U、Th同位素在沉积物定年中的应用

全球气候变化已成为当前研究的热点问题,为预测未来气候的变化趋势,有必要对过去气候变化进行深入的研究,而这又基于可靠的年代学成果,故而年代尺度的高灵敏度、高精密度的测量成为当前迫切需要解决的课题之一.U-Th定年技术在14C年代测定(通常仅适用于＜50 ka的沉积物年代测定)和39Ar/40 Ar法或裂变径迹年代测定(一般用于＞500 ka的火山堆积物)之间提供了一种年代测定的桥梁.U-Th定年技术在50～500ka测年范围内是首选.主要介绍了国内外热电离质谱法(TIMS) U-Th定年技术、单接受器电感耦合等离子体质谱技术(SC ICP-MS)和多接受器电感耦合等离子体质谱法(MCICP-MS)、U-Th定年法在沉积物领域中的研究概况,并对α谱仪、TIMS、SC ICP-MS、MC ICP-MS U-Th定年技术在测量时间、测量精度、样品需要量等方面进行比较.     

有机组分二次离子质谱特征及其裂解机理

二次离子质谱(SIMS)技术近年来被广泛用于分析煤和油气烃源岩有机组分化学成分和结构特征.在介绍SIMS质谱图解析方法的基础上,分析了有机组分二次离子组成特征;在综合研究有机组分SIMS质谱图特征的基础上,应用化学动力学原理对有机组分SIMS质谱裂解机理进行了探讨.结果表明:有机组分以芳香核为基本结构单元,且含有杂环并带有多种含氧基团和支链;有机组分SIMS质谱裂解由其复杂大分子结构中烷基苯不同化学键的解离能大小决定的;有机质结构中α碳和β碳之间的α—p键和支链碳的C—C键解离能最弱,有机化学结构中的α-β键和支链碳的C—C键容易断裂;与苯环相连支链中,(C6 H5) CH2—C2H5结构中的α-β键和支链碳的C—C键容易断裂而形成(C6H5)CH2-(91)、C2H5-(29)和CH3-(15)等碎片离子,这也是有机组分SIMS质谱图中最主要的碎片离子峰.     

基于FT-ICR MS表征达古冰川冬春季节表层雪中DOM分子组成变化

分析冰川中溶解性有机质(dissolved organic matter, DOM)的迁移转化特征是评估冰川消融对下游生态环境效应的重要依据,但冰川表层雪中DOM在冬春季节的迁移转化特征尚不明确。本文以达古冰川冬春季节表层雪和春季冰川径流为研究对象,使用傅里叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR MS)对表层雪和径流中DOM进行分子层次表征。结果显示:达古冰川冬春季节表层雪中DOM化学组成非常丰富,主要包括脂类、多肽类、不饱和烃类,还含有少量的酚类、多环芳烃类和糖类,来源包括微生物活动和陆源性输入。春季径流中DOM的主要来源是陆源性输入,受人类活动影响较大。分析不同季节表层雪DOM的分子组成变化,发现冬季低温环境有利于表层雪中脂类、多肽类和含S类DOM分子的富集,春季气温升高则有利于表层雪中多肽类、不饱和烃类和含N类DOM分子的富集。比较春季径流和表雪中DOM的分子组成变化,发现径流中杂原子类DOM含量降低,微生物来源的脂类和多肽类DOM含量降低,陆源性的酚类和多环芳烃类含量显著增加,说明径流中DOM的生物活性降低而光反应活性增加。因此随着冰川持续消融大量的冰川融水将DOM带入下游水环境...     

中国原生金刚石的碳同位素组成及其来源

中国两大主要的原生金刚石产地--山东蒙阴和辽宁复县产出有大量的高质量金刚石.通过对这些纯净金刚石碳同位索组成的激光消熔质谱分析,发现这些地区单颗粒金刚石普遍存在碳同位素组成环带,而且含固态矿物包裹体的金刚石比不含包裹体的金刚石的环带结构更为明显;同时揭示了形成这些金刚石的碳来源于地幔深部,即幔源碳,而无来自地表的由重循环作用形成的壳源碳.     

土壤样品中稀土元素的高分辨电感耦合等离子质谱分析及其不确定度的评定探讨

在敞开体系中,用HF、HNO_3和HClO_4溶解电感耦合等离子体质谱法同时测定土壤样品中的15种稀土元素.在高分辨等离子体质谱仪(Element2)上建立了土壤样品中稀土元素含量的ICP-MS分析方法,经土壤国家一级标准物质分析验证,结果与标准值相符,测定的15种稀土元素的相对标准偏差均小于10%,加标回收率为96.5%~114.7%.实验表明,该方法不但操作简便快速,而且具有灵敏度高、检出限低,重现性好等优点,举例说明了测量不确定度的评定程序.     

静电场轨道阱质谱在水中溶解性有机质表征中的应用进展

溶解性有机质(Dissolved Organic Matter,DOM)在水生生态环境中广泛存在,影响着水环境中多种物质的生物地球化学性质.分析其组成与含量具有重要的生态环境意义,是生态环境科学领域研究的热点.溶解性有机质组成非常复杂,其分子组成的解析一直是难题.近年来,具有高分辨率、高灵敏度、高通量、高扫描速率等特性...     

纳米TiO2分离富集ICP-MS法测定河口环境样品中重金属研究

建立了以纳米二氧化钛（TiO2）作为吸附剂填充微柱,电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）法测试Cu^2＋,Cd^2＋,Pb^2＋和Ni^2＋离子的分析方法．考察了不同pH值、洗脱液浓度、样品流速、体积和外源干扰离子的影响,实验结果表明在pH值8～10范围内待测离子可被TiO2定量吸附,2．0molL^-1HNO3可将吸附在微柱上的待测物完全洗脱,优化条件下本方法对溶液中Cu^2＋,Cd^2＋,Ph^2＋和M^2＋离子检出限分别为：0．02,0．01,0．01,0．02μgL～,相对标准偏差小于2％（n=7）,富集系数50倍．对水系沉积物标准物质（GBW07310）的测定值与标准值相一致,方法具有简便、快速,灵敏度高,重现性好的优点,可满足河口水体与沉积物样品中痕量金属元素定量分析的要求．     

山东金刚石碳同位素组成的二次离子质谱显微分析

华北克拉通山东金刚石晶体生长的多阶段性及碳同位素组成已被人们关注,但很少有人对不同阶段金刚石及其内部的碳同位素组成变化进行分析。本文利用二次离子质谱(SIMS)微区分析技术对山东金刚石晶体内部不同阶段生长的δ13C进行了原位测试分析,得出山东金刚石δ13C的变化范围在-5.6‰～-2.01‰,平均值为-3.63‰,与前人对华北克拉通金刚石碳同位素组成测试值(δ13C在-14.71‰～-0.46‰,主要集中在-9‰～-4‰之间)大致相同,位于全球橄榄岩型金刚石及幔源碳同位素组成主要范围(-8‰～-2‰)内。结合金刚石生长环带阴极发光图像,认为金刚石自核心部位至边缘,在同一期生长环带内,其δ13C值呈变重趋势;在多期复杂生长环带之间,δ13C值因结晶时的地质环境不同而存在差异。δ13C值的这种变化揭示了该地区金刚石复杂的生长环境,为解析华北克拉通地幔碳循环提供了定量数据。     

电感耦合等离子体质谱仪的时间漂移效应研究

时间漂移效应是电感耦合等离子质谱仪分析过程中产生数据误差的主要因素之一。文章针对不同元素的时间漂移规律、漂移机理等问题,开展了系统的实验研究。结果显示：（1）不同元素随时间漂移的程度存在明显差异;（2）漂移程度与元素的质量数呈相关性;（3）不同元素在等离子体中的分布特征有较大差异,差异可能与元素在等离子体中的扩散行为相关,除了不同元素分布特征有差异外,元素在等离子体中的分布也不稳定,两者结合可能是导致时间漂移的重要影响因素。最后发现时间漂移不受元素浓度大小的影响。该研究对于理解电感耦合等离子质谱的时间漂移及其解决方案具有重要的参考意义。