六氟化硫法测量~(33)S/~(32)S、~(34)S/~(32)S和~(36)S/~(32)S的方法研究

六氟化硫法是测量硫同位素组成的新方法。与传统的二氧化硫法相比,六氯化硫法有灵敏度高,准确度高,能同时测定δ~(33)S、δ~(34)S和δ~(36)S的的优越性。本文介绍了国内第一台同位素分析用的六氟化硫制样装置,并报导了对硫化银、黄铁矿、黄铜矿、陨硫铁、方铅矿和闪锌矿等天然硫化物用六氟化硫法进行硫同位素测定的结果。结果表明,我们的装置和方法达到了国际上现有的水平,并在操作的方便性、可靠性及样品适用范围方面有所改进。     

IAEA和中国的硫同位素参考物质的δ33 S、δ34 S值与32S/33S、32S/34S绝对比值

用六氟化硫法对IAEA-S-1、I.AEA-S-2、IAEA-S-3、IAEA-SO-5、IAEA-SO-6、GBW-04414和GBW-04415的δ33S、δ34S值进行了测定.用人工配制的同位素混合物和六氟化硫法对IAEA-S-1、IAEA-S-2、IAEA-S-3和GBW-04414、GBW-04415的32S/33S、32S/34S绝对值进行了标定.其结果对IAEA硫同位素系列参考物质的定值起到了关键作用.     

IAEA和中国的硫同位素参考物质的δ~(33)S、δ~(34)S值与~(32)S/~(33)S、~(32)S/~(34)S绝对比值

用六氟化硫法对IAEA S 1、IAEA S 2、IAEA S 3、IAEA SO 5、IAEA SO 6、GBW 0 44 14和GBW 0 44 15的δ3 3 S、δ3 4 S值进行了测定。用人工配制的同位素混合物和六氟化硫法对IAEA S 1、IAEA S 2、IAEA S 3和GBW 0 44 14、GBW 0 44 15的3 2 S 3 3 S、3 2 S 3 4 S绝对值进行了标定。其结果对IAEA硫同位素系列参考物质的定值起到了关键作用。     

某石油污染场地地下水石油烃生物降解的13C、34S同位素证据

应用稳定同位素技术示踪研究石油烃生物降解作用机理是近年来发展起来的一种有效的新方法。在对某石油污染场地地质和水文地质条件进行详细调查的基础上,分析了场地地下水总石油烃(TPH)、溶解无机碳(DIC)和电子受体(SO24-等)以及稳定C、S同位素等含量的变化规律。研究结果表明:场地地下水不同程度地受到了石油烃类污染,TPH和DIC含量沿地下水流方向逐渐降低,主要电子受体含量和pH相应呈现升高的趋势;场地内污染地下水δ13C值低于未污染地下水δ13C值、且由上游向下游随地下水中DIC含量减少呈逐渐升高的趋势。稳定碳同位素守恒分析结果表明:控制污染场地地下水中DIC含量变化的主要过程为产生CO2的生物降解作用;同时,随着地下水SO24-质量浓度由上游向下游升高,δ34S值逐渐减小。瑞利分馏模型拟合结果证明,场地内发生了以硫酸盐作为电子受体的生物降解反应。     

河北平原地下水硫酸盐34S和18O同位素演化特征

地下水中硫酸盐的34Ss和18O在探寻地下水的水质演化规律、赋存环境特征方面具有重要的研究意义,笔者选取保定-河间-沧州-黄骅剖面采集深层地下水水样,分析测试了其主要阴阳离子含量、δ18O、δD、14C及δ34Sso42-和δ18Oso42-各项指标,在此基础上首次探讨了河北平原地下水中硫酸盐的硫、氧同位素分布特征与演化机理.研究发现研究区地下水硫酸盐的δ34Sso42-值沿地下水流向增大,δ18Oso42-值则在一个较小的范围内波动,最终接近一个常数值,二者间呈现较好的负相关关系;δ34Sso42-值随地下水14C年龄的增加而增加,δ34Sso42-则随地下水14C年龄的增加而趋于稳定;34Sso42-值与r(so42-)/r(C1-)的值呈负相关关系,δ18Oso42-值与r(SO42-)/r(C1-)的值则呈正相关关系.在研究区地下水中硫酸盐的34S和18O同位素的分布演变特征主要由SO42-和水之间的同位素交换反应、微生物硫酸盐的还原作用、硫化氢的再氧化作用所影响,其中微生物硫酸盐的还原作用的结果使地下水中的硫酸盐富集34S,SO42-和水之间的同位素交换反应是影响地下水的δ18Oso42-值的主导因素,使地下水的δ18Oso42-取决于地下水的氧同位素组成.     

36Cl断代法

本文讨论了³⁶Cl的成因、³⁶Cl断代法的原理及其在第四纪年代学中的应用范围和测试方法，重点论述了大陆蒸发盐的³⁶Cl断代法。作者等曾应用该法测得了柴达木盆地1．4MaB．P．以来的石盐年龄。该法也已在冰碛物、火山岩等第四纪地质体的测年中获得了成功。有理由可以相信³⁶Cl断代法将在第四纪年代学研究中得到更广泛的应用。     

137Cs及210Pbex方法湖泊沉积计年研究新进展

The ¹³⁷Cs and ²¹⁰Pb_ex techniques are widely employed for dating recent sediments of lakes. There is important provision to gain dating results correctly with the sampling device of no-disturbing sediments and the sample separation of high precision. The secondary peak of ¹³⁷Cs in sediment horizon of 1975 could be as an assistant dating time marker. Most part of ¹³⁷Cs in sediments is at stable position which provides reliability for ¹³⁷Cs dating time marker. The post-depositional remobilization of ²¹⁰Pb could lead to the lower rate of sediment accumulation in seasonal anoxic hypolimnia of lakes.The transformation of Pb species has provided the geochemical condition of its diffusion in the processes of early diagenesis. The diffusion mechanism of Pb-Po is controlled by cycling Fe-Mn, respectively.     

硝酸盐中15N和18O测试新技术

测定水和土壤的氮氧同位素组成能够识别硝酸盐来源和研究氮素的迁移转化过程,用在线高温热解法测试硝酸盐的¹⁵N和¹⁸O同位素是目前应用最广泛、最流行的高新技术。但是由于离子源内NO的干扰,使该方法测定的δ¹⁸O值不准确,而采用He稀释法则可有效减少该项干扰。本文选取4个国际标准样品(IAEA-No-3、USGS32、USGS34和USGS35)和一个实验室标准样品(CUGL-No-1),使用元素分析仪耦合MAT 253稳定同位素比值质谱仪(EA-IRMS),在8个月时间内对100多个地下水样品进行238次测试,对在线高温热解测试硝酸盐¹⁵N和¹⁸O技术进行了检验,验证其实用性。得到三点新认识：① 用KNO₃作为靶样品形式成本低,且便于和国际标准对比;② 在线高温热解法测定标准和样品中硝酸盐的¹⁵N和¹⁸O同位素组成需样量仅为500 μg的KNO₃,一次进样可同时测定NO₃^-的δ¹⁵N和δ¹⁸O,消耗时间仅720 s,δ¹⁵N和δ¹⁸O的测试精度分别为0.25‰、0.6‰,达到了国外相应水平,速度快,效率高;③ He稀释法可减少离子源内NO对δ¹⁸O测试的干扰,不必改变EA-IRMS系统的任何硬件。     

高δ34S 值重晶石矿床的成因解释

中国下寒武统黑色岩系中的层状重晶石矿床主要分布在江南与秦岭地区(Wang和Li,1991)。它们具有相似的地质特征:围岩为暗色硅岩与黑色页岩,富含有机质与黄铁矿。与重晶石相伴生的还有铀和钒。秦岭地区重晶石矿层一般靠近震旦一寒武纪界线,而江南地区重晶石层位由西南向东北逐渐增高(Wang和Li,1991)。绩溪重晶石矿床位于江南地区安徽省绩溪县境内。矿层底部为含有机质较高的硅岩与黑色页岩。     

地下水硝酸盐15N和18O同位素在线测试技术研究

测定水和土壤的氮氧同位素组成能够识别硝酸盐来源和研究氮素的迁移转化过程,用在线高温热解法测试硝酸盐的15N和18O同位素是目前应用最广泛、最流行的高新技术.但是由于离子源内NO的干扰,使该方法测定的δ㈨O值不准确,而采用He稀释法则可有效减少该项干扰 本文选取4个国际标准样品(IAEA-No-3、USGS32、USGS34和USGS35)和一个实验室标准样品(CUGL-No-1),使用元素分析仪耦合MAT 253稳定同位素比值质谱仪(EA-IRMS),在8个月时间内对100多个地下水样品进行238次测试,对在线高温热解测试硝酸盐15N和18O技术进行了检验,验证其实用性.得到三点新认识:①用KNO3作为靶样品形式成本低,且便于和国际标准对比;②在线高温热解法测定标准和样品中硝酸盐的15N和18O同位素组成需样量仅为500μg的KNO3,一次选样可同时测定NO3的δ15N和δ 18O,消耗时间仅720 s,δ15N和δ 18O的测试精度分别为0.25‰、0.6‰,达到了国外相应水平,速度快,效率高;③He稀释法可减少离子源内NO对δ 18O测试的干扰,不必改变EA-IRMS系统的任何硬件.     

硫同位素技术在北方岩溶水资源调查中的应用实例

从地球化学背景方面看,在以奥陶系碳酸盐岩为含水介质的中国北方多数岩溶地下水浅循环系统中,岩溶水的硫酸根有三个主要来源,分别是水对中奥陶统中石膏的溶解、岩溶含水层上覆煤系地层中黄铁矿氧化溶解并补给岩溶水以及与土层密切相关的地表水中硫酸根的加入。上述三类水的δ34S同位素值的差别很大,中奥陶统中石膏硫同位素最重,δ34S值一般在20‰～32‰;煤系地层中黄铁矿的硫同位素最轻,一般在－10‰～10‰,多数低于4‰;而地表水的硫同位素介于上述二者之间,δ34S值较稳定分布在7‰～12‰之间。利用这一具有示踪意义的特点,我们对一些泉域系统的岩溶地下水补、排关系以及一些水化学成分的来源进行了成功的解释,为进一步认识岩溶水文地质条件提供了有力的佐证。      

河北沧州地区第四纪地下水36Cl示踪

通过对华北平原沧州地区第四纪地下水中宇宙成因核素36CI进行的测定,其浅层咸水的36Cl/Cl值为57×10-15,证实了该区浅层地下水的盐化成因主要是蒸发浓缩所造成.该区深层地下水中大气成因的36Cl所占的份额为33%～30%,系由上覆咸水下移所致.     

稳定同位素质谱与同位素光谱结合的方法分析氧同位素17O/16O

传统的氧同位素分析方法一般将各种形式的氧转化为CO2,再通过稳定同位素质谱测定其氧同位素组成,由于二氧化碳中的17O和13C在质谱中有相同的质荷比m/z,这种方法不能测得17O同位素的丰度,三氧同位素(16O、17O、18O)丰度分析的关键是17O同位素丰度的分析.为了测量17O同位素丰度,一般需要先将各种形式的氧转化为O2,然后利用稳定同位素质谱进行分析,转化过程复杂或者有危险.本文提出了一种新思路,应用稳定同位素质谱与碳同位素光谱相结合的方法分析17O/16O.先采用传统方法将各种形式的氧转化为CO2,再由多接收器稳定同位素质谱计测得CO2的质谱峰高比45/44(记为R45),同位素光谱如光腔衰荡光谱测得13C/12C(定义为R13),计算其同位素比值17O/16O=(R45-R13)/2,方法的分析精度好于±0.08‰(1σ).该方法是在传统方法的基础上,增加一个CO2碳同位素光谱分析步骤,通过简单的数据处理就可以获得17O同位素组成,而无需将各种形式的氧转化为O2,18O同位素样品制备方法成熟,无危险性,且分析精度优于或相当于其他测试方法.     

河流阶地样品中石英纯化和宇宙核素~(10)Be和~(26)Al分离方法研究

经历反复埋藏暴露演化过程的河流阶地样品,难以用常规方法将原生宇宙核素10Be、26Al有效分离。本文在前人实验方法基础上,使用人工挑选、磁选仪分选及酸洗方法,分离样品中碳酸盐、含铁矿物及大气生成的10Be,进一步优化了石英提纯实验流程。结果表明:长度为9 cm、内径为1 cm的阴离子交换树脂装置匹配4 mol/L氢氟酸淋滤液,可将B、Mg、Ca、Cr、Fe、Mn、Ni、Ti和Be、Al有效分离,Be、Al回收率分别可达95.7%、85.7%。阳离子交换树脂能有效分离Be、Al,两元素回收率均达到85%。获得10Be/9Be和26Al/27Al流程空白分别为2.19×10-15和1.63×10-15。优化后的实验方法显著提高了河流阶地样品中原生宇宙核素10Be、26Al的纯化效率,且10Be/9Be和26Al/27Al流程空白数值与国内外实验室具有可比性。采用本方法获得了成都平原冲积物10Be、26Al暴露年龄分别是76.36±9.51 ka和69.44±14.13 ka,为评价龙门山前缘隐伏断裂构造特征和活动性提供了年代学依据。     

震旦纪地层黄铁矿硫同位素组成时－空变化特征及扬子地块与晚元古超大陆关系的论证

扬子地区早震旦世时期沉积岩黄铁矿具有重的硫同位素组成,其δ¹⁴S值从早震旦世椿木组地层的24‰左右逐渐变得更正。在早震旦世扬子地区广泛沉积碳酸锰矿和黑色页岩的民乐组时期达到极正值+60‰,然后又降低至+16‰-+20‰。上述硫同位素组成的时-空变化特征支持了扬子地块属晚元古Rodinia超大陆的一个组成部分的假设。从晚震旦世早期陡山沱组底部开始,沉积岩中黄铁矿硫同位素的δ¹⁴SS出现负值,并继续降低至-27‰以下。早震旦世晚期-晚震旦世早期沉积岩中硫同位素组成特征反映了沉积盆地古海洋环境的剧烈变化,它与大约7亿年时Rodinia超大陆的解体以及扬子地块与其它大陆分离的地质推测相吻合。     

震旦纪地层黄铁矿硫同位素组成时－空变化特征及扬子地块与晚元古超大陆关系的论证

 扬子地区早震旦世时期沉积岩黄铁矿具有重的硫同位素组成,其δ¹⁴S值从早震旦世椿木组地层的24‰左右逐渐变得更正。在早震旦世扬子地区广泛沉积碳酸锰矿和黑色页岩的民乐组时期达到极正值+60‰,然后又降低至+16‰-+20‰。上述硫同位素组成的时-空变化特征支持了扬子地块属晚元古Rodinia超大陆的一个组成部分的假设。从晚震旦世早期陡山沱组底部开始,沉积岩中黄铁矿硫同位素的δ¹⁴SS出现负值,并继续降低至-27‰以下。早震旦世晚期-晚震旦世早期沉积岩中硫同位素组成特征反映了沉积盆地古海洋环境的剧烈变化,它与大约7亿年时Rodinia超大陆的解体以及扬子地块与其它大陆分离的地质推测相吻合。     

祁漫塔格肯德可克火山岩锆石LA-ICP-MS U-Pb、40Ar/39Ar年龄及地质意义

通过对采集到的肯德可克上泥盆统契盖苏群火山岩样品进行锆石LA-ICP-MS U-Pb测年和~(40)Ar/~(39)Ar定年,结合区域地质特征,本文对祁漫塔格构造带的多旋回构造演化进行了总结分析。研究表明,契盖苏群流纹岩形成于晚泥盆世(384.9±6.0 Ma),而契盖苏群的形成时间不晚于晚泥盆世。767±15 Ma、915±18 Ma两个继承性锆石年龄证明研究区响应了Rodinia超大陆聚合—裂解。地层、沉积、变质及变形等证据不支持祁漫塔格地区存在晚古生代洋盆或裂陷槽,晚古生代祁漫塔格地区是发育在柴达木西南缘的陆表海。样品~(40)Ar/~(39)Ar有效坪年龄为220.3±1.7 Ma,代表研究区最后一次埋深达约8000 m。晚三叠世火山活动之后,研究区发生大规模抬升,随后叠加了印支晚期、燕山、喜山等多期构造事件导致中新生代缺少大规模沉降。陆内造山持续到32 Ma左右,随后由于库木库里盆地的伸展,祁漫塔格造山带与东昆仑造山带分离。     

吉林六批叶沟金矿床绢云母40Ar-39Ar 快中子活化法定年研究

在六批叶沟金矿石中,精选出与金矿物同期生成的绢云母作为样品,采用40Ar-39Ar快中子活化法测年,获得8个一致相连的平坦型绢云母年龄谱,tp=(190.28±0.30) Ma,氩同位素计算得等时线年龄为(189.98±0.58) Ma,两者完全吻合.等时线截距为(296.9±10.0) Ma,与大气氩的该值(295.5 Ma)相比较,两者完全吻合,表明该样品出自未受明显后期热力作用影响的非扰动体系.锁定六批叶沟金矿床主要成矿年龄为190 Ma左右,属早侏罗世的燕山早期.