硼同位素分析测试技术研究进展

硼(B)是一个质量较轻的流体活动性元素。它有2个稳定同位素：10B和11B,两者之间相对质量差较大,导致自然界显著的硼同位素分馏。因此,硼同位素作为强有力的非传统稳定同位素示踪工具,在化学、环境、生物、地球及行星科学等研究领域具有广泛的应用。近二十年来,国内外硼同位素分析测试技术不断改进并取得了诸多重要进展。然而,获取高质量硼同位素数据,在样品消解、分离纯化以及质谱测试三个主要环节中仍然存在很多挑战。因为硼具有易挥发性及其在不同pH值环境中因配位不同导致同位素分馏,样品消解和分离纯化对硼同位素准确测量有很大影响。样品消解法主要有高温水解法、酸溶法、碱熔法和灰化法,其中酸溶法与碱熔法是最常用的方法。分离纯化法主要包括离子交换法、硼酸甲酯蒸馏法和微升华法。这些样品前处理方法各有利弊。质谱测试方法主要有两类：一类是溶液法,即热电离质谱法(TIMS)或多接收电感耦合等离子体质谱法(MC-ICP-MS);另一类是微区原位分析法,即二次离子质谱法(SIMS)或激光剥蚀法(LA)-MC-ICP-MS。不同的测试方法对样品前处理要求不同：溶液法要求去除基质;微区原位分析法要求样品与标样的成分匹配。这些测试方法也存在不同技术挑战：TIMS分析过程中容易产生同位素分馏。而SIMS和LA-MC-ICP-MS分析过程中存在缺少标准样品、样品表面污染、低含量样品精度有限及高含量样品重现性差等问题。基于MC-ICP-MS测量低含量样品中硼同位素的独特优势,本文深入探讨了基体效应、记忆效应和质量歧视效应三方面的现存挑战,通过梳理文献和数据对比,在总结现有硼同位素地球化学研究方法的基础上提出一些分析测试技术发展方向的建议。     

武安煤田隐伏陷落柱发育特征研究

武安煤田岩溶陷落柱相对比较发育,是开采下组煤过程中底板水害的重要导水通道,分析确定陷落柱的发育规律及导水性对矿井安全具有重大作用。在以往采掘和勘探孔揭露的基础上,利用水平分支孔对陷落柱在奥灰中赋存状态和导水性进行探查。依据水平分支孔的岩屑(心)和自然伽马、消耗量等数据发现本区岩溶陷落柱在奥灰中发育形状多为不规则型,中心轴为歪斜型,距向斜轴部距离越近,形状不规则性越明显,陷落柱的长短轴可能发生扭转。该区陷落柱柱体分布符合“三带”理论,多为半整体陷落柱,其导水性与岩溶发育程度和富导水性相关,外围影响带和边缘过渡带普遍导水。     

铁矿床中黑柱石富集特例剖析

黑柱石是一种少见的含钙铁硅酸盐矿物。通过富含黑柱石的青海省双庆铁矿区与仅含少量黑柱石的福建省马坑铁矿区矿床地质特征的对比,认为矿床中黑柱石的产生与中基性火成岩的参与有关;黑柱石的解体与硼的参与有关。     

国内盐湖卤水硼资源提取专利分析

基于中国盐湖硼资源开发动态,选择国家知识产权局专利数据,从盐湖卤水硼资源提取相关专利申请时间、地域分布、主要方法等方面进行分析。发现中国专利包含多种盐湖硼资源提取方法,并且逐步走向成熟,其中萃取法已成为研究重点。近期关于多种伴生资源综合开发的专利越来越受到关注。对国内盐湖硼资源提取技术后续开发和产业发展提出了建议。     

记鱼粪化石

壹、译名问题各地质时代脊椎动物之粪便,因其产状之不同,而有不同之名称。秘鲁海岸外若干岛屿上所积之鸟粪,西班人名之曰guano,系秘鲁语huanu之转音。Huanu原为粪之通称,转     

辽东宽甸地区硼酸盐矿床成矿时代的限定：来自SHRIMP锆石U Pb年代学和硼同位素地球化学的制约

辽宁宽甸地区砖庙硼矿区的硼矿体呈层状或透镜状赋存于古元古代辽河群里尔峪组火山—沉积建造下部的蛇纹石化大理岩之中。本研究对矿区内外的伟晶岩和变粒岩中的电气石进行了LA-MC-ICP-MS硼同位素微区原位测试,分析了矿床成因;同时对栾家沟矿段矿体上盘含电气石变粒岩和斜长角闪岩进行了SHRIMP锆石U-Pb定年,探讨了成矿时代。得到以下数据和认识:1矿区伟晶岩中电气石的δ11 B为10.9‰~12.7‰,变粒岩中电气石的δ11B为5.7‰~7.6‰,矿区外伟晶岩中电气石的δ11B为-9.9‰~-9.2‰,变粒岩中电气石的δ11 B为-8.3‰~-5.9‰。硼同位素组成往外降低的现象说明,围岩及侵位其中的伟晶岩的B同位素组成均受硼矿床影响,硼矿可能是海相蒸发沉积成因;2含电气石变粒岩核部岩浆锆石的207 Pb/206 Pb加权平均年龄为2174±10Ma,代表了辽吉裂谷早期的火山喷发时代,亦大致代表了初始的含硼蒸发岩的沉积时代上限,根据硼同位素研究结果,可将宽甸地区硼矿的初始沉积成矿时代限定在2.17Ga;3斜长角闪岩重结晶锆石207 Pb/206 Pb加权平均年龄为1869±28Ma,代表了吕梁运动所引起的区域构造热事件和混合岩化作用的时间。     

陷落柱的地震识别技术及其应用

通过地震资料解释的研究与实践,对华北石炭二叠系中陷落柱的地震识别技术及其应用情况,进行了较系统的分析和总结。这对今后正确分辨和圈定陷落柱具有一定指导意义。地震剖面、水平时间切片和沿层振幅切片、相干体技术、波阻抗反演技术等,在对陷落柱的发育部位及其空间关系的解释方面,各有其独特效果。山西某矿陷落柱相当发育,利用陷落柱的综合地震识别技术进行解释,效果明显。     

基于三维流-固耦合模型的油井出砂细观机制研究

油井出砂机制的研究是提高油藏产能和石油开采成本减小的关键课题,而常规的宏观力学理论和方法不能全面反映油藏开采过程中油井出砂的发生和发展。鉴于砂岩储层的物理性质和射孔试验特征,从岩土力学的角度建立基于柱坐标系的三维颗粒流数值模型,与理论分析成果进行比较,以说明该细观数值模型可行性,有效地模拟出砂过程中的渗流及流-固耦合效应。在该基础上,综合考虑流体压力梯度力和拖曳力,基于PFC3D模型模拟流体不同运动时的砂岩性态。数值分析得到的模型宏观应力图形说明流体运动对砂岩力学特性的影响不可忽略,且在相同条件下,流量越大,砂岩的塑性区越大,形成砂岩破坏出砂的几率也越大。同时,不同工况的砂岩黏结分布和颗粒转动图形表明,相同条件下流量越大,颗粒间平行黏结破坏越多,颗粒转动越大,失去黏结约束的颗粒也越多,出砂量就越大,可见两种细观特征图形与宏观应力图形变化规律一致,该模型可用于油井出砂机制的研究,可为出砂量预测及出砂控制提供新的研究思路。     

黑硼锡镁矿孪晶的电子衍射分析

黑硼锡镁矿是1985年在我国发现的一种新矿物,微孪晶特别发育,其电子衍射斑点往往具规律的分裂现像。用选区电子衍射获得[010]、[141]和[121]定向带轴电子衍射斑点分裂图,经矩阵分析,确定两套斑点分裂是由其呈挛晶结构关系所致,孪晶面为(101),属于面律孪晶,这种孪晶的微形貌由明场像(BF)得到证实。根据不同取向的电子衍射图,确定该矿物属单斜晶系,a_0=10.7,b_0=3.01,c_0=5.39,β=94.5°。上述挛晶结构特征及其晶体学数据与X射线单晶研究结果有很好的可比性。     

有色示踪剂在溶质运移实验中的数字图像识别和处理

文章介绍了不同浓度高锰酸钾溶液的数字图像RGB识别方法,并将此方法运用到标准砂介质中高锰酸钾溶液浓度的拟合识别。在实验后期,提出了用高斯模板进行数字图像平滑处理来获得更精确的实验数据。本实验为砂柱溶质运移实验提供了一种简便而有效的溶质浓度测量方法。