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3He/4 He比值质谱计的研制与应用 总被引：1，自引：1，他引：1
本文介绍了本课题组研制的国内第一台用于地学气体样品测定的NG-1000型3He/4He比值质谱计.该质谱计具有小的静态容积,分辨率和灵敏度高及重现性等良好的分析性能.利用该质谱计测定了我国一些地区气体样品中的3He/4He、4He/20Ne比值.所分析的3He/4He结果与VG-5400型、MM-5400型质谱计外检结果相符. 相似文献
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海底多金属结核和富钴结壳的He同位素对比研究 总被引：9，自引：0，他引：9
对东太平洋海盆C- C 区海底多金属结核及西太平洋马绍尔地区富钴结壳的He 同位素组成进行了对比研究。发现结核的3He/4He 比值普遍较高,为(1.73 ～13 .26) ×10- 5 。所有结核样品的3 He/4 He 比值均高于MORB 的平均3 He/4 He 比值,有些样品的3 He/4 He 比值甚至高于地幔热柱的值。磁性部分相对非磁性部分3 He/4He 比值和4 He 含量均明显偏高。结壳的3 He/4 He 比值相对较低,变化范围为6 .05 ×10 - 8 ～8 .08 ×10 - 5 相似文献
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新疆望峰金矿成矿流体的He、Ar同位素示踪 总被引：1，自引：0，他引：1
本文采用稀有气体同位素质谱方法,通过分析望峰金矿石中载金黄铁矿流体包裹体He、Ar同位素组成,对成矿流体进行示踪研究。结果显示,黄铁矿流体包裹体3He/4He比值为0.00473～0.01079Ra,40Ar/36Ar比值为301～413,具地壳放射性成因氦同位素组成和大气降水成因氩同位素组成,总体显示由大气降水改造而成的地壳流体特征。望峰金矿成矿流体中He同位素组成异常,是成矿前大气降水与高U、Th含量古老容矿围岩作用遭受放射性成因4He稀释、成矿时发生流体减压沸腾综合作用的结果,Ar同位素组成异常是成矿前大气降水下渗获取容矿围岩放射性成因40Ar的结果,成矿流体是大气降水深循环的产物。 相似文献
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胶东地区金矿床流体包裹体的He、Ar同位素组成及成矿流体来源示踪 总被引：21，自引：12，他引：21
关于胶东地区金矿床成因，多年来一直存在较大的争议。代表性金矿床中黄铁矿流体包裹体的He-Ar组成表明，胶东金床黄铁矿流体包裹体的^3He/^4He比值为0．43－2．36R／Ra。该值可分为两组：一组如蓬家夼金矿和发云夼金矿^3He/^4He比值＜1．0R／Ra；另一组如邓格庄和焦家金矿^3He/^4He比值＞1．0R／Ra。蓬家夼－发云夼金矿成矿流体的^40Ar/^36Ar比值为393－310，比较接近于大气氩的同位素组成（^40Ar/^36Ar=295.5），而焦家金矿成矿流体的^40Ar/^36Ar比值为500－1148。He-Ar同位素系统显示了蓬家夼－发云夼金矿成矿流体来源以大气降水为主，邓格庄、焦家金矿成矿流体来源以地幔流体为主。进一步研究表明，胶东金矿成矿流体H－O和He-Ar同位素系统对流体来源的示踪具有一致性。 相似文献
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地幔的热液主要通过海底的喷气孔喷入到海洋中。20世纪70年代科学家发现这些热液中含有高的3He/4He比值，约为大气的3He/4He比值（Ra)的8倍，和洋中脊玄武岩（MORBs）的3He/4He比值类似。而且，其热流量与原始热液中的3He含量成线性正比关系。例如，Jenkins(1978)等曾观测到加拉帕戈斯裂谷海低热气喷气孔中3He的浓度与温度之间明显的相关性，求得3He/heat=1.57×10-17 mol/J。另外从21°N东太平洋山脊喷气孔的350℃热水中的3He含量为饱和水中的2200倍，但求得的3He/heat比值同加拉帕戈斯裂谷的值相近似。这表明3He/heat比值在不同地区和不同的温度范围内大致保持恒定。热量和3He的相关性表明，喷出的氦和流出的热量可能属于同一来源。
依据现在的观点，认为3He是原始的，即地球生成时就存在于地球内部。地球内部的热能是在地球生成后期或生成后产生的，归因于放射性核素238U,235U,232Th和40K衰变。但是从放射性衰变看不出3He与热流的直接关联。
此外，在大洋的玄武岩和喷出的火山岩等来自地幔的岩石中，除了含有较稳定的高3He/4 He比值（约8Ra）外，地幔原始水中氖有低δD值，约为-80。即水的D/H比值较标准的大洋水（SMOW）的D/H比值低约80‰。目前将这低的δD值看作地球生成时地幔中的原始水成分。
根据上述事实，笔者认为地球内部可能存在核聚变，即D(d,p)T(β)3He或P(d,γ)3He反应。通过核聚变可以使热液能量与3He成正比关系，高的3He/4He比值，以及低的δD值三者相互统一起来。通过对地球内部核聚变可能性进行初步探索，计算了由P-d反应产生的热量，结果总热流量为3. 8×107 MW。这一数据支持Jenidns等和Sclater等估算的从地幔流人海洋热流量分别为6.5×106 MW和4.2×106 MW，也表明笔者的数据是合理的。另外，对假设P(d,γ)3He的反应率作了计算，其值为5.8×10-19 /D·sec。
是什么核反应机制促使地球内部可能发生这种核聚变？笔者认为，地幔中的核聚变是在某种条件下促使氢分子中的两原子间发生，很可能主要是P-d反应，目前正在研究中。 相似文献
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原位U-Th/He同位素定年技术研究进展及其低温矿床学应用前景 总被引：2，自引：1，他引：1
应用传统单颗粒方法对目标矿物进行定年具有较高要求(如U、Th等母体同位素均匀分布),需要耗时的酸溶过程,同时还需进行α粒子射出效应校正。原位U-Th/He同位素定年技术是近年发展起来的一种定年技术,其主要原理是采用激光加热目标矿物,并通过与激光系统连接的稀有气体质谱(Alphachron)和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)分别完成 ~4He和U、Th等母体同位素分析,将 ~4He和U、Th分析结果代入年龄公式计算即可获得目标矿物的U-Th/He年龄。本文阐述了原位U-Th/He同位素定年技术的主要原理、实验测试流程、适用矿物等,重点对原位U-Th/He同位素定年的技术难点和低温矿床学应用前景进行了分析。相对于传统单颗粒方法,原位测试方法解决了两个关键问题:1无需进行α粒子射出效应的校正,提高了定年结果的可靠性和准确度;2能完成母体同位素分布不均匀样品的测试,扩展了U-Th/He同位素定年的应用范围。尽管原位U-Th/He同位素定年技术在侧向加热效应、剥蚀坑体积测定以及标准矿物等方面尚存在一些亟待解决的问题,但已在硅酸盐、磷酸盐、钛铁氧化物等矿物的年代学研究方面展示了良好的应用前景。随着原位U-Th/He同位素定年技术的发展和进步,尤其是硫化物的U-Th/He同位素定年的发展,将为解决低温矿床的年代学问题提供一种新的思路。 相似文献
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大水沟碲矿床流体包裹体的He、Ar同位素组成及其示踪成矿流体的来源 总被引：25，自引：1，他引：24
大水沟碲矿床作为一种新矿床类型 ,自发现以来 ,已进行了大量的研究 ,但对其成矿过程和成矿物质来源仍有不同的认识。本次工作选取磁黄铁矿黄铁矿阶段中的 3件磁黄铁矿和辉碲铋矿阶段的 3件辉碲铋矿和 6件白云母进行成矿流体He、Ar同位素测试 ,获得3He/ 4 He比值为 0 .2～ 2 .8R/Ra ,其中磁黄铁矿的比值在 1.6～ 2 .8R/Ra之间 ,平均 2 .1R/Ra ;辉碲铋矿1.2～ 1.5R/Ra ,平均 1.3R/Ra ;白云母为 0 .2～ 2 .2R/Ra ,平均 1.1R/Ra。成矿流体的40 Ar/ 4 He比值变化较大 ,磁黄铁矿黄铁矿阶段的磁黄铁矿为 2 37～ 379,辉碲铋矿阶段的辉碲铋矿为 7～ 66。这些数据表明大水沟碲矿床在成矿过程中有大量地幔物质参与。 相似文献
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印度大陆俯冲前缘的可能位置:来自藏南和藏东活动热泉气体He同位素约束 总被引：17，自引：5，他引：17
为了获得西藏碰撞造山带的深部信息 ,并约束印度大陆俯冲碰撞过程 ,系统研究了藏南地区活动热泉的氦同位素。本文资料和前人成果表明 ,青藏高原热泉气体 He同位素组成变化极大 ,R/ Ra介于 0 .0 17～5 .38之间 ,可分为两个不同的 He变化域 ,即幔源 He域 (R/ Ra:0 .11～ 5 .38;R为样品的 3He/ 4He值 ,Ra为空气的 3He/ 4He值 ,下同 )和壳源 He域 (R/ Ra:0 .0 17～ 0 .0 72 )。前者主要分布于东构造结附近的腾冲热海 (R/ Ra:0 .4 0～ 5 .38)、西构造结附近的狮泉河热田 (R/ Ra:0 .2 7～ 0 .30 )以及 89°E以东的拉萨热水活动带 (R/ Ra:0 .11～ 0 .98) ,后者集中于 89°E以西的昂仁热水活动区 (R/ Ra:0 .0 17～ 0 .0 72 )。东西构造结附近的热泉受走滑断裂控制 ,有不超过 5 0 %的幔源气贡献 ,而高原腹地内的热水活动则受 SN向裂谷控制 ,幔源 He域与壳源 He域以 89°E为界 ,分别横跨雅江缝合带。热泉氦同位素与深部地球物理探测资料综合分析表明 ,高原腹地的现代热水活动主要受上地壳内部成片出现的岩浆房或部分熔融层驱动 ,但 89°E以东地区有来自幔源熔浆的热和物质 (He气 )贡献。本文提出 ,印度大陆板块总体呈斜向俯冲态势 ,在 89°E以西 ,向北北东方向缓角度俯冲的板片可能已越过雅江缝合带 ,而在89°E以 相似文献
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采用Sr、Sr／Ba、Rb、Rb／K、K＋Na质量分数、K／Na、B／Ga、B元素法、V／Cr、Ni／Co、U／Th、V／（V＋Ni）、铈异常（Ceanom）值、Fe2＋／Fe3＋、Cu／Zn、Sr／Cu、Fe／Mn、Mg／Ca、 Mg／Sr和Al2O3／MgO等微量元素和常量元素等地球化学方法对鄂尔多斯盆地东部盒8期沉积环境的古盐度、氧化还原态和古气候进行综合判断。结果表明：古盐度介于2.76‰～14.32‰之间,平均值为8.62‰,显示沉积水介质以淡水—微咸水为主;铈异常（Ceanom）值主要集中在-0.05～0.1之间,整体表现为Ce富集,指示缺氧弱还原的古水体环境;Sr/Cu比值为1.66～9.41,平均值为4.60,环境为温湿气候。纵向上盒8下古盐度高于盒8上,盒8下比盒8上气候略微干旱。平面上研究区南部米脂榆79井—榆28井一带和研究区北部通岗浪沟—什汗水利一带古盐度较大,大于10‰,属半咸水—咸水沉积,相对应地这两个区块古气候比其它区块较为干旱,这一规律和沉积体系在研究区的分布高度吻合。分析认为：盒8期研究区湖岸线分布于南部米脂榆79井—榆28井一带,受湖水和干旱气候的影响,造成古盐度较高;北部通岗浪沟—什汗水利一带发育辫状河沉积,受干燥气候、蒸发环境的影响,古盐度增大。研究区微咸水—半咸水—咸水的沉积环境有利于绿泥石膜胶结发育,也有利于储层的发育。该认识对鄂尔多斯盆地盒8沉积环境研究起到一定的补充作用,同时也对该区盒8段天然气勘探具有重要意义。 相似文献
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确定平原地下水4He年龄方法的尝试 总被引：1，自引：0，他引：1
放射性衰变产生的氦组分（3H衰变质产生3He，U/Th衰变产生4He）广泛地用水地下水测年。本文分析了地下水中惰性气体的组成，采用过剩空气非分馏（UA）模型进行了单独氦组分的分离。结果表明，河北平原第三含水组（Q2）中的过剩4He是含水组内原地内原地产量和深部地壳通量的共同作用的结果。由于缺乏确定氦平衡参数的约束很好的客观分析，选择应用地下水流模型主观调节来估算迭代过程中的外部通量和流速场，然后根据这个模型所取得的4He年龄与应用其他方法包括14C测年和水文模型取得的年龄进行了对比。 相似文献
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贵州晴隆锑矿床成矿流体He-Ar同位素地球化学 总被引：4，自引：4，他引：0
晴隆锑矿床是华南中生代低温成矿域右江盆地Au-Sb-As-Hg矿集区内的大型锑矿床,成矿时代约150Ma。本文以该矿床矿石矿物辉锑矿中的流体包裹体为测试对象,研究了成矿流体的He和Ar同位素地球化学。研究表明,成矿流体的~3He/~4He为0.13~0.46Ra(Ra为空气的3He/4He值,1.4×10~(-6)),~(40)Ar/~(36)Ar为305~327,He、Ar同位素组成具有一定程度的正相关;成矿流体由两个端元组成:一是含地壳He的低温饱和空气的雨水,二是含地幔He的高温流体。含地幔He的高温流体可能来自右江盆地下部的侏罗纪壳幔混合成因花岗岩浆,这种岩浆的形成机制与华夏地块侏罗纪与钨锡成矿有关的花岗岩具有相似性。晴隆锑矿床以大气降水为主的成矿流体的加热、循环并浸取矿床围岩"大厂层"下伏地层中的成矿元素而成矿,受深部壳幔混合成因花岗岩浆释放出的含幔源He和岩浆S的热流所驱动。 相似文献
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《Applied Geochemistry》2004,19(5):665-673
Here, a new technique for the determination of dissolved He isotope ratios in ground-waters is presented. This method is based on the extraction and subsequent equilibrium of dissolved gases in an added “host” gas phase. Ultra pure N2 is placed in glass flasks (250 cc), containing water samples, that were hermetically sealed after their collection. After shaking in an ultrasonic bath for 10 min, an aliquot of the separated gas phase was removed from the flask for MS analysis. 3He/4He ratios are measured by using a modified double collector mass spectrometer (VG 5400-TFT). Helium and Ne concentrations are calculated by comparing the partial pressures of masses 4 and 20 of the samples with those of the air-standard measured by a quadrupole mass spectrometer (QMS;VG Quartz). Using He and Ne equilibrium partitioning coefficients, it is possible to calculate the amount of gas originally dissolved in the water. The technique was tested on both air-saturated waters (ASW) and thermal waters from Stromboli (Aeolian Islands, South Italy), the results of which confirmed good reproducibility (≌5%) and accuracy (≌3%) of the data. The method was then applied to three thermal water samples collected from the same volcanic area and the results compared with those of a fumarolic and a soil gas. The isotope ratios for dissolved He gave values of 4.06–4.23 Ra, which are significantly higher than those previously reported in the literature (3.0, 3.5 and 2.9 Ra) and that measured at the fumarole (3.09 Ra), suggesting a newer and higher isotopic signature for the volcanic system. The proposed method appears to be a useful tool in the determination of 3He/4He ratios in ground-water systems, especially when free gases are not available or are dangerous to collect. 相似文献
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河北平原地下水4He年龄初探——以满城-任丘剖面为例 总被引：3，自引：0，他引：3
以满城-任丘剖面为例,采用过剩空气非分馏(UA)模型进行了单独He成分的分离,第三含水组中含有的过剩4He是含水组(Q2)内原地产量和地壳通量的综合结果.由于缺乏确定He平衡参数的约束条件,选择了应用地下水流模型主观调节来估算迭代过程中外部通量和流速场,然后根据这个模型所取得的4He年龄与应用其他方法包括14C测年和水文模型取得的年龄作对比,取得了河北平原第三含水组满城-任丘地下水的4He年龄为0～30 ka的结果. 相似文献
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（U-Th）/He定年——低温热年代学研究的一种新技术 总被引：4，自引：0，他引：4
近年来（U-Th）/He定年方法在技术和低温热年代学应用上的优势吸引人们以此开展构造、地形地貌演化等的研究；与裂变径迹、K Ar、Ar Ar等定年方法的比较，该方法是有效的；人们研究了温度及矿物粒径对He扩散的影响，确定了校正方法。（U-Th）/He的封闭温度低于其它体系（磷灰石的仅为75℃±）；有质谱仪只需数十毫克样品就能获得 U、Th、He含量；有较裂变径迹法快速、省样、省力的优点；该技术虽还有待完善，但仍不失为开展低温热年代学和低温热演化研究的潜在有效方法。 相似文献
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(U-Th)/He定年是一种有效的低温热年代学定年技术,现已被广泛应用于地质研究的各个领域,而矿物中4He同位素的有效提取和含量准确测定是该技术的关键。磷灰石和锆石是(U-Th)/He定年最常用的矿物,其4He提取条件及铀钍含量测定方法都较为成熟;而其他矿物(如磁铁矿、橄榄石、针铁矿、石榴子石等)的研究则相对较少。文章介绍了当前国内外(U-Th)/He研究中采用的4He同位素提取方法———真空炉加热法和激光加热法,激光加热法因具有低4He背景值和耗时短的优点而成为主要的提取方法。以磷灰石样品测试为例,介绍了成都地质矿产研究所建立的采用激光加热法和四极杆质谱提取4He同位素及其含量测量过程、含量计算和校正方法。指出未来(U-Th)/He测试技术除继续改进现有分析方法外,应加强对更多不同矿物的测试研究。 相似文献
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Given the lacking of effective geothermometer， it is difficult to reconstruct the complex thermal evolution history of marine carbonate rocks. It is considered that conodonts widely distributed in Paleozoic strata are suitable for the reconstruction of thermal history of carbonate strata. In this study， we mainly discussed the basic principle and experimental test method of conodont （U-Th）/He thermochronology， and the influencing factors of conodont （U-Th）/He ages. The thermal diffusion experiment reveals that the closure temperature of conodont （U-Th）/He is 60°~70°. Conodont samples have strong inverse relationship between effective uranium concentration and （U-Th）/He data. The main reasons for the open-system behavior in conodont （U-Th）/He are possible U loss during dissolution procedure using formic acid， the fluidity of U and Th elements during diagenesis， excessive initial He， and the non-uniform parent isotope distributions， etc. The higher CAI values the conodonts have， the more brittle the conodonts will become； the possibility of parent isotope loss will increase， and consistently they have older （U-Th）/He dates and substantially more scattered individual dates. Conodont tissue type also affects the parent isotope distribution and element migration of conodonts， and the change of its microstructure leads to the dispersion of conodont （U-Th）/He dates. Finally， we explored the existing problems and put forward the future hot research and development direction of conodont （U-Th）/He thermal dating system， so as to promote the deep development of relative theory and technology of conodont （U-Th）/He thermochronology. 相似文献
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3H-3He测年法是利用母体3H衰变成子体3He这一对核素的衰减和累积原理实现的,它能够很好地取代氚法测年。根据石家庄地区地质和水文地质实际及原有研究基础,选取有代表性的井点取样、测试并计算了各井点浅层水年龄。计算结果与1982年的氚法测年结果对比,具有一致的变化规律,石家庄市浅层地下水年龄从北到南逐渐变大,东南部最大;滹沱河沿岸一带由于近年来黄壁庄水库每年或隔年向滹沱河放水,其浅层地下水年龄较小。总之,3H-3He测年法在石家庄市浅层地下水测年应用中取得了比较理想的结果。 相似文献
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A natural quartz sample free of mineral and fluid inclusions was irradiated with a 200 MeV proton beam to produce spallogenic 21Ne, 3He and 4He. Temperature-dependent diffusivities of these three nuclides were then determined simultaneously by high precision stepped-heating and noble gas mass spectrometry. The outward mobility of proton-induced nuclides reflects diffusion through the quartz lattice. In the studied range of 70 to 400°C the helium diffusion coefficients exceed those of neon by 5-7 orders of magnitude. The implied diffusion parameters Ea = 153.7 ± 1.5 (kJ/mol) and ln(Do/a2) = 15.9 ± 0.3 (ln(s−1)) and Ea = 84.5 ± 1.2 (kJ/mol) and ln(Do/a2) = 11.1 ± 0.3 (ln(s−1)) for proton-induced 21Ne and 3He, respectively, indicate that cosmogenic neon will be quantitatively retained in inclusion-free quartz at typical Earth surface temperatures whereas cosmogenic helium will not. However, the neon diffusion parameters also indicate that diffusive loss needs to be considered for small (<1 mm) quartz grains that have experienced elevated temperatures. Since natural quartz often contains fluid inclusions which may enhance noble gas retentivity, these parameters likely represent an end-member case of purely solid-state diffusion. The ∼70 kJ/mol higher activation energy for neon diffusion compared to helium diffusion likely represents an energy barrier related to its ∼13% greater diameter and provides a fundamental constraint with which to test theories of solid state diffusion. The diffusion parameters for proton-induced 4He are indistinguishable from those for 3He, providing no evidence for the commonly expected inverse square root of the mass diffusion relationship between isotopes. We also find preliminary indication that increased exposure to radiation may enhance neon and helium retentivity in quartz at low temperatures. 相似文献