质蛋白进行了表征,发现微耳石和星耳石中3种基质蛋白特征存在差异,并初步推断蛋白质特征的差别与碳酸钙晶体在微耳石和星耳石中的不同晶型有关.     

白洋淀和密云水库野生鲤鱼耳石热释光特征研究

鱼耳石的主体由生命矿物文石组成，其研究在过去二三十年中已取得了不少成果，但是将热释光技术用于鱼耳石的研究未见报道。本文对生长在河北白洋淀和北京密云水库的野生鲤鱼耳石的热释光曲线特征进行了研究，分析了两水域野生鲤鱼耳石中陷阱深度（E）值的差别。热释光测试结果显示，白洋淀10颗鲤鱼耳石样品热释光曲线的峰点温度（T）、发光强度（J）、积分强度（S）和半高宽（w）的均值大于密云水库，而且前者热释光曲线各参数值和E值的稳定程度均不如后者。分析还表明白洋淀鱼耳石在不同温度下的电子和空穴的逃逸几率（α）均大于密云水库。据调查，白洋淀各水体较密云水库水体的环境复杂，污染程度高。研究结果表明，鱼耳石的热释光曲线特征对鱼所生长的水体水质和水环境相当敏感，通过更深入研究，可能成为水质和水环境的重要标型。     

非基体匹配分馏校正的LA-ICP-MS锡石微区U-Pb定年方法研究

锡石原位微区U-Pb同位素测年,样品制备简单,具有高空间分辨率、高性价比、高效率等显著优势,是锡多金属矿床直接定年的有效手段.然而,基体效应的影响和标样的缺乏是制约该方法发展的关键.本次研究在He做载气以及加入不同辅助气(N2、水蒸气)条件下使用锆石作为外部标准物质对锡石标准和样品进行元素、同位素分馏校准,并采用Ter...     

鱼耳石微化学特征在湖库水质评价中的标型意义——以河北白洋淀和北京密云水库野生鲤鱼为例

对河北白洋淀和北京密云水库的野生鲤鱼耳石和水体中的微量元素进行了定量分析。白洋淀鱼耳石中诸微量元素含量均高于密云水库的鱼耳石,反映了白洋淀各水体较密云水库水体的环境复杂,污染程度高。统计分析结果表明,在鱼耳石中大致存在两类生物地球化学习性不同的元素,水体中第一类元素的变化不会引起耳石中相应元素的响应,如Au、K和Na;第二类元素的变化会引起耳石中相应元素的强烈响应,如As、Ba、Co、Cr、Fe、Sr和Zn。诸微量元素在耳石中富集的强弱顺序为,Zn>Sr>Se>Fe>As>Ba>K>Co>Au>Na>Cr。通过相关性分析发现,白洋淀和密云水库的鱼耳石和水体中对应微量元素平均含量的自然对数值之间均存在良好的线性关系。     

锆石LA-ICP-MS原位微区U-Pb定年及微量元素的同时测定

利用配有的 New Wave 213 nm 激光和 ThermoFisher X Series 2四极杆等离子体质谱,对年龄在158~1065 Ma之间的5个标准锆石进行了U-Pb同位素和微量元素的同时测定.测定结果显示,在激光频率为10 Hz,斑束直径为30μm 下,91500、GJ-1、TEMORA-1、Ple?ovice 和 Qinghu 标准锆石所获得的加权平均年龄分别为(1059±11) Ma (2σ, n=21),(604.4±4.7) Ma (2σ, n=25),(419.3±3.4) Ma (2σ, n=14),(338.7±2.4) Ma (2σ, n=23)和(158.9±1.7) Ma (2σ, n=18),年龄分析测定的单点相对偏差(2σ)均小于5.6%,加权平均年龄的相对偏差(2σ)均小于1.08%.5个标准锆石定年结果在误差范围内与前人报道的年龄值完全一致.在相同的测试条件下,以 NIST610为外标,对上述标准锆石的微量元素进行了同时测定, Ple?ovice 除了 Nb比文献给定的值偏高外,其余微量元素和91500微量元素的测定结果都落在文献报道的范围之内, GJ-1中的Pb、Th和U落在TIMS测定值的范围之内, TEMORA-1中的Th和U落在SHRIMP测定的值之内, Qinghu中的Th和U落在SIMS测定的值之内.从5个标准锆石的稀土元素球粒陨石标准化曲线可看出,所获得的稀土元素的相对含量也准确.     

向阳坪铀矿床沥青铀矿微区原位LA-ICP-MS U-Pb年龄及稀土元素特征

向阳坪矿床作为苗儿山矿田近年来新发现的花岗岩型铀矿床,发育大量原生沥青铀矿脉.为了进一步厘清铀矿床铀成矿年龄体系,采用LA-ICP-MS测试技术,对钻孔中揭露的脉状沥青铀矿开展了微区原位U-Pb同位素定年及稀土元素特征研究.LA-ICP-MS分析结果显示,向阳坪地区存在2期铀矿化,U-Pb年龄为51.59 Ma和41....     

黄铁矿原位LA-ICP-MS微量元素分析在金矿床中应用

运用LA-ICP-MS对金属硫化物、氧化物进行原位微区微量元素分析具有灵敏度高、检出限低、多元素同时检测的优势, 应用前景广阔。本文综述了黄铁矿LA-ICP-MS原位微量元素分析在金矿研究方面的应用, 指出在详细的岩相学观察基础上, 将LA-ICP-MS分析与电子探针背散射分析、X射线面扫描分析、原位S/Fe同位素分析技术等连用, 可用于判断黄铁矿中微量元素的赋存状态, 约束变质变形过程中微量元素的活化-迁移行为, 反演成矿流体性质及演化规律, 示踪成矿物质来源, 精细刻画成矿过程, 有效约束矿床成因。     

LA-ICP-MS锆石微区U-Pb定年方法及不同束斑直径对年龄结果的影响作用探讨

利用自然资源部古地磁与古构造重建重点实验室新引进的GeoLas HD型193nm ArF准分子激光剥蚀系统和Agilent 7900型四极杆电感耦合等离子质谱仪,成功建立了LA-ICP-MS锆石微区U-Pb定年及微量元素分析测试方法。以标准锆石91500为外标,在32 μm束斑直径、5.0 J/cm2能量密度和5 Hz剥蚀频率等实验条件下,对Ple?ovice、Temora1和Qinghu锆石标样开展了U-Pb定年实验,所测年龄结果与各标样推荐值在误差范围允许的条件下一致,并且Ple?ovice年龄结果在不同时间段内保持稳定。同时对未知年龄样品11-5开展了不同实验室测年结果对比研究,所测结果与中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室所测年龄在误差允许范围内一致。以NIST SRM 610为外标,29Si为内标,分析测试了锆石91500和NIST SRM 612标准样品的微量元素含量,实验测试结果与推荐值一致。在此基础上探索总结了不同剥蚀斑束直径对U-Pb年龄结果的影响,认为在同样的能量密度和剥蚀频率条件下,16~44 μm的剥蚀直径可以获取可靠的锆石U-Pb年龄,但32~44 μm相比16~24 μm小斑束直径所测得的年龄更加精准。      

鱼耳石元素研究热点及常用测试分析方法综述

鱼耳石是鱼类内耳中的钙质沉积体,组成和结构非常稳定,它的生长轮受其生理控制和环境条件影响有规律地昼夜生长。耳石可作为鱼类的生物学记录者并为重建其生活特征和环境参数提供依据。文中就近20年来国内外关于鱼耳石微量元素和同位素方面的研究热点、鱼耳石元素研究中常用的测试分析方法以及其在环境监测中的应用前景和存在的问题作一整理和综述,望能为广大耳石研究者提供一些思路和揭示其在环境科学中的广阔应用前景。     

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。     

不同水域鲤鱼耳石CaCO3晶体结构特征与环境响应初探

鱼耳石主要成分是CaCO3,主要以文石(或霰石)形式存在,在过去四、五十年来在晶体结构研究方面取得了较多的成果.然而,不同水域鲤鱼耳石CaCO3晶体结构信息特征与环境响应研究却未见报道.本文对密云水库和白洋淀水域鲤鱼耳石X-粉晶衍射结果进行了研究,并分析了两地晶胞参数a0、b0、c0和单位晶胞体积的差异.结果显示,两地耳石样品均由霰石组成,分属三种不同结构:两种六方晶系P63/mmc(no.194)结构和一种斜方晶系Pbnm(Pnma no.62)结构.属于六方晶系的耳石样品中,密云水库鲤鱼耳石样品晶胞参     

不同水域鲤鱼耳石CaCO3晶体结构特征与环境响应初探

鲤鱼耳石共有三对:矢耳石、微耳石、星耳石;分别存在于球状囊、椭圆囊、平状囊(听壶)中,具有重要的感应平衡、运动、重力和声音的作用.     

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

LA-ICP-MS面扫描分析能直观细致地展示元素在矿物中的分布特征及相互关系,在揭示矿床成因、精细刻画成矿流体演化过程等方面具有显著优势。辽宁弓长岭铁矿床二矿区以产出沉积变质型磁铁矿富矿石而闻名,且富铁矿石的蚀变围岩中大量产出石榴石,其与富矿体成因关系密切。本文以二矿区富铁矿蚀变围岩中的石榴石为研究对象,为明确元素扩散对石榴石元素分布特征的影响,选择两颗大小不同的石榴石（1.5cm×1.5cm和0.6cm×0.7cm）,应用LA-ICP-MS在10~20Hz、20~150μm正方形激光束斑、20~150μm/s扫描速度的条件下,在4h内完成其面扫描分析,并利用无内标法对数据进行半定量校正,详细研究石榴石主量、微量和稀土元素组合及分布特征,进而有效地分析热液流体演化过程和磁铁矿富矿体的成因。LA-ICP-MS面扫描结果揭示了弓长岭厘米级石榴石连续型环带和次厘米级石榴石突变型环带的特征,准确区分了突变环带的位置和界线。分析结果表明,弓长岭二矿区厘米级石榴石中Si、Al、Fe等主量元素成分较为均一,未显示环带特征;而Mg、Mn、Ca、重稀土及Y元素均保留了原始的生长环带,具有重要的成因指示意义。该石榴石从核部到边部,其Mg含量逐渐升高,Mn含量逐渐降低,指示石榴石形成温度从核部到边部逐渐升高;而Ca含量从核部至边部先升高后降低,指示压力先升高再降低,显示进变质成因石榴石的特点。同时,该石榴石δEu值变化规律指示变质热液流体的氧逸度先减小再增大;重稀土和Y元素与Ca元素一致的变化特征表明其分布主要受压力控制。因此,结合前人研究成果综合推测,弓长岭富铁矿蚀变围岩中的石榴石形成于早元古代晚期胶—辽—吉带大陆碰撞造山过程中的进变质作用阶段,在该阶段形成的变质热液流体沿断层运移,对断层两侧的贫铁矿和围岩进行改造,从而形成富铁矿石及蚀变围岩。

     

紫金山矿田Cu-Fe-S矿物的EPMA和LA-ICP-MS微区元素分析及地质意义

应用EPMA和LA-ICP-MS微区分析技术,首次揭示了紫金矿田中铜铁硫化物的主、微量元素分布特征。研究表明紫金山铜金矿浅部蓝辉铜矿石的铜矿物具有富Se的特征,其中铜蓝中的Se最高可达1.57%,并出现Se的成分环带特征。LA-ICP-MS的微量元素分析表明蓝辉铜矿和久辉铜矿中含较高的Au(1×10-6)和Ag,是金、银的重要载体,同时含较高含量的Bi、Sn、As和Se,与次生富集成因存在着显著的区别。紫金山铜金矿和龙江亭铜矿的斑铜矿是重要的Ag和Bi载体,不同阶段的斑铜矿的微量元素有差异,高硫化阶段的斑铜矿Bi含量较高,而中低硫化阶段的斑铜矿Ag和Sn含量较高。黄铜矿含少量的Ag,但出现了较高的In(约30×10-6),是铟的重要载体。高硫化阶段的黄铁矿具有更高的Cu和Ni。此外,矿石矿物中普遍含有较高的Se、Te、Ge和As,均表明紫金山矿田的矿床与火山活动的热液作用紧密相关。紫金山铜金矿床中出现的W、Sn、Mo、Bi和In元素异常带是一种指示斑岩型矿化向高硫化型矿化过渡的地球化学标志,指示紫金山深部具有潜在的斑岩成矿潜力。     

LA-ICP-MS石榴子石U-Pb定年方法在异剥钙榴岩和矽卡岩年代学研究中的应用

本文利用Coherent GeoLasHD型193 nm ArF准分子激光剥蚀系统和Agilent 7900型四极杆电感耦合等离子体质谱仪, 建立了LA-ICP-MS石榴子石U-Pb定年方法。利用该方法, 对采自冀北地区晚古生代镁铁质-超镁铁质混杂岩体中的异剥钙榴岩和闽西南马坑式铁矿含矿石榴子石矽卡岩这两种岩石中的石榴子石开展U-Pb定年研究。在冀北地区晚古生代镁铁质-超镁铁质混杂岩体中的异剥钙榴岩中, 获得石榴子石下交点年龄为(387.6±5.4) Ma (D496-1, MSWD=1.1, N=30)和(409.3±7.8) Ma (D493-1, MSWD=2.0, N=60), 在马坑铁矿石榴子石矽卡岩中, 获得石榴子石下交点年龄为(128.6±2.1) Ma (ZK7921-b24, MSWD=2.0, N=60)和(128.7±3.2) Ma (ZK7922-b1, 用锆石91500校正, MSWD=1.8, N=42); 在潘田铁矿的石榴子石矽卡岩中, 获得石榴子石的下交点年龄为(128.7±1.7) Ma (PT-b1, MSWD=1.7, N=30)和(132.1±1.3) Ma (PT-b1样品, 用锆石91500校正, MSWD=1.6, N=30)(除了指明使用锆石标样91500校正石榴子石未知样品外, 其他皆用石榴子石标样Willsboro校正石榴子石未知样品的U/Pb分馏)。以上结果与Sm-Nd等时线年龄及前人报道的锆石U-Pb年龄在误差范围内一致。对马坑式铁矿石榴子石矽卡岩U-Pb定年结果表明, 利用石榴子石标样Willsboro和锆石标样91500作为外标样校正同一样品中石榴子石U/Pb同位素分馏, 获得的下交点年龄一致, 206Pb/238U年龄的加权平均值也一致, 说明石榴子石与锆石之间的基体效应较小, 在缺乏石榴子石标样时, 可用锆石标样91500代替。在上述研究基础上分析了石榴子石U-Pb定年方法在矽卡岩型矿床成矿时代研究及异剥钙榴岩年代学研究中的应用潜力, 认为石榴子石U-Pb定年方法在矽卡岩型矿床及异剥钙榴岩年代学研究中具有巨大的应用推广前景, 具有重要的理论指导和实际应用意义。