六氟化硫法测量33S/32S、34S/32S和36S/32S的方法研究

六氟化硫法是测量硫同位素组成的新方法。与传统的二氧化硫法相比，六氯化硫法有灵敏度高，准确度高，能同时测定扩δ³³S、δ³⁴S和δ³⁶S的优越性。本文介绍了国内第一台同位素分析用的六氟化硫制样装置，并报导了对硫化银、黄铁矿、黄铜矿、陨硫铁、方铅矿和闪锌矿等天然硫化物用六氟化硫法进行硫同位素测定的结果。结果表明，我们的装置和方法达到了国际上现有的水平，并在操作的方便性、可靠性及样品适用范围方面有所改进。     

238U/235U分馏及其地质应用

铀是自然界中天然存在的最重的放射性元素。传统观点认为²³⁸U/²³⁵U是不分馏的,但近些年的研究发现自然界中铀同位素分馏δ^238/235U可达1.3‰,远大于多接收电感耦合等离子体质谱仪（MC-ICPMS）的测试精度±0.2‰（2σ）。铀同位素的分馏机制与核场效应有关,自然界中最大的δ^238/235U分馏发生在氧化性沉积物（形成于氧化环境下的大洋锰结核富集轻铀同位素）和还原性沉积物（形成于还原环境下的黑色页岩富集重铀同位素）中,次氧化性沉积物和海水中δ^238/235U的分馏则小于前两者。由于具有对氧化-还原环境较敏感的特性,铀同位素被认为是理想的反演古海洋及古大气氧化还原环境变化的手段之一。δ^238/235U在形成于不同氧化-还原环境的高温型铀矿床（比如岩浆型）和低温型铀矿床（比如砂岩型）之间存在明显的同位素分馏,此特征可以作为确定铀矿床类型的重要依据。铀同位素分馏现象的发现,提示人们在应用Pb-Pb体系进行年轻地质体高精度测年时需要考虑到铀同位素分馏对测年精确度的影响。文章对近年来有关²³⁸U/²³⁵U的研究成果做了详细介绍,以推动铀同位素体系在地球科学领域的研究和应用。     

准噶尔盆地周边硅质岩激光40Ar/39Ar法定年

由于较低的钾元素含量以及过剩氩的存在,长期以来对硅质岩的40Ar/39Ar定年一直存在较大难度。近年来,由于仪器水平的不断提高,新实验技术和方法的应用,特别是激光全熔40Ar/39Ar定年技术的应用,40Ar/39Ar定年方法具有了足够高的测试精度和稳定的低本底水平,可以满足测试极低钾元素含量的硅质岩样品的要求。利用多组矿物颗粒测试数据计算等时线年龄的方法可以很好地去除过剩氩对硅质岩年龄的影响。本文利用激光全熔40Ar/39Ar定年方法对新疆准噶尔盆地边缘的两个硅质岩样品进行了定年研究。采自白碱滩地区的08BJT-3样品的年龄测试结果为294±14Ma,该年龄结果与硅质岩样品所处的晚石炭世地层沉积年代基本一致。采自卡拉麦里地区的KML-2样品的年龄测试结果为266±14Ma,该年龄结果与强烈变形改造硅质岩样品的卡拉麦里构造变形带活动年代十分一致,表明激光全熔40Ar/39Ar定年方法可以准确地对硅质岩进行定年。     

琼北火山岩激光40Ar/39Ar定年研究

新生代以来,雷琼地区多次、大量地喷发了一系列火山岩。前人主要基于K-Ar法对此划分了期次。本文采用激光40Ar/39Ar年代学方法,对琼北火山岩区进行了精细定年研究。低本底激光40Ar/39Ar法能够对低钾含量,极少量样品(毫克级)进行精细测定,非常适合极年轻火山岩的定年工作。结果显示的火山岩激光40Ar/39Ar法高质量数据表明琼北火山喷发活动时限跨越1.3～0.052Ma。在比较了表观年龄与等时线年龄差异之后,本文给出了年龄推荐值。正如测试数据所显示,本地区新生代火山岩普遍存在40Ar和36Ar过剩的问题,此时只有等时线年龄才代表喷发的真实年龄。     

137Cs及210Pbex方法湖泊沉积计年研究新进展

The ¹³⁷Cs and ²¹⁰Pb_ex techniques are widely employed for dating recent sediments of lakes. There is important provision to gain dating results correctly with the sampling device of no-disturbing sediments and the sample separation of high precision. The secondary peak of ¹³⁷Cs in sediment horizon of 1975 could be as an assistant dating time marker. Most part of ¹³⁷Cs in sediments is at stable position which provides reliability for ¹³⁷Cs dating time marker. The post-depositional remobilization of ²¹⁰Pb could lead to the lower rate of sediment accumulation in seasonal anoxic hypolimnia of lakes.The transformation of Pb species has provided the geochemical condition of its diffusion in the processes of early diagenesis. The diffusion mechanism of Pb-Po is controlled by cycling Fe-Mn, respectively.     

雷州半岛第四纪火山岩激光40Ar/39Ar等时线定年研究

雷州半岛是我国新生代火山岩最重要的分布地区之一,火山活动主要集中在中晚更新世。前人对雷州火山岩的年代学研究以K-Ar法为主。研究表明,雷州火山岩测年结果大致分布在0.38～3.04Ma范围内。根据地层和火山岩层的叠置关系,雷州第四纪火山岩由于覆盖在被确定是1.87Ma和0.76Ma沉积的地层之上,故火山岩年龄应小于该地层年龄。K-Ar法定年结果与雷州地区地层叠置关系存在矛盾。本文通过对雷州半岛第四纪火山岩进行野外考察及采样,利用激光40Ar/39Ar年代学方法进行了精细定年。结果表明,雷州火山岩的喷发主要集中18万年前后。定年结果还表明,对于年轻样品,基于尼尔值计算的K-Ar年龄及40Ar/39Ar表观年龄偏老,等时线年龄相对较为可靠。对同一样品的斑晶、基质作斑晶-基质等时线计算,只有在斑晶基质满足同源条件时才有意义。本文首次提出,通过对比未照射样品的初始36Ar/38Ar值的均一性,以检验样品是否同源,确认斑晶-基质等时线年龄的可信度。据此,等时线的处理方法可以推广应用于特定区域内全部同源同时样品。     

内蒙古锡林郭勒晚新生代熔岩台地40Ar/39Ar年代学研究

内蒙古锡林郭勒盟达里诺尔与阿巴嘎新生代大规模熔岩溢流火山作用形成数千平方千米的熔岩台地。本文利用⁴⁰Ar/³⁹Ar年代学测试技术以及ALOS-DEM数据研究熔岩台地时空分布规律。达里诺尔与阿巴嘎火山作用早期都有大规模熔岩溢流形成熔岩台地,晚期单成因火山作用形成零散分布的火山渣锥。贝力克牧场平顶山高低两级熔岩台地分别形成于～2.5Ma和～1.1Ma,阿巴嘎火山群熔岩台地形成于约6.2～7.5Ma。本文提出区域剥蚀模型解释在火山群边缘常见的多级熔岩台地的成因。火山作用与当地特殊气候引发的区域剥蚀共同作用造成多级熔岩台地地貌。     

北京大学AMS 14 C 国际比对样品测量*

介绍了北京大学加速器质谱(AMS)实验室参加国际原子能机构 (IAEA) 组织的第五届¹⁴ C国际比对样品测量的过程和结果,包括样品制备、小型¹⁴ C测量加速器质谱计装置和比对测量结果的统计分析等。北京大学的测量结果与IAEA加权统计平均值的偏差在1σ之内, 这一结果较客观地体现了我国¹⁴ C AMS年代测定在国际同类实验室中所处的地位。     

40Ar/39Ar年代学中几个重要问题的讨论

40Ar/39Ar年代学是同位素地质年代学中重要的两个"金钉子"手段之一(另一个为U-Pb法),广泛应用于重大地质事件、地质界线的精确定年,是确定地质年表的主要手段。40Ar/39Ar年代学测定的母体元素钾为常量元素,且实现分析时由于只需测定Ar同位素的比值,因而具有很高的分析精度,因此可以测定非常年轻(数千年)地质体的年龄。此外,由于在自然界中不易发生(物理、化学)反应的特性,Ar在矿物中的扩散可被准确地定量描述,因此40Ar/39Ar年代学也是热年代学的重要支柱,被广泛应用于地球深部物质上涌、折返、剥露、变质的冷却历史,率先提供了解析造山带、地壳作用过程等热历史的定量模型。这些特点使得40Ar/39Ar年代学成为地质年代学的三大支柱之一。那么,近年来该方法发展到了什么程度,其精确度和准确度达到了怎样的高度?为何年轻火山样品中极少发现过剩Ar?高压环境中的样品过剩Ar为何难以辨认?压力影响矿物的封闭温度吗?缓慢冷却K-长石的年龄谱是否可以真实地反映岩体所经历的热历史?多重扩散域模型(MDD)遇到了哪些挑战、该如何应用?40Ar/39Ar法和U-Pb法在构造热过程研究中有何不同的应用?本文对这些问题进行了思考和讨论,以期推动大家对40Ar/39Ar年代学的深入探索,推动其在我国地质研究中的应用。     

36Cl断代法

本文讨论了³⁶Cl的成因、³⁶Cl断代法的原理及其在第四纪年代学中的应用范围和测试方法，重点论述了大陆蒸发盐的³⁶Cl断代法。作者等曾应用该法测得了柴达木盆地1．4MaB．P．以来的石盐年龄。该法也已在冰碛物、火山岩等第四纪地质体的测年中获得了成功。有理由可以相信³⁶Cl断代法将在第四纪年代学研究中得到更广泛的应用。     

14C测年技术新进展

¹⁴C测年技术的进展主要表现为3个方面：1)¹⁴C常规测定技术向高精度发展比较成熟，目前已可以普及；2)加速器质谱技术的建立和普及，使测定要求的样品碳量减少到mg级，甚至μg级，虽然目前的精度尚未超过常规方法，但由于所需样品量极少，测定时间短而工效高，大大拓宽了应用范围；3)高精度¹⁴C－树轮年龄校正曲线的建立，不但可将样品的¹⁴C年龄转换到日历年龄，而且对有时序的系列样品的¹⁴C年龄数据通过曲线拟合方法转换到日历年龄时年龄误差大为缩小。     

热电离质谱法测定龋齿牙釉质87Sr/86Sr同位素比值

锶同位素已经成为国际考古学界用于探索人和动物迁移活动和食谱组成的主要方法。本文利用锶特效树脂(Sr-Spec), 建立了快速分离富集于人龋齿中的微量元素锶, 并测定87Sr/86Sr的有效方法。采用硝酸-高氯酸体系消解龋齿样品, 利用锶特效树脂(Sr-Spec)快速分离富集龋齿中微量元素锶(Sr), 最后采用IsoProbe-T固体热电离质谱计测定龋齿87Sr/86Sr同位素比值。实验结果表明, 不同年龄和性别龋齿牙釉质的87Sr/86Sr同位素比值在0.710935~0.711034之间较小区间范围, 基本趋于稳定, 说明生活在相同地质背景的人或动物, 其机体内Sr同位素比值接近。男性龋齿牙釉质87Sr/86Sr比值随着年龄的增长有微小的波动, 从0.710935升高到0.711031, 这些微小变化可能与样本人群的环境和生活习惯相关。     

用87Sr/86Sr研究海平面变化与全球对比问题

综述了近年来国际上在Sr同位素研究应用方面的新成果,着重讨论了如何应用海相沉积岩(物)87Sr/86Sr比值来研究海平面变化和全球对比问题。综合分析表明,海水Sr同位素组成受Sr的来源控制,海水87Sr/86Sr比值随时间变化与海平面变化有内在的联系,高频旋回(时限约2.0Ma)的87Sr/86Sr变化与三级海平面变化相对应。研究认为牙形石是分析Sr同位素组成最理想的样品,用之建立的87Sr/86Sr变化曲线最具全球对比意义。与国外相比,我国在这方面研究成果较少,但从地质条件分析,我国独有的一些地质记录,在古海平面变化和全球对比研究中占据着不可缺少或不可代替的地位,其中扬子地块西南缘二叠—三叠纪界限附近的87Sr/86Sr变化曲线,可以弥补国外一些学者建立的自显生宙以来全球海水87Sr/86Sr变化曲线在该时段存在的“断层”现象。     

河北平原地下水硫酸盐34S和18O同位素演化特征

地下水中硫酸盐的34Ss和18O在探寻地下水的水质演化规律、赋存环境特征方面具有重要的研究意义,笔者选取保定-河间-沧州-黄骅剖面采集深层地下水水样,分析测试了其主要阴阳离子含量、δ18O、δD、14C及δ34Sso42-和δ18Oso42-各项指标,在此基础上首次探讨了河北平原地下水中硫酸盐的硫、氧同位素分布特征与演化机理.研究发现研究区地下水硫酸盐的δ34Sso42-值沿地下水流向增大,δ18Oso42-值则在一个较小的范围内波动,最终接近一个常数值,二者间呈现较好的负相关关系;δ34Sso42-值随地下水14C年龄的增加而增加,δ34Sso42-则随地下水14C年龄的增加而趋于稳定;34Sso42-值与r(so42-)/r(C1-)的值呈负相关关系,δ18Oso42-值与r(SO42-)/r(C1-)的值则呈正相关关系.在研究区地下水中硫酸盐的34S和18O同位素的分布演变特征主要由SO42-和水之间的同位素交换反应、微生物硫酸盐的还原作用、硫化氢的再氧化作用所影响,其中微生物硫酸盐的还原作用的结果使地下水中的硫酸盐富集34S,SO42-和水之间的同位素交换反应是影响地下水的δ18Oso42-值的主导因素,使地下水的δ18Oso42-取决于地下水的氧同位素组成.     

来源物质控制的黄土酸不溶相87Sr/86Sr

陈骏等^[1]在黄土-古土壤序列的表生地球化学过程研究中指出,由于矿物在化学风化过程中的行为存在差异,Sr同位素比值的高与低能从一定程度上反映沉积物的风化强度,并据此可用于恢复东亚夏季风强度变化历史。但作为一种粉尘堆积,黄土物质在其源区即已经历过风化作用^[2],因此其Sr同位素比值应同时受控于源区和沉积区的风化作用;此外,同其他化学组成一样,我们有理由相信黄土颗粒的粗细变化也是其Sr同位素比值变化的主要控制因素。为了考察黄土硅酸盐矿物中。⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值的受控因素,本研究在中国黄土高原由南到北选取蓝田(109.32°E,     

云南维西大宝山铜矿40Ar/39Ar年代学及成矿物质来源

云南大宝山铜矿是雪龙山成矿带规模较大的浅成中低温热液型铜矿床。文章通过对该矿区黄铜矿+石英+方解石+菱铁矿矿脉中白云母进行⁴⁰Ar/³⁹Ar定年,获得白云母⁴⁰Ar/³⁹Ar法年龄为26±2.5 Ma,代表大宝山铜矿的年龄; H、O同位素分析结果表明成矿流体是以大气降水为主并含有部分岩浆水的建造水; S同位素分析结果表明,主要金属矿物的δ³⁴S值为-5.4‰～+1.3‰,表明成矿物质主要来源于深部岩浆; C同位素分析结果表明成矿流体主要来源于岩浆—地幔,并受大气降水影响。根据围岩蚀变及围岩中Cu丰度等特征,推断大宝山铜矿成矿物质主要来源于深部岩浆,成矿流体为岩浆水与大气降水的混合物。     

雷州半岛中西部第四纪火山岩的40Ar/39Ar年龄及地质意义

雷州半岛地区第四纪火山岩广泛分布,但对火山岩形成的时代还存在争议。文章利用高精度的激光阶段加热⁴⁰Ar/³⁹Ar法对雷州半岛中西部火山岩的年龄进行了测定,并结合与相邻地层的接触关系,划分了2个火山活动旋回。第Ⅰ旋回火山岩呈夹层产于湛江组内部,仅见于钻孔ZKC12中,岩性为橄榄拉斑玄武岩;第Ⅱ旋回火山岩在区内分布最广,覆盖在湛江组之上,⁴⁰Ar/³⁹Ar年龄为2.02～0.88 Ma,时代为早更新世早期至早更新世晚期,结合与周围地层的接触关系,进一步划分为4个喷发期。第1喷发期(Ⅱ₁)规模最大,出露面积最广,形成2个喷发中心,⁴⁰Ar/³⁹Ar年龄为2.02±0.03 Ma;第2喷发期(Ⅱ₂)主要分布于锅盖岭和北插一带,⁴⁰Ar/³⁹Ar年龄分别为1.77±0.03 Ma、1.70±0.03 Ma;第3喷发期(Ⅱ₃)喷发中心位于火炬农场,^4...     

Local relaxation around [6]Cr 3+ in synthetic pyrope–knorringite garnets, [8]Mg 3 [6](Al 1-X Cr X 3+) 2 [4]Si 3O 12, from electronic absorption spectra

Pyrope-knorringite garnets, Mg₃(Al_1-X Cr³⁺_X)₂Si₃O₁₂ with X=0.25, 0.50, and 1.00, were synthesized between 9 and 16 GPa and 1300 and 1600 °C, using multianvil high-pressure techniques. The garnets with X=0.25 and 0.50 are fine-grained, pink and violet in color. The end-member knorringites with X=1.00 are black when compact and gray when coarse-grained. The fine powder is greenish gray in natural light and pale pink under a tungsten lamp. Powder remission spectra in the wavenumber range 30 000–10 000 cm^–1 on finely powdered crystals were measured by two different methods: (I.) by the use of a small integrating sphere for small samples or (II.) microscope-spectrometric measurement using diffusely reflected radiation from a 45° illuminated microsample. Both methods yielded similar diffuse reflectance spectra. The following crystal-field parameters of ^[6]Cr³⁺ were determined for garnets with X=0.25, 0.50, 1.00: 10 Dq=17 856, 17 596, 17 286 cm^–1; and B=654, 677, 706 cm^–1; nephelauxetic ratio =(B_field/B_free)= 0.71, 0.74, 0.77. The -values indicate decreasing covalency of the Cr–O bond with increasing Cr content. The 10 Dq value for together with the mean Cr–O distance in end-member knorringite, 1.96 Å (Novak and Gibbs 1971), were used to calculate from the spectral data, local mean Cr–O distances (Langer 2001a) as a function of composition. The results indicate relatively strong local site relaxation with a value of =0.77.     

湖南芙蓉锡矿床40Ar/39Ar 同位素年龄及地质意义

文章以金云母、角闪石和白云母为测试对象,利用40Ar/39Ar同位素定年的方法,精确厘定了芙蓉超大型锡矿床的形成时间。研究结果表明,白腊水矿区3个金云母样品的40Ar/39Ar坪年龄分别为(150.6±1.0)Ma、(157.3±1.0)Ma和(154.7±1.1)Ma;热液成因角闪石的坪年龄为(156.9±1.1)Ma。淘锡窝矿区云英岩中2个白云母样品的40Ar/39Ar坪年龄为(159.9±0.5)Ma和(154.8±0.6)Ma;因此芙蓉矿床的形成时间为151～160Ma,这与骑田岭主体花岗岩的侵入时间(151～162Ma)相吻合。湘南地区的柿竹园超大型W-Sn-Mo-Bi-F矿床、新田岭大型W矿床、瑶岗仙W矿床和黄沙坪Pb-Zn多金属矿床的形成时间亦集中在150～160Ma之间,因此,湘南有色金属矿化集中区可能主要集中在150～160Ma发生成矿,这种大规模成矿作用可能与中生代华南岩石圈的拉张、伸展作用密切相关。