利用DCTA和HIBA快速有效分离Rb-Sr, Sm-Nd

Rb-Sr和Sm-Nd的有效分离是精确测定这些同位素的关键。传统的分离方法以盐酸为介质，虽然能够有效地分离这些元素，但是需要耗用大量的酸，并且无法将Sr和Ca、Mg等元素分离，对于Sm、Nd含量低的样品，回收率较低。后来有一些实验室建立了用混合的有机酸（如甲酸、乙酸、DCTA、EDTA等）来分离Sr的方法，大大减少了分离时间，减少了试剂用量，从而降低了过程空白并能够将Ca和Mg与Sr分离。本实验室在此基础上建立了一种新的Rb-Sr,Sm-Nd化学分离方法，以用于地质样品的同位素测试。该方法选用AG50W×8阳离子交换树脂，并先后采用不同的淋洗剂进行分离提纯。首先用常规方法使用盐酸作为淋洗剂将Rb-Sr和REE分开并与其他大部分元素分离，然后使用DCTA和嗜咙的混合溶液(D. P. E.）作为淋洗剂分离Rb和Sr，使用HIBA作为淋洗剂在很小体积(0.6 mI.）的阳离子交换树脂中分离Sm和Nd。使用这样的分离方法可以有效地将一些干扰离子（如Mg、Ca、Ba）和Sr分离，同时使用该分离方法可以提高分离效率，缩短分离时间，减少试剂用量，降低实验过程空白。用该方法分离国际玄武岩标样BCR-2后的Sr同位素测试结果（87Sr/86Sr= 0.705018±3)与Brian等测定的0.705024±5基本一致，Nd同位素测试结果（143 Nd/144Nd = 0.512616±9 )与本实验室以前使用HCI介质分离测定的0.512624±3基本一致，与其他研究者最近报道的BCR-1的0.512644±11和0.512650也基本一致。说明本次研究采用的新分离方法效果良好。     

EN4两套分析数据中海洋热含量的差异

对比分析了1970—2017年EN4.2.1G10和EN4.2.1L09两套数据中海洋热含量的差异及其形成机理。结果表明,两套数据导出的1985—2005年间0～1 000 m全球海洋热含量存在最大约5×10~(22) J的差异,主要分布在热带及亚热带海域(30°S～30°N),偏差较大的年份是1985年、1991年与1998年。差异主要源于两套数据对XBT-(OSD/CTD)(或MBT-(OSD/CTD))仪器偏差的校正方式不同:EN4.2.1L09选取偏差的中位数,而EN4.2.1G10选取偏差的平均值。通过对比分析偏差较大的年份间海水温度沿深度的空间分布,我们发现1985年与1991年两套数据的海洋热含量的差异集中于0～500 m,主要是由采样时段、深度和温跃层变化所带来,而1998年之后由于仪器观测深度更深,两者的差异贯穿于整个深度层(0～1 000 m)。两套数据中海洋热含量的差异夏季最小,冬季最大。在1985年后出现的两套数据的差异影响了全球海洋热含量的线性趋势分析和年代际及多年代际变率,其中基于EN4.2.1G10的年代际及多年代际分量的幅度在1985年后是EN4.2.1L09的2倍,且存在相位的差异。线性趋势若时间段选取在1985—2015年间则对结果影响较大。本研究为使用EN4数据估算海洋热含量及相关对比验证研究提供了有益参考。     

海洋浅表层沉积物和孔隙水的天然气水合物地球化学异常识别标志

天然气水合物是一种赋存在低温,高压条件下海底沉积物中的规模巨大的新型能源,研究表明,地球化学是识别海底天然气水合物赋存的一种有效方法。国际上通过分析由大洋钻探采上来的柱状沉积物和孔隙水的地球化学异常,已建立了一套较为成熟的地球化学识别方法。但是,在没有钻井岩心的情况下,如何通过浅表层（＜20m）沉积物和孔隙水及底层海水的地球化学分析来识别海底可能存在的天然气水合物,是国际国内天然气水合物勘查中面临的一道难题,通过对国际上已有数据和资料的全面总结,尝试提出了一系列在海底浅层条件下识别天然气水合物赋存的地球异常标志,包括底层海水的烃类气体及其同位素组成异常,沉积物有机碳和水的含量异常,沉积物中孔隙水的元素和同位素组成异常,沉积物中气体含量异常及沉积物中自生碳酸盐矿物的化学和同位素组成异常等。这些标志的建立将有助于在我国海域开展天然气水合物的勘查工作。     

单檐庑殿古建筑模拟地震振动台试验研究

庑殿建筑作为最高等级的古建筑形式,多用于宫殿、坛庙、重要门楼等,为研究该类建筑的抗震性能,进行了1个1/2缩尺单檐庑殿顶古建筑模型模拟地震振动台试验,获得了不同输入地震动不同水准下单檐庑殿建筑的动力响应和破坏现象,总结了柱顶石、围护墙与木构架间的相互作用、榫卯结构的变形规律等.研究表明:柱底与柱顶石间相对滑移削弱了上部...     

湘东新元古代沉积岩的地球化学和碎屑锆石年代学特征及其构造意义

本文对湘东湘乡-醴陵地区和湘东南桂阳地区的新元古代浅变质沉积岩进行了岩石地球化学研究和锆石U-Pb定年及锆石Lu-Hf同位素分析。研究显示两个地区的碎屑沉积岩具有相似的中等的成分成熟度,但大的K₂O/Na₂O变化指示不同沉积岩经历了不同程度的风化淋滤作用。两个地区多数样品的稀土分配模式与澳大利亚后太古代页岩(PAAS)的稀土分配模式相似,但总体具有更高的含量,尤其是重稀土。湘东地区板溪群沉积岩含有更高的相容元素(如Sc, Cr, Ni),说明源区具有更多的中基性组分,而湘东南震旦纪沉积岩主要由再循环物质组成。碎屑锆石U-Pb定年结果表明湘东新元古代沉积岩中含有大量850~800Ma的碎屑锆石,而缺少1000Ma左右的碎屑锆石,显示了与扬子地块的亲缘性。而湘东南新元古代沉积岩中含有丰富的Grenville期和一定数量的~2.5Ga的碎屑锆石,相似于华夏地块物质组成。表明扬子地块和华夏地块在西南地区的分界线很可能就从湘东的湘乡-醴陵地区和湘东南的桂阳地区之间通过。前人对华南早古生代沉积岩中碎屑锆石的年代学研究显示湘东和湘东南地区的早古生代沉积岩的物质组成均相似于华夏地块,指示它们的源区是东南的华夏地块。因此,从新元古代到早古生代,湘东地区的沉积物源区发生了重大改变,暗示在新元古代晚期(震旦纪)与早古生代(中寒武世)之间发生过一次构造运动,使华夏地块逐渐隆起或使湘东-湘西盆地进一步沉陷,从而使湘乡-醴陵地区从早古生代开始接受了来自华夏地块的碎屑物质。这期构造运动可能与泛非构造事件相关。     

壳幔作用导致武平花岗岩形成——Sr-Nd-Hf-U-Pb同位素证据

岩石学、元素地球化学和Sr-Nd-Hf-U-Pb同位素的综合研究显示,武平花岗质杂岩体是由形成时代和成因不同的黑云母花岗岩和含石榴子石花岗岩组成。LA-ICPMS锆石U-Pb定年指示前者形成于161．4 Ma,后者形成于113 Ma。黑云母花岗岩以中等富集大多数不相容元素和中等轻重稀土分异为特征,岩石具有低的87Sr／86Sr初始比值(<0．710)和高的εNd(t) 值(-2．6--5．7)。结合与附近基底变质岩的同位素对比,论文指出黑云母花岗岩岩浆是由元古代基底变质岩部分熔融产生的熔体与幔源岩浆的强烈混合形成。不均匀的锆石Hf同位素组成(εHf(t)=-3．6--10．8)支持了这种混合成因模式。含石榴子石花岗岩以富Si、Al、Na、K、Nb、Ta、Y和HREE而贫P、Sr、Ba、LREE、Zr和Hf含量为特征,它们具有低的(La/Yb)n, Zr／Hf、Nb／Ta比值和高的Rb／Sr比值,显示了强烈的以斜长石为主的分异特征;它们的87Sr／86Sr初始比值大于0．710,εNd(t) =-7．1,锆石的Hf同位素较低且相对均匀(εHf(t)平均值为-9．7),表明岩浆没有受到明显的地幔组分混染。结合它们高的HREE含量,论文指出它们的母岩浆很可能是由早期熔融事件的富石榴子石残留相再次熔融形成。因此,南岭地区中生代花岗岩的地球化学差异很可能反映了岩浆形成过程中壳幔作用的强弱。     

粤北石土岭铀矿床同位素地球化学研究

石土岭铀矿床位于贵东岩体东南部与寒武纪浅变质岩接触带的内带,矿区内NWW向和NNE向基性岩脉十分发育。矿体主要赋存于帽峰岩体中,呈脉状产出,并受近EW向裂隙构造控制。沥青铀矿的U-Pb年龄(135Ma)与帽峰岩体的年龄(220Ma)相差明显,但与NWW向辉绿岩脉的年龄(143Ma)十分接近。矿石中黄铁矿的初始87Sr/86Sr值(0.71315~0.72579)介于成矿期间辉绿岩的值(0.70449~0.70632)与帽峰和下庄岩体演化至成矿时期(135Ma)的值(0.75058~0.99507)之间;黄铁矿的铅同位素组成呈线性分布,为基底变质岩铅与帽峰岩体铅及辉绿岩铅之间不同程度的混合。Sr、Pb同位素组成显示出成矿组分具多来源特征;成矿流体的δ18OH2O=2.0‰~8.1‰,δDH2O=-63‰~-51‰,反映出成矿流体主要由幔源流体组成;方解石的δ13C=-8.3‰,表明矿化剂∑CO2也来自地幔。因此,幔源流体在石土岭铀矿床的形成中具有十分重要的意义。     

浙江省中生代火成岩的Nd-Sr同位素研究

本文报道了浙江省21个中生代火成岩的Nd-Sr同位素组成,其中火山岩的ε_Nd值为-12.6——4.9,I_Sr值为0.70613-0.71079,t_DM年龄为1945-1296Ma;花岗岩类的ε_Nd值为-12.9——5.8,I_Sr值为0.70533-0.71208,t_DM年龄为1900-1230Ma,表明两者具有相似的同位素组成。这种相似性在同一火山-侵入杂岩体中表现更为明显,意味着两者在时、空、源方面具有同一性。与扬子地块的相比,华夏地块的中生代火成岩具有较低的ε_Nd值,较高的I_Sr值和较古老的Nd模式年龄,这种差异可能主要同这两个区域内基底变质岩在形成时代和成分上的差异有关。通过Sm-Nd同位素组成的对比研究,笔者认为,浙江境内的中生代火成岩可能主要是由基底变质沉积岩衍生的。原始岩浆的形成可能同中、下地壳岩石的熔融有关。     

鄂尔多斯盆地定边-吴旗地区前侏罗纪古地貌与油藏

应用印模法恢复了鄂尔多斯盆地前侏罗纪古地貌形态。研究表明，区内古地貌格局由“三斜坡、三河谷、两河间丘和一梁”组成，即姬塬东斜坡、定边斜坡、靖边斜坡，宁陕河谷、蒙陕河谷、甘陕河谷，吴旗河间丘、金鼎河间丘和新安边梁。前侏罗纪古地貌控制着下侏罗统延安组早期沉积。延10段属河流相沉积环境，发育的沉积微相有主河道、支流河道、河漫滩、河漫沼泽。延9段沉积环境为三角洲到湖泊环境，沉积相主要由三角洲平原亚相、三角洲前缘亚相组成，沉积微相以分流河道、分流间洼地、水下分流河道和分流间湾为主。相同的古地貌单元、不同的沉积环境，必然造成储集砂体形态特征及分布规律的变化，进一步影响油藏的形成和分布。古地貌油藏的形成除受油源、圈闭等基本条件制约外，古地貌 沉积组合和油气运移通道也是形成不同类型古地貌油藏的重要条件。依据已探明油田的空间分布结合古地貌、上覆地层沉积环境、砂体展布、运移通道类型等多种因素归结出定边-吴旗地区古地貌油藏三种成藏模式，即斜坡区-三角洲平原组合成藏模式、河间丘区-三角洲前缘组合成藏模式和斜坡区-三角洲前缘组合成藏模式。     

粤北地区302矿床沥青铀矿的形成时代、地球化学特征及其成因研究

302铀矿床位于诸广山岩体东南部,是中国花岗岩型铀矿床中规模较大、埋藏较深的矿床。研究表明,沥青铀矿的U-Pb和Sm-Nd等时线年龄分别为(68.7±2.7)Ma和(70±11)Ma,与华南花岗岩型铀矿床的主成矿期一致。沥青铀矿低的εNd(t)值(-11.3～-13.1)、古老的Nd模式年龄(1.76～1.88Ga)以及它们的微量元素和稀土元素组成都与赋矿围岩油洞岩体,尤其与长江岩体十分相似,表明铀源可能主要来源于赋矿花岗岩体,尤其是长江岩体。