非传统稳定同位素分析技术要点

高精度高质量的同位素分析技术是开展非传统稳定同位素地球化学工作的前提。同位素分析是不断提取样品真实信息的过程,包括样品制备、化学分离、质谱测定和数据处理4个基本步骤。在同位素分析过程中,每一环节都有可能引入空白或者污染,或造成同位素分馏,引发信息“失真”。为了准确获得样品的真实同位素组成,必须有效避免污染并精准校正在分析过程中可能的干扰。以Ca同位素为例,在总结前人工作的基础上,探讨了各个步骤所涉及的分析要点,为建立其他同位素体系的分析方法提供参考,为后续储库探讨、机理解析及应用研究提供技术支撑。     

华北地幔捕虏体Fe-Mg-Ca同位素研究进展

近年来,得益于同位素分析技术和质谱仪器性能的提高,使得铁（Fe）、镁（Mg）和钙（Ca）等非传统稳定同位素的高精度测量成为可能,并很快在地球化学、天体化学和生物地球化学等研究领域取得了丰硕的成果。本文通过对比分析来自华北克拉通不同地区不同类型地幔捕虏体的Fe、Mg和Ca位素组成特征,揭示华北克拉通岩石圈地幔Fe、Mg和Ca同位素组成不均一性的成因,并在此基础上,探讨华北大陆岩石圈地幔演化过程如部分熔融、橄榄岩-熔体反应过程、熔体的性质和来源等科学问题,为华北克拉通岩石圈的演化过程提供新证据。

     

白云鄂博富稀土元素碳酸岩墙的 碳和氧同位素特征

重点解剖了一条距白云鄂博超大型REE-Nb-Fe矿床东矿北东方向2 k m、切割白云鄂 博群H1及H3岩性段的细粒方解石碳酸岩岩墙的碳和氧同位素地球化学特征。结果表明,碳酸 岩的碳同位素组成变化范围较小(δ13C值为－6.6‰ ～ －4.6‰),与正常地幔碳δ 13C值－5±2‰一致;而氧同位素组成变化范围较大(δ18O值为11.9‰～17.7‰ ),显著高于地幔的δ18O值5.7±1.0‰,表明碳酸岩浆在结晶过程中或之后曾与 低 温热液流体发生了同位素交换。碳酸岩墙中白云石与方解石之间的碳和氧同位素分馏均小于 0‰,处于不平衡状态,说明该碳酸岩墙中的白云石与方解石并非同成因矿物,白云石可能 为次生成因的。     

珊瑚荧光的古降水记录

珊瑚作为热带海洋气候环境的信息载体，不仅记录了过去海洋信息，也记录了陆源环境信息。Isdale于1984年在《Nature》杂志上发表论文阐明珊瑚的黄绿荧光记录了Burdekin河的径流量变化以后，国际上对珊瑚荧光的研究逐渐发展起来，并取得了不少成果。研究表明，利用珊瑚荧光所提供的信息，可以重现过去大陆沿海的降雨变化情况、干旱或洪涝的变化旋回及入海河流的径流量变化。这对研究并重建过去气候环境、预报未来的气候变化趋势有着重要的意义。本文评述了国外对珊瑚荧光的研究进展、报道了本实验室进行了初步工作，同时，对珊瑚荧光作为环境地球化学新的代用指标所潜在的应用前景进行了讨论。     

不同类型球粒陨石钙同位素组成特征及对比研究

准确限定球粒陨石的Ca同位素组成对于研究太阳星云物质演化和行星形成都具有重要意义。选取7块典型的球粒陨石,包括3块CV3型陨石(Leoville、Allende和Vigarano)、1块CM2型陨石(Murchison)、1块CO3.2型陨石(Kainsaz)、1块EH4型陨石(Indarch)以及1块H4型陨石(LaPaz Icefield 03601),进行了Ca同位素组成的研究。其中, Kainsaz、Leoville和LaPaz Icefield 03601共3块陨石的Ca同位素组成是首次报道。结果显示:(1)在增大样品量以规避"样品量效应"的情况下,我们对CV群球粒陨石Ca同位素组成进行更加精确的制约,δ^44/40Ca的平均值为0.45‰±0.04‰(n=3, 2SE);(2)碳质球粒陨石的Ca同位素组成相对于硅酸盐地球偏轻,从CV群(0.45‰±0.04‰, 2SE)、CM群(0.73‰±0.04‰, 2SE)到CO群(0.78‰±0.03‰, 2SE)逐渐变重,可能与不同化学群陨石中富钙铝难熔包体(CAIs)丰度的变化有关;(3)顽火辉石球粒陨石和普...     

新仙女木事件在罗布泊湖相沉积物中的记录

通过对罗布泊CK-2钻孔湖相沉积物磁化率、粒度、碳酸盐和有机质含量的测定以及地球化学元素的多元统计分析, 探讨了我国西北极端干旱区域的环境对全球气候变化的响应.结果显示各代用指标均一致揭示了发生在12.8~11.6kaBP间非常明显的低温期, 且降温幅度大, 变化迅速.这次冷事件在时间坐标以及发生特点上都与格陵兰冰心记录的末次冰消期中的新仙女木事件相对应, 为新仙女木事件的全球性特征提供了新的证据.这说明在我国新疆的极端干旱区, 其气候与环境的变化也与北半球高纬度地区有着密切的联系; 由主成分分析结果, 揭示了我国西北地区的西风气候区有别于东南季风气候区的水热配置特点, 即冷期湿润, 暖期干旱, 并提出了该事件信号从北大西洋传送到罗布泊地区的潜在机制.      

钾、钙同位素体系定年和示踪的研究进展

阐述了 K- Ca同位素体系的分离和测定方法 ,以及对海洋火成岩、大陆和月球花岗岩、碳酸盐岩、化学和碎屑沉积矿物的定年和 εCa示踪的研究结果。对比常用的微量元素构成的定年和示踪体系 ,如 Rb- Sr、Sm- Nd、U- Pb,由主量元素 K和 Ca组成的同位素体系 ,有其特殊的地球化学行为 ,以至在岩石成因、物质来源、板块碰撞、壳幔作用、岩体折返等重要的化学地球动力学过程研究中 ,赋以新的信息和启示。随着测试技术的不断提高 ,K- Ca同位素体系可在探索相关的地质和环境科学的课题中 ,发挥积极的推动作用。     

普通球粒陨石NWA15004岩石矿物学特征及球粒类型研究

普通球粒陨石是目前发现数量最多的陨石,对认识早期太阳星云演化和太阳系物质成分具有重要的意义。Northwest Africa (NWA) 15004是一块非洲西北部新发现的普通球粒陨石。本次研究使用光学显微镜、电子探针以及扫描电镜等分析仪器对该陨石进行详细的岩石学、矿物学及球粒特征研究。结果表明该陨石球粒轮廓较为模糊,基质重结晶明显,橄榄石平均Fa值为25.4 mol%(PMD为2.65%),低钙辉石的平均Fs值21.3 mol%(PMD为3.95%),硅酸盐矿物化学成分较为均一,根据岩相学及矿物学特征将其划分为L5型普通球粒陨石。橄榄石和辉石颗粒发育波状消光和面状破裂,且观察到有熔融囊的出现,表明该陨石受到S3以上的冲击变质作用。球粒的成因和形成的星云环境需要准确的球粒类型划分,球粒按结构类型分类较多,但其化学成分均一,该陨石所有球粒的橄榄石辉石的Mg^#约为74.5,均为Ⅱ型富铁球粒,结合“CIPW标准”计算基质化学成分均为A5型球粒。利用共生单斜辉石和斜方辉石矿物对成分特征计算得到NWA 15004陨石热变质平衡温度为814℃,说明该陨石母体经历了较高程度热变...     

安徽沙溪斑岩铜矿床的构造屏蔽控矿作用

通过对沙溪斑岩铜矿床的研究,提出四级控矿构造和构造岩石屏蔽、背斜核部控矿定位的模式及其依据,运用此模式预测了沙溪矿床邻区一个柚似的成矿远景区,初步证明了本文提出的成矿模式。     

同位素地球化学发展趋势

本文回顾了近年来国际国内同位素地球化学发展的趋势,指出了国内同位素地球化学研究的新的生长点、研究思路和研究方向,展望了国内同位素地球化学发展前景。