稳定同位素质谱与同位素光谱结合的方法分析氧同位素¹⁷O/¹⁶O     

李立武  王广  李中平  杜丽  曹春辉 《岩矿测试》2013,32(3):392-397

传统的氧同位素分析方法一般将各种形式的氧转化为CO2,再通过稳定同位素质谱测定其氧同位素组成,由于二氧化碳中的17O和13C在质谱中有相同的质荷比m/z,这种方法不能测得17O同位素的丰度,三氧同位素(16O、17O、18O)丰度分析的关键是17O同位素丰度的分析.为了测量17O同位素丰度,一般需要先将各种形式的氧转化为O2,然后利用稳定同位素质谱进行分析,转化过程复杂或者有危险.本文提出了一种新思路,应用稳定同位素质谱与碳同位素光谱相结合的方法分析17O/16O.先采用传统方法将各种形式的氧转化为CO2,再由多接收器稳定同位素质谱计测得CO2的质谱峰高比45/44(记为R45),同位素光谱如光腔衰荡光谱测得13C/12C(定义为R13),计算其同位素比值17O/16O=(R45-R13)/2,方法的分析精度好于±0.08‰(1σ).该方法是在传统方法的基础上,增加一个CO2碳同位素光谱分析步骤,通过简单的数据处理就可以获得17O同位素组成,而无需将各种形式的氧转化为O2,18O同位素样品制备方法成熟,无危险性,且分析精度优于或相当于其他测试方法.  相似文献   

陆地植物有机分子化合物氢同位素组成及其古环境意义     

刘卫国  杨洪  黄永松  李立武 《地球学报》2005,26(Z1):233-234

近年来，随着高温裂解－色谱－同位素质谱技术的发展，使有机分子化合物氢同位素的生物地球化学研究成为可能，并已被应用到湖泊沉积物、泥炭等地质记录的古环境研究中。然而，由于目前对陆地植物有机分子化合物氢同位素组成变化与气候变化之间关系很好的认识，造成了地质纪录中的有机分子化合物氢同位素组成变化解释的不确定性。笔者利用 GC/TE/IRMS 方法初步测定了中国西北地区干旱－半干旱地区现代植物和黄土/古土壤序列中正构烷烃组分（主要来自植物叶蜡）的氢同位素组成。来自34个现代植物（包括21个C3 植物和 13个 C4 植物）的δD值变化为 C27 为－10‰～－200‰、C29 为－115‰～－205‰、C31为－113‰～－226‰。结果表明：与目前人们的认识不同，植物叶蜡的氢同位素组成与植物光和作用方式（C3 或 C4 植物）相关性较弱，而与植物的类型（木本和草本）相关；尽管降雨、温度、光合作用方式等因素可能影响植物氢同位素分馏效应，但植物氢同位素组成更大程度的受控于植物生长来源水中的氢同位素组成。黄土高原西峰黄土/古土壤剖面过云130 kyr正构烷烃组分的平均氢同位素组成变化为－140‰～－190‰。偏正δD峰值对应于相对干旱的黄土沉积阶段（海洋氧同位素阶段2和4），而偏负的 δD 峰值对应于相对湿润的古土壤发育阶段（海洋氧同位素阶段 1、3 和 5）。笔者认为黄土/古土壤序列的有机分子化合物的氢同位素组成记录了东亚季风气候控制下中国北方干旱、半干旱地区植被的演化及相应的气候干/湿变化。  相似文献   

岩石热脱气单体碳／氢同位素组成分析装置   总被引：2，自引：1，他引：2  

李立武  张铭杰杜丽  胡沛青房玄 《岩矿测试》2005,24(2):135-137

研制了一套岩石热脱气装置，并将它与稳定同位素比质谱计连接，实现了岩石吸附气或包裹体气的单体碳、氢同位素组成分析。该装置的加热温度可达1100℃。样品收集过程中碳同位素基本不发生分馏。碳同位素组成测量结果的标准偏差≤1．1‰，氢同位素组成测量结果的标准偏差≤9‰。  相似文献   

饱和烃经5分子筛络合前后单体烃碳同位素分析对比研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

杜丽  李立武  孟仟祥  房玄  丁万仁  王广 《沉积学报》2005,(4)

通过对自配标准样品(正构烷烃)进行5分子筛吸附试验,测定了用5分子筛吸附法分离前后正构烷烃、异构烷烃和环烷烃碳同位素值,探讨试验前后碳同位素值的变化。尽管实验过程中样品经过85℃长时间加热回流及吸附样品的5分子筛用氢氟酸酸化处理,但实验结果经仪器检测,证明该方法对正构烷烃碳同位素值影响因素不大。本文还介绍了原油和煤可溶有机质中饱和烃络合前后的单体烃碳同位素分析方法。并在前人工作的基础上,改进采用微型索氏抽提加热回流实验装置,既提高了样品的回收率,也减少了样品中轻组分的损失。  相似文献   

塔里木盆地深层碳酸盐岩中气体包裹体组成及其碳同位素特征   总被引：6，自引：0，他引：6  

周世新  王先彬  孟自芳  李原  P.Farrimond  李立武  段毅 《中国科学D辑》2003,33(7):665-672

通过分步加热法和真空电磁破碎法, 对塔参1井深层(>5700 m)碳酸盐岩包裹体中微量气体组分进行了质谱计在线检测, 并对真空电磁破碎法释放的气体进行了碳同位素测定. 组分测定结果表明, 虽然两种方法获得的气体成分有差别, 但总的情况是, 深层碳酸盐岩中包裹气体成分以CO₂为主, 其次为烃类气体CH₄, C₂H₆和C₃H₈. 非烃气体CO在分步加热法中丰度较高, 而在真空电磁破碎法测定中含量较低, 包裹体中N₂, H₂和O₂含量较低. 在5713.7 ~ 6422 m的下奥陶统和上寒武统中, 气体包裹体δ ¹³C₁表现出富¹²C, 类似于生物气的特点(-52.4‰ ~ - 63.1‰), 但其组分却没有生物气“干”的特征. 深层包裹体中这一特征可能主要与烃类气体的运移分馏因素有关. 塔中个别深层天然气中较轻的CH₄碳同位素特征可能也有类似成因. 而在下寒武统7117 ~ 7124 m处的气体包裹体则δ ¹³C₁较重, 为高成熟度CH₄的特点. 深层碳酸盐岩包裹体中 主要表现出无机成因的特点, 与塔中天然气的CO₂碳同位素值所表现的成因一致.  相似文献   

玄武岩热解氢同位素在线分析     

王广  李立武 《岩矿测试》2006,25(4):311-314

利用岩石热脱气单体碳／氢同位素组成分析装置，通过高温热解、分步加热的方法，对山东蓬莱第四纪碱性玄武岩全岩流体组分中氢同位素进行了同位素质谱分析，得到了流体组分中热解H2及CH4的δD值。在15个样品中，热解H2及CH4的δD值变化相对较小，说明热解H2和烃的来源比较单一。  相似文献   

中国松辽盆地商业天然气的非生物成因烷烃气体   总被引：4，自引：0，他引：4  

王先彬  郭占谦  妥进才  郭洪岩  李振西  卓胜广  蒋鸿亮  曾龙伟  张铭杰  王连生  柳春雪  闫宏  李立武  周晓峰  王永莉  杨辉  王广 《中国科学D辑》2009,39(5):602-614

阐述了自然界不同物质来源、不同成烃环境和不同成烃机制, 形成的各类烷烃气体的碳、氢同位素动力学分馏效应及其同位素组成和分布特征. 指出复杂高分子沉积有机质经生物降解作用和热降解作用形成细菌成因气和热成因气. 细菌成因甲烷δ¹³C₁, -110‰~-50‰; 热成因甲烷δ¹³C₁, -50‰~-35‰(或更重). 受同位素动力学分馏效应的制约, 细菌成因和热成因烷烃的碳氢同位素δ¹³C值和δD值均具有正序分布特征, 即δ¹³C₁< δ¹³C₂< δ¹³C₃< δ¹³C₄和δD_CH4< δ D_C2H6< δD_C3H8< δD_C4H10, 且二者之间具正相关关系. 自然界非生物化学过程, 由简单含碳分子(CH₄, CO, 和CO₂)经聚合反应生成的非生物成因烷烃气体, 甲烷的δ¹³C₁值大于-30‰. 受其同位素动力学分馏效应的制约, 烷烃气体的碳同位素δ¹³C值具反序分布特征, 氢同位素δD值则具有正序分布特征, 即δ¹³C₁> δ¹³C₂> δ¹³C₃> δ¹³C₄和δD_CH4< δD_C2H6< δD_C3H8< δD_C4H10, 且二者之间具负相关关系. 分布于中国松辽盆地徐家围子断陷和莺山-庙台子断陷的26口商业天然气井, 天然气的甲烷碳同位素δ¹³C₁值为-30.5‰~-16.7‰, 氢同位素d D值的变化范围极窄, 为-203‰~-196‰. 烷烃碳同位素δ¹³C值具反序分布特征, 氢同位素δD值具正序分布特征. 烷烃碳同位素δ¹³C值和氢同位素δD值之间具负相关关系, 显示了非生物成因特征. 研究表明, 在自然界不仅存在非生物成因甲烷, 而且作为能源气体, 非生物成因烷烃气体还能聚集形成有商业价值的天然气藏. 据估算松辽盆地26口具非生物成因特征的天然气井的储量超过500×10⁸ m³. 松辽盆地勘探实践表明非生物成因天然气具有良好的资源前景, 为在世界范围内研究和寻找非生物成因商业天然气提供了典型实例.  相似文献   

金沙江-红河断裂带温泉气体地球化学特征   总被引：3，自引：2，他引：1  

周晓成  王万丽  李立武  侯建民  邢蓝田  李中平  石宏宇  颜玉聪 《岩石学报》2020,36(7):2197-2214

金沙江-红河断裂带是青藏高原东南缘地热活动强烈、地震活动水平高、各种矿产丰富的深大断裂带。为了探索该断裂带的温泉气体地球化学时空变化特征,2015年3月～2019年7月,经过5次野外考察,采集了54个温泉逸出气体样品,对其化学组分和氦、氖与碳的同位素变化的测试结果表明:(1)金沙江-红河断裂带内温泉气体氦同位素比值(3He/4He)变化范围是0.04～0.62Ra(Ra=空气3He/4He=1.39×10-6),计算获得的幔源氦最大比例达到7.5%,揭示该断裂带内的地质流体主要来自于壳源,幔源氦有从北向南呈现增加的趋势。以CO2为主要组分的温泉,其δ13CCO2值变化范围是-23.6‰～-1.9‰(vs. PDB)。结合区域地质条件分析,这些CO2主要来自三叠系灰岩,所占比例范围是70.1%～89.7%,而幔源CO2的比例最高可以达到4.2%。(2)金沙江-红河断裂带温泉气体的氢气浓度和氦同位素在三处断裂交汇区都出现高峰值,分别是金沙江断裂与巴塘断裂、中甸断裂与红河断裂、红河断裂与小江断裂和奠边府断裂的交汇处。与区域地震活动性的对比分析结果表明,金沙江-红河断裂带内深部流体上涌相对强烈的区域,深部流体对区域地震活动性具有重要的控制作用。  相似文献   

西秦岭北缘断裂带排气活动的比较研究          下载免费PDF全文

康来迅  张新基  黄杏珍  李立武 《地震学报》1999,21(6):657-664

通过对1996和1997年西秦岭北缘断裂带东段、西段排气活动、两个拉分构造区排气活动和主断裂与支断裂排气活动的比较研究,并结合该带活断层的比较分析和地震活动的比较分析,讨论了该带排气活动的特征和原因,以及断层气CO2,N2和O2含量以及CO2/O2比值在预测或判定地震活动强弱、断层活动强弱的作用和意义．   相似文献   

氩同位素地球化学:探究地球演化和地质年代学工具     

李中平  邱华宁  陈文  贺怀宇  李立武  郑国东 《矿物岩石地球化学通报》2023,(5):1198-1203

<正>在浩瀚的宇宙中，各种元素都在不断地生成和消亡，形成了一个复杂的元素循环过程。根据宇宙大爆炸理论，宇宙在起源时刻的高温和高能量环境下，仅有轻元素（如：氢、氦等），它们为宇宙的起源和演化提供了基础。随着宇宙的演化，更多的元素被合成，这些元素主要是在恒星内部的核聚变反应中形成，从而丰富了宇宙中的元素谱系。元素同位素组成和分布对于理解宇宙和地球演化历史至关重要。在这方面，稀有气体具有特殊的地位和作用，由于其化学稳定性，  相似文献