碳酸盐岩Sr同位素比值的选择性溶解及测定技术

传统的碳酸盐岩的Sr同位素比值测定由于采用盐酸溶样，虽然具有溶解迅速的优点，但同时也使非碳酸盐组分被溶解而往往导致测定值偏高，同时也增加了Sr分离与纯化的难度，因此，我们考虑用弱酸来溶解碳酸盐岩矿样，以改进传统方法的不足，实验中采用醋酸作为溶解介质，对比了不同浓度的醋酸的溶解效果，对较难溶解的白云岩样品作了弱酸溶解实验，同时比较了2.5mol/L盐酸和4mol/L醋酸溶样后的测定结果和测定精度。实验结果表明碳酸盐岩Sr同位素的选择性测定技术可以使溶解对象局限于样品中的目标组分-碳酸盐岩，防止样品中的非碳酸盐岩组分的溶解，避免过多的杂质进入溶解液，使碳酸盐岩中的微量元素-Sr(通常含量在10^-4-10^-5范围内）的员位素比值测定趋于准确和可靠。同时也减少了杂质元素的干扰，便于Sr分离与纯化。     

石炭纪海相碳酸盐岩的锶同位素演化及其意义

本文从马角坝剖面石炭系海相碳酸盐岩和腕足化石的锶同位素变化出发,讨论了锶同位素地层曲线的地质意义,并且指出海相碳酸盐岩和腕足化石的锶同位素组成可作为了解地球构造演化的工具。     

古人类骨骼中锶同位素分析预处理方法

采用超声波清洗及离子交换分离等技术，对新疆青铜时代古人类骨骼中样品进行预处理及分离，该方法制备的同位素锶样品，保证了样品在前处理过程中不受处外界物质的污染，并提取纯度高的锶用于质谱测试。     

上扬子地台区晚古生代海相碳酸盐岩的碳,锶同位素研究

未经蚀变的海相碳酸盐岩的碳，锶同位素组成代表了原始海水的同位素组成，在确定样品末经显著蚀变的基础上，本文测定了上扬子地区晚古生代７条剖面２３８个海相碳酸盐岩样品的碳、锶同位素组成，分布了它们的测试结果和演化曲线，为其他相关研究提供了可利用的基础参照数据。     

锶同位素初始比值在划分花岗岩成因类型上的应用探讨

本文根据吴利仁的锶同位素初始比值(Ⅰ值)演化图解,计算出划分花岗岩成因类型分界线的三条直线方程:(1)幔源型与幔壳混源型分界线方程;(2)混源型与壳源型分界线方程;(3)壳源型中,下地壳与上地壳分界线方程。只要知道一个花岗岩体的形成年龄和Ⅰ值,就可以根据三个方程的分界值准确地判定其成因类型。这种利用Ⅰ值线方程定量地划分花岗岩成因类型的方法,符合Ⅰ值随时间推移而增长的规律,比目前采用的固定值法更加合理。此外,根据(1)、(2)二个方程,应用杠杆原理,还可大致估计幔、壳源岩的百分比。     

陕北贾大峁遗址出土动物遗骸的锶同位素比值分析

史前时期动物驯养技术的跨大陆交流与传播是令人瞩目的 前沿课题.陕北地区位于欧亚草原早期青铜文化和中原地区古代文化交汇碰撞的前沿地带.贾大峁遗址位于陕西省横山县,年代为距今约4500～4300年的龙山早期.作为陕北地区目前发现的最早出现牛和羊的考古遗址之一,牛和羊是当地驯养抑或外来的,是值得我们探讨的问题.本文通过热电离...     

山西省襄汾县陶寺遗址出土动物牙釉质的锶同位素比值分析

锶同位素分析技术已经成为国际考古学界用于探索人和动物迁移活动的主要方法。陶寺遗址位于山西省襄汾县陶寺镇,距今4500~3900年,是目前我国规模最大的、显现文明化程度最高的史前聚落遗址之一。文章通过热电离质谱分析方法对山西襄汾县陶寺镇陶寺遗址龙山晚期出土动物的14个动物牙釉质的锶同位素比值进行了测定。研究结果表明,5个猪牙釉质的锶同位素比值的标准偏差远远小于其他动物,其平均值是0.711179,将该平均值加或减2倍标准偏差得到陶寺遗址当地的锶同位素比值范围在0.711314~0.711044之间。根据遗址当地的锶同位素比值范围可以发现在我们所测定的样品中,有2只绵羊和2头黄牛的 87 Sr/86 Sr 比值在当地锶同位素比值范围以外,据此推测这些羊和牛有可能不是在当地饲养的。     

川东地区石炭系碳酸盐岩碳、氧、锶同位素特征及其成因分析

利用微量元素和碳、氧同位素特征对样品有效性作出了检验.在证明样品未受明显蚀变的前提下对川东地区石炭系碳酸盐岩碳、氧、锶同位素进行了分析.在层序地层格架中对比不同体系域、不同岩性的碳、氧同位素特征,87Sr/86Sr比值特征,Z值与古温度特征,分析了碳酸盐岩的成岩环境.低位体系域以膏盐湖及萨巴哈环境为主,炎热干旱,陆源淡...     

陶寺遗址中晚期出土部分人类牙釉质的锶同位素比值分析

陶寺遗址位于山西省襄汾县陶寺镇,距今4300~3900年。经过多次较大规模的发掘,陶寺遗址成为我国规模最大的、显现文明化程度最高的史前聚落遗址之一,也是研究中国史前至夏商时期城址都市化进程中的一个重要的里程碑式遗址。本文通过热电离质谱分析方法对陶寺遗址中晚期遗迹出土的21个个体人类牙釉质的锶同位素比值进行了测定。结果表明,这些人类牙釉质的锶同位素比值平均值是0.711374(2σ=0.000680,n=21)。与以前建立的遗址当地的锶同位素比值范围比较可知,有6个个体可能在遗址当地出生,由此推测本地个体占总数28.6%左右;还有15个个体牙釉质的锶同位素比值在遗址当地的锶同位素比值范围以外,表明这些个体可能在其他地区出生,推测外来者占总数的71.4%左右。由此可知,在陶寺文化中期至晚期的陶寺遗址的先民中,存在很高比例的外来移民。     

Calcium Carbonate and Phosphate Reference Materials for Monitoring Bulk and Microanalytical Determination of Sr Isotopes

In situ laser ablation analyses rely on the microanalytical homogeneity of reference materials (RMs) and a similar matrix and mass fraction between unknown samples and RMs to obtain reliable results. Suitable carbonate and phosphate RMs for determination of Sr isotope ratios in such materials are limited. Thus, we determined ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios of several carbonate (JCt‐1, JCp‐1, MACS‐1, MACS‐3) and phosphate (MAPS‐4, MAPS‐5, NIST SRM 1400, NIST SRM 1486) international RMs using dissolved samples and two different multi‐collector inductively coupled plasma‐mass spectrometers (MC‐ICP‐MS). Our Sr isotope data are in agreement with published data and have an improved measurement precision for some RMs. For MACS‐1, we present the first ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr value. We tested the suitability of these materials for microanalytical analyses by LA‐MC‐ICP‐MS, with two different laser ablation systems: a conventional nanosecond laser and a state‐of‐the‐art femtosecond laser. We investigated the RMs micro‐homogeneity and compared the data with our solution data. Both laser ablation systems yielded identical ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios within uncertainty to the solution data for RMs with low interferences of REEs. Therefore, these carbonate and phosphate RMs can be used to achieve accurate and precise results for in situ Sr isotope investigations by LA‐MC‐ICP‐MS of similar materials.     

塔中地区寒武系-奥陶系碳酸盐岩Sr元素和Sr同位素特征

使用VG354固体同位素质谱仪对中1、中4井的25个碳酸盐岩样品做了Sr同位素测试, 并利用电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS) 对塔中地区4口井共109个碳酸盐岩样品测试了Sr、Mn元素的含量.通过对Sr、Mn元素含量分析, 及中1、中4井碳酸盐岩的Sr同位素组成分析, 对比全球奥陶系海相碳酸盐的Sr同位素分析结果及演化趋势, 得出了如下认识: (1) 塔中地区奥陶纪87Sr/86Sr比值与全球海水Sr同位素演化趋势基本一致, 具有随时间下降的总体趋势, 这与广阔陆表海和有关的沉积物对放射性成因锶的封存作用有关, 说明海平面变化和白云岩化作用仍然是该区海相碳酸盐岩锶同位素组成与演化的主要控制因素; (2) 塔中地区早奥陶世的87Sr/86Sr比值与全球海水Sr同位素比值相当, 说明该区早奥陶世碳酸盐岩成岩环境为正常海水, 且早奥陶世87Sr/86Sr比值有单调降低的规律, 说明与海平面变化有关; (3) 塔中地区晚奥陶世87Sr/86Sr比值比全球海水高, 其原因是白云岩化作用和晚奥陶世盆地抬升近地表水带来高87Sr/86Sr比值, 且晚奥陶世87Sr/86Sr比值为整体升高的趋势; (4) 塔中地区奥陶纪碳酸盐岩中Mn元素含量变化不大, 反映了塔中地区奥陶纪成岩环境主要为浅水相, 但也有深水相, 白云岩化对其影响不大; (5) 塔中地区奥陶纪碳酸盐岩中Sr元素含量变化较大, 反映该时期该区碳酸盐岩成岩流体主要为海水, 但也有混合水, 白云岩主要为Ⅲ类白云岩和Ⅰ类白云岩.      

三峡地区陡山沱早期水体性质的稀土元素和锶同位素制约

通过分析三峡地区九龙湾剖面新元古代盖帽碳酸盐岩的稀土元素和锶同位素组成,对新元古代“雪球地球”事件结束后水体的性质提供了制约。盖帽碳酸盐岩的REE配分模式具有轻重稀土元素亏损的特征,存在轻微Y正异常以及较高的Y/Ho值,没有明显的La异常。这些特征与受淡水影响的陆缘盆地、湖泊等沉积环境相似,而不同于正常海水。这表明盖帽碳酸盐岩不是正常的海相沉积物,而是发育在淡水与海水混合环境中的沉积物。盖帽碳酸盐岩具有较高的87Sr/86Sr值,这是由于新元古代“雪球地球”事件结束后大量陆源风化物的输入引起的。因此,盖帽碳酸盐岩较高的87Sr/86Sr值不能代表当时全球海水信息,只能反映局部混合水体的信息。轻微的Ce负异常显示陡山沱组早期水体处于弱氧化状态。盖帽碳酸盐岩的REE和Sr同位素综合特征表明在新元古代“雪球地球”事件结束后,陡山沱组早期水体是携带大量陆源风化物的冰融水与海水混合的水体,而且此时的混合水体处于弱氧化状态。     

Strontium Isotope Composition and Characteristic Analysis of Cambrian-Ordovician Carbonate in the Region of Tazhong, Tarim Basin

The Tarim basin, which is located in the Xin-jiang Autonomous Region in western China , is alarge-scale superi mposed basin situated between theTianshan Mountains to the north and the KunlunMountains to the south, with an area of 560 000km2. The Tazhong uplift ,locatedin the central partof the basin, has an area of 30 000 km2.It is sur-rounded by the Manjiaer depressionin the north,theTangguzibasi depressionin the south,the Bachu up-lift inthe west andthe Tadong saginthe east .It hasbeco…     

多步浸提法在碳酸盐岩Sr同位素分析中的对比及优化

海相沉积碳酸盐岩是记录海水信息的重要载体,其中碳酸盐岩的Sr同位素比值（87Sr/86Sr）可以反映大陆地壳和地幔对海水组成的相对贡献,其长期变化趋势可用于反演地球历史上的全球构造事件、风化速率变化和生物地球化学循环以及确定海相沉积地层年龄等。然而,现存古老地层中的碳酸盐岩常不同程度地保留有非碳酸盐组分,并受到后期蚀变影响,从而使碳酸盐岩全岩的Sr同位素组成不等同于原生碳酸盐组分的Sr同位素组成。为了获取可以反映当时的海水组成的原生碳酸盐组分,需要建立一种有效的浸提方法。本文基于已有的两种碳酸盐岩多步浸提方法,探讨了其适用性,并简化了预浸步骤、缩短了流程时间,明确了不同种类的碳酸盐岩的浸提方法。结果表明：碳酸盐纯度≥85%的灰岩适用于采用浸提液为1%乙酸的9步浸提法,目标步骤为L7～L9;纯度≥65%的白云岩样品适用于采用浸提液为0.25%～10%乙酸的14步浸提法,目标步骤为D13～D14,采用多接收电感耦合等离子体质谱仪（MC-ICP-MS）对纯化后的目标浸提液进行Sr同位素测试。通过此方法获得中国灰岩标准物质GBW03105a原生碳酸盐组分的87Sr/86Sr比值为0.708930±0.000015（n=12,2SD）,与前人研究结果（0.708879±0.000013）相吻合;并报道了欧洲钢铁标准化委员会（ECISS）白云岩标准物质ECRM-782-1原生碳酸盐组分的87Sr/86Sr比值为0.707868±0.000034（n=12,2SD）,为后续地球化学分析提供了方法和数据支持。     

GasBench-IRMS在碳酸盐岩δ^13C和δ^18O在线连续分析中的应用

采用GasBench-IRMS气体质谱分析技术，实现了碳酸盐岩中碳氧同位素的在线连续分析。优化了色谱柱温、离子源参数等工作条件，排除了空气中N2O的干扰。结果表明，色谱柱柱温为40℃、65℃时，方法线性范围较宽，结果准确可靠。方法用于碳酸盐岩国家一级标准物质中δ^13C和δ^18O的测定，结果与标准值一致。     

基于连续流同位素质谱的地下水无机物氯稳定同位素测试方法及影响因素研究

氯稳定同位素作为示踪剂,能指示水体演化和探索地质环境变化,在地球科学领域具有广泛的应用前景.连续流同位素质谱法(CF-IRMS)具有样品用量少和灵敏度高的优点,被广泛应用于氯等稳定同位素的测试.氯甲烷作为一种易挥发的气体,在反应过程及测试管路中容易逸出,造成样品损失.如何减少反应及测试过程中氯甲烷的流失,实现氯甲烷的分...     

分流比对烃类单分子氢同位素分析的影响

在单体烃的氢同位素系统测定中,以甲烷为样品,选择不同的分流比(0.1、0.5、1.0、2.0、5.0、10.0),采用气相色谱-高温热转换-同位素比率质谱对相应的氢同位素比值进行研究。结果表明,不同的分流比对峰形、出峰面积及单体烃的氢同位素值有不同程度的影响,总体上随着分流比的增大,峰宽及峰面积呈现指数方式递减;特别是当分流比较小(小于1)时,导致氢同位素值测定结果的不确定度增大;分流比较大时,氢同位素值趋于稳定。文章对造成这种现象的原因进行了分析,认为在单体烃的氢同位素的分析中,选择较大的分流比不会导致明显的同位素分馏,从而对样品分析更为有利。     

古湖相碳酸盐沉积和化石贝壳的87Sr/86Sr及其意义

位于极端干旱区的额济纳盆地，是我国内陆地区代表性的盆地之一。这里不仅具有典型的大陆性气候、脆弱的生态系统，而且在平缓的戈壁滩下面，沉积有厚达200-400余米的古湖相地层。盆地东南与最高达近500m沙丘的巴丹吉林沙漠比邻，构成了特征性的盆地-沙漠系统，是世界少有的自然景观，也是目前研究热点之一。 考察研究工作揭示，巴丹吉林沙漠在蹑今30000a左右存在一湿润时期（Wunnemann等，1998；杨小平，2002；杨小平等，2003），并与临区腾格里沙漠相应时期发育的大湖期可以对比（Zhang等，2002，2004）。 新近的考察工作发现，在盆地东南部古日乃与巴丹吉林沙漠过渡区，存在有多级古沙丘被水夷平的、高度不等的平台，在这些平台之上，保存有水体快速蒸发环境条件下沙粒物质被钙质胶结的坚硬、类似砂岩的顶盖，其高度在大范围内可以对比，同时伴有湖相碳酸盐沉积、根管等。这些地貌、沉积与盆地北部沙砾石层中大量出现的贝壳化石和湖相地层，构成了古湖泊存在的地质证据。 14C测年结果表明，分布于第二级平台上的碳酸盐结核其形成年代为距今25000a前（25630±270a、25530±230a、25640±220a，半衰期5568a，下同），掰鳃类贝壳化石的年代为距今28000a(28530±430a、28630±320a、28780±340a、28560±280a)。 对这两组样品进行87Sr/86Sr分析结果表明（表1），碳酸盐沉积的87Sr/86Sr比值变化较为显著而贝壳化石的87Sr/86Sr比值变化相对较小，且贝壳化石的87Sr/86Sr比值的平均值小于碳酸盐沉积的87Sr/86Sr比值。 由于贝壳化石和碳酸盐沉积的87Sr/86Sr比值在一定意义上代表了古湖水的锶同位素比值，而87Sr/86Sr比值又与湖泊水体盐度相关（刘秀明等，2000），因此可以推测，贝壳化石所代表的古湖泊发育时期的水体较碳酸盐结核形成时期的盐度要低，也就是说古湖泊发育早期的为淡水，后期水体盐度有所增高。这是与贝壳化石本身代表的淡水种属相一致。由于后期湖泊水拉的快速下降和水体的快速蒸发，使得碳酸盐结核沉积的87Sr/86Sr比值增高，而这种古湖泊水位的快速下降和结核的形成是直接与气候变化相关联的。反映了该时期额济纳盆地古湖泊高湖面的存在和气候快速变化的历史。     

The Role of Isotopic Reference Materials for the Analysis of "Non-Traditional" Stable Isotopes

The advent of multiple collector-inductively coupled plasma-mass spectrometry has provided an impetus to the study of isotope abundance variations in natural materials. In particular, the study of "non-traditional" stable isotopes has revealed isotope fractionation variations caused by a range of physiochemical and biological mechanisms. The magnitude of these variations may be < 1 per mil per mass unit, but are significant in terms of the experimental uncertainties involved, provided rigorous mass spectrometric protocols are followed. The double spike technique can be used effectively to evaluate isotope fractionation effects for both multiple collector-inductively coupled plasma-mass spectrometry and thermal ionisation mass spectrometry. The demanding nature of this research implies the need for internationally-accepted reference materials so that interlaboratory comparisons can be made with confidence. At present, isotopically certified reference materials are unavailable for many elements, including Cu, Zn, Mo and Cd, and it is important that this situation be rectified as soon as practicable. Until such time as isotopically certified reference materials become available for every element, stable isotope geochemists should adopt a common reference material as the standard for each element so that rigorous interlaboratory comparisons can be made.