厦门火烧屿裸露岩石的铀放射系不平衡

用HPGey谱方法测定了厦门火烧屿裸露岩石天然放射性核素40K、228Ra、228Th、238U、226Ra和210Pb含量,对其铀系不平衡关系进行了讨论,发现钍系核素228Ra和228Th基本上是平衡的,而大部分样品226Ra相对于238U、210Pb相对于226Ra亏损.由此推论,水体作用下岸边岩石中226Ra直接进入水体,可以是海水中226Ra的一个来源;岸边岩石中222Rn逸出后,衰变为210Pb再进入水体,可以是海水中210Pb的一个来源.     

两花岗岩体接触带铀系核素迁移的初步模拟

随着世界各国大力发展核电，放射性废料的安全处置已成为当今研究热点和前沿学科。高放废物深地质处置的安全性主要取决于处置库内放射性核素向生物圈的迁移程度。在侵入岩中，放射性核素主要是通过地下水沿岩石孔隙从处置库向生物圈迁移的。为了理解放射性核素在花岗岩体接触带的迁移行为，本文根据两花岗岩体接触带中样品的铀系核素放射性活度比值（^234U/^238U,^230Th/^234U,^226Ra/^230Th,^230Th/^238U)，利用 α-反冲（弹射）作用引起的放射性不平衡理论，计算了铀系核素子体^234U,^230Th,^226Ra在后期地下水的作用下在花岗岩体接触带及其裂隙内的迁出率、迁入率、并进行了质量平衡的计算。结果表明，经α-反冲作用进入流体的核素的迁出率要远大于因核素自然衰变的消亡率；裂隙充填物及裂隙能阻滞大量核素的迁移，其沉淀核素来自接触带花岗岩；花岗岩能强烈阻滞核素的迁移，可作为阻止放射性核素从核废料地下处置库向外迁移的有利天然屏障。     

对Uitenhage含水层铀沉积前锋迁移速率的评价

地下水中铀的溶解度对氧化还原条件的改变非常敏感。当可溶性铀在地下遇到还原条件后即沉淀，形成了许多后生（砂岩型）铀矿型。在Uitenhage含水层（南非开普省）的地下水中，用^238U系同位素来研究还原障的形成。采用铀同位素来确定还原障现今的位置，留下了铀在不同阶段与其子体^230Th保持长期平衡的痕迹。^230Th的子体^226Ra不太活动。^226Ra在含水层中的积累反映了水中氡的含量。同样，由于水的年龄较大，表明在还原障迁移之前所发生的^230Th形成（根据沉淀的铀）的范围。     

高分辨电感耦合等离子体质谱法测定铀矿石样品中234U/238U、230Th/232Th和228Ra/226Ra同位素比值 

采用氢氟酸-硝酸-盐酸混合酸密闭消解含铀矿石样品,用阴离子交换树脂、阳离子交换树脂和锶特效树脂逐级分离富集铀、钍和镭。使用高分辨电感耦合等离子体质谱(HR-ICPMS)测定分离纯化液中234U/238U2、30Th/232Th和228Ra/226Ra同位素。比值的测量精密度取决于比值的大小和对应核素浓度的大小。对质量浓度为10 ng/mL天然铀测量液,234U/238U的测量精密度优于1.2%;对230Th质量浓度为0.6ng/mL且230Th和232Th质量浓度接近的测量液,230Th/232Th的测量精密度为1.2%;对228Ra质量浓度为0.48 pg/mL且228Ra和226Ra质量浓度接近的测量液,228Ra/226Ra的测量精密度为4.0%。     

渤海沉积物中放射性核素分布及其对沉积环境变化的响应

为了探讨近百年来,人类活动背景下近海沉积物中放射性核素的沉积记录及其对物质输入与埋藏等沉积环境变化的响应,利用γ能谱法对渤海表层和柱状沉积物中的放射性核素238U、226Ra、232Th、210Pb、40K和137Cs进行分析.结果显示,渤海沉积物中放射性核素水平和垂直分布特征明显,铀衰变系核素238U、226Ra和210Pb不平衡,232Th和210Pb受沉积物粒度和有机碳影响显著,238U与226Ra、232Th、40K存在显著相关性.226Ra/238U、232Th/238U和40K/238U比值时空差异显著,渤海沉积物陆源输入影响由西南向东北方向延伸,受河流影响,渤海北部和南部的沉积物输入不稳定,近几十年波动显著.利用210Pb_ex和137Cs法的测年结果计算获得的渤海近百年来沉积速率在中国近海沉积速率研究背景值范围内;空间上,渤海北部、中部和南部沉积速率处于同一水平,其中北部偏高;时间上,近百年来渤海沉积速率随时间波动,整体上呈现增加趋势,尤其是1980年之后,人类活动影响下渤海沉积速率增加幅度显著,与沉积物输入的波动变化相对应.      

TIMS测定铀矿石样品中^234U/^238U、^230Th/^232Th、^228Ra/^226Ra的方法研究

研究了TIMS测定铀矿石样品中234U/238U、230Th/232Th、228Ra/226Ra的方法。建立了铀矿石密闭混酸一次溶样的方法和采用阴离子、阳离子和Sr特效树脂逐级离子交换分离纯化U、Th和Ra的流程,满足了TIMS测量要求。测定结果表明：100～1000 ng的天然铀中234U/238U,其测量精密度从静态多接收的2.34%提高到动态多接收的0.47%;对230Th与232Th丰度接近、质量为1μg左右的钍,采用三带点样技术和法拉第多接收技术测定230Th/232Th,其内精度平均值为0.0048%,外精度为0.028%;采用单带加钽发射剂,ETP跳峰测定50～100 fg镭-228稀释剂中的228Ra/226Ra,其内精度小于0.10%,外精度小于0.20%。比较TIMS和HR-ICP-MS、α能谱法测定234U/238U、230Th/232Th、228Ra/226Ra结果,三者结果相吻合。TIMS测量法样品用量少、快速、准确、精密度高,是U、Th、Ra同位素比值测定方法的又一补充。     

花岗岩—花岗岩接触带的元素、核素迁移地球化学——高放废物安全处置的天然类比

两种不同时代、相互接触的花岗岩,由于其化学成分上的差异以及后期水—岩反应,在漫长的地质历史时期内必然导致其中元素、天然放射性核素的迁移,这种迁移行为可类比为高放废物深地质处置库中放射性废物的近场迁移行为。广西资源县境内的某处印支期花岗岩(全岩Rb-Sr年龄214±3 Ma)和海西期花岗岩(锆石U-Pb年龄196±31 Ma)接触带,根据全岩化学成分、O、Pb同位素待征和铀系核素的~(234)U/~(238)U,~(234)U/~(230)Th,~(230)Th/~(238)U,~(226)Ra/~(230)Th等核素活度比值,其两侧花岗岩在其演化过程中成为一个相对开放的比学体系,但由于其附近没有明显的开放性断裂,其中常量元素、微量元素及天然铀系核素在接触带中的迁移距离仅约1～2m,接触面薄弱带中发生的水-岩反应仅使化学组分迁移约30 cm。花岗岩裂隙是流     

3112矿床深部矿体偏镭的放射性同位素研究

应用铀、钍、锕铀系中~(228)Ra、~(230)Th、~(231)Pa、~(232)Th等同位素与~(38)U、~(226)Ra之间存在量关系探索了3112矿床深部矿体偏镭的原因。结果表明该矿床深部偏镭是外来镭后期叠加所致。分析数据显示,严重的偏镭现象难以用局部偏铀地段的镭流失予以补偿。这就提示有隐伏镭源体铀存在的可能性。本文所述方法也适用于地表放射性异常性质的判别研究。     

砂岩型铀矿化铀系不平衡特征研究

在讨论砂岩型铀矿化铀系核素主要分离机制的基础上，研究了鄂尔多斯盆地、吐哈盆地和西胡里吐盆地不同类型砂岩型铀矿化不同分带的铀系核素不平衡特征，结果表明，含矿砂岩中234U/238U, 230Th/238U的活度比在不同分带具有不同分布规律。鄂尔多斯盆地古潜水氧化转层间氧化带型铀矿化前锋处于慢速成矿作用体系，成矿环境及矿体的演化皇现相对稳定的状态；吐哈盆地层间氧化还原带型铀矿化前锋处于相对不稳定状态，在上新世以后成矿物质U仍具有迁移活动发生；西胡里吐盆地U系核素在空间上分布说明不同部位的砂体中U具有迁移和富集现象，为判断潜水氧化型铀矿化有利成矿地段提供了依据。     

砂岩铀矿成矿过程与氧化还原分带: 铀系不平衡证据

铀系不平衡技术被用来研究新疆伊犁盆地库捷尔太砂岩型铀矿床的氧化还原分带和成矿过程.取自该矿床的26个样品的铀、钍含量以及234 U/ 238U, 230 Th/ 234 U和230 Th/ 238U活度比值分别用ICP -MS和α能谱仪进行了测量.不同氧化还原带岩石的铀、钍含量和钍/铀比明显不同: 强氧化带岩石的U、Th含量和Th/U比分别为12.4 μg/g, 4.5 μg/g和0.48; 弱氧化带分别为20.4 μg/g, 5.0 μg/g和0.38; 过渡带(矿化带)分别为169.7μg/g, 4.7μg/g和0.07; 还原带(未蚀变带)分别为6.8μg/g, 3.7μg/g和0.87.其同位素特征亦有明显差异: 氧化带岩石234 U/ 238U大多大于1, 过渡带(矿化带)岩石部分大于或等于1, 部分小于1, 还原带(未蚀变带)岩石大多大于1; 氧化带岩石230 Th/ 234 U和230 Th/ 238U大多大于1, 过渡带(矿化带)岩石大多小于或等于1, 还原带(未蚀变带)岩石大多大于1.这可作为砂岩型铀矿床矿体定位的指示剂.铀系不平衡特征还示踪了该矿床的成矿作用过程.      

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。     

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     

铀系等时线法测定腾冲地区火山岩的年龄

天然^238U放射性系列中，^230Th是^238U的子体，其半衰期为75，200年。铀钍是两种不同的元素，它们的地球化学行为不同，在岩浆作用过程中会发生分馏现象。根据放射性衰变关系，^230Th-^238U体系适用于测定发生在30万年内的地质事件年龄。1965年，E．Cerrai     

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):     

西藏南冈底斯带拢布村花岗岩LA-ICP-MS 锆石U-Pb年龄及其成因

在一定条件下,花岗岩对于研究古大洋板块俯冲消减及陆-陆碰撞等板块演化过程具有重要的意义.拢布村花岗岩体位于西藏南冈底斯带中段,有关南冈底斯带花岗岩类形成年代仍存在不同认识.通过LA-ICP-MS锆石U-Pb测年获得拢布村花岗岩的形成年龄为157.0Ma±2.9Ma,表明南冈底斯带存在晚侏罗世岩浆活动.拢布村花岗岩富集Rb、Ba、Th、U、K等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素,显示出岛弧岩浆岩的特征,指示晚侏罗世南冈底斯带存在新特提斯洋北向欧亚大陆的早期俯冲运动.研究表明,拢布村花岗岩为洋壳板块俯冲消减作用背景之下上覆地幔楔部分熔融的产物.     

活动海岭俯冲对岛弧地质过程的影响

本文研究了海岭-岛弧体系的地质演化和海岭俯冲过程,通过有限元法对海岭俯冲的全过程进行了热模拟,分析了海岭俯冲过程中岛弧岩浆活动、变质作用及周围地区地表地形的变化。热模拟的计算结果表明:在海岭俯冲之前和俯冲完成之后,摩擦剪切生热使岛弧下100km深度形成温度反转,俯冲海洋板片内角闪岩相矿物在850-1000℃的相对高温下脱水,释放的水进入其上覆板块内热的地幔楔状体降低地幔岩石的熔点造成部分熔融,形成岛弧火山活动;而当热的活动海岭俯冲期间,近海岭处的年轻海洋地壳在较浅深度达到较高温度而提前脱水,原来的地幔楔状体内部分熔融区因缺水而使熔融停止,岛弧火山活动中断。但此时,活动海岭俯冲产生的热将会使前弧一定区域出现低温变质作用。在整个俯冲过程中,随海岭逼近海沟,温度升高,岛弧将因此逐渐抬升,因热作用而致的抬升高度可达440m左右.      

燃烧试验在煤的放射性环境评价方法研究中的应用

采集康平、沈北、东梁、辽阳、阜新、浑江、舒兰、海拉尔、珲春、凉水、七台河共11处煤矿样品,设置了燃烧试验,使煤在近密闭燃烧炉中燃烧,杜绝飞灰造成的物质损失,然后测定煤及其对应灰分的238U、232Th、226Ra、40K活度.分析得出：在理论燃烧状态下,假设燃烧无飞灰产生,煤灰的238U、232Th、226Ra、40K天然放射性核素富集因子f与煤灰分比Ad的乘积为1.根据煤燃烧后核素的迁移富集规律和影响辐射水平的核素权重,提出了应用于煤的比活度、吸收剂量率、年吸收剂量、内辐射指数等放射性环境评价参考值.经11处煤矿验证,评价结果可以反映煤灰的辐射水平,辐射水平排序与实际测量结果基本一致.     

东海和冲绳沉积物中自生铀蓄积过程及控制机理

采用同位素稀释ICP-MS测定法,对中国东海陆架及日本冲绳海槽的6个沉积物芯中U和Th的同位素地球化学行为进行了研究,以了解氧化还原敏感元素U在近海次氧化性沉积物中的蓄积行为,并评价其在全球海洋铀平衡中的意义。东海沉积物芯中,238U浓度及238U/232Th比值随深度变化不明显。但是在冲绳海槽沉积物芯中,238U浓度及238U/232Th比值在沉积芯表层氧化带显示较低值,然后在次氧化层随深度增加而增加。230Th和232Th浓度在所有沉积物芯中基本不随深度变化。这些结果说明,冲绳沉积物中有“自生铀”的蓄积过程发生,蓄积速率约为(47±5)～(90±8)ng/(cm2·a),与文献报道的世界其他海域次氧化性沉积区大致相当。进一步证明了U在近海次氧化性沉积区的蓄积对于全球海洋铀平衡有重要意义。“自生铀”的主要蓄积机制是海水U(Ⅵ)向沉积物迁移,在还原条件下被还原为惰性的U(Ⅳ)并被吸附在沉积物固体相上。     

柴北缘西端冷湖盐场北山辉长岩地球化学及年代学研究

柴北缘冷湖盐场北山镍铜矿区发育辉长岩和角闪辉长岩;属亚碱性岩石系列。球粒陨石、 原始地幔标准化曲线呈两组特征;但配分型式基本一致;反映其来自同一源区。稀土标准化曲线表现为弱右倾型;Eu基本无异常;说明斜长石分离结晶作用不明显。Rb、 Nb、 Zr、Cr等微量元素丰度及比值具有近似平行部分熔融的演化趋势。结合岩体Mg#值和岩体固结指数（SI）高等特点;揭示原始岩浆具有幔源原生玄武岩浆特征;认为其成因与俯冲板片流体交代地幔楔源区的部分熔融有关;而且;Nb、 Zr、 Y元素丰度表明辉长岩源区为过渡型地幔。另外;两类岩体强烈亏损Nb、 Ta、 Zr、 Hf、 Ti等高场强元素（HFSE）;富集Ba、 Th、 U、 Pb等大离子亲石元素;反映明显的消减带和岛弧环境岩浆岩典型特征。LA-ICPMS锆石U-Pb测年结果表明辉长岩形成于254±3 Ma;结合该时期区域地质构造背景;认为柴北缘晚二叠世处于俯冲作用之下的岛弧构造环境;具有活动大陆边缘性质。     

西藏班公湖-怒江缝合带西段中特提斯洋盆的双向俯冲:来自岛弧型花岗岩锆石U-Pb年龄和元素地球化学的证据

笔者调查发现西藏班公湖-怒江缝合带西段狮泉河-改则-洞错蛇绿岩带北侧和拉果错蛇绿岩带南侧都有岛弧型花岗岩岩基产出。这些岩体岩性上以中粒花岗闪长岩为主,岩石化学上明显富集大离子不相容元素(LILE) Rb、Th、U、K、Pb,亏损高场强元素(HFSE)Nb、Ta、Ti,具有岛弧型岩浆岩的本质特征,指示着班公湖中特提斯洋盆存在双向俯冲。锆石U-Pb LAICPMS定年结果显示岩体在不同构造位置年龄并不一致,位于狮泉河-改则-洞错蛇绿岩带北侧的嘎拉勒和改则北两个岩体锆石²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄分别为155.6±1.1Ma(MSWD=1.7)和142.15±0.35Ma(MSWD=2.9),位于拉果错蛇绿岩带南侧的扎布耶北岩体的锆石²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄为134.07±0.77Ma(MSWD=1.8),表明班公湖中特提斯洋盆向北俯冲发生在晚侏罗世,而向南的俯冲发生在早白垩世,两者相差约8Ma。岛弧花岗岩浆都是由地幔楔部分熔融而成,岩浆源区经历过来自俯冲板片的沉积物熔体的交代。不同岩体的源区沉积物熔体的交代比例不同:扎布耶北岩体最多,大体在12%~16%之间;嘎拉勒岩体次之,在9%~13%之间;改则北岩体最少,为5%~10%。