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地球演化历史中海水的pH值发生了明显变化, 海水pH值可能是控制海相碳酸盐岩能否形成及其成分演化的重要因素, 对了解地球早期白云岩的成因和一些矿产的形成等均有重要指示意义。然而, 记录海洋pH值变化的替代性指标非常稀少, 常用的主要是碳酸盐(岩)的硼同位素。古老碳酸盐的硼同位素往往受到后期地质作用的影响, δ11B-pH转化过程中需要基于多种假设, 硼酸和硼酸根之间的分馏系数(αB)、硼酸表观电离常数(pKB*)以及δ11BSW的不确定性, 使硼同位素分析结果具有多解性、不确定性。亟需多个独立指标对海水pH值进行限制, 碳酸盐(岩)锂同位素是一个潜在的替代性指标, Roberts et al.(2018)发现有孔虫碳酸盐壳体的δ7Li与海水pH值呈显著负相关关系, 认为6Li和7Li水合离子在进入碳酸盐晶格时要脱去溶剂水, 这个过程的去溶能与pH值相关, 导致锂离子进入有孔虫方解石壳体的过程中存在显著的同位素分馏。在对蓟县剖面中—新元古代海相碳酸盐岩碳酸盐相的硼、锂同位素进行研究时发现, 纯净原始碳酸盐岩的锂同位素组成(4.9‰～13.4‰, 平均8.03‰)明显低于现代海洋碳酸盐的锂同位素组成, 中元古以来碳酸盐(岩)的锂同位素组成总体呈上升趋势。纯净原始碳酸盐岩的锂同位素组成与硼同位素组成及海水的pH值(δ11Bsw=25‰)呈明显反相关关系; 硅质条带白云岩的硼、锂同位素组成也呈明显反相关关系, 说明碳酸盐(岩)的锂同位素确实有可能成为一种潜在的pH值替代性指标。若碳酸盐(岩)锂同位素可以对海水pH值施加独立约束, 那硼、锂同位素联合研究将对重建古海洋的pH值演化具有重大意义。 相似文献
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湖北峡东地区“盖帽碳酸盐岩”中燧石条带的地球化学特征及其古环境意义 总被引：1，自引：0，他引：1
湖北峡东地区新元古代陡山沱组一段的“盖帽碳酸盐岩”中发育有保存良好,与白云岩界线截然,顺层产出的燧石条带.利用硅酸盐的BrF5硅氧同位素分析方法对燧石条带进行测试,得到较高的硅同位素(δ30SiNBS-28为0.4‰～1.7‰)和氧同位素(δ18OV-SMOW为24.‰～26.6‰)组成.燧石条带可能为温暖的滨海相化学沉积产物,氧同位素测温得到的沉积海水温度为35.4～47.7℃.燧石条带的Al/(Fe+Mn+ Al)为0.43～0.50,Si/Al比值为257～269,表明燧石条带形成过程中有少量的陆源物质参与,而较低的∑REE(2.19×10-6～3.59×10-6),Ce正异常(1.20～1.24)和U/Th比值(3.75～14.45)上则明显带有热水沉积的特征.燧石条带的硅质可能主要来自远源火山热液活动,在温暖的滨海环境达到硅质饱和而形成的化学沉积,同时验证了早期研究者认为的“雪球事件”冰后期环境温度曾一度极为温暖的猜想. 相似文献
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建立温度与硼同位素变化的关系是研究沉积硼酸盐成岩-变质作用中硼同位素地球化学行为的关键,这有助于准确认识硼酸盐δ11 B值所代表的地质意义.本文以自然产出的三方硼砂和钠硼解石为材料,结合热分解特征研究了不同热作用过程中硼同位素变化.200℃下硼酸盐经历结晶水的脱水反应,此过程中三方硼砂和钠硼解石δ11B值分别由6.48±0.14‰降低到5.41±0.27‰和由-13.27±0.11‰降低到-15.93±0.23‰.1‰～3‰的硼同位素变化与自然界观察到的由脱水作用形成的次生硼酸盐比原生硼酸盐δ11 B值低2‰～4‰的现象一致.200～300℃间经历羟基的脱水过程,伴随着1‰～2‰的硼同位素降低,此过程中三方硼砂和钠硼解石δ11 B值分别由5.41±0.27‰降低到3.73±0.26‰和由-15.93±0.23‰降低到-17.11±0.11‰.300～670℃间硼酸盐经历物相转化过程,三方硼砂和钠硼解石δ11B值分别由3.73±0.26‰升高到4.59±0.08‰和-17.11±0.11‰升高到-16.08±0.20‰.此过程1‰的硼同位素升高是由硼-氧骨架结构改变造成的.本实验结果可以指示沉积硼酸盐的形成过程,以及埋藏过程中的硼同位素变化规律.硼酸盐脱水过程中会形成具有更高δ11 B值的流体,其可能显著影响内生硼矿的硼同位素组成,因此讨论硼同位素地质意义不能与海相-非海相环境中的硼同位素组成进行简单对比,需要考虑流体演化过程中的硼同位素变化. 相似文献
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蓟县地区雾迷山组风暴硅质岩沉积序列 总被引：2，自引：0，他引：2
从岩石学和沉积学方面对蓟县雾迷山组硅质岩沉积序列的研究表明,蓟县雾迷山组硅质岩沉积为典型的风暴沉积.蓟县雾迷山组广泛发育风暴沉积,在硅质条带状白云岩中发育的硅质砾屑具奇特的菊花状构造,这种构造形成于成岩作用后期,在岩石尚未完全固结成坚硬的岩石时期,遭遇风暴破坏,将原有的水平层理打碎,继而被风暴流搅起,风暴流的涡动使得岩石碎片或直立,或呈发散状,后经成岩作用保留了这种构造形态,与上下岩层形成典型的风暴沉积序列.通过野外与镜下观察并结合有机地球化学分析得出,蓟县地区雾迷山组硅质岩来源于海底热水活动.风暴硅质岩有两种沉积环境,对于异地搬运再沉积的风暴硅质岩,其沉积环境为潮上坪低能环境,即开阔台地中的泛溢沉积;而对于原地型的风暴硅质岩,其沉积环境应该是潮间带,因此推测其沉积环境为碳酸盐岩台地前缘斜坡. 相似文献
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蓟县地区雾迷山组硅质岩成因研究 总被引：3，自引：0，他引：3
中晚元古代华北地台处于燕辽拗拉谷的张裂期,有利于形成风暴流。蓟县雾迷山组广泛发育风暴沉积,在硅质条带白云岩中发育硅质砾屑具奇特的菊花状构造,这种构造形成于成岩作用后期,在尚未完全固结成坚硬的岩石时期,遭遇风暴破坏,将原有水平层理打碎,继而被风暴流搅起,风暴流的涡动使得岩石碎片直立,或者呈发散状,后经成岩作用保留了这种构造形态,与上下岩层形成典型的风暴沉积序列。通过野外与镜下观察并结有机地球化学分析得出,蓟县地区雾迷山组硅质条带白云岩发育典型的风暴沉积序列和挤压滑塌序列,风暴硅质岩具丘状形态,内部菊花状构造为近源风暴产物,其中硅质岩来源于海底热水活动。沉积环境推测为碳酸盐台地前缘斜坡。 相似文献
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硼同位素及其地质应用研究 总被引：25，自引：0，他引：25
硼的两个稳定同位素（10B 和11B）相对质量差较大,因此,硼同位 素分馏较显著。由于分析测量技术方面的改进和创新, 硼同位素地球化学近年来有了长足 的发展。业已查明,自然界中δ11B值变化为 －37‰～+58‰。其中,较负的 δ11B值见于非海相蒸发硼酸盐矿物和某些电气石,而较正的δ11B值见 于某些盐湖卤水和蒸发海水。现代大洋水的δ11B值十分恒定 (+39,5‰)。原始 地幔的δ11B值估测为－10‰±2‰。陨石的δ11B值很不均一,变化 可达90‰。而月岩的δ11B值变化较小（－6‰～+4‰）。由于硼同位素存在大的 分馏和不同地质体中截然不同的δ11B值,硼同位素地质应用范围十分广泛。目 前,硼同位素在研究星云形成过程和宇宙事件,壳-幔演化和板块俯冲作用过程,判别沉积 环境,研究矿床成因,示踪古海洋和古气候条件,和判断环境污染源区等方面的研究中成效显著。 相似文献
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辽东翁泉沟硼镁铁矿矿床海相蒸发成因：来自稳定同位素地球化学证据 总被引：1，自引：1，他引：0
翁泉沟硼镁铁矿矿床呈层状赋存于南辽河群里尔裕组火山_沉积地层下部的钙镁硅酸盐岩中,是一个大型含铀硼镁铁矿矿床。文章运用LA_MC_ICP_MS硼同位素微区原位测试技术和MC_ICP_MS酸溶法硼同位素测试技术,获得硼镁铁矿矿石中δ11B值为6.9‰~8.2‰;硼镁石δ11B值为7.4‰~7.8‰;变粒岩(上盘)内电气石的δ11B值为4.2‰~4.8‰;蛇纹石化碳酸盐岩中的δ11B值为7.6‰~9.4‰。镁铁矿矿石内磁黄铁矿的δ34SV_CDT值为12.3‰~13.2‰,矿体上下层位中的蛇纹石化大理岩δ13CV_PDB值为-4.6‰~1.8‰,矿床外围同层位的大理岩δ13CV_PDB值为-1.2‰~0.1‰。文章结合该矿床内成矿地层中的蛇纹石化镁质大理岩、橄榄玄武岩和硼镁铁矿的共生关系,认为辽东地区硼酸盐矿床中的硼最初来自富硼海水,后经蒸发和变质作用而形成硼酸盐矿床。 相似文献
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天津蓟县硼矿床锰方硼石矿物的硼同位素研究 总被引：4，自引：0，他引：4
天津蓟县硼矿床是世界上唯一的沉积环境特殊的锰方硼石型硼矿床。矿床呈层状产于震旦系碳酸岩泥灰质岩系中 ,矿石呈鲕粒状或球粒状集合体 ,是成因条件极其特殊的矿床类型。含矿岩系为中元古界高于庄组沉积岩系 ,含矿岩性由下而上依次为含锰白云岩、页岩互层→含锰白云岩、泥硅质岩 ,夹锰方硼石矿层→含锰页岩、白云岩→厚层白云岩→薄层白云岩→厚层白云岩 ,锰方硼石矿体在矿层中呈断续相连的团块状或透镜状分布。硼矿物成分简单 ,只有锰方硼石一种矿物 ,锰方硼石矿体呈透镜状断续成层分布 ,东西延长达 30km。东部矿段以锰方硼石为主 ,向西部渐变为菱锰矿。矿石有块状和斑点状。块状矿石全部由球粒状锰方硼石集合体组成 ,w (B2 O3 ) >2 0 % ,最高可达 4 2 %以上。斑点状矿石中锰方硼石集中呈球粒状集合体分布于泥质白云岩中 ,w (B2 O3 ) <7%。首次研究了该硼矿床锰方硼石的硼同位素组成 ,δ11B值为 +6 7‰～ +14 9‰ ,均为正值 ,并且东部大峪矿段的硼同位素值低于西部柏树沟矿段的硼同位素值 ,表明该硼矿床的成矿元素属于海水来源。由于锰方硼石的微量元素组成难以与蒸发岩比较 ,且富含F、Ba、Sn热液富集的元素和Co、Ni、Cr、Ti基性岩浆岩元素以及与Fe、Mn大洋结核有关的元素组分 ,因此锰方硼石应属于 相似文献
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为确定元素 B 掺入进珊瑚的形式、B(OH)与 B(OH)3间的分馏系数及珊瑚中微量元素对硼同位素?4组成的影响,对北海涠洲岛、海南三亚和雷州半岛灯楼角三地活体珊瑚的 Mg、Sr、Na、Ca、B 浓度及硼同位素组成(δ11Bcoral)进行了测定.结果表明,涠洲岛、三亚和灯楼角三地珊瑚的 Mg、Sr、Na 和 Ca 浓度平均值分别为40.1 mmol/L、86.1 mmol/L、449 mmol/L 和12.1 mol/L.珊瑚中 B 浓度的变化范围为4.4~8.4 mmol/L,平均值为5.9 mmol/L.Ca、Sr 在珊瑚中明显富集,而 Mg 在珊瑚中贫化.珊瑚 B 浓度的变化主要反映了珊瑚生长时海水 pH 值的变化.δ11Bcoral 的变化范围为22.8‰~27.9‰,平均为25.2‰.除与 B 浓度呈弱正相关关系外,δ11Bcoral 与其他四种元素不相关.应用珊瑚硼同位素组成恢复古海水 pH 值时选择同属种珊瑚和判别是否有 Mg(OH)2的存在是必要的.涠洲岛、灯楼角和三亚三地珊瑚与海水间的硼同位素分馏系数αcoral-sw 分别为0.9839、0.9847和0.9850.计算得到的珊瑚与海水 B(OH)3间的分馏系数αcoral-3的变化范围为0.9772~0.9800,平均值为0.9788.该新的α4-3值是准确的,可以用来反演古海水 pH 值.αcoral-sw 和αcoral-3随pH 值的升高分别呈现出增大和减小的变化趋势.珊瑚的平均δ11Bcoral 位于理论计算的δ11B4和δ11B3曲线之间,而且都低于原始合成海水的δ11B.这些都表明 B 以 B(OH)3和B(OH)两种形式以变化的比例同时掺入进?4珊瑚,并以B(OH)优先掺入为主.计算得到有0.1%~5.5%(平均值为2.2%)的 B(OH)3掺入进珊瑚中.由于?4 B(OH)3同时掺入进生物碳酸盐,δ11Bcarb=δ11B4的假设不能成立,由所测生物碳酸盐δ11Bcarb 值计算的海水 pH值将产生误差,使δ11B-pH 技术变得更为复杂.通过无机碳酸盐沉积或有孔虫或珊瑚的养殖实验(或者野外观测实验)建立用于重建古海水 pH 值的δ11Bcarb-pH 经验方程是今后的一项重要任务. 相似文献
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天津蓟县元古界剖面具有极高的综合研究价值,而高于庄组在该剖面中居于承上启下的位置。高于庄组在整个中、新元古界剖面中厚度较大,岩石类型多样且成因特殊,主要岩石类型包括碳酸盐岩、泥岩、硅质岩和石英砂岩。碳酸盐岩主要为泥晶灰岩、瘤状灰岩、砂屑灰岩、臼齿灰岩及粉细晶白云岩等。硅质岩包括燧石和沉积石英岩,沉积石英岩具鲕状或砾状结构。仅在本组底部见石英砂岩。上述岩石特征表明,蓟县地区在中元古代长城纪晚期的高于庄期以浅海中深缓坡沉积为主,有短期的潮坪碳酸盐沉积环境,沉积作用受大红峪时期火山物质的影响。臼齿灰岩的存在可能提供华北地区中元古代年代地层学和构造沉积演化研究的新证据。 相似文献
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Radiogenic isotopes in fluid inclusions 总被引：7，自引：0，他引：7
Radiogenic isotopes studied in fluid inclusions are still a limited field, with great potential for expansion as analytical techniques improve. The main limitation for Sr, Ar and He isotope work is the very small number of radiogenic atoms produced in a typical fluid inclusion. The requirements to analysts are correspondingly high. Examples show that isotopic tracing on fluid inclusion fluids can be a decisive tool in solving geological problems. 相似文献
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Sean T. Murray John A. Higgins Chris Holmden Chaojin Lu Peter K. Swart 《Sedimentology》2021,68(1):1-29
In an effort to constrain the mechanism of dolomitization in Neogene dolomites in the Bahamas and improve understanding of the use of chemostratigraphic tracers in shallow‐water carbonate sediments the δ34S, Δ47, δ13C, δ18O, δ44/40Ca and δ26Mg values and Sr concentrations have been measured in dolomitized intervals from the Clino core, drilled on the margin of Great Bahama Bank and two other cores (Unda and San Salvador) in the Bahamas. The Unda and San Salvador cores have massively dolomitized intervals that have carbonate associated sulphate δ34S values similar to those found in contemporaneous seawater and δ44/40Ca, δ26Mg values, Sr contents and Δ47 temperatures (25 to 30°C) indicating relatively shallow dolomitization in a fluid‐buffered system. In contrast, dolomitized intervals in the Clino core have elevated values of carbonate associated sulphate δ34S values indicating dolomitization in a more sediment‐buffered diagenetic system where bacterial sulphate reduction enriches the residual in 34S, consistent with high sediment Sr concentrations and low δ44/40Ca and high δ26Mg values. Only dolomites associated with hardgrounds in the Clino core have carbonate associated δ34S values similar to seawater, indicating continuous flushing of the upper layers of the sediment by seawater during sedimentary hiatuses. This interpretation is supported by changes to more positive δ44/40Ca values at hardground surfaces. All dolomites, whether they formed in an open fluid‐buffered or closed sediment‐buffered diagenetic system have similar δ26Mg values suggesting that the HMC transformed to dolomite. The clumped isotope derived temperatures in the dolomitized intervals in Clino yield temperatures that are higher than normal, possibly indicating a kinetic isotope effect on dolomite Δ47 values associated with carbonate formation through bacterial sulphate reduction. The findings of this study highlight the utility of applying multiple geochemical proxies to disentangle the diagenetic history of shallow‐water carbonate sediments and caution against simple interpretations of stratigraphic variability in these geochemical proxies as indicating changes in the global geochemical cycling of these elements in seawater. 相似文献
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The Pb-isotope composition of soils and sediments has been measured from both highly contaminated and non-contaminated regions
of Bayou Trepagnier, a bayou in southern Louisiana that has had oil refinery effluent discharged into it over the past 66 years.
Spoil banks created by the dredging of the bayou bottom approximately 50 years ago are the main source of contamination within
the ecosystem. The 206Pb/207Pb isotope composition of the contaminant is relatively constant averaging 1.275 ±0.008. A literature search reveals that
such radiogenic values are typical of ores from southeastern Missouri. When surficial soil 206Pb/208Pb and 206Pb/207Pb isotope ratios are plotted against each other, a straight line is defined (r2=0.99). The linear correlation suggests mixing between Pb from the spoil banks and Pb from a natural source. The latter source
may consist of Pb in soil that has been leached of its natural radiogenic component during weathering processes. Mixing calculations
indicate that transport of contaminant Pb is widespread and occurs several hundred meters from the spoil banks. Despite the
low Pb concentrations of some of the soils, the isotope data demonstrate that a significant amount of the Pb is derived from
the pollutant source.
Received: 12 July 1999 · Accepted: 14 September 1999 相似文献
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无定河流域碳氮稳定同位素研究 总被引：10，自引：0，他引：10
对黄河中游一条很有特点的高悬沙支流--无定河流域进行了碳氮稳定同位素调查,发现该流域植被的碳氮同位素组成分布范围很广,碳同位素组成呈现出明显的双峰特征,说明该流域生态系统属于C3和C4混合植被类型.植物的氮同位素组成与碳同位素组成之间并不存在相关关系.沿河沉积物中的碳氮同位素组成之间存在有弱负相关性.河水悬浮体中碳氮同位素组成显示出良好的负相关关系,反映出该河悬浮体中主要有2种物质来源以及具保守性的物理混合特征.根据无定河流域植被、土壤、沉积物的碳同位素调查结果,估算出该河流颗粒有机质中C3植物碳的贡献可占75%～80%.河水悬浮体中有机质的控制性来源是中下游陆地侵蚀物质,同样也反映了流域植被的同位素特征,C3植物碳的贡献占优势.初步的研究结果已经证明,在研究河流中生源要素的输送通量与降水及径流过程之间的关系和河流物质与陆地生态环境变化之间的关系时碳氮稳定同位素示踪应该是十分有效的手段. 相似文献
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金属稳定同位素已经广泛应用于矿床学研究以及找矿勘查。金属来源及其成矿过程是金属矿床研究以及找矿勘查中重点关注的基本核心问题。金属稳定同位素这项新技术进一步提高了我们对地壳中金属来源、迁移和富集的认识。这项新技术的优点是我们可以直接从矿石矿物本身获取信息。在本文中,我们重点关注矿石、水、岩石、土壤、植物等测量出的Fe-Cu-Zn同位素分馏,聚焦于Fe-Cu-Zn同位素从最深部岩浆系统开始一直向上延伸到浅部表生系统的过程中Fe-Cu-Zn同位素如何应用于矿床学研究以及找矿勘查,试图展示这些相对较新的技术可以提供的潜在应用范围。经过系统研究和总结,我们认为金属稳定同位素数据可以从三方面加以利用。首先,地表的植物、水、风化的岩石以及土壤中产生的较大的同位素分馏可以作为地下矿产勘查的指示标志;第二,矿区范围内金属稳定同位素往往具有系统的空间变化规律,可以指示成矿热液空间演化模式和矿体延伸方向;第三,金属元素作为成矿元素,其同位素可以直接有效地约束矿石的形成过程、成因以及源区特征。 相似文献
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This paper presents data on the isotopic compositions of individual carbohydrates which have been isolated from both living organisms and from a depositional environment. Through recent developments in chromatography, isolation of monosaccharides quantity for isotopic analysis is possible. Carbohydrates isolated from marine and terrestrial plants and animals have carbon isotopic compositions which clearly indicate biosynthetic processes which are recognized to be associated with isotopic fractionations during the incorporation and metabolism of carbon. Stable nitrogen isotopic compositions of N-acetyl-d-glucosamine, isolated from a variety of chitins, indicate a common fractionation of nitrogen which may be associated with transamination. This fractionation is estimated to be about –9%0 relative to the whole organism. Through the isotopic label, the source or history of an organic material may be traced through diagenesis. Further, production of non-indigenous carbohydrates, which may be associated with fungal or bacterial action, can be identified through depleted isotopic compositions. Xylose, for example, isolated from a peat, was approximately 8% more depleted in carbon than the whole peat or mannose isolated from the same peat. The isotopic distributions of carbohydrates isolated from living organisms are essential for the interpretation of those characterized in natural mixtures from an environment. 相似文献
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稀有金属矿产对现代工业和科技的发展极其重要,伟晶岩矿床作为稀有金属的主要来源,其成因与成矿作用有待深入研究,普遍争论的成因模式包括:花岗岩结晶分异、地壳部分熔融以及岩浆液态不混溶。研究表明地壳深熔过程中锂同位素不发生有意义的分馏,因此在解决花岗岩和伟晶岩的岩浆源区性质方面提供了强有力的证据。文章主要从花岗伟晶岩的成因、锂同位素分馏机制以及锂同位素在伟晶岩矿床中的应用三个方面系统综述了国内外近年来取得的一些研究进展。国内外学者以锂同位素分馏机制详细论述了花岗伟晶岩的Li同位素组成,认为伟晶岩矿床的成因主要为花岗岩结晶分异或地壳部分熔融。但是锂同位素应用于伟晶岩矿床成因方面的研究还不够成熟,需要开展更多的工作。 相似文献
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陕西渭北东部岩溶水环境同位素 总被引：6，自引：0，他引：6
陕西渭北东部岩溶水系统是一个复杂的地下水系统，碳酸盐岩大面积隐伏与深埋。使用传统手段和方法勘查岩溶地下水和研究可持续开发利用方案遇到诸多困难，不仅费时，而且耗资大。本文通过系统分析研究陕西渭北东部地区岩溶地下水T、D、^180、^14C环境同位素特征，揭示岩溶水的补给迳流排泄条件、岩溶水系统边界性质以及岩溶水与黄河洛河地表水、黄河岩溶泉与洛河岩溶泉之间的补排关系。结果显示环境同位素方法简便有效，能够达到预期目的。 相似文献
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Ge具有亲硫、亲铁、亲石和亲有机质的特性,被广泛应用于矿床学、环境科学等学科。然而,由于测试技术和手段的限制,Ge同位素在地球科学中的应用还很有限,但已显示出较好的应用潜力。本文在综合前人研究成果的基础上,结合笔者最新的研究工作,对Ge同位素的测试技术和手段等方面做了较全面的总结,内容包括Ge同位素化学前处理方法的研究进展、Ge同位素测试过程中仪器产生的质量歧视的校正方法。同时,亦对自然界样品中Ge同位素的组成、Ge同位素分馏机制及应用等方面做了评述。 相似文献