W同位素高精度负离子热电离质谱(NTIMS)测定方法

W同位素的高精度测定对于研究地球、月球和太阳系其他行星的起源和早期演化、核幔相互作用等领域具有重要意义。本文开展了负离子热电离质谱(NTIMS)高精度W同位素测定方法研究(测定WO_3~-)。采用多接收动态跳扫方式对W同位素进行测定,实时在线测定~(18)O/~(16)O,并利用实验室实时在线氧校正NTIMS Os同位素分析时获得的~(17)O/~(16)O-~(18)O/~(16)O同位素分馏趋势线计算~(17)O/~(16)O,进行氧校正计算。对多接收动态和多接收静态数据处理方式及不同的同位素分馏校正方法进行了详细对比研究。在上述工作基础上,最终建立了以~(186)W/~(184)W=0.92767进行标准化,采用多接收动态方法进行数据处理的在线氧校正W同位素NTIMS测定方法。~(182)W/~(184)W测定结果的外部精度(2RSD)可达3×10~(-6)～6×10~(-6),基本满足地球、月球和行星早期演化等W同位素研究工作的需要。     

硝酸盐中~(15)N和~(18)O测试新技术

最近 40年 ,硝酸盐 (NO-3 )已成为最常见的地下水污染源之一。本文介绍了用CaO除去CO2 与H2 O的测定氮同位素比值的燃烧管方法和用AgNO3 +C(石墨 )生成CO2 的测定NO-3 中氧同位素比值的燃烧法 ,它们是 1995年以后发展起来的最新测试技术。     

高精度热电离质谱(TIMS)铀系法洞穴沉积物(石笋)年龄的研究

用高精度热电离质谱技术测定石笋的年龄,初步建立了热电离质谱铀系年龄的方法。 4个样品的测定结果复现性较好,铀含量、同位素比值及年龄值与标准值吻合,数据的精度大大提高,显示了质谱铀系年龄方法具有样品量少、时间短、精度高的优点。     

~(40)Ar/~(39)Ar热年代学现状与问题

Ar同位素体系定年矿物的封闭温度范围广,并且可以获得650℃～150℃温度段的非线性冷却历史,因此~(40)Ar/~(39)Ar热年代学成为研究地质体热演化历史过程中最有效的工具之一。但是由于矿物中Ar同位素扩散机制还有一些问题没有清楚地被认识,因此在一定程度上制约了~(40)Ar/~(39)Ar热年代学的发展。本文介绍了目前应用最广泛的两种~(40)Ar/~(39)Ar热年代学模式:多重扩散域模式和多路径扩散模式,讨论了它们的发展现状、存在的问题、可能解决的方法以及今后的发展方向。     

天山东部冰川的氧同位素特征(英文)

为研究冰川的补给及亚洲大陆腹部的水文特点,进行了在1981年7月中旬到8月中旬采集的降雨及冰川水样品的氧同位素成分测定。在考察期间,天山气象站(北纬43°06′,东经86°50′.海拔3539米)及博格达峰地区大本营(3640米)每半日降雨同位素(δ~(18)O)的平均值为-10‰～-11‰,变化幅度-1‰到-16‰。日降雨的δ~(18)O平均值随日平均气温的降低而减小。冰川水与雪的δ~(18)O值低于夏季降水的δ~(18)O值。降水与冰川水δ~(18)O值的差异是由于氧同位素的成分与气温有关。     

理论计算阳离子对水体中B(OH)_3和B(OH)_4~-间硼同位素平衡分馏的影响

采用密度泛函方法模拟了阳离子对水体中B(OH)3和B(OH)4-的影响,计算海水的硼同位素平衡分馏参数。模拟海水环境时,选择基于分子簇模型的"水滴"法,以最多12个水分子环绕兴趣分子的方式构建"水滴"。对海水环境的计算结果显示,B(OH)3和B(OH)4-的硼同位素平衡分馏系数在25?C时为1.031,与纯水环境下的该分馏值并无明显差别。研究表明前人对B(OH)3和B(OH)4-间硼同位素平衡分馏参数的实验测定可能存在问题。研究结果为精进硼同位素古环境重建工作和硼同位素平衡分馏测定提供了理论制约。     

青藏高原东缘177～135Ma碰撞造山事件:扬子地台西缘玄武岩~(40)Ar/~(39)Ar同位素证据

本文采用激光探针~(40)Ar/~(39)Ar测年技术测定了扬子地台西缘玄武岩~(40)Ar/~(39)Ar同位素年龄。研究发现,主喷发年龄为259Ma的峨眉大火成岩省玄武岩普遍遭受了年龄为177～135Ma的区域性构造- 热事件的强烈影响。该事件是劳亚、扬     

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。     

钙同位素分析测试技术进展

钙(Ca)同位素可以提供生物过程、地质过程许多重要的信息,近年来高精度Ca同位素方法研究取得了许多重要进展。目前测定Ca同位素仪器主要是热电离质谱仪(TIMS)和多接收电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS)。本文介绍了近年来Ca同位素分析中样品消解、分离富集方法及质谱测定等方面的研究成果。利用TIMS双稀释剂法可以获得高精度的Ca同位素数据,是目前测定Ca同位素的主要方法。双稀释剂组合配比、样带选择、积分时间、杯结构设置和点样操作均会影响Ca同位素的测试精度,蒙特-卡洛模拟计算是优化Ca同位素测试条件的有效手段。     

稳定溴同位素(~(81)Br)测试新技术与其在水文地质中的应用前景

尽管氯与溴有着十分相似的化学性质,但溴与海水蒸发、氧化以及被有机体代谢方面有着独特的性质,这决定了溴同位素的测试和应用方面与氯同位素显著不同。在回顾稳定溴同位素(81Br)研究历程的基础上,重点介绍了2种测定新技术,即CF-IRMS法和GC/MC-ICP-MS法。这两种技术的优点在于:①用样量少,分别为1μmol的Br-(CF-IRMS法)和0.3 nmol的Br(GC/MC-ICP-MS法);②精度高,CF-IRMS法的内部精度优于±0.1‰,外部精度优于±0.06‰;③样品分析时间短;(4)测定对象由溴代无机物拓展到有机物。稳定溴同位素(81Br)在解决地下水的起源及演化历程、示踪地下水中有机和无机溴的污染源及降解过程、更有效地示踪海水、探讨咸水成因、为CO2地质储存提供有效依据方面的水文地质问题时有着广阔的应用前景。     

新一代高精度高灵敏度的表面热电离质谱仪(Triton TI)的Nd同位素测定

利用在南京大学成矿作用研究国家重点实验室建立的新一代高精度高灵敏度的表面热电离质谱仪 (TritonTI) ,可以实现比以往更高精度的Nd同位素测定。 3个国际溶液标样的反复测定结果NdLaJolla :14 3 Nd/ 14 4 Nd为 0 .5 1184 2± 4 ;NdJN di 1:14 3 Nd/ 14 4 Nd为 0 .5 12 10 4± 6 ;NdJMC :14 3 Nd/ 14 4 Nd为 0 .5 115 87± 10。 1个国际岩石标样的测试结果BCR 2 :14 3 Nd/ 14 4 Nd为 0 5 12 6 2 4± 3。上述测试结果与国际上很多实验室的测试结果一致 ,但测试精度优于以往。综合分析表明 ,利用这一最新型号的表面热电离质谱仪 (TritonTI) ,可以实现高精度的Nd同位素组成测试 ,测试精度一般优于 5× 10 -6。     

碳质气溶胶的放射性碳同位素(~(14)C)源解析:原理、方法和研究进展

碳质气溶胶(或颗粒物)作为大气气溶胶的重要组成,对环境、气候和人类健康造成了巨大的危害。其主要组成成分有机碳和元素碳具有不同的来源特征,且对人类健康和气候系统的影响也具有明显的差异。放射性碳同位素(14C)不仅能定性区分生物源和化石源,还能定量分析不同来源对有机碳和元素碳的贡献比率。重点评述了放射性碳同位素法对气溶胶源解析的技术原理、分离测试方法以及在我国应用的研究进展;最后提出了国内研究应加强的领域和利用放射性碳同位素法研究大气气溶胶的发展趋势。     

太古宙含金化学沉积岩及矿脉——对稳定同位素和地球化学关系的综述(续上期)

含金化学沉积岩中的氧同位素关系与富金化学沉积岩有关的基本问题是矿化热液流体的来源、温度以及该流体排出时与水圈平衡的范围。为解决这些问题,测定了某些太古代金矿含金化学沉积岩内和包于主围岩中纯燧石(SiO>90％)的氧同位素组成。沉积岩部分的最大δ值见表5。这些数据提供了水圈的同位素和热演化的关系。因此,首先拟恰如其份的概述测定海洋燧石的δ~(18)O的参数,然后将其结果在这里加以讨论。     

钕同位素比值~(143)Nd/~(144)Nd标准溶液研制

钕同位素比值(~(143)Nd/~(144)Nd)是Sm-Nd同位素方法的关键量值,由于被测样品的~(143)Nd/~(144)Nd比值变化范围很小,所以对~(143)Nd/~(144)Nd比值测试的精准度要求很高(精度优于0.005%)。为了获得高精度和高准确度的测试数据,分析过程中所用Nd同位素标准物质起着重要作用。以往的Nd同位素标准物质都是氧化钕,经过近三十年有的已消耗殆尽。本文阐述了钕同位素比值~(143)Nd/~(144)Nd标准溶液的研制,经检验标准溶液的均匀性和稳定性良好,由11家实验室协同定值,采用MC-TIMS和MC-ICP-MS方法测定~(143)Nd/~(144)Nd,确定了Nd同位素标准溶液的特性值~(143)Nd/~(144)Nd=0.512438,不确定度为5×10-6。此标准溶液于2015年5月获得国家标准样品证书(批号为GSB 04-3258—2015),可被用于地质、资源、海洋、环境、考古等多种样品~(143)Nd/~(144)Nd比值测定时的仪器校准和分析过程的质量监控。     

AG-MP-1M阴离子交换树脂分离-表面热电质谱法测定沉积物中的铅同位素组成

利用新型阴离子交换树脂分离沉积物中的重金属Pb,采用表面热电离质谱法(TIMS)测定了沉积物样品中的Pb同位素组成。新型树脂为大孔径阴离子树脂AG-MP-1M,淋洗液采用低浓度的盐酸,避免了使用难以纯化的氢溴酸,可有效地降低试剂空白。通过对铅同位素标准物质NIST NBS-981的重复测试,方法的精密度(<0.5%,2s)和准确度均达到了应用研究的要求。对5个实际沉积物样品中的铅同位素组成进行测定,获得了理想的分析效果。     

原油不同极性含氮化合物的氮同位素组成特征

氮是原油的重要组成元素,主要赋存在非烃和沥青质中,依据其极性差异分为碱性与非碱性2种类型。相较于其他组成元素,原油氮同位素的研究非常有限,不同极性含氮组分的氮同位素特征研究更是缺乏。本次研究应用杜马斯燃烧法原理,利用EA-IRMS连用技术测定了江汉油田6个原油样品不同极性含氮化合物的δ~(15)N和δ~(13)C。结果表明,不同极性含氮化合物的氮同位素组成具有明显的差异,碱性氮的δ~(15)N为9.7‰~11.8‰,明显轻于非碱性氮(11.4‰~14.5‰),原因可能是2种含氮组分的形成机制不同,碱性氮形成于成岩作用早期,δ~(15)值主要受原始母质的影响,而非碱性氮在热演化过程中的富集,氮同位素值更重,利用氮同位素有益于进一步明确原油中含氮化合物的演化机制及其地球化学意义。     

同位素地质年代学及在地质学中的应用(英文)

一些元素（Ｋ,Ｒｂ,Ｒｅ,Ｓｍ,Ｌｕ,Ｕ和Ｔｈ）的自然长寿命放射性同位素,衰变为另种元素稳定同位素的作用,广泛应用于岩石和矿物的年龄测定。这种测年提供了关于地球地质历史的信息,并已用于标定地质年代表。同位素测年的物理原理并不难理解,但所需要的测定技术,则要求同位素地球化学家利用地质人员采集的样品进行熟练精细的操作。对测年结果的解释也应由双方合作进行,并且在很大程度上依靠区域和地区的地质信息。笔者只介绍最广泛应用于测定岩浆岩和变质岩年龄的同位素方法,其余的一些方法只一提而过,详见同位素地质年代学专著     

~(186)锇和~(188)锇双同位素稀释法在辉钼矿铼-锇测年中的应用

以经过负离子热表面电离质谱仪准确标定的1 86Os和1 88Os双同位素作为稀释剂 ,利用1 86Os和1 88Os计算1 87Os的含量 ,能有效地减少用等离子体质谱仪测定1 87Os时由于仪器本身的不稳定性及质量歧视效应所产生的误差 ,使测量准确度比用单同位素作为稀释剂有明显提高。方法应用于辉钼矿Re -Os年龄标准参考物及样品的测定 ,结果与参考值一致 ,5份试样测定的RSD <3%。     

同位素双稀释剂计算软件(DS_CAL)的开发及其地球化学应用

二十一世纪以来,随着多接收电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS)和热电离质谱仪(TIMS)的发展和广泛应用,多种非传统稳定同位素体系(Li、B、Mg、Ca、Mo、Cd、Fe和Zn等)的分析方法得到了快速发展,而仪器的质量分馏校正是进行准确同位素分析的关键因素之一.双稀释剂法被认为是最理想的仪器质量分馏校正方案,能够获得高精度的同位素比值.然而,复杂的计算推导和数据处理在一定程度上限制了双稀释剂法的使用和推广.在前人双稀释剂理论研究的基础上,本研究自主开发了双稀释剂数据处理平台(DS_CAL,基于Microsoft Excel VBA).该平台集合了测试数据的批量导入、目标元素参数的添加与修改、数据批量计算等操作,能够同时处理稳定同位素和放射性成因同位素体系的双稀释剂法数据计算,且不同实验室也能够根据所使用稀释剂的组成自主修改计算参数.本文还通过Mo同位素测试和计算实例,不仅显示出双稀释剂法具有高的测试精度,还展示了DS_CAL在双稀释剂法数据处理计算中的便捷性与高效性.DS_CAL能够应用于所有适用双稀释剂法计算的同位素体系,该平台的开发将有助于同位素双稀释剂技术的推广和发展.     

用激光烧蚀多接收器等离子体质谱(LA-MC-ICPMS)直接原位测定锡多金属矿床中的锡石U-Pb同位素年龄

锡石是锡多金属矿床中重要的矿石矿物,属于金红石族,当其有较高的铀-钍含量时,可以作为U-Th-Pb和Pb-Pb同位素测年的对象.因为锡石是许多锡多金属矿床中重要的矿石矿物,利用锡石U-Pb同位素测年直接测定锡多金属矿床的成矿(锡矿化)时代,是非常有潜力的一种直接测定矿床成矿时代的技术方法.