煤的激光微区质谱及其与飞行时间二次离子质谱的对比研究

作者首次使用激光微区质谱技术分析了煤中有机显微组分，描述了其谱图特征，发现不同地区煤样和同一地区煤样的不同显微组分其激光微区质谱（LAMMS）特征不同，反映了它们化学成分和结构上的差异。作者还将激光微区质谱技术（LAMMS）与飞行时间二次离子质谱（TOFSIMS）技术的优缺点作了初步对比，认为TOFSIMS／LAMMS两种技术结合起来是煤的微区分析较好的选择。     

利用原子荧光光谱-电感耦合等离子体质谱法研究济南市大气干湿沉降重金属含量及年沉降通量特征

大气降尘是地表土壤重金属元素的重要来源,研究大气降尘中重金属元素的地球化学特征并进行源解析对制定污染防控政策具有重要的指导作用。本文采用原子荧光光谱法、电感耦合等离子体质谱法、X射线荧光光谱法分析济南市大气干湿沉降中8种重金属(砷镉铬铜汞镍铅锌)含量特征;采用相关分析及主成分分析方法对大气干湿沉降重金属进行源解析。结果表明,大气干湿沉降物中镉铬铜汞镍铅锌平均含量分别为2.07 mg/kg、135.9 mg/kg、65.7 mg/kg、218.6μg/kg、110.7 mg/kg、380 mg/kg,显著高于土壤背景值,且富集程度高,明显受人为活动污染。镉铜汞铅主要来源于燃煤,砷铬来源于道路尘,镍来源于土壤,锌来源于交通尘;燃煤和道路尘对大气降尘的贡献率为50.13%,两者是济南市大气降尘污染的主要来源。大气干湿沉降对城区表层土壤中镉汞铬铅锌及砷的含量水平影响显著,其中锌年沉降通量最高(均值148 mg·m-2·a-1),汞年沉降通量最低(均值0.085 mg·m-2·a-1),且镉汞含量增长速率较高;大气干湿沉降对砷铬在土壤中的累积影响显著。     

高精度稳定锶同位素分析方法综述

近年来稳定Sr同位素在同位素地球化学领域越来越受到重视,在表生地球化学、古环境、考古学、地球内生作用及陨石等方面研究都取得了重要成果,这得益于高精度稳定Sr同位素分析方法的发展。文章总结了δ88/86Sr分析方法的关键技术要素。在化学提纯方面,文献中广泛使用Sr特效树脂,用离子交换法实现Sr元素的分离提纯,但Sr特效树脂价格昂贵,且具有难以消除的记忆效应,建议用阳离子树脂代替;在质谱分析方面,主要使用多接收电感耦合等离子体质谱（MCICP-MS）和热电离质谱（TIMS）进行测量,MC-ICP-MS测量具有比TIMS更高的测量效率,但是测量精度略低;对于质量歧视校正,目前使用较为广泛的方法有标样—样品间插法、Zr元素外部校正法以及双稀释剂法,其中双稀释剂法具有较高的测量精度,但在MC-ICP-MS上应用的相关研究较少。目前还缺乏对国际标准样品的δ88/86Sr的详细对比。因此,优化分析流程、提高测量精度以及更多标准样品δ88/86Sr的测定是需要加强的工作。     

江西相山铀矿田河元背地区流纹斑岩地球化学、锆石U Pb年龄及Hf Sr Nd同位素特征

在江西相山铀矿田河元背地区实施的CUSD3钻孔,发现其深部存在晚期侵入到打鼓顶组流纹英安岩、凝灰岩、泥质粉砂岩中的流纹斑岩。利用激光等离子质谱分析技术(LA ICP MS)测得流纹斑岩的锆石206Pb/238U年龄为(1318±07)Ma (MSWD=041),晚于前人所测的鹅湖岭组碎斑流纹岩年龄。该流纹斑岩具有高硅、富钾、铝过饱和等特点,还表现出高场强元素Rb、Th、U、La、Ce、Nd和LREE富集,Ba、Nb、Sr、P、Ti等元素亏损以及δEu明显负异常的特点。锆石的εHf(t)值介于 -677~-1038之间,对应的二阶段Hf模式年龄TDMC介于1 619~1 846 Ma,岩石的ISr值为0710 92~0712 01,εNd(t)值为-818~-919。其稀土元素、微量元素分布模式及同位素特征与前人报道的碎斑流纹岩特征类似,暗示流纹斑岩与碎斑流纹岩具有相同的物质来源。以上特征说明河元背地区流纹斑岩形成于早白垩世造山运动碰撞后伸展阶段,为深部硅铝质地壳部分熔融的产物。相山西部流纹斑岩的发现,可以推测该区或许存在一个次级火山机构。     

莺歌海盆地上新统双壳类贝壳的锶含量及其意义

锶（Ｓｒ）是碳酸盐沉积物及软体动物介壳中的重要微量元素之一,Ｓｒ含量和Ｓｒ／Ｃａ比值的变化明显受沉积相的控制。因此,锶作为地球化学指标具有一定的环境意义。通过对南海北部莺歌海盆地莺６井上新统双壳类贝壳中的Ｓｒ含量和Ｓｒ／Ｃａ比值的变化与环境、成岩作用关系的研究,发现莺歌海盆地上新世沉积环境为上陆坡→潮下带→潮间带,所得结论与双壳类的生态环境和地层沉积相的综合分析结果一致。     

氧同位素在岩石成因研究的新进展

通过氧同位素分析可以对岩石的成因进行认识,使之成为岩石学研究的一个强有力工具。根据花岗岩的氧同位素高低可以判断其来源于变沉积岩还是变火成岩;对于一个复式岩体,如果不同期次岩石的氧同位素组成存在明显变化,可以有效地判断该岩浆在演化过程中存在不同来源物质的混染,因为岩浆从镁铁质成分向长英质成分的化学分异过程,不会引起明显的氧同位素分馏,分馏值一般不超过0.3‰。氧同位素分析手段从常规BrF₅法,到激光探针BrF₅法,再到离子探针分析法,对岩石矿物样品从全熔分析到微区分析的发展,显示了它们的发展历程和各自的优势及应用范围。本文介绍了氧同位素的不同分析方法,以花岗岩(流纹岩)和变质岩的研究为例阐述了氧同位素分析技术的发展。苏州花岗岩利用全岩和造岩矿物常规氧同位素分析方法得出其为低δ¹⁸O和正常δ¹⁸O岩浆成因的不同认识,近年通过锆石激光氧同位素分析技术,获得岩浆锆石的δ¹⁸O平均为4.92‰,证实其来源于壳源的低δ¹⁸O岩浆。类似地,利用全岩和造岩矿物常规氧同位素分析方法得出的观点难以解释美国黄石高原低δ¹⁸O流纹岩中矿物颗粒间和颗粒内部的氧同位素变化,该氧同位素变化只能通过离子探针矿物微区原位分析得出。在变质岩研究方面,通过激光探针氧同位素分析,人们普遍认为苏鲁造山带变质岩极负的δ¹⁸O值是在新元古代原岩形成时获得的,但是最新的离子探针锆石原位氧同位素分析表明苏鲁造山带变质岩极负的δ¹⁸O主要是在三叠纪超高压变质作用过程中获得的。今后单颗粒矿物尺度上的氧同位素组成分布规律将是氧同位素研究的发展方向。     

冀北东猴顶A型花岗岩成因：岩石地球化学、锆石 U Pb年代学及Sr—Nd—Pb—Hf同位素制约

本文对河北丰宁地区前人所定的东猴顶正长斑岩和石英正长斑岩进行了岩石学、锆石U Pb年代学、元素地球化学以及Sr—Nd—Pb—Hf同位素分析。LA MC ICP MS锆石U Pb测年和岩石学显示东猴顶岩体为早白垩世（~129Ma）钾长花岗斑岩,而非前人认为的侏罗纪—白垩纪正长斑岩和石英正长斑岩。东猴顶岩体具有高硅（6907%~7300%）、富碱（Na2O+K2O：900%~1056%）和FeO（全铁）/MgO比值大的特征,属高钾钙碱性系列;岩石富集轻稀土,负铕异常明显（δEu：025~041）,相对富集K、Rb等大离子亲石元素和Zr、Hf、Th、U、Y等高场强元素,亏损Ca、Ba、Sr、P、Ti、Cr、Ni、Co等元素,Ga/Al比值高,具A型花岗岩特征,可能形成于伸展环境构造体制。岩体n（87Sr)/n(86Sr）i=070815~071197,εNd（t）值为-132~-168,对应的二阶段模式年龄（T2DM）为20~23Ga;全岩n(206Pb)/n(204Pb)i=16745~16765,n(207Pb)/n(204Pb)i=15372~15394,n(208Pb)/n(204Pb)i=37706~37794;锆石Hf同位素组成为εHf（t）值=-207 ~ -92,二阶段模式年龄（TDMC）为19~26 Ga。同位素特征表明岩体源岩可能主要来自壳源物质。考虑到华北克拉通东部地壳生长的主要时期为新太古代,因此,东猴顶岩体的岩浆来源于太古代地壳物质和部分亏损地幔物质的混合源区,是华北克拉通北缘中生代岩石圈强烈减薄、地壳伸展作用的结果。     

红石峡水库水质污染评价

榆林市水资源短缺且分布不均,生态环境脆弱,四分之三需水量由红石峡水库供给。经过采取水库流域地下水7个样点以及地表水14个样点,采用层次法分析以及模糊综合评价法,分析了榆林红石峡上中下游水质的目前现状。地下水水质普遍在I-II级,水质较好;地面水水质多数Ⅱ-Ⅲ级。上游工厂众多,水质较差;中游污染源较少,水质良好,下游以村庄城区面源污染严重,水质差,上下游水质局部IV-V级。库区各污染物风险率排序为：砷→镉→铬→氟化物→铅→汞→氨氮→氰化物→挥发酚,本区水质对人体健康存在风险。     

应用微动H/V谱比法和台阵技术探测场地响应和浅层速度结构

为了快速而且廉价地获取北京市详细的场地响应和浅层速度结构,应用于地震动模拟和地震灾害预防,我们开展了微动观测技术和处理方法研究.本文利用2007年夏季北京五棵松地区进行的几个微动观测实验数据,使用单台H/V谱比法分析场地的卓越频率及其对应的放大系数,并对比了不同地震仪和观测时间对H/V曲线的影响;应用高分辨率F-K频谱分析方法从微动台阵数据中得到Rayleigh波的频散曲线并使用邻域算法反演出浅层速度结构.H/V结果表明该地区卓越频率在2.1～2.2 Hz之间,对应的放大系数下限约为3;利用微动H/V方法得到的场地卓越频率具有较高的稳定性.微动台阵反演结果给出了比较合理的波阻抗界面深度和层平均速度结构,认为地下80多米处的波阻抗界面是决定场地卓越频率和其场地放大系数的主要界面.本研究表明微动技术应用于评估城市地震场地响应和浅层速度结构是可行且易于实施的.     

地震动加速度幅值对土坡失稳后滑坡体大小及致灾范围的影响

地震滑坡的致灾范围是判断滑坡能否会对已有建构筑物造成损失、确定预警疏散范围的重要依据,因此对地震土坡破坏后的滑坡体大小和致灾范围进行研究具有重要的意义.本研究基于SPH动力分析方法,结合弹塑性本构模型和固体力学控制方程建立了地震土坡破坏的动力分析模型;通过设置振动边界粒子和自由场边界粒子,实现了地震动加速度的施加以及自...