天然气中甲烷和CO2的二元同位素特征

天然气的同位素成分可以用来指导天然气的开采和评估. 近两年稳定同位素地球化学的一个新的突破是二元同位素方法的建立.美国加州理工大学John Eiler研究组的一系列开创性工作,标志着同位素地球化学的二元同位素时代的开始.     

从地球化学角度看“核用硼矿”

国内核用硼需求日益增大,面对严峻形势,部分企业提出西藏阿里地区发现"核用硼矿"。针对"核用硼矿"的提出及其意义,本文依据已取得的丰富的硼同位素地球化学研究成果,从地球科学角度入手解析我国硼矿同位素特征,通过将硼同位素地球化学参数换算为核用硼的硼-10丰度指标,进而对全球主要硼矿硼-10丰度特征进行分析。在世界硼-10资源总体认识的基础上,我们发现"核用硼矿"概念的错误根源,即其借用同位素地球化学指标的相对丰度概念对硼矿中硼-10的绝对丰度状况进行评价。本文认为,面对日益增大的核用硼需求,研发高效低耗环保的硼同位素分离工艺才是解决问题的关键,而非寻找异常富集10B的"核用硼矿"床。     

量子化学计算研究稳定同位素的分馏与扩散——以Li同位素在橄榄石中扩散为例

<正>Li是自然界最轻的金属元素,它的稳定同位素6L(i天然丰度约7.5%)和7L(i天然丰度约92.5%)两个同位素是自然界相对质量差异最大的金属元素。地球上不同的岩石储库具有不同的Li同位素组成。作为一种快速发展的新兴非传统稳定同位素地球化学方法,Li同位素地球化学示踪研究已经广泛应用于地球科学的各个领域,用来推断地球上矿物的演化过程。     

矿物和岩石中氮(NH4+)分析方法的研究进展

氮同位素地球化学在固体地球科学研究很少被关注,主要是由于在地壳岩石中氮丰度很低(＜1000ppm)和氮难于从硅酸盐中提取出来.归根结底是实验方法和分析技术制约其应用与发展.近年来,随着氮(NH4+)实验方法和分析技术的不断改进和提高,矿物和岩石中氮同位素地球化学研究有了较快的发展,在矿物岩石学及矿床地球科学研究中得到了一些应用.     

有机化合物“Clumped”同位素平衡分馏信号的理论预测

<正>"Clumped"同位素指同位素体中含有两个或两个以上稀有同位素的情况(Eiler,2007)。就目前而言,其主要的研究形式是针对碳酸盐矿物中13C与18O相成键的同位素个体,使用高分辨率气相质谱技术来测定其浓度进而反推古温度,从而在地质温度领域打开了单一矿物相测温的新篇章。"Clumped"同位素地质温度计区别于传统同位素地质测温的特性在于其只需测定单一物质便可重建地质温度,而不需要了解该碳酸盐形成过程中与其平衡的水的同位素信息。自碳酸盐"Clumped"同位素地质测温     

地表及海洋环境的镁同位素地球化学研究进展

镁(Mg)是主要造岩元素,其地球丰度仅次于铁和氧。Mg几乎参与了地表所有圈层间的物理、化学和生物作用。随着多接收器等离子质谱等分析方法的改进和完善,Mg同位素显示出更加广阔的应用前景。同时,Mg独特的地球化学特征,使其在地表及海洋地球化学领域的应用日益广泛。本文主要就近几十年来Mg同位素在地表及海洋地球化学领域的研究现状、存在的问题以及发展趋势进行系统的总结与探讨。虽然,目前对Mg同位素的研究还处于早期阶段,但许多研究成果显示,Mg同位素具有很大潜力成为环境变化的新的指示工具。     

钾稳定同位素研究综述

钾稳定同位素是重要的非传统稳定同位素体系,也是近年来迅速发展的热门研究课题。对钾同位素研究历史和现状进行综述,具体包括以下内容:(1)总结了钾元素的地球化学和宇宙化学性质,包括钾在主要地质储库(地幔、地壳、海洋)中的丰度及其分配,钾在岩浆演化中的不相容大离子亲石性,常见含钾火成岩/沉积岩矿物以及钾在表生过程中的循环,也包括主要行星物质(球粒陨石、非球粒陨石、火星和灶神星陨石以及月球样品)中钾的含量、赋存状态、主要矿物,钾在太阳星云冷凝、行星积聚以及岩浆海过程中的中等挥发性质;(2)介绍了钾同位素的研究历史,从1922年Dempster利用最早的质谱仪测量钾同位素在自然界的丰度,到Taylor和Urey在1938发表的经典的钾同位素分馏实验,再到Humayun和Clayton在1995年发表的钾同位素领域的经典研究,最后到近几年的进展;(3)介绍了对钾的前处理(离子交换柱法)以及钾同位素的主要测量方法,包括早期热电离质谱仪法(TIMS),二次离子质谱仪法(SIMS)和近十几年以来高速发展的多接收电感耦合等离子体质谱仪法(MC-ICP-MS)及其不同的技术路线;(4)介绍了高精度钾同位素比值在低温地球化学和生物地球化学中的应用,包括钾同位素在地表的风化过程中、海水洋壳的反向风化作用中的分馏及其在示踪全球钾元素循环和洋壳俯冲等过程中的应用;(5)介绍了高精度钾同位素比值在高温地球化学中的应用,包括钾同位素在岩浆分异和矿物结晶过程中的分馏;(6)介绍了高精度钾同位素比值在宇宙化学中的应用,包括在太阳星云冷凝、行星凝聚、月球形成大碰撞、岩浆海、火山喷发去气过程中的分馏作用。     

V同位素地球化学

<正>钒是一个重要的第一行过渡族金属元素,由于其独特的多价态性质,且在地球的各个圈层广泛分布,因此钒元素的丰度变化被广泛用来研究和氧化还原反应相关的地球化学过程。随着基于多接收电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS)的同位素分析技术的发展,钒同位素地球化学的研究也取得初     

石油轻烃单体和正构烷烃系列分子碳同位素分析与研究

80年代后期,随着国际上GC/C/MS在线(Online)碳同位素分析技术的建立,稳定同位素地球化学开拓了新的研究领域——液态烃及其他有机化合物单分子碳同位素地球化学,从而使液态烃等的碳同位素研究进入了分子级水平。我们在完成GC—delta S气体同位素质谱仪性能和各种分析条件试验后,率先建立了原油(凝析油)和天然气中轻烃单体、原油和沥青“A”饱和烃中正烷烃系列分子等的GC/C/MS在线碳同位素分析方法。条件方法试验如在线分析与常规双进样质谱分析的对比等,以及平行分析表明,GC/C/MS在线碳同位素分析可获良好的精度和精确度,具良好分离的质谱峰(单个化合物)的平行分析误差一般小于±0.5‰。其最大特点是实现了气相色谱分     

现代地球化学的进展与趋向(下)

2.较稳定同位素地球化学“H、C、O、S等元素同位素相对丰度在自然界受物理、化学和生物作用发生明显的分馏.分馏作用的方向和程度受环境物理化学条件控制,在平衡条件下,根据地质体两相之间的同位素丰度可以定量计算成岩成矿作用的温度等参数.因此,稳定同位素是地质作用的示踪剂,是地质环境的指示剂.     

大洋地壳和大陆地壳的元素丰度

大洋地壳和大陆地壳是全球大地构造的两个基本构造单元,研究大地构造各级单元中化学元素及其同位素的丰度,是构造地球化学的一个基础研究课题。这个研究课题的基本内容,包括丰度值的计算和丰度规律的研究,以及这些丰度值和规律在解决理论问题和实际问题上的应用。     

铜同位素地球化学及研究新进展

多接收杯电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICPMS)的应用极大地提高了铜(Cu)同位素的分析精度和效率,推进了铜同位素地球化学的发展和应用。文中对Cu同位素地球化学进行了全面的综述,并更新了铜同位素研究的最新进展及其在地质与环境过程中的应用。自然界中铜同位素(δ65Cu)的变化范围可达20‰以上,高温下铜同位素分馏较小,而在低温条件下,铜同位素能产生巨大的同位素分馏,其主要取决于低温下铜的氧化还原反应。作为最重要的金属成矿元素之一、重要的重金属元素和重要的挥发性元素,铜同位素在矿床地球化学、环境地球化学和天体化学领域均显示了巨大的应用潜力。     

地球化学的初心和使命

1地球化学研究现状 国际地球化学研究的主要方向集中在地球不同储库之间的元素和同位素丰度分布、元素配分系数和同位素分馏系数及其扩散系数等热力学和动力学参数、元素和同位素分析测试技术的研发等.像这样的基础地球化学学科专业,中国虽然有众多的研究人员,但是高质量的研究相对国际上来说还是偏少.大量的研究集中在地球化学应用,从岩石...     

镓同位素平衡分馏参数的理论预测

镓(Ga)在地壳中的含量在所有元素中占第16位,在地壳中平均丰度为19×10-6,储量要远远大于Cu,Ag,Zn等金属。尽管镓具有相对比较大的丰度,但就目前发现表明并没有镓的独立矿床,是典型的分散元素。以往关于镓的矿床学和矿床地球化学研究主要是作为其它矿床的伴生组分进行的。镓有两种稳定同位素:69 Ga,71     

硼同位素分析方法研究进展

硼具有两种稳定同位素10B和11B,其在自然界的丰度分别是19.90%和80.10%。自然界硼同位素组成变化很大, δ11B变化可达90‰以上(－30‰～＋60‰)。硼同位素的分析精度优于0.2‰,因此被广泛应用于多种地质过程的示踪研究。近年来,硼元素的提取、分离纯化和仪器测定技术均取得了可喜的进展,分析精度不断提高,为硼同位素地球化学研究奠定了良好的基础。本文从样品分解、化学分离和仪器测定等方面对硼同位素分析测试方法进行了归纳总结。     

湖相沉积物有机地球化学在古环境研究中的应用

湖相沉积物中的有机质蕴含着丰富的地球化学信息,是古环境研究中必要的基础资料之一。文章综述了近年来湖相沉积物有机地球化学在古环境研究中的应用,结果表明:1在应用有机地球化学信息探讨古环境时,首先要根据有机质组成特征区分其来源,不同来源的有机质,其地球化学特征存在差异;2有机质碳同位素(δ13Corg)是研究古气候变化的常用指标,在区分暖湿、暖干、冷湿、冷干气候类型时需结合沉积物中总有机质丰度(TOC)、总有机氮丰度(TN)、自生碳酸盐氧同位素(δ18O)等资料;3脂肪酸不饱和度可作为恢复古环境温度的定性指标,UK37和UK37'在定量恢复古湖水表层温度中有较好的应用效果,TEX86有望应用在古湖水表层温度的重建;4生物标志化合物可较好地区分沉积物中有机质的来源、沉积水体的盐度及氧化还原性。可见,有机地球化学是研究古环境常用且有效的技术手段,多项有机地球化学参数相互验证能够更精确地重建古环境并预测其演化趋势。     

油气同位素地球化学研究现状与进展

<正>油气同位素地球化学是油气地球化学研究最为活跃的学科,随着基础理论和分析技术方法的不断发展创新,尤其以天然气稳定同位素(C、H、S等)和稀有气体(He、Ne、Ar等)及其同位素为代表的油气同位素地球化学在油气母质类型、成因判识及成烃、成藏过程示踪等方面起到至关重要的作     

钒同位素地球化学综述

钒是一个重要的第一行过渡族金属元素,由于其独特的多价态性质,且在地球的各个圈层广泛分布,因此钒元素的丰度变化被广泛用来研究和氧化还原反应相关的地球化学过程。随着基于多接收电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS)的同位素分析技术的发展,钒同位素地球化学的研究也取得初步进展。目前的观测已经初步确定硅酸盐地球的钒同位素组成及其和陨石钒同位素组成的差异,这个差异为了解地球最初的物质来源和形成过程提供了新的制约。对高温岩石样品的测量发现钒同位素在岩浆分离结晶过程中存在显著分馏,因此钒同位素是潜在的研究高温岩浆过程的物理化学条件特别是氧化还原状态的新工具。推测低温下同位素的分馏应更显著,因此钒同位素在环境和生物地球化学领域也有望得到更广泛的应用。     

辽宁宽甸砖庙矿区硼矿床地球化学特征

砖庙矿区硼矿石及含硼大理岩以富镁为特征,B的富集与Mg的富集关系密切。岩(矿) 石在蚀变(或成矿)过程中伴随着微量元素的迁移、富集,岩(矿石)的REE丰度变化范围较大。 通过对含硼白云质大理岩C、O同位素及B同位素地球化学进行分析显示了该矿床海相沉积碳酸盐 岩的特点,地层及矿体中的硼质同来源于深部。     

天然放射成因同位素用于研究地质过程

一、绪言同位素地球化学本身可以分为两个领域,即稳定同位素地球化学和天然放射成因同位素地球化学。前者是研究H、C、O和S等同位素(即D/H,~(12)C/~(13)C,~(16)O/~(18)O,~(32)S/~(34)S在自然界的同位素分馏;后者则是研究天然放射同位素母体及其子体产物,如~(238)U→~(206)Pb,~(235)U→~(207)Pb,~(232)Th→~(208)Pb,~(176)Lu→~(176)Hf,~(147)Sm→~(143)Nd,~(87)Rb→~(87)Sr,~(40)K→~(40)Ar,~(40)K→~(40)Ca等。上述母体-子体系统,有两种应用。其一是通过测定母体和子体同位素丰度,并已知其衰变常数来计算岩石或矿床形成的年龄,如测定沉积矿床和沉积物成岩的时间,沉积盆地中沉积物的源年龄;其二是利用放射成