硫氧同位素在识别辛安泉域岩溶水SO42-来源中的应用

硫酸盐超标是辛安泉域岩溶水水质恶化的主要现象之一。识别岩溶水中硫酸盐的来源对于全面理解岩溶水水文地球化学过程,合理开发利用和保护岩溶水资源具有重要意义。通过野外水文地质调查、水样采集和水化学同位素测试,采用硫氧双同位素示踪技术,分析识别了辛安泉域岩溶水中硫酸盐的物质来源。研究结果表明,泉域内岩溶水中的硫酸盐主要来源于石膏溶解、地表水渗漏和矿坑水入渗,且以石膏溶解和地表水渗漏混合居多。研究成果为辛安泉域岩溶水资源的保护与合理开发利用提供了重要的环境和水文地质学依据。      

贵州普定灯盏河岩溶泉的硫同位素季节变化特征

通过对贵州普定后寨地下河补给区的灯盏河岩溶泉为期1年的泉水水文地球化学特征与水中SO2-4的硫同位素组成及季节性变化规律的分析,揭示灯盏河岩溶泉泉水中硫酸盐的来源及形成机理.结果表明:灯盏河岩溶泉的水化学类型主要为HCO-3·SO2-4 Ca2+型,具有很高的硫酸盐浓度,且变化幅度较大,SO2-4浓度为0.35~8.76mmol·L-1;灯盏河泉水SO2-4的硫同位素组成为(3.80~25.76)×10-3,反映泉水的硫同位素组成主要受土壤有机硫氧化和石膏岩层溶解的控制;泉水硫同位素组成季节性变化明显,表现为旱季大于雨季,且旱季变化平缓,主要受石膏溶解的控制,而雨季变化幅度较大,反映雨季地下水硫酸盐土壤有机硫源贡献的增加及其季节性差异.     

四川西部西康群新都桥组碳酸盐岩的锶同位素特征

四川西部松潘—甘孜地区广泛分布一套三叠系黑色砂板岩层系,由于其岩性单调、古生物化石贫乏,给该区地层划分、对比带来极大困难。因此,从锶同位素地层学基本原理出发,对甘孜北部西康群新都桥组中薄层状灰岩样品进行了锶同位素组成测定。结果表明,6件样品的N(87Sr)/N(86Sr)分别为0.708688、0.708659、0.708907、0.708223、0.708341、0.708266,平均为0.708514。表明该地层的碳酸盐岩样品可能遭受了不同程度的成岩蚀变,多数样品的锶同位素组成偏离同时代的全球海水锶同位素组成。     

胶东山后金矿成矿流体及成矿物质来源：来自H—O、Sr—Nd—Pb、He—Ar同位素证据

胶东山后金矿地处招远平度断裂带南段,规模为大型金矿床。本文在详细的矿相学观察及黄铁矿显微结构研究基础上,对山后金矿主成矿阶段（第Ⅱ、Ⅲ阶段）的石英HO同位素、载金黄铁矿SrNdPb、HeAr同位素组成进行了系统的分析。测试结果表明,山后金矿载金黄铁矿中流体包裹体的3He/4He为0.45～1.15 Ra,并含有一定量的地壳放射性成因的40Ar,成矿流体显示壳幔混合流体的特征;石英HO同位素组成也表明,成矿流体可能来自富集地幔流体。40Ar/36Ar值为679.32～804.23,与我国东北部来源于富集地幔样品的40Ar/36Ar特征值相近;HO和HeAr的同位素组成均表明,成矿流体很可能来自富集地幔流体。SrNd和Pb同位素组成的分析结果表明,成矿物质可能主要来源于玲珑期花岗岩和郭家岭期花岗岩。     

同位素技术在古堆泉岩溶水保护中的应用

岩溶泉水资源是我国北方岩溶区重要的供水水源。查明泉水补给、径流和排泄条件,清晰刻画泉域边界,对合理评估和科学开发岩溶水资源具有重要意义。针对古堆-南梁泉群边界范围不清,补给情况不明的现状,开展了泉域岩溶水文地质条件和岩溶水δD、δ¹⁸O、⁸⁷Sr/⁸⁶Sr分布特征调查分析,采用同位素技术对岩溶水补给径流路径上的水岩相互作用和水力联系进行了系统研究。研究发现,岩溶水中δ¹⁸O数值范围较大,其原因主要是受到了高程效应、热水氧同位素漂移、蒸发浓缩和古封存水混合等作用的影响。岩溶水中δD、δ¹⁸O及⁸⁷Sr/⁸⁶Sr的分布特征,为岩溶地下水水力联系识别提供了有力的佐证：汾阳岭热田成因可能与中生代入侵碳酸盐岩的岩浆岩的水岩作用有关;泉域北部岩溶水开采将袭夺泉域内部岩溶水资源。古堆-南梁泉域岩溶水同位素研究成果可为区域岩溶水资源的管理和保护提供科学依据。     

高性能、低本底的TaF5发射剂溶液制备与微量样品Sr同位素测量

热电离质谱计为精确测量地质样品的同位素组成提供了前提,然而低的离子化效率常常难以获得低含量样品或微量样品的高精度同位素组成,严重影响测量精度和准确度。发射剂可以有效降低元素的电离电位,提高热电离质谱计的离子化效率,但未纯化的发射剂不可避免引入本底,影响测量结果的准确度。鉴于此,通过制备高效、低本底TaF₅发射剂溶液,提高Sr元素的电离效率,为微量样品Sr同位素组成精确测量提供技术支撑。制备的发射剂溶液经过纯化后,通过测量不同Sr用量的标准Sr溶液(NIST SRM 987)和标准岩石粉末(BCR-2和BHVO-2玄武岩)同位素组成验证其效果和本底。实验结果表明：纯化的TaF₅发射剂溶液具有极低的Sr本底(平均值约为0.02 pg·μL^-1),仅需使用1～2μL发射剂就能有效提高Sr离子化效率,且在测量过程中保持稳定的离子信号强度;微量的标准Sr溶液和标准岩石粉末⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值的测量结果均落在推荐值范围内,满足纳克/亚纳克级样品Sr同位素测量的精度和准确度要求。这一高效、低...     

杭州市区土壤铅、锶同位素示踪研究

测定了杭州市区主要街道及火电厂、居民密集区土壤的铅、锶同位素组成,并与杭州燃煤和汽车尾气的同位素组成进行对比,探讨土壤铅的来源及受大气铅污染的状况。研究结果表明,除火电厂及民用锅炉附近的土壤,其铅、锶同位素组成接近煤的同位素组成外,交通密集区土壤的铅同位素组成完全落在汽油铅范围内。土壤的铅、锶同位素组成可以示踪大气铅污染对环境的影响。     

浙江璜山金矿床同位素地球化学研究

本文根据最新获得的两组矿石和含矿石英中流体包裹体的Ｒｂ－Ｓｒ等时线年龄数据和初始锶同位素组成及２１个新测定的矿石、石英及围岩（石英闪长岩）的铅同位素组成，讨论了璜山金矿床的成矿时代、矿床成因及物质来源等问题。 矿石及成矿流体包裹体的年龄分别为３５８±２２Ｍａ和３９６．９±３４．５Ｍａ，表明成矿时代为海西期，与该地区韧性剪切带形成时代（３２５～３９９Ｍａ）一致。初始锶同位素比值低，在０．７０４０～０．７０４２范围内，落在玄武岩（地幔锶）区内，且铅同位素具低μ值特征，落在岛弧铅与地幔铅演化曲线之间，说明成矿溶液及成矿物质均来自上地幔或下地壳源区，同时，矿石铅同位素组成与围岩（幔源型石英闪长岩）铅同位素一致，表明二者在来源上关系密切。     

秦岭泥盆纪硅质岩硅、氧同位素地球化学研究

秦岭泥盆系成矿带内很多矿床中都产硅质岩,这些硅质岩是泥盆纪沉积柱中的重要组成部分。他们的硅（δ３０Ｓｉ为－０．０５％～－０．０１％）、氧（δ１８Ｏ为１．８６％～２．０９％）同位素组成指示了其海底热液沉积成因方式;微晶石英沉淀的介质温度（８２．１～９４．８℃）高于正常海水温度;随热液沉积演化,硅、氧同位素均向重同位素方向产生动力学分馏;硅质岩层底盘硅化体是热液沉积时的同生蚀变产物,两者硅质同源,硅质岩中的石英脉或团块则是沉积期后硅质岩本身ＳｉＯ２活化产物。     

基于水稳定同位素的地下水型陆地植被识别:研究进展、面临挑战及未来研究展望

地下水型陆地植被具有重要的生态服务功能,但正遭受严重威胁,亟需在水资源管理中予以关注和保护.准确识别地下水型陆地植被是其管理和保护的前提.水稳定同位素方法是识别地下水型陆地植被的唯一直接方法,其中:①直接比较法只能获得植物对地下水利用的定性信息,但目前的应用最为广泛;②同位素混合模型能定量评估植物对地下水的依赖性,近期随贝叶斯模型的引入取得了较大进展.当前,植物对地下水利用的时空异质性增加了基于水稳定同位素的地下水型陆地植被的识别难度,还限制了小尺度上的研究成果向大尺度上的拓展;部分植物以间接方式利用地下水,对地下水型陆地植被的识别造成了困扰;根系吸水过程中的同位素分馏和同一植株内木质部水同位素组成的时空异质性常使植物样品的代表性受到质疑;采集到具有代表性的地下水和土壤样品也是当前面临的一个主要挑战.为应对上述挑战,未来应加强3个方面的研究:①研发植物木质部水同位素组成的原位在线连续观测技术,提升基于水稳定同位素的地下水型陆地植被识别的时空分辨率;②借助控制性的同位素标记实验,精细刻画地下水-土壤-植物体系内同位素体的迁移和分馏过程;③将同位素观测与具有物理学意义的生态水文模型相耦合,提高定量评估的分辨率和降低不确定性,探索解决时空异质性和升尺度难题的途径.     

娘子关泉域径流-排泄区岩溶水污染特征及成因分析

娘子关泉域径流-排泄区主要分布于山西省阳泉市,泉域内岩溶水是阳泉市重要的供水水源。分析评价了泉域径流-排泄区水质变化,结果显示岩溶水污染严重,主要污染物为SO2-₄、总硬度、TDS。岩溶水中SO2-₄的浓度来源对判别总硬度和TDS的污染源具有指示性意义,应用硫同位素(34S)计算表明采煤是岩溶水水质污染的重要原因。与2003年水质对比,地表水和岩溶水中SO2-₄来自煤系硫的比重都有所增加,尤其以岩溶水排泄区的增长速率最大。      

关中盆地地下热水环境同位素分布及其水文地质意义

通过对关中盆地地下热水^2H、^18O、^13C、^14C、^34S分布特征的研究,阐述了关中盆地腹部与其周边地区地下热水环境同位素异同现象及其水文地质意义,论证了关中盆地地下热水的补给循环及其赋存环境特征。研究表明：关中盆地地下热水中环境同位素δ（^18O）、δ（D）、δ（^13C）、δ（^14C）、δ（^34S）的分布除δ（D）外均呈现中部富集、周边贫化趋势,指示关中盆地腹部咸阳及西安城区1500m以下地下热水赋存环境相对封闭;地下热水滞留时间较长,以碳酸盐矿物溶解为主的水岩反应强烈,热储层中碳酸盐溶解对地热水中的HCO3^-、δ（^18O）、δ（^13C）随深度增加趋势有明显贡献,δ（D）在盆地中部的贫化指示地下热水补给时的温度偏低,根据补给高程计算,西安、咸阳城区地下热水分别为秦岭和北山末次冰期雪水补给。     

娘子关泉域岩溶水氢氧同位素特征及影响因素浅析

为了研究娘子关泉域岩溶水状况及补给运移规律,系统采集了泉域内岩溶水、地表水样品,分析测试了样品的δＤ、δ１８Ｏ
值,利用氢氧同位素方法,通过分析氢氧同位素特征及其影响因素研究岩溶水的补给来源及各含水层的相互联 系。研 究 结 果 表
明,大气降水和河流渗漏补给是泉域内岩溶水的主要补给来源。由于大气降水的高程效应和温度效应,导致泉域内δＤ、δ１８Ｏ 值存
在一定的差异。由于受到强烈蒸发后的大气降水及河流渗漏水的补给,河流沿岸岩溶水的δＤ、δ１８Ｏ 值相对较高。同 时 对 娘 子 关
泉群城西泉、五龙泉和集泉站的 Ｄ和１８Ｏ 同位素分析结果表明,城西泉水来源于近源低海 拔 的 补 给 源;而五龙泉和集泉站泉水来
源于深循环、远距离、较高补给高程与地表水交换弱的补给源。通过以上研究,进一步明确了娘子关泉域岩溶水的补给运移规律,
为当地政府合理开发及可持续利用娘子关泉域岩溶水资源提供了理论支撑。      

饲料中豆粕含量对军曹鱼幼鱼碳、氮稳定同位素分馏的影响

配制全鱼粉饲料（以鱼粉为蛋白源）、10%豆柏饲料（用豆柏蛋白10%鱼粉）、20%豆柏饲料（用豆柏蛋白20%鱼粉）等3种等氮等能饲料,分别投喂体质量21.34± 1.54g的幼鱼24 d,研究饲料中豆柏蛋白含量对 军曹鱼幼鱼碳、氮稳定同位素分馈的影响。结果表明,随着养殖时间的延长,各饲料组军曹鱼δ13C逐渐上升,δ15N逐渐下降,虽然δ13C和δ15N变化速度上有差异,但除20%豆柏饲料组肌肉的δ15N外,其他各饲料组肌肉和 全鱼在实验结束时均已与饲料达到同位素平衡;军曹鱼肌肉和全鱼的△13^C和△15^N值均随饲料中豆柏蛋白含量 的增加而加大,△13C从4.19‰增加到5.04‰, △15N从0.18‰。增加到 2.20‰,军警鱼金鱼和肌肉的△13C和△15N 相似,但在同位素值变化速度上有差异,因此,在进行生态学营养级研究（长时间尺度）时,肌肉可以代表军警鱼的同位素特征,而在进行生理学研究（短时间尺度）时,肌肉的同位素变化则不能代表军警鱼的同位素变化。     

从He同位素组成探讨塔里木盆地与东部诸含油气盆地天然气的成气机制

通过天然气中He同位素组成来研究天然气的成气机制。用VG-5400静态真空质谱计测定了采自塔里木盆地古生代和中生代地层中天然气的He同位素,其He/4He=2.58×10-8～8.33×10-8,R/Ra=0.019～0.059Ra,平3均值为0.031Ra,而我国东部几个主要含油气盆地天然气的R/Ra平均比值则变化于1.21～2.30Ra。He同位素组成对比研究表明,东部含油气盆地成烃作用是在幔源热流驱动下热水流体与烃源岩水岩反应形成的,而塔里木盆地成烃热源则主要是盆地地热增温热水流体与烃源岩水岩反应形成的。     

煤矿开采活动对黄河中游窟野河流域溶解性硫酸盐的影响

煤矿矿井水是河水溶解性硫酸盐(SO₄^2-)的重要来源,但黄土高原煤矿开采活动对河水溶解性硫酸盐的影响仍不清楚。煤矿矿井水硫酸盐主要来自煤中黄铁矿氧化以及含煤地层附近裂隙水中硫酸盐,地表水硫酸盐还受其他人为输入的影响。因此,煤矿矿井水与河水硫酸盐具有不同的水化学特征、硫酸盐硫同位素(δ³⁴S_SO4)与氧同位素(δ¹⁸O_SO4)以及氢同位素(δD_H2O)与氧同位素(δ¹⁸O_H2O)组成。基于上述不同可以判定煤矿开采活动对河水溶解性硫酸盐的影响。选取受煤矿开采活动影响的窟野河流域作为研究对象,系统采集河水、地下水、煤矿矿井水、大气降水和泉水等水体样品,结合前人研究资料,借助δ³⁴S_SO4、δ¹⁸O_SO4<...     

五大连池矿泥主要特征及标准初探

五大连池的火山活动形成了14座火山、5个堰塞湖和多个火山矿泉。在五大连池自然保护区内的翻花泉、原地质疗养院、二龙眼和南北泉矿泉区一带均产有一种矿泥,经当地居民及疗养患者多年使用实践证明,五大连池矿泥对皮肤类疾病具有较好地疗效,是一种宝贵的药物资源。然而,关于五大连池矿泥的形成条件、分布规律、物质组成特征以及矿泥的治病机理目前尚未查清,资源未能得到充分的开发和利用。通过多年的调查研究,初步掌握了五大连池矿泥的物理特征、化学特征及其形成条件和分布规律。     

地下水硫酸盐溯源的进展、问题和发展趋势

识别地下水溶解性硫酸盐来源及其生物地球化学循环过程是保障饮用水安全和水生态安全的重要前提,对于地下水资源的管理和保护具有重要的意义。在广泛查阅文献的基础上,总结了不同地下水硫酸盐来源δ³⁴S_SO4和δ¹⁸O_SO4值域范围;综述了地下水硫酸盐溯源及硫生物地球化学循环过程解析的研究进展,指出了存在问题和发展趋势。地下水硫酸盐来源识别方法经历了水化学方法→单同位素→双同位素→多同位素和多示踪剂定性识别→定量评估的发展历程;因特定地域来源的硫、氧同位素差异和生物地球化学转化过程等因素的影响,地下水硫酸盐溯源尚存在较大的不确定性。建议在地下水流系统框架上结合土地利用分布,布置采样点采集污染源和地下水样品,测定水化学和硫酸盐的硫氧同位素值及其他辅助性示踪剂同位素值或浓度,利用多学科、多方法充分融合研究区水文地球化学、渗流场、土地利用等信息,解析地下水硫酸盐的来源及其贡献,以支撑地下水资源保护和污染防治的科学实施。     

铜同位素及其在环境污染示踪中的应用进展

近年来,环境问题一直都是社会关注的热点,如大气、土壤和沉积物中的重金属污染问题已成为社会关注的热点。要解决环境重金属污染,关键是要确定其污染源和污染途径,本研究选取了3种典型的污染,即河流污染、冶炼厂地污染及大气颗粒物污染,选择同位素示踪技术作为研究方法,并且以铜作为示踪指标,对铜元素的基本性质,以及铜同位素在地球化学过程中的分馏,不同类型样品的处理、消解以及同位素分离纯化方法,同位素测试技术、示踪技术、端元模型进行了汇总,以及对现已发表的成果中上述3种典型重金属污染的端元(自然输入源和人为输入源),受污染途径、污染程度的研究进行了概括和总结。Cu同位素在环境污染溯源方面尚处于起步阶段,因此还需要进一步研究表生过程中Cu同位素的分馏机理,为认识重金属污染源与汇迁移过程中的机理提供重要的信息。未来的研究中,可进一步运用多种同位素相结合的方法,扩展多元同位素指纹数据库;而且同位素模型是对重金属污染源及污染贡献率进行正确评价的重要研究内容,还需构建新的多同位素多元污染模型来解决更为复杂的污染源。      

非质量硫同位素分馏效应研究进展

非质量硫同位素分馏效应是目前国际上最前沿的稳定同位素地球化学研究领域之一。在简要介绍非质量分馏理论的基础上,对近几年非质量硫同位素分馏效应的最新研究成果进行总结和分析。关于非质量硫同位素分馏的微观来源机制存在较多争议,有待于进一步探索;采用SF6为工作气体是现有硫同位素高精度测定的主要制样技术;非质量硫同位素分馏效应研究为火星大气演化及火星生命痕迹探询、古代大气氧化条件、地球早期硫循环、火山活动对气候的影响等重大地质科学问题的解释开辟了一条独特的新途径。最后对非质量硫同位素分馏领域研究趋势进行了探讨。