微量硫化物、硫酸盐硫同位素EA-IRMS在线测试分析

常规EA-IRMS硫同位素测试中,硫化银(Ag2S)的需样量为0.2~1.0 mg,硫酸钡(BaSO4)的需样量为0.35~1.5 mg,较大的需样量已难以满足珍贵样品及微区样品的分析要求,因此如何减少测试样品量已成为EA-IRMS测试分析工作中急需解决的问题.通过对EA-IRMS测试系统的研究发现,在采用常规方法测试样品时,由于初始He载气流速(100 mL/min)、进入分流接口时的流速(10 mL/min)与进入离子源时流速(0.3 mL/min)的差异导致样品燃烧产生的目标气体中99.7%的气体被浪费,样品的总体利用率仅有0.3%.因此如何减少样品在测试过程中的损耗,提高样品的利用率,从而减少需样量的关键在于缩小载气流速的差距.本实验在常规EA-IRMS测试技术基础上进行了关键改进,在元素分析仪和分流接口之间设计增加一个由六通阀和自动加热冷阱构成的装置,自动加热冷阱可在Load模式时收集SO2气体,六通阀在Load-Inject模式之间切换时可改变He载气流速,通过与分流接口匹配的反吹He载气(10 mL/min)将冷阱中富集的SO2气体送入分流接口,从而保证进入分流接口前样品燃烧产生的SO2气体全部收集.这一改进,理论上可以将样品的利用率提高10倍,该系统需硫量降至3~13μg,并且可以提高反应管的寿命,降低清灰的频率,提高工作效率.同时有效避免了拖尾的产生,提高分析结果的精密度.本次微量样品实验获得的硫同位素数据与常规方法一致,分析精度优于0.15‰(1SD),测量值与真值的差异在0.4‰以内,达到国际同类实验室先进水平.此外,该方法可为微量有机碳、氮同位素EA-IRMS测试分析工作的开展提供参考经验.     

东太平洋北部胡安·德富卡洋中脊Mothra热液场硫化物烟囱体成矿物质来源:铅和硫同位素组成

对采自Mothra热液场Faulty Towers硫化物烟囱体群(47°57.447,N,129°06.568W)的一个硫化物烟囱体进行了铅和硫同位素组成的研究工作.分析结果表明,铅同位素组成的分布范围为:206Pb/204Pb=18.665～18.828; 207Pb/204Pb=15.460～15.607; 208...     

元素分析仪-气体同位素质谱法分析硫酸钙样品的硫同位素组成

硫酸盐硫同位素的常规分析方法是将硫酸盐转化为硫酸钡后搭配双路进样SO2法,该法易于操作、数据稳定,但样品用量大、费时费力,需要繁杂的前处理,无法满足微量分析发展方向的需求。本文以石膏为例,以元素分析仪-气体同位素质谱法(EA-IRMS)直接测定硫酸钙样品硫同位素比值,对同一样品分别采用:①硫酸钙与V2O5混合后包裹于锡杯中密封,直接进行元素分析仪-气体同位素质谱分析;②硫酸钙充分溶于去离子水中,向溶有硫酸钙样品的液体中加入沉淀试剂BaCl2,将生成的硫酸钡沉淀滤出后,用去离子水清洗2~3遍,烘干后与V2O5混合包裹于锡杯中密封再进行质谱测定。实验选取了13件δ34S值变化范围介于-20‰^+30‰之间的天然石膏样品,将获得的硫同位素比值进行对比,二者δ34SV-CDT绝对差值在0.00‰~0.24‰,表明同一样品的硫同位素比值结果在误差范围内基本一致。与常规分析方法相比,本文建立的直接在线分析时无需任何化学前处理,只需直接加入适量的V2O5,V2O5和氧气中的外部氧在瞬间燃烧的过程中替代了硫酸钙本身的氧,生成的SO2气体的氧是均一的,其硫同位素比值能代表样品的硫同位素组成,无需进行氧同位素的校正。经过验证表明,硫酸钙样品的直接在线分析是完全可行的。     

用改进的增量方法计算硫化物中硫的同位素分馏系数

增量方法已成功地应用到硅酸盐矿物、金属氧化物、碳酸盐矿物和硫酸盐矿物氧同位素分馏系数的计算中。本文在对硫化物晶体结构与矿物学特点分析的基础上,通过详细分析前人对硅酸盐矿物和金属氧化物中氧同位素分馏的增量计算方法,将氧化物和硫化物的晶体特征加以对比,提出了计算硫化物中硫同位素分馏的增量计算方法。修正的增量方法根据硫化物的晶体化学结构特征,引入了一个重要的参数,即Madelung常数,用于指示不同结构的硫化物对~(34)S的富集能力。本文利用这一修正的增量方法计算出了0℃到1000℃温度范围内,磁黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、硫镉矿的10~3Inβ和它们之间的分馏系数10~3Inα。并给出这五种矿物间的~(34)S富集顺序：磁黄铁矿＞硫镉矿＞闪锌矿＞黄铜矿＞方铅矿。与前人的实验结果对比表明,本次计算结果与实验结果基本吻合。同时,增量计算方法成功地再现了任意硫化物中~(32)S、~(33)S、~(34)S和~(36)S这四种同位素之间确实存在一定的分馏比例关系。这说明尽管增量方法存在一定的局限性,但将其扩展到硫化物间硫同位素分馏的理论计算是可行的。     

硫化物及硫酸盐中硫同位素制样装置及其反应器研制

研制了一种新型硫化物及硫酸盐中硫同位素制样装置及其反应器。实验证明,采用该装置及其反应器制样具有真空度好、使用方便、无污染、制样效率高和成本低等优点。所生成的二氧化硫具有纯度高,分析结果准确、可靠等特点,完全能满足硫化物和硫酸盐中硫同位素分析测试的制样要求。     

西南印度洋脊49.6°E热液区多金属硫化物硫同位素组成特征研究

同位素地球化学特征是海底多金属硫化物成矿作用研究的重要内容之一,是成矿物质来源及成矿介质的性质与条件是探讨矿床成因与时空分布规律的关键所在。在海底多金属硫化物成矿过程中,同位素的分馏机制与示踪特性可有效指示成矿元素的物质来源与迁移演化过程及成矿环境的物理化学变化。     

兰坪铅锌矿床铅和硫同位素组成研究

根据该矿床铅、硫同位素提供的信息,铅主要来源于地幔,但仍受地壳铅的混染,属以正常铅为主的混合型铅;硫主要来源于沉积盆地硫酸盐的细菌还原作用;矿床由深源卤水成矿作用形成,可以划分为两个成矿阶段,即早期高μ值铅相对富轻硫型铅锌矿成矿作用和晚期低μ值铅相对贫轻硫型铅锌矿成矿作用阶段。     

柴达木盆地北缘地区砂岩型铀矿成矿条件与成矿潜力

通过对柴达木盆地北缘地区地质构造背景、找矿目的层中-下侏罗统沉积体系、沉积相、岩石地球化学特征、水文地质条件、层间氧化带和铀矿化基本特征的综合研究分析,认为区内具有砂岩型铀矿成矿的地质演化背景条件,构造斜坡带发育有辫状河、三角洲等具泥-砂-泥地层结构的沉积组合,盆地蚀源区及目的层内铀含量均较高,铀源条件良好,地下水补-径-排水动力系统和水文地球化学条件良好,在目的层内已发现发育完善的层间氧化带和与层间氧化带相关的砂岩型铀矿化.总体而言,区内具有较好的砂岩型铀矿成矿地质条件,但由于喜山期以来新构造作用的强烈改造,断裂构造发育,变形作用强烈,找矿难度较大.     

松辽盆地钱家店铀矿床层间氧化与铀成矿作用

通过系统的岩心观察、剖面对比和分析,笔者认为松辽盆地钱家店铀矿床的控矿层间氧化带主要由红色氧化砂岩与局部分布的黄色砂岩和灰白色砂岩组成。红色砂岩中含炭屑、黄铁矿、钛铁矿、菱铁矿,并遭强烈氧化,推断其原生色应主要为灰色,由后生氧化作用将其改造而呈现红色。层间氧化带的形态和展布特征主要受沉积相控制,后者也同时控制着铀矿化的产出。铀矿化在剖面上主要定位于红色氧化带减薄或尖灭部位,平面上主要分布于红色氧化带前锋线附近。     

试论柴达木盆地北缘构造样式与古、今层间氧化带的形成

柴达木盆地北缘是中新生代以来发育的块断带,中新生代盆地受逆冲推覆构造作用形成的构造岩席呈不同的展布形式.本文通过对不同构造部位构造样式的分析、中下侏罗统层间氧化带发育特征的阐述,认为在与盆地蚀源区相向的目的层,即对冲构造样式是古层间氧化带的发育部位,而相一致的单冲构造与斜坡带构造样式是现代层间氧化带发育的有利部位.     

鄂尔多斯盆地西缘HAB地区层间氧化带铀矿化特征

鄂尔多斯盆地西缘HAB地区层间氧化带铀矿化的含矿层具有渗透性和铀源条件较好的灰色砂体,含有一定量有机炭作为还原剂、层间氧化带的规模和分带性都比较好。受层间氧化带翼部过渡带控制的铀矿化规模大、层数多、品位富,显示出本区具有很好的成矿潜力。建议今后将进一步控制延安组和直罗组层间氧化带前锋线的展布形态、追索矿体规模应为将来找矿工作的重点。     

新疆伊犁盆地南缘层间氧化带发育特征及其与铀矿化的关系

在伊犁盆地南缘产出一条距山前2－5km、自东向西延伸近百公里的铀及伴生元素成矿带。本文从已知铀矿床的成矿环境和特征出发，阐述了伊犁盆地南缘层间氧化带的空间分布和层间氧化带的控矿规律。通过不同层位的层间氧化带含矿性对比及同一层位不同地段的层间氧化带含矿性对比，总结出伊犁盆地南缘层间氧化带发育特征及其与铀矿化关系，为 在盆地内寻找层间氧化带砂岩型铀矿床提供了依据。     

柴北缘古近系－新近系沉积相特征及沉积模式

通过野外露头和岩心观察、薄片鉴定分析,结合测井和录井资料,对柴达木盆地北缘古近系-新近系的沉积相及其特征进行了深入研究。研究表明,该区主要发育冲积扇-辫状河-辫状河三角洲-滨浅湖沉积体系,建立了相应的辫状河相沉积序列及沉积模式、间歇性湖泊沉积相模式。研究区辫状河相发育两套不同地层,中下部广泛发育粒度粗的河床亚相沉积,河漫滩亚相发育不多;而中上部河床亚相沉积较少发育,粒度细的河漫滩亚相沉积则急剧增加。这是由于降水量及气候变化造成冲积扇及河流水动力变化形成的。这种变化还造成沉积物供应速率的变化以及湖平面升降的变化,导致湖盆湖岸线的迁移与河流及三角洲沉积范围的变迁,这种变迁最终造成了沉积序列上粒度粗细的频繁变化及有利储集岩和区域盖层的发育。     

柴达木盆地北缘早奥陶世台地-斜坡-盆地相沉积特征及控制因素

通过对柴北缘地区的野外地质调查及室内实验分析,根据地质剖面中发育的岩石组合类型、沉积构造等特征,对研究区早奥陶世台地斜坡盆地相沉积体系进行了详细研究。认为研究区早古生代持续的海平面上升、柴北缘洋陆俯冲及陆弧碰撞是控制该时期盆山格局及沉积充填演化的重要因素。柴北缘早奥陶世台地边缘颗粒滩相发育在多泉山组中下部,岩性以生物碎屑灰岩、鲕粒灰岩以及泥晶灰岩为特征。而研究区斜坡相深水物质主要是由重力流搬运的碳酸盐岩再沉积物组成,共识别出包括细粒沉降微晶泥、滑塌角砾岩、颗粒流、瘤状灰岩、碎屑流以及浊积岩等不同类型的斜坡异地沉积物。研究区盆地相处于碳酸盐岩沉积体系岛弧碎屑岩沉积体系两大沉积体系的转换位置。受到柴北缘洋陆俯冲及陆弧碰撞等影响,隆升的陆壳基底及大陆岛弧物质向盆地提供大量碎屑物质,因此在靠近岛弧边缘地区发育了砂质碎屑流、浊流等重力流沉积体系下的弧后盆地沉积产物。     

新疆准噶尔盆地顶山地区下第三系层间氧化带砂岩型铀矿化的发现及其意义

本简要介绍了准噶尔盆地北部顶山地区层间氧化带砂岩型铀矿化的发现，以及该区主要找矿目的层位——乌伦古河组和红砾山组的沉积环境、原生地球化学环境、层间氧化带发育规律和砂岩型铀矿化的产出特征。笔认为，层间氧化带砂岩型铀矿化的发现，对于在该盆地寻找可地浸砂岩型铀矿有着重要的意义。     

东准噶尔大井地区中下侏罗统沉积特征及砂岩型铀矿成矿条件分析

分析了准尔盆地东部大井地区中下侏罗统的沉积环境、特征，发育层间氧化带的条件及铀成矿环境，认为八道湾组第一砂岩层、三工河组第一、二、三砂岩层和西山窑组第一砂岩层岩性、岩相及地球化学环境对铀矿成矿有利，发育层间氧化带并有铀矿化及异常出现，是可地浸砂岩铀矿找矿的主要目的层。     

柴达木盆地西北缘砂岩铀矿铀成矿条件分析与典型铀矿化特征

通过对柴达木盆地西北缘层间氧化带及其铀成矿条件的分析,认为本地区区域层间氧化带的尖灭与油气聚集带的背斜带及同生断裂紧密伴生,渗入型含氧水和渗出型油田水交界处的铀矿化是主要的铀矿化类型,侏罗系和第三系为主要的找矿目的层。