选择性地非破坏性测定溶液中亚微微居里级的钍

从被洗出的钍射气(~(220)Rn)中,通过子体放射性的β-α符合测量,建立了测定溶液中亚微微居里级钍的一个非破坏性方法。     

核废物处置的工程地质问题

一、核废物的特性及其危害 在核工业生产、核能利用、同位素应用和核物理研究试验中,都会产生放射性气体、液体和固体废物。按其放射性强度可分为高强度放射性废物(简称高放废物);中强度放射性废物(简称中放废物);低强度放射性废物(简称低放废物)三类,亦常称之为居里级、毫居里级和微居里级废物。从安全处置核废物的角度来看,它的主要特性是:     

柴达木盆地白钠镁矾的矿物学和稳定同位素特征

白钠镁矾是卤水演化过程中的次生硫酸盐矿物,含水蒸发盐矿物的镁等稳定同位素特征少有报道。实验选择柴达木盆地西部干盐湖钻孔SG-1中的白钠镁矾,对其进行了矿物学、结晶水氢氧同位素、镁同位素等的研究。柴达木盆地白钠镁矾的晶胞参数为a(nm)=0.553 76,b(nm)=0.824 7,c(nm)=1.111 7,β=100°45′。结晶水失水温度为135℃～180℃和200℃～298℃,Mg~(2+),Na~+和SO_4~(2-)含量分别为63.99×10~(-3)～82.8×10~(-3),134.33×10~(-3)～162.21×10~(-3),567×10~(-3)～641.62×10~(-3)。δ~(26)Mg为-1.163‰～-0.072‰,结晶水的δD为-12.10‰～3.72‰,δ~(18)O为13.07‰～15.34‰,浅部白钠镁矾的镁同位素及结晶水氢氧同位素值均比深部的值偏正,与研究区气候干旱化趋势一致,古湖水受到强烈的蒸发作用,Mg同位素的变化也具有环境指示意义。结晶水氢氧同位素线明显不同于大气降水线,也说明盐类矿物中氧同位素比该钻孔中石膏结晶水氧同位素明显偏正,说明白钠镁矾结晶水来源于大气降水,但受到强烈的蒸发作用影响。     

W同位素高精度负离子热电离质谱(NTIMS)测定方法

W同位素的高精度测定对于研究地球、月球和太阳系其他行星的起源和早期演化、核幔相互作用等领域具有重要意义。本文开展了负离子热电离质谱(NTIMS)高精度W同位素测定方法研究(测定WO_3~-)。采用多接收动态跳扫方式对W同位素进行测定,实时在线测定~(18)O/~(16)O,并利用实验室实时在线氧校正NTIMS Os同位素分析时获得的~(17)O/~(16)O-~(18)O/~(16)O同位素分馏趋势线计算~(17)O/~(16)O,进行氧校正计算。对多接收动态和多接收静态数据处理方式及不同的同位素分馏校正方法进行了详细对比研究。在上述工作基础上,最终建立了以~(186)W/~(184)W=0.92767进行标准化,采用多接收动态方法进行数据处理的在线氧校正W同位素NTIMS测定方法。~(182)W/~(184)W测定结果的外部精度(2RSD)可达3×10~(-6)～6×10~(-6),基本满足地球、月球和行星早期演化等W同位素研究工作的需要。     

塔里木盆地麦盖提斜坡奥陶纪地层划分对比及意义

以碳同位素值的波动变化与沉积环境、海平面升降及地层界面突变等地质事件相对应为理论依据,开展碳同位素地层研究,建立了各组值域划分标准,解决碳酸盐岩地层缺乏标准生物化石情况下,地层归属难确定的问题。指出奥陶系自下而上碳同位素曲线呈现稳定-上升-正漂移的过程。其中,下统蓬莱坝组—鹰山组δ~(13)C值范围为(-4.2~-0.2)×10~(-3),始终为负值;中统一间房组δ~(13)C值范围为(-0.4~0.6)×10~(-3),以分布在零值附近为特征;上统恰尔巴克组—良里塔格组δ~(13)C值范围(0.7~3.1)×10~(-3),均为正值。在此基础上,开展了巴楚典型露头剖面与麦盖提斜坡井下奥陶系碳同位素地层与岩石地层对比研究,提出麦盖提斜坡中部及东部断洼区发育上奥陶统,除东部断裂带外,普遍残存下奥陶统顶部泥晶灰岩段。     

福建李坊重晶石矿床中硅质岩硅、氧同位素组成及成因意义

福建李坊大型重晶石矿床围岩中发育层状硅质岩,为了研究硅质岩的成因,本文对14件硅质岩样品进行了硅、氧同位素分析。结果表明:δ(~(30)Si)分布范围为-0.3×10~(-3)～+0.1×10~(-3),平均值为-0.1×10~(-3);δ(~(18)O)分布范围为10.6×10-3～18.9×10-3,平均值为14.7×10~(-3)。基于该层状硅质岩的δ(~(30)Si)和δ(~(18)O)分布范围特征,结合野外地质调查研究工作的认识,该硅质岩应为原生沉积成因,二氧化硅来源于热水沉积;根据燧石-海水氧同位素地质温度计估算石英的形成温度为100.2℃—198.7℃,平均值为146.0℃,即该硅质岩形成于热水沉积,暗示李坊重晶石矿床形成于热水沉积作用。     

豫西北某铝土矿床的放射性特征

为对研究区铝土矿床进行放射性评价及放射性勘查方法可行性研究,通过对区内铝土矿及其他岩石γ射线辐射量率的测量,统计出铝土矿石的γ射线辐射量率变化范围为(15.53~48.01)×10-9C/(kg·h),平均24.37×10-9C/(kg·h),其他岩矿石的γ射线辐射量率多在(4~8)×10-9C/(kg·h)之间,铝土矿石的放射性明显高于其他岩层,但仍远低于人类卫生学评价指标,同时认为本次工作成果对同类型铝土矿床放射性特征的研究具有普遍参考意义。由于铝土矿与其围岩的放射性差异较大,因而为下一步将放射性方法应用到铝土矿勘查中提供了一定物性前提。     

激光同位素光谱法测量水中氢氧同位素组成的实验室间比对研究

激光同位素光谱分析方法是近些年使用较广泛的一种便捷、快速的测试稳定同位素组成的技术,能同时分析出水中δD、δ~(18)O同位素组成,因其操作简单,检测效率高,体积小,野外现场测试携带方便,迅速在环境、地质、生态和能源等领域得到广泛应用,但是该测试分析方法尚没有相应的国家标准,测试结果得不到有效的溯源,在使用过程中缺乏规范和统一。为此,本文通过在全国范围内12家实验室选取8个比对水样(δD值在-189.1‰~-0.4‰内,δ~(18)O值在-24.52‰~0.32‰内),利用激光同位素光谱法测试比对D/H和18O/16O值,探讨激光同位素光谱仪分析水中δD、δ~(18)O值的准确度和精密度。测试结果表明:各个协作实验室数据准确、稳定,方法的重复性和再现性良好;激光光谱法测定的δD精密度为0.4‰(1σ),δ~(18)O精密度为0.05‰(1σ),与传统稳定同位素质谱的精度几乎一致,因此适用于常规水样中δD、δ~(18)O测定,可以开展野外在线实时检测水中氢氧同位素组成。本研究为开展制定激光同位素光谱法测定环境液态水中δD、δ~(18)O同位素组成标准方法的工作推广和应用提供了参考。     

东天山天宇铜镍硫化物矿床磁黄铁矿Re-Os同位素物质来源示踪

天宇岩浆铜镍硫化物矿床的矿体由浸染状矿体和块状矿体组成。采用同位素稀释Triton-plus测定了浸染状矿石和块状矿石的磁黄铁矿Re-Os同位素比值。结果表明:浸染状矿石w(Re)为11.82×10~(-9)~45.28×10~(-9),w(Os)为0.944×10~(-9)~8.528×10~(-9),187Os/188Os初始比值为0.885~2.332,γOs为607~1763;块状矿石w(Re)为49.38×10~(-9)~315.10×10~(-9),w(Os)为0.191×10~(-9)~42.420×10~(-9),187Os/188Os初始比值为0.654~3.322,γOs为423~2555。Re、Os含量、同位素组成和特征值表明,该矿床物质为壳-幔混合来源,块状矿石可能比浸染状矿石经历了更强的地壳物质混染。浸染状矿体发育透闪石化、蛇纹石化、绿泥石化蚀变,表明存在岩浆期后热液活动,但块状矿体热液蚀变不明显,块状矿石的Re-Os同位素特征可能是与地壳岩石直接作用的结果。地壳混染作用发生在深部岩浆房,同时也发生在岩浆侵位及再次迁移过程中,这些过程造成块状矿体与浸染状矿体不同的同位素特征。     

扬子板块北缘马元铅锌矿床两类矿石地球化学特征及其对成矿作用的制约

对马元铅锌矿白云石-硫化物型和重晶石-硫化物型矿石中的热液矿物白云石和重晶石的同位素和稀土元素地球化学特征对比研究表明,白云石的δ~(13)CPDB为-2.51×10-3~0.93×10-3,δ18OSMOW为17.55×10~(-3)~23.24×10~(-3),说明成矿流体中碳、氧来源于震旦系碳酸盐岩的溶解;锶同位素组成(0.711 46)表明Sr来源以壳源锶为主,可能与富放射性锶的上覆碎屑岩或下伏基底变质火山岩有关;稀土元素具有明显的正Eu异常(δEu平均为1.415),表明白云石-硫化物型矿化流体具有盆地中循环热卤水特点。重晶石的硫同位素(平均为33×10~(-3))具有富重硫且分布均一的特点,暗示硫可能来源于富集重硫的单一海相硫酸盐;Sr同位素(0.709 18~0.709 71)特征表明其来源以海水锶为主,有少量壳源锶加入;稀土元素具有明显负Ce异常(δCe平均为0.255)和正Eu异常(δEu平均为1.43),表明重晶石--硫化物型矿化有关的流体可能是海水(或大气降水)与盆地循环热流体混合的结果。白云石--硫化物型矿石和重晶石-硫化物型矿石的沉淀可能是盆地中循环热卤水与海水(或大气降水)两种端元组分以不同比例混合的结果。     

碘化钾次甲基蓝溶剂浮选光度法测定微量汞的研究

本文提出了测定微量汞的溶剂浮选光度法,研究了缔合物的浮选条件,缔合物的最大吸收在670nm处。其摩尔吸光系数为15×10~5L·mol~(-1)·cm~(-1)。汞量在02～2.0ppm范围内遵守比尔定律,此法适用于水样中微量汞的测定。     

广西六景泥盆系腕足壳体的微量元素组成及其对海水信息的保存

低镁方解石腕足化石壳体被广泛地应用于地质历史时期原始海洋地球化学组成的重建研究,其保存度的识别是该研究的一项重要内容。通常使用显微结构、阴极发光和微量元素含量等3种方法验证其对原始地球化学信息的保存,微量元素含量的识别方法一直被置于较为次要的地位。我们对采自广西六景泥盆系腕足化石微量元素研究表明,其Fe、Mn、Sr分别为(12~2800)×10-6、(1~711)×10-6和(243~1835)×10-6。上述3种识别方法实质上都是微量元素的识别,其余两种识别方法只是微量元素的不同表现而已。通过氧同位素组成、Mn和Sr/Mn对比,得知Mn含量小于100×10-6,Sr/Mn值高于10的腕足化石壳体基本上保存完好。这一发现为利用腕足化石研究海水原始碳氧同位素提供了有力的判据。     

三江北段查涌铜多金属矿床成矿流体特征——流体包裹体及氢氧同位素证据

在矿床地质特征研究和成矿阶段划分的基础上,选取三江成矿带北段查涌铜多金属矿床主成矿热液期的矿石样品,进行了流体包裹体显微测温和氢氧同位素测试。流体包裹体研究结果表明,矿物中包裹体以富液相为主,均一温度为320~360℃,盐度w(NaCl,eq)=3%~5%,显示岩浆热液矿床的流体特征;氢氧同位素测试结果显示,δD=-110.0×10~(-3)~-95.5×10~(-3),平均-104.4×10~(-3),δ(~(18)O_(V-SMOW))=-2.2×10~(-3)~2.5×10~(-3),平均-0.6×10~(-3),表明其主成矿期的成矿流体以岩浆水为主,并伴有少量大气降水的加入。     

收集片加电场法测量镭含量

本文叙述一种测定~(226)Ra的方法,通过测定~(226)Ra衰变成的~(222)Rn的子体RaA(~(218)Po),RaC'(~(214)Po)的α放射性,测定~(226)Ra的含量。为了提高氡子体RaA,RaC'的探测效率,在收气室上加较强的电场。本方法的灵敏度为5×10~(-13)Ci。测量3×10~(-10)—1.14×10~(-7),和n×10~(-12)—n×10~(-11)的标准源和样品均与其它方法结果符合得很好。     

德兴斑岩铜矿田黄铁矿Re-Os同位素定年及其地质意义

德兴斑岩铜矿田是中国东部最大的斑岩铜矿系统,一直以来,德兴铜矿的成矿过程和成因机制都是矿床学家关注的热点问题。前人在德兴铜矿的围岩蚀变、矿化期次、流体特征、成岩年代等方面取得了较为一致的认识,但其成矿时代仍争议较大。文章首次对矿田内与黄铜矿密切共生的黄铁矿进行了Re-Os同位素定年,10件样品中的4件w(Re)极低,模式年龄变化范围大,且误差较大,故不对其进行讨论;其余6件的w(Re)为10.58×10~(-9)～102.59×10~(-9),普通w(Os)较低(0.0054×10~(-9)～0.0113×10~(-9)),w(~(187)Os)较高(0.019×10~(-9)～0.177×10~(-9)),Re/Os比值较高(4406～73 422),为低含量高放射性Os成因硫化物。研究获得黄铁矿Re-Os同位素加权平均模式年龄为(165.3±2.3)Ma(MSWD=1.04)。因此,德兴铜矿的铜成矿年龄为中侏罗世,综合前人资料,德兴铜矿最可能形成于古太平洋板块俯冲的远程效应影响下的陆内伸展的地质背景,为陆内环境斑岩铜矿。     

钕同位素比值~(143)Nd/~(144)Nd标准溶液研制

钕同位素比值(~(143)Nd/~(144)Nd)是Sm-Nd同位素方法的关键量值,由于被测样品的~(143)Nd/~(144)Nd比值变化范围很小,所以对~(143)Nd/~(144)Nd比值测试的精准度要求很高(精度优于0.005%)。为了获得高精度和高准确度的测试数据,分析过程中所用Nd同位素标准物质起着重要作用。以往的Nd同位素标准物质都是氧化钕,经过近三十年有的已消耗殆尽。本文阐述了钕同位素比值~(143)Nd/~(144)Nd标准溶液的研制,经检验标准溶液的均匀性和稳定性良好,由11家实验室协同定值,采用MC-TIMS和MC-ICP-MS方法测定~(143)Nd/~(144)Nd,确定了Nd同位素标准溶液的特性值~(143)Nd/~(144)Nd=0.512438,不确定度为5×10-6。此标准溶液于2015年5月获得国家标准样品证书(批号为GSB 04-3258—2015),可被用于地质、资源、海洋、环境、考古等多种样品~(143)Nd/~(144)Nd比值测定时的仪器校准和分析过程的质量监控。     

青海察尔汗盐湖碳酸盐的硼同位素地球化学特征

盐湖蒸发岩的硼(B)同位素组成(δ~(11)B)对卤水古盐度变化具有一定的指示意义,但关于盐湖体系碳酸盐沉积的B同位素组成研究较少。本文对察尔汗盐湖百米钻(ISL1A)岩芯碳酸盐进行了B含量及B同位素组成的精确测定。结果表明,所测样品的B含量在10.88×10~(-6)~265.66×10~(-6)之间,δ~(11)B值的变化范围为-1.28‰~+9.94‰,B含量和δ~(11)B值呈现较明显的正相关关系。分析表明,随着盐湖卤水盐度的增大,卤水的B同位素组成也逐渐增大,这导致盐类沉积物的B同位素组成也相应增大。在天然盐湖中,不充分的沉积分异作用使得蒸发岩析出时依然可能存在碳酸盐沉积,碳酸盐的析出可能贯穿盐湖演化的各个阶段,因此可以尝试利用碳酸盐的B同位素组成分析盐湖在整个演化过程中卤水的盐度变化情况。ISL1A钻孔碳酸盐B同位素组成的变化较好地反映了察尔汗盐湖在41.8ka以来古卤水盐度的变化及其在析盐过程中经历的气候干湿波动。     

吉林临江荒沟山铅锌矿床流体包裹体特征及矿床成因

为确定临江荒沟山铅锌矿床成矿流体特征及矿床形成机制,笔者对矿区主成矿阶段(多金属硫化物阶段)中的铅锌矿石进行了流体包裹体岩相学、显微测温及稳定同位素研究。结果显示,包裹体均为气液两相包裹体,属NaCl-H_2O体系,且成矿流体具有中温(209℃~276℃)、中盐度(1.98~16.34wt%)、低密度(0.79~0.96 g/cm~3)的特点;成矿压力约为16.8~33.0 MPa,成矿深度为1.68~3.30 km。氢氧同位素结果显示δ~(18)O_(H_2O)和δD值分别为3.3×10~(-3)~9.9×10~(-3),-115×10~(-3)~-74.8×10~(-3),结合碳氧同位素δ~(18)O-δ~(13)C图解说明成矿流体以幔源流体为主,可能有大气降水混入。硫同位素δ~(34)S值为2.6×10~(-3)~18.9×10~(-3),具有富集重硫的特点;铅同位素~(206)Pb/~(204)Pb,~(207)Pb/~(204)Pb,~(208)Pb/~(204)Pb值分别为15.43~15.57,15.25~15.33,34.88~35.07,说明成矿物质来源于珍珠门组地层,但不排除有深源物质混入。结合区域地质,认为该矿床的成因类型为中温热液脉型铅锌矿,形成于环太平洋体系向华北板块俯冲的构造背景下,形成时代为燕山晚期。     

天山东部冰川的氧同位素特征(英文)

为研究冰川的补给及亚洲大陆腹部的水文特点,进行了在1981年7月中旬到8月中旬采集的降雨及冰川水样品的氧同位素成分测定。在考察期间,天山气象站(北纬43°06′,东经86°50′.海拔3539米)及博格达峰地区大本营(3640米)每半日降雨同位素(δ~(18)O)的平均值为-10‰～-11‰,变化幅度-1‰到-16‰。日降雨的δ~(18)O平均值随日平均气温的降低而减小。冰川水与雪的δ~(18)O值低于夏季降水的δ~(18)O值。降水与冰川水δ~(18)O值的差异是由于氧同位素的成分与气温有关。     

玄武岩钛同位素分析标准物质研制

同位素标准物质是进行同位素准确分析的基础和关键,其同位素组成是同位素测量的基本参数。本文报道了玄武岩钛同位素标准物质的研制过程和定值结果,包括标准物质的选择、均匀性和稳定性检验、定值分析及测定数据的统计性检验等。玄武岩钛同位素标准物质的主要特性量值的推荐值及95%置信水平的不确定度为:δ~(47)Ti(‰)=-0.53±0.07,δ~(48)Ti(‰)=-1.05±0.09,δ~(49)Ti(‰)=-1.57±0.16,δ~(50)Ti(‰)=-2.10±0.18。该标准物质可用于地质样品钛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。