一次分解试样测定地质样品中~(230)Th,~(232)Th和~(234)U/~(238)U,~(230)Th/~(232)Th

试验了用~(234)Th示踪,一次分解试样测定~(234)Th,~(232)Th和~(234)U/~(238)U,~(230)Th/~(232)Th的快速方法。试样经Na_2O_2熔融分解,并以P350萃取色层法分离铀、钍。然后分别电沉积制备无自吸收铀、钍α源进行α谱测量。本法适用于铀矿石、岩石和土壤试样的测定。     

地质试样中~(230)Th的α计数法测定

本工作提出一个用低本底α探测器完成土壤、岩石和铀矿物中~(230)Th的测定方法。试样分解后,经TBP萃淋树脂和D033阳离子交换树脂串联反相色层法纯化,用电沉积法制源,测量α辐射强度,时差法扣除钍的α贡献,求得~(230)Th的含量。测定下限为5·10~(-11)克~(230)Th。     

关中盆地深层地热水~(36)Cl测年研究

前期同位素水文地球化学的研究成果显示,关中盆地深部地下热水存在地质历史时期残余的沉积水,这直接关系到地热水资源的可持续开发利用。为此本文运用~(36)Cl测年法对其深层地下热水的年龄进行尝试性研究。~(36)Cl测年结果表明,关中盆地深层地热水最大的~(36)Cl年龄范围为988.69~1 123.98 ka,不同构造单元、不同热储封闭条件、不同成因类型的地下热水具有不同的~(36)Cl年龄。其中,文热4、渭热4两样点的~(36)Cl年龄分别为988.69~1 123.98 ka、675.69~809.77ka,在一定程度上分别代表了咸礼断阶和固市凹陷深层地热水的赋存年龄,提供了关中盆地残存沉积水的~(36)Cl年龄证据。由于这2个样点的地下热水仍存在一定量的入渗水混入,所以计算年龄小于实际年龄,此~(36)Cl测年结果应视为沉积水的下限年龄,估计关中盆地原始沉积水的年龄至少在百万年以上。     

数据不协调时独居石EPMA CHIME定年计算方法的改进

Th-U-Pb系统数据不协调是独居石电子探针化学定年(EPMA CHIME Dating)中一种很常见的问题。独居石矿物产生数据不协调的主要原因包括:1)蚀变或重结晶造成的铅丢失;2)不同年龄域在空间上的重叠或者存在于很小颗粒上的小年龄域。独居石EPMA年龄必大于U等于0时的极端情况给出的值,即当U为0时,EPMA CHIME年龄给出的是~(208)Pb/~(232)Th年龄,这是测量区域内最老年龄的下限。当Th为0时,EPMA CHIME年龄值介于~(206)Pb/~(238)U和~(207)Pb/~(235)U年龄值之间,这是EPMA法所能得到的最老年龄的上限。分析表明,当独居石EPMA数据出现不协调时,传统等时线方法计算的年龄值误差较大。本文提出了一种处理数据不协调情况下的优化算法。该算法考虑了测量误差,并根据剩余铀的总量剔出大的离散数据。利用已公开的数据进行算法对比的结果表明,本文提出的优化算法计算结果可靠。     

南京直立人的U/Th和U/Pa年代

中国直立人化石的准确定年对于研究人类演化有着极为重要的意义。1993～1994年在南京汤山葫芦洞发现的两个直立人头盖骨化石和一枚牙化石被称为“南京直立人”。其中1号头盖骨化石之上的方解石钙板的U/Th年龄为53.3_(-1.2)~(+1.5)万年;但考虑到定年的准确性,则为53.3_(-3.0)~(+3.5)万年。其~(231)Pa/~(235)U活度比值为0.998±0.006。这表明“南京直立人”的年代应该大于50万年。与”南京直立人”伴生的动物牙化石U/Th年代为18.5～29.0万年;U/Pa年代为13.7～17.2万年。此外,对于同一颗牙化石,牙釉的年龄小于牙本质的年龄。同一样品的U/Pa年龄也显著小于其U/Th年龄。因此,牙化石的U摄取过程并不符合U早期摄取模式。多数牙化石分析点在~(234)U/~(238)U-~(230)Th/~(238)U图上落在位于U早期摄取和线性摄取模式曲线之间,指示牙化石的U摄取过程很可能介于上述两种模式之间。如果这一假设成立,那么牙化石的U/Th和U/Pa线性摄取模式年龄则为其年代的上限。因为不受U摄取过程~(234)U/~(238)U变化的影响,U/Pa线性摄取模式年龄比U/Th较为可靠。最小的U/Pa线性摄取模式年龄为1Ma,这是”南京直立人”上限年龄的估计。从定年结果看,”南京直立人”可能生活在海洋同位素(MIS)16阶段,但这不是最终结论。     

同位素环境地球化学研究进展

海洋、湖泊和冰川的沉积层,既记载了自然的地球化学过程,又留下了工业革命以来人类活动的痕迹。对于提供最近一、两个世纪范围的时间参数,应用~(110)Pb、~(137_Cs等放射性测量技术是很有效的,人们对此越来越感兴趣。 Goldberg用~(210)Pb法测定了格陵兰冰川的堆积速率。在七十年代初,Kiode等人把~(110)Pb法用于湖泊、河流、海湾和大陆架沉积年代和沉积速率的研究。Kiode等(1975)年发现,在北美西海岸沉积物中,~(239 240)Pu含量从五十年代到现在有增加的趋势。翌年,Cochraro等人用自然的(~(210)Pb、~(243)Th、~(238)Th)和从反应堆中废弃物(~(137)Cs、~(134)Cs和     

天然放射成因同位素用于研究地质过程

一、绪言同位素地球化学本身可以分为两个领域,即稳定同位素地球化学和天然放射成因同位素地球化学。前者是研究H、C、O和S等同位素(即D/H,~(12)C/~(13)C,~(16)O/~(18)O,~(32)S/~(34)S在自然界的同位素分馏;后者则是研究天然放射同位素母体及其子体产物,如~(238)U→~(206)Pb,~(235)U→~(207)Pb,~(232)Th→~(208)Pb,~(176)Lu→~(176)Hf,~(147)Sm→~(143)Nd,~(87)Rb→~(87)Sr,~(40)K→~(40)Ar,~(40)K→~(40)Ca等。上述母体-子体系统,有两种应用。其一是通过测定母体和子体同位素丰度,并已知其衰变常数来计算岩石或矿床形成的年龄,如测定沉积矿床和沉积物成岩的时间,沉积盆地中沉积物的源年龄;其二是利用放射成     

利用LA-ICP-MS在16μm和10μm激光束斑条件下测定独居石U-Th-Pb年龄

独居石是一种常用的地质年代计,但其内部结构复杂,常具有不同成分分区,只有足够小的激光束斑才能获得地质意义明确的U-Th-Pb年龄。本文在优化ICP-MS参数、匹配两路载气流量(Ar和He)的基础上,设计了两组激光剥蚀条件实验,获得适用于小束斑独居石U-Th-Pb定年的激光剥蚀参数(16μm,3 J/cm~2,5 Hz)和(10μm,3 J/cm2,4 Hz)。在此条件下分别测定标准样品44069和未知样品15SLS-01,获得标准样品44069的~(208)Pb/~(232)Th和~(206)Pb/~(238)U值的单点测试精度小于3%,其U-Th-Pb年龄结果与前人测得SHRIMP U-Pb年龄和TIMS U-Pb年龄一致;未知样品15SLS-01的208Pb/232Th值的单点测试精度小于3%,~(206)Pb/~(238)U值的单点测试精度介于3%~8%,多点测试~(206)Pb-~(238)U和~(208)Pb-~(232)Th的加权平均年龄在误差范围内一致,其中208Pb-232Th年龄更具代表性。本研究表明在16μm和10μm激光束斑下,利用LA-ICP-MS能够实现独居石U-Th-Pb年龄的测定,极大地提高了独居石此种微区定年方法的空间分辨率。     

文石-方解石石笋U/Th体系的封闭性判断及意义

湖南省龙山县莲花洞两根大型石笋LLl(文石-方解石型)和LL5(文石型)ICP-MS230Th结果表明,82个年龄数据并不完全符合石笋生长层序律.根据U/Th同位素比值、沉积和矿物学特征,分析了同位素体系开放度对建立石笋正确年代学模式的影响.莲花洞LLl石笋全新世以来234U/238U对230Th/238U的比值具有谐和性特征并且230Th年龄层序正常,说明文石矿物基本接近U/Th同位素封闭系统,实测年龄基本可靠.10～40 ka期间234U/238U与230Th/238U离散度较大和矿物具有溶蚀、风化现象,表明体系发生U加入/流失作用.LL5石笋60～80 ka期间封闭性较好,实测年龄可信.上述结果表明,同一洞穴中文石石笋U/Th同位素体系开放度与时间的关系并不是线性关系,沉积时水文和物理化学性质以及随后的保存状况是决定洞穴文石石笋同位素封闭性的关键因素.     

锶同位素实验数据处理

一、铷—锶法地质年龄计算公式: (公式)上式为一形式 y=a+bx 的直线方程比,可用最小二乘法回归分析求解.二、沉积作用模式年龄探讨基本原理及计算公式:全岩中锶的演化不受变质作用的干扰,为一连续的增长直线,依据测试得到变质作用年龄ti、初始锶? ti及估计沉积时海水锶?to求沉积作吊的模式年龄:?三、LAKR BL-701~c型计算器运算程序.四、沉积模式年龄计算结果分析:计算求得广平前泥盆系变质岩沉积作用模式年龄563—573m·y,与呆获檄体古植物化石及地质推断吻合.     

桂北地区丹洲群碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄和Hf同位素特征及其地质意义

桂北丹洲群顶部拱洞组粉砂岩的碎屑锆石的阴极发光图像和Th/U(0.2~2.4)值显示,它们均为岩浆成因的锆石。锆石~(206)Pb/~(238)Pb年龄分布在730~769Ma和771~850Ma之间,这些锆石的Hf同位素成分范围较大,ε_(Hf)(t)值和二阶段Hf模式年龄(T_(DM2))分别为-18.4~11.4和1020~2812Ma。此外,样品中还有一些年龄较老的锆石颗粒,~(207)Pb/~(206)Pb年龄为1910~3140Ma,ε_(Hf)(t)值和二阶段Hf模式年龄(T_(DM2))分别为-13.6~3.4和2740~3635Ma。结合前人的研究推测,桂北丹洲群拱洞组沉积年龄小于等于706±10Ma,物源主要由扬子板块新元古代岩浆岩组成,也有少量太古宙岩浆岩的加入。推测中国华南地区存在对应于Rodinia超大陆聚合相关的格林威尔运动的响应。根据已测锆石的ε_(Hf)(t)值和Hf二阶段模式年龄推断,研究区地壳生长主要经历3个阶段:(1)3.64~3.25Ga,初生地壳出现在3.64Ga;(2)2.98~2.37Ga;(3)2.19~1.28Ga,地壳生长的主要时期。     

黔东坝黄铀矿床地球化学特征及其对磷块岩沉积环境的制约

为揭示磷块岩型铀矿床成因,对黔东坝黄铀矿床中九门冲组底部磷块岩开展了地球化学研究。结果表明,磷块岩以富集U、V、REE、Sr、Sb为特征;球粒陨石标准化REE配分模式显示其为LREE富集的右倾模式,以中等-微弱Ce负异常(δCe=0.30~0.81)、中等Eu负异常(δEu=0.61~0.71)为特征。低的Th/U值(0~0.04)、高的δU值(1.97~2.00)指示磷块岩形成于缺氧还原环境。磷块岩中Fe/Ti、(Fe+Mn)/Ti、Al/(Al+Fe+Mn)值分别变化于54.24~121.5、55.35~123.7、0.34~0.47,显示具有正常海水沉积与热水沉积的双重特征。高的U/Th值(25.42~374.5)指示坝黄磷块岩中U的来源与海底喷流热液活动有关。由此,可认为黔东坝黄铀矿床成因与间歇性海底喷流作用有关。     

陆相地层古盐度地球化学研究方法综述

古盐度是某个地质时代的一个水体含盐度。研究古盐度可以更好地了解当时沉积水体与成岩流体的性质,为环境分析、成矿流体分析提供基础。目前广泛应用的方法主要有,Couch法、B的质量分数、Na~+的含量等单元素地球化学方法;Sr/Ca、Sr/Ba、Th/U、B/Ga,Rb/K、(MgO/Al_2O_3)×100、Ca/Mg、ω(K+Na)、沉积磷酸盐法等双元素地球化学方法,B—Ga—Rb三角图法等多元素投图法,~(13)C、~(18)O,~(87)Sr/~(86)Sr,~(11)B/~(10)B等同位素地球化学方法。本文将结合地质实际,简述各方法的原理与其应用范围,旨在更好的应用于沉积地层划分与对比、沉积古地理重建、恢复沉积成岩环境以及沉积矿产的普查与勘探等地质工作。     

黄龙洞年轻石笋的~(210)Pb测年研究

利用210Pb测年法对来自亚洲季风系统相互作用的青藏高原边缘区、高海拔的黄龙洞两根年轻石笋进行了测年研究,数据分析结果显示黄龙洞石笋顶部的210Pb放射性活度随距离呈指数衰变,衰变的趋势逐渐减缓,表明所研究的石笋中含有过剩的210Pb,样品顶部年龄小于100a。对黄龙洞石笋过剩210Pb数据进行非线性拟合,计算出两根石笋的平均沉积速率分别为0.104mm/a和0.143mm/a,与利用230Th测年法得到的沉积速率在定年误差范围之内一致,表明黄龙洞的210Pb测年数据是可靠的,通过计算石笋的沉积速率,可以建立近百年的石笋记录。研究表明,利用210Pb测年方法可以判断石笋(或石笋顶部)是否为100a内沉积的年轻石笋,弥补230Th法测定年轻石笋年龄的不足,有利于建立更加精确的石笋年代标尺,对探讨洞穴现代沉积记录和现代气象数据之间的相关性,明确洞穴石笋δ18O值所指示的气候环境含义具有重要意义。     

阿伦德陨石白色包体中铅同位素组成的激光探针质谱分析

引言 铅同位素组成在宇宙化学和地球化学中具有重要意义’。~(206)Pb,~(207)Pb和~(208)Pb分别是自然界中三个天然放射系~(238)U系,~(235)U系和~(232)Th系的终点产物,所以各种陨石和岩石中的铅同位素丰度模式可作为测定它们年龄的“放射性时钟”。 激光探针质谱法(简称LAMMA,全称LAser-Mikrosonden-Massen-Analysator),迄今大约只有四、五年的发展历史,但由于该法具有灵敏度高、又可作同位素分析及剖面分     

冷水珊瑚测年与大洋中——深层水碳储库

冷水珊瑚古环境应用研究的首要问题是建立精确的年龄模式。目前常用的珊瑚定年技术包括U/Th,AMS~(14)C和~(210)Pb测年,其中前两种方法尤为重要。不同冷水珊瑚属种适用不同的定年方法。高镁方解石质的竹节柳珊瑚可用AMS~(14)C和~(210)Pb测试方法定年。竹节柳珊瑚具有清晰的生长纹层,厘定其年龄模式后,可以成为中—深层大洋环境演变的高分辨率记录载体。文石质石珊瑚同时适用于U/Th和AMS~(14)C测年方法,在古海洋研究中有特殊价值。由于u/Th测年可以提供样品的绝对年龄,因此进一步计算可获得中—深层大洋的碳储库年龄,这为探究轨道和千年时间尺度上大洋—大气碳交换这一重大学术问题提供了可靠资料。冷水珊瑚测年数据发现末次冰消期时,赤道大西洋和南大洋中层水的碳储库年龄在Heinrich Stadial 1事件结束前后突然大幅度减小,很可能表示深部大洋一部分无机碳转移进入了大气圈,或者代表Heinrich Stadial 1事件前后大西洋中层水分别主要受南半球和北半球潜沉水团的影响。     

离子交换纤维法的新应用

天然水中~(234)U/~(238)U、~(230)Th/~(232)Th和~(226)Ra/~(228)Ra放射性同位素比值,已做为水文地球化学研究和水化找矿的重要参数。 IEF——离子交换纤维是新型功能高分子材料,适用于大容量高效富集、分离和净化。经研究,用IEF可以现场富集天然水中的U、Th和Ra元素,我们设计了IEF法野外现场     

冀南西石门矽卡岩型铁矿床成矿年代:热液锆石U-Pb年龄的证据

西石门铁矿床是华北地区最为典型的矽卡岩型铁矿床之一,最新获得金云母40 Ar-39 Ar成矿年龄为(133.1±1.3)Ma、(137.1±1.5)Ma,略老于其成矿母岩(武安杂岩体)形成的年龄(126~136 Ma),这是矛盾的。笔者对角闪正长岩和矽卡岩脉中的锆石进行了LA-ICP-MS U-Pb同位素年代学分析。结果表明,角闪正长岩中锆石呈浅黄色-无色、透明、棱角状、不规则状,振荡环带结构不发育,部分锆石中含棱角状继承锆石内核,206 Pb-238 U年龄加权平均值为(135.6±1.5)Ma,代表了武安杂岩体的结晶年龄。矽卡岩脉中锆石呈棕色,含有少量细小的包裹体,呈透明-半透明,相对于岩浆锆石具有低的Th、U、REE含量及Th/U值(Th=(222.37~1541.11)×10-6,U=(218.44~989.17)×10-6,Th/U=0.90~1.56),并具有强烈的Ce正异常(δCe=4.46~196.22)和Eu负异常(δEu=0.59~0.80),206Pb-238 U年龄介于124.9~133.0Ma,加权平均值为(129.4±2.6)Ma,代表了热液锆石的形成年龄,说明129 Ma是该西石门地区主要成矿期。     

基于确定性系数模型的地质灾害多因子权重计算方法

地质灾害影响因子权重的确定是区域地质灾害评价和预警模型研究的关键。本文采用确定性系数模型(CF)实现复杂多因子数据的同区间量化,基于CF值直接代表着各因子对地质灾害的贡献这一物理基础,提出了一种基于CF的多因子叠加确定权重法。该方法通过三步完成权重计算:(1)基于CF的地质灾害各影响因子量化,使得各影响因子取值均介于0~1;(2)所有影响因子逐级叠加计算,计算所有因子的相对贡献值;除某计算因子外,其他所有影响因子的逐级叠加计算,得到除某计算因子外的其他所有因子的相对贡献值;(3)通过相减的方法,得到某计算因子的相对贡献值。同样方法分别得到所有因子的相对贡献值,最后归一化处理分别得到所有因子的权重。最后,以区域显式统计预警模型中潜势度计算为例,分区计算确定了地质灾害各影响因子的权重,并以潜势度计算结果进行效果检验,验证了基于CF的多因子叠加确定权重法的有效性和实用性。     

中国大陆东部洞穴沉积物的~(230)Th/~(234)U年代及古环境研究

根据中国大陆东部十八个洞穴区域、五十余个洞穴沉积物的~(230)Th/~(234)U年代及部分试样的碳、氧同位素测定,讨论了35万年以来洞穴沉积古环境。年龄测定表明,其沉积期集中在1)2.0万年以来;2)7.5—12.0万年;3)17.0—23.0万年;4)25.0—31.0万年等,他们代表着四个温暖湿润的间冰期,并可与海洋古气候记录的温暖高水位期对比。