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《吉林大学学报(地球科学版)》2015,(Z1)
<正>自上世纪80年代以来,加速器质谱分析技术的发展推动了宇宙成因核素在地表过程研究中的应用。近几年有关宇宙成因核素的文献和引用频次呈爆发式增长[1]。国内相关研究多集中在河流沉积物、阶地演化、冰川历史、埋藏年龄等,对地表剥蚀速率的报道较少。宇宙成因核素是指来自外层宇宙空间的高能量宇宙射线粒子(包括原生和次生粒子、中子和微介子等)与地表/近地表岩石中元素间发生核反应而形成的稳定核素(3He、21Ne等)和放射性核素(10Be、14C、26Al、36Cl等)。宇宙成因核素生成率随深度呈指数衰 相似文献
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高放废物的安全处置是核工业发展的关键性问题之一。榍石(CaTiSiO_5)因其优良的化学稳定性和核素包容能力,被用作放射性核素固化的备选材料。在长期的地质处置过程中,榍石固化体中的放射性核素发生衰变,导致其晶格损伤,其中又以α衰变最为显著。为评估榍石固化体在放射性核素衰变过程中的物理化学性质变化和长期稳定性,研究榍石的辐照损伤机理尤为重要。本文综述了榍石的晶体结构中放射性核素的可能存在位置、高温高压和辐照损伤引起榍石的结构相变、榍石的红外和拉曼光谱、核素固化体榍石的合成方法、固化体辐照损伤效应和机理、非晶态榍石的高温再结晶、氢在辐照损伤固化体榍石中的行为以及水或者溶液与固化体的反应等,并针对辐照损伤榍石在原子尺度上非晶态的结构问题、存在长期争论的辐照损伤非晶态和快速冷却熔融相的"玻璃态"之间的结构异同、榍石中锕系核素的氧化态、高温退火无法使辐照损伤榍石晶体结构完全恢复、低温水热反应能否使辐照损伤榍石再结晶等基础科学上的争议等进行了讨论和评述。 相似文献
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宇宙成因核素在地球科学中的应用 总被引：11，自引：0，他引：11
随着加速器质谱的出现 ,宇宙成因核素展示了其在地球科学中的生命力。文中介绍了宇宙成因核素的生成、示踪原理及近些年来在地球科学中的应用 ,特别着重地介绍了原地生成宇宙成因核素定年这一新的技术。宇宙成因核素是宇宙射线粒子 (包括原生和次生粒子 )与大气及岩石发生核反应所生成的新的核素 ,其在大气及岩石中的生成量可用已知物理过程定量地描述。大气生成宇宙成因核素在考古、古环境及地球各圈层的相互作用方面得到了广泛的应用 ,原地生成宇宙成因核素则在地貌学研究中扮演着重要的角色 ,成为一门新的实验技术。这门技术可以定量地描述地表的暴露历史和侵蚀速率 ,在解决许多地质问题上成为惟一的手段 相似文献
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宇宙成因核素埋藏年龄法是继宇宙成因核素暴露年龄法之后发展起来的又一同位素定年法,这一方法主要应用于沉积物定年.宇宙成因核素埋藏年龄法的原理是:具有不同半衰期的成对宇宙成因核素浓度及比值会随时间而发生变化,这些变化可以表示成时间的函数.因此,通过测定石英中成对宇宙成因核素的含量,可以定量化沉积物的沉积时间.宇宙成因核素埋藏年龄法在实际应用中还存在几方面不确定性:测量误差、参数引入的误差以及与地质模型的差异所引入的误差,本文对这些不确定因素进行了讨论.在实际采样过程中,应注意采样点及地质背景尽可能符合地质模型;在样品处理过程中,应保证石英纯度以及选用10Be含量尽可能低的铍载体.在最后,本文例举了宇宙成因核素埋藏年龄法在昔格达湖相沉积和大邑砾岩定年中的应用,以及26Al-10Be-21Ne联合定年.可以期待,这一方法在中国将被广泛地用于研究大型河流演化、中国早期人类的演化历史、第四纪早期冰川发育以及与青藏高原演化相关的构造和沉积问题. 相似文献
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随着世界各国大力发展核电，放射性废料的安全处置已成为当今研究热点和前沿学科。高放废物深地质处置的安全性主要取决于处置库内放射性核素向生物圈的迁移程度。在侵入岩中，放射性核素主要是通过地下水沿岩石孔隙从处置库向生物圈迁移的。为了理解放射性核素在花岗岩体接触带的迁移行为，本文根据两花岗岩体接触带中样品的铀系核素放射性活度比值（^234U/^238U,^230Th/^234U,^226Ra/^230Th,^230Th/^238U)，利用 α-反冲（弹射）作用引起的放射性不平衡理论，计算了铀系核素子体^234U,^230Th,^226Ra在后期地下水的作用下在花岗岩体接触带及其裂隙内的迁出率、迁入率、并进行了质量平衡的计算。结果表明，经α-反冲作用进入流体的核素的迁出率要远大于因核素自然衰变的消亡率；裂隙充填物及裂隙能阻滞大量核素的迁移，其沉淀核素来自接触带花岗岩；花岗岩能强烈阻滞核素的迁移，可作为阻止放射性核素从核废料地下处置库向外迁移的有利天然屏障。 相似文献
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根据地表暴露岩石或埋藏物中宇宙成因核素浓度可计算样品的暴露年龄或埋藏年龄,从而估算出研究区域的侵蚀速率和抬升速率等重要地质信息,该方法现已成为晚新生代地质和地貌变化研究的重要手段。概述了近5年来国内外宇宙成因核素在地质年代学研究中的最新进展,主要包括以下几个方面:①10Be研究进展,26Al/10Be双核素测年计算模型的改进和完善,以及21Ne的加入对26Al-10Be测年方法的拓展;②宇宙成因36Cl在碳酸盐岩中的研究和应用进展;③53Mn、41Ca等新核素的研究和应用;④宇宙成因核素测年技术在国内的应用进展。最后,分析了宇宙成因核素测年存在的主要问题及下一步重点研究方向。 相似文献
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环境生态系统散落核素示踪研究新进展 总被引：13，自引：2，他引：13
环境生态系统中的放射性核素既具有生态毒性,对生物和人体健康产生重要影响,又具有稳定的衰变函数和输入通量,对环境生态系统具有重要示踪价值。人类可利用放射性核素来认识环境生态系统:①环境生态系统中放射性核素的基准:放射性强度与环境生态系统之间的平衡关系;②环境生态系统中放射性核素的行为:在环境生态系统不同宿体和组分间的运移关系。考察放射性核素在生态系统不同环节中比活度的变化有助于认识环境生态过程生物地球化学作用的影响。
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根据高放废物地质处置库概念设计,以北山花岗岩为参考岩性,内蒙古高庙子膨润土为参考缓冲材料,使用数值模拟软件tough2对放射性核素135Cs在处置单元及其围岩中的迁移行为进行了数值模拟研究,考虑放射性核素衰变释热对核素迁移的影响。研究表明:膨润土对核素具有较强的滞留作用,模拟200000年后核素在花岗岩中迁移了1 m左右,且峰值为10-6个数量级;前10 a模型的温度变化最剧烈且温差最大,10 a后模型整体温度开始降低,2 000 a后整体温度接近于初始温度;温度的变化会引起核素迁移速率的改变,但总体温度对核素迁移的影响不大。 相似文献
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传统测年方法(14C、热释光、光释光等)无法直接测量地貌面或基岩面的形成年代,利用宇宙生成核素定出的年代可以直接计算地质、地貌体的暴露年代和埋藏时代。随着测量仪器的长足进步,特别是加速器质谱(AMS)检出限(可测至106原子)的大幅度提高,原地生成宇宙成因核素定年技术给地貌学带来了革命性的变化,因此宇宙生成核素被广泛应用于古气候学、构造地质学、火山年代学及古地磁学等。本文阐释了原地生成宇宙核素定年方法的基本原理,并在地学领域应用的现有基础上,从冰川、断层、阶地等研究对象出发,以沉积物埋藏年龄、地表侵蚀速率、断层滑动速率等为研究内容,具体描述该定年技术在冰川地貌、构造地貌、地貌过程及地貌演化研究中的国内外研究现状,以及应用中尚待解决的诸如核素产生速率与空间、时间关系;样品地质、地貌条件对结果造成的不确定性等问题。 相似文献
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I. R. Fletcher B. Rasmussen N. J. McNaughton 《Australian Journal of Earth Sciences》2013,60(5):845-859
SHRIMP (Sensitive High‐Resolution Ion MicroProbe) analytical procedures have been developed to enable dating of the small, early diagenetic xenotime overgrowths that commonly occur on zircons in siliciclastic sedimentary rocks. The method will be particularly useful in Precambrian terranes, where diagenetic xenotime dating could play a role equivalent to biostratigraphic dating in the Phanerozoic. Reliable 207Pb/206Pb data are more readily obtained than 206Pb/238U, which also favours application to the Precambrian. However, it is demonstrated that 206Pb/238U dating of larger overgrowths (>10 μm) is also viable and applicable to Phanerozoic samples. SHRIMP Pb/Pb geochronology of authigenic xenotime in an unmetamorphosed Palaeoproterozoic sandstone in the Kimberley Basin has constrained diagenesis to a precision of ± 7 Ma. In contrast, greenschist‐facies metasediments of the Archaean Witwatersrand Basin, South Africa, contain both authigenic and alteration xenotime that record a complex history of growth from early diagenesis to the last major thermal event to affect the basin. 相似文献
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核子是组成物质的基本粒子。自然界物质千差万别，就其本质来说是由核子决定的。对核子的研究不仅是物理学，也是地学及其它自然科学的一个主题。核子理论在地学中得到广泛应用。侯德封先生提出的核子地质学，开拓了地学研究的新领域。核转变能是地质作用的主要动力，放射性衰变规律为地球演化建立了准确时钟，同位素分馏为探讨地球演化、环境变迁提供了重要依据，同位素示踪是地质探测、环境监测的重要手段，核子地质学把地球科学与基础物理学、天文学、古气候学及其它科学和现代技术紧密地结合在一起。 相似文献
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为了精确厘定莲花山铜矿的成矿时代,在前人研究的基础上,开展了与成矿关系密切的花岗闪长斑岩锆石U-Pb定年测定。实验结果共获得4组年龄数据,第1组有1个锆石,206Pb/238U年龄为343Ma±2Ma;第2组1个锆石,206Pb/238U年龄为264Ma±2Ma;第3组有1个锆石,206Pb/238U年龄为256Ma±2Ma;第4组有17个锆石,206Pb/238U年龄在240~249Ma之间,206Pb/238U年龄加权平均值为246.4Ma±1.2Ma(N=17)。结合所测锆石的CL图像特征,确定花岗闪长斑岩就位发生在晚二叠世—早三叠世。 相似文献
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Lu Xiang Rucheng Wang Rolf L. Romer Xudong Che Huan Hu Zhimin Tang 《Geostandards and Geoanalytical Research》2023,47(3):609-628
Columbite-tantalite LA-ICP-MS U-Pb dating is a fast and useful method to determine the age of rare-metal deposits and fingerprint the provenance of columbite-tantalite ore concentrates. Accurate LA-ICP-MS U-Pb dating requires matrix-matched reference materials. We analysed three columbite-tantalite samples (SN3, HND and RL2) from China using ID-TIMS and LA-ICP-MS to assess their potential as reference materials for in situ U-Pb dating. Coltan 139 and these three columbite-tantalite samples with variable compositions yielded internally consistent LA-ICP-MS U-Pb ages when using each other for calibration and the weighted mean 206Pb/238U ages are comparable to respective ID-TIMS ages. Composition-dependent U-Pb fractionation seems to be insignificant under the LA-ICP-MS conditions used. Sample SN3 has a low percentage of heterogeneity for 206Pb/238U ages (4%) with low common Pb contributions (f206 < 1%) and shows a good potential in calibrating unknown samples as primary reference material for LA-ICP-MS analysis. Samples RL2 and HND have altered sections characterised by high LREE contents, flat LREE patterns and old 206Pb/238U apparent ages, and are not suited as reference materials. The low 207Pb/206Pb intercepts for samples RL2 and HND lack geological meaning but provide strong evidence that the disturbed U-Pb systematics with anomalous apparent 206Pb/238U ages is a secondary feature. 相似文献
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吉林省塔东群以含大型磁铁矿床而著称,塔东铁矿是吉黑成矿省内最大的火山喷流沉积-变质改造型铁矿.由于塔东群地质特征复杂,多种地质作用复合叠加,使其形成时代归属一直存在争议.通过LA-ICP-MS锆石定年,确定了吉林省塔东群黑云斜长片麻岩和磁铁透辉斜长变粒岩中锆石年代.黑云斜长片麻岩中锆石呈长柱状,Th/U值为0.17~0.65,206Pb/238U加权平均年龄为517.6±2.7 Ma,代表了其原岩火山岩形成的年龄.磁铁透辉斜长变粒岩中共有两组锆石年龄,其中一组短柱状,Th/U值介于0.78~1.00,加权平均年龄为249.8±4.0 Ma,代表后期热事件年龄;另一组锆石半自形短柱状晶形,异常高的U、Th, Th最高含量可达17 422 μg/g,206Pb/238U加权平均年龄为518.3±3.8 Ma,表示热液活动年龄,显示该区518.3 Ma左右经历了一次热液作用,可能与该区的岩浆作用以及塔东铁矿的成矿有关.据此,塔东群内塔东铁矿可能存在一期早寒武世 (±520 Ma) 的成矿作用. 相似文献
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We present the results of a comparative study of several geochronometer minerals (baddeleyite, zircon, apatite, phlogopite and tetraferriphlogopite) and isotopic systems (U-Pb, Th-Pb and Rb-Sr) from phoscorites (magnetite-forsterite-apatite-calcite rocks) and carbonatites of the Kovdor ultramafic-alkaline-carbonatite massif, Kola Peninsula, Russia. Uranium, thorium and their decay products are extremely fractionated by minerals that crystallise from carbonatite and phoscorite magma. We obtain high-precision ages from different chronometers, compare their accuracy, and evaluate the role of geochronological pitfalls of initial radioactive disequilibrium, differential migration of radiogenic isotopes, and inaccurate decay constants.Apatite yielded concordant U-Th-Pb ages between 376 and 380 Ma. The accuracy of the apatite 238U-206Pb ages is, however, compromised by uncertainty in the amount of radiogenic 206Pb produced from initial excess 230Th. The 235U-207Pb ages are relatively imprecise due to large common Pb correction and the uncertainty in the initial Pb isotopic composition. The Th-Pb system yields a more precise age of 376.4 ± 0.6 Ma.Zircon from two carbonatite samples is characterised by moderate to low U contents, high Th contents, and very high Th/U ratios up to 9000. The 206Pb*/238U systems in the zircon are strongly affected by the presence of excess 206Pb*, produced by decay of initial 230Th. The 208Pb*/232Th ages of zircon from both carbonatite samples are uniform and yield a weighted average of 377.52 ± 0.94 Ma.Baddeleyite U-Pb analyses are 3 to 6% normally discordant and have variable 207Pb*/206Pb* apparent ages. Eleven alteration-free baddeleyite fractions from three samples with no evidence for Pb loss yield uniform 206Pb*/238U ages with a weighted average of 378.54±0.23 Ma (378.64 Ma after correction for initial 230Th deficiency), which we consider the best estimate for age of the phoscorite-carbonatite body of the Kovdor massif. The 206Pb*/238U ages of baddeleyite fractions from five other samples spread between 378.5 and 373 Ma, indicating a variable lead loss up to 1.5%. The anomalously old 207Pb/235U and 207Pb/206Pb ages are consistent with the presence of excess radiogenic 207Pb* in the baddeleyite. We interpret this as a result of preferential partitioning of 231Pa to baddeleyite.Fifteen phlogopite and tetraferriphlogopite fractions from five carbonatite and phoscorite samples yielded precise Rb-Sr isochron age of 372.2 ± 1.5 Ma, which is 5 to 7 m.y. younger than our best estimate based on U-Th-Pb age values. This difference is unlikely to be a result of the disturbance or late closure of Rb-Sr system in phlogopite, but rather suggests that the accepted decay constant of 87Rb is too high.Comparative study of multiple geochronometer minerals from the Kovdor massif has revealed an exceptional complexity of isotopic systems. Reliable ages can be understood through systematic analysis of possible sources of distortion. No single geochronometer is sufficiently reliable in these rocks. Th-Pb and Rb-Sr can be a very useful supplement to U-Pb geochronometry, but the routine use of these geochronometers together will require more precise and accurate determination of decay constants for 232Th and 87Rb. 相似文献
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对伊通地区的放牛沟火山岩,以及后期侵入该火山岩的后庙岭花岗质侵入体进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究。3个样品中的锆石均呈自形-半自形晶,CL图像显示出明显的岩浆振荡生长环带,结合大多数锆石具有较高的Th/U比值(0.23~3.55),暗示了它们的岩浆成因。放牛沟火山岩由变玄武安山岩和变安山岩组成,其中变安山岩样品中锆石22个测点的~(206)Pb/~(238)U年龄加权平均值分为3组:420±4 Ma,402±3 Ma及280±1 Ma,其中280±1 Ma代表了安山岩的形成年龄;变玄武安山岩样品中锆石30个测点的~(206)Pb/~(238)U年龄加权平均值分为两组:401±1 Ma及279±1 Ma,后者代表了玄武安山岩的形成年龄;后庙岭花岗质侵入体中锆石18个测点的~(206)Pb/~(238)U年龄加权平均值为256±2 Ma。上述锆石U-Pb定年结果表明,放牛沟火山岩形成于早二叠世,而非前人认为的早古生代。对后庙岭侵入体的定年结果,进一步暗示放牛沟多金属硫铁矿床的成矿时代为二叠纪。 相似文献
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大兴安岭南段维拉斯托锡多金属矿床LA-ICP-MS锡石和锆石U-Pb年龄及其地质意义 总被引：6，自引：0，他引：6
维拉斯托锡多金属矿床位于大兴安岭南段西坡的内蒙古克什克腾旗,是近年来发现的一个以锡为主,共伴生钨、锌、铜、钼、铷、铌和钽的大型矿床。矿化类型包括深部以锡为主,伴生锌、铷、铌和钽的蚀变花岗岩型矿体;中部以锡为主,伴生铜和锌的隐爆角砾岩型矿体及浅部锡、钨、锌、铜和钼的石英大脉型和网脉型矿体。该矿床的主要工业矿体为石英脉型,呈北北东向产于古元古界宝音图群和华力西期石英闪长岩中的断裂破碎带内,而蚀变花岗岩型和隐爆角砾岩型矿石的品位较低。文中选取1件石英脉型锡矿体中的锡石样品进行了LA-ICP-MS锡石U-Pb定年,获得锡石的206Pb/207Pb238U/207Pb等时线年龄为(136.0±6.1) Ma(MSWD=0.94),207Pb/206Pb238U/206Pb谐和年龄为(132.3±5.4) Ma(MSWD=2.8),表明维拉斯托锡多金属矿床形成于早白垩世;选取1件与成矿相关的北大山岩体花岗岩样品开展了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,获得206Pb/238U年龄为(140±2) Ma(MSWD=0.10),表明成矿岩体亦形成于早白垩世。维拉斯托锡多金属矿床属于与花岗岩有关的岩浆热液型矿床。通过统计大兴安岭南段主要锡多金属矿床的成矿年龄和成矿岩体的年龄,发现几乎所有的锡多金属矿床均形成于140～135 Ma期间,表明早白垩世是大兴安岭南段锡多金属矿床成矿高峰期。 相似文献
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柴北缘前寒武纪岩体（地层）分布广泛。为确定柴北缘地区前寒武纪岩体（地层）受早古生代碰撞造山作用的影响,采用LA-ICP-MS技术,对大柴旦地区前寒武纪黑云斜长片麻岩、斜长角闪岩及石榴子石斜长角闪岩中的锆石进行了U-Pb同位素定年。黑云斜长片麻岩获得479~472Ma的变质年龄,斜长角闪岩获得440Ma和470Ma 2个变质年龄,石榴子石斜长角闪岩获得418.8Ma±3.0Ma的变质年龄。初步确定,柴北缘早古生代造山作用对前寒武纪岩体构成了3次强度不等的变质作用叠加,分别为大洋俯冲末期阶段(495~467Ma)岛弧花岗岩弱热烘烤变质作用、大陆碰撞造山阶段(467~423Ma)区域变质作用、S型花岗岩热动力变质作用和大陆后碰撞造山阶段(423~371Ma) I型花岗岩强烈接触热变质作用。 相似文献
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海南尖峰岭岩体热液锆石U-Pb定年及微量元素研究: 对热液作用及抱伦金矿成矿时代的限定 总被引：4，自引：0，他引：4
海南抱伦金矿矿区尖峰岭岩体中的锆石可分为岩浆锆石和热液锆石.岩浆锆石无色、透明, 长柱状、无明显包裹体, U、Th含量多小于1000μg/g, 206Pb-238U年龄加权平均值为240±2.1Ma, 代表了尖峰岭岩体的结晶年龄.热液锆石呈褐色、浑浊、半透明的自形短柱状, 相对于岩浆锆石具有异常高的U、Th及微量元素含量, 其U含量最高可达30000μg/g, Th含量最高可达20000μg/g, 微量及稀土元素含量比岩浆锆石普遍高一个数量级, 且具有较高的普通Pb.LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明, 这些热液锆石的形成年龄为106~120Ma之间, 206Pb-238U年龄加权平均值为112.8±4.3Ma, 代表了热液作用的年龄, 显示该区在112~120Ma左右经历了一次强烈的热液作用, 可能与该区燕山期大规模的岩浆作用以及抱伦金矿的成矿有关.研究还表明, 对热液锆石直接进行微区原位U-Pb定年, 可用来准确测定热液作用的时间和限定热液成因金矿床的成矿时代. 相似文献