常见稀有气体采样容器研究进展及意义     

宋宏  李立武  汤庆艳  鲍坚  苏天宝  张家和  许仕海  郑国东  李中平 《地质科学》2022,57(1):274-293

稀有气体是地学研究的重要手段之一,在研究成矿流体来源、壳幔相互作用过程中具有重要的研究意义,其组成及同位素比值是研究天体和地质体来源、成岩机理及各种地质和物理化学过程的关键,可作为地球化学示踪剂。如何有效地在大气圈、水圈和岩石圈进行稀有气体同位素样品的提取,是气体同位素研究急需解决的基础科学问题,所以气体采样容器和取样技术显得尤为重要。本文在文献调研的基础上,对常见的采样容器的优缺点进行对比,并总结了不同采样容器对稀有气体取样的优劣性。常见的气体采集容器包括不锈钢瓶、铜管、玻璃瓶、气体采样袋、注射器等,而稀有气体的采集容器常为不锈钢瓶和铜管等;通过对比表明不锈钢瓶具有耐高温、耐高压、抗强腐蚀、不易燃、不易爆等特点和优越性,在气体样品采集和运输过程中稳定性最好,实验效果也最好;铜管采样效果和密封性好,但操作较为复杂;玻璃采样容器效果次之;石英玻璃瓶虽然操作简便,但是运输保存不便;气体采样袋和注射器的采集和运输储存效果较差。因此建议稀有气体样品采集使用不锈钢瓶和铜管以及钠钙材质的玻璃瓶,不建议将石英材质玻璃容器以及注射器和气袋作为稀有气体的采样工具。该工作可为气体地球化学的研究提供新的参考。  相似文献   

甘肃礼县中川地区金矿流体的来源与成因     

姜启明 《地质科学》2022,(2):510-523

甘肃省礼县中川地区属于礼（县）岷（县）金矿带的东段,其成矿作用与中川花岗杂岩体有密切的关系。此次研究在已知金矿体上采集标本,碎样后挑选石英晶体,运用英国Micromass公司生产的MM5400质谱计,在1 600℃条件下,让石英释放稀有气体,测量其中的⁴He、²⁰Ne、⁴⁰Ar等稀有气体,通过稀有气体的示踪作用,研究成矿流体的来源。测试结果表明：礼县中川地区金矿的成矿流体中的⁴He和⁴⁰Ar来源于中川花岗杂岩体;Ar同位素比值符合地壳流体特征;在³He/⁴He-⁴He/²⁰Ne体系图上,7个样品中,有4个点位于100%地壳流体来源线上,3个点位于5%上地幔与30%上地幔流体之间,说明成矿热流成分主要是地壳流体,含有10%左右的上地幔热流,即礼县中川地区金矿成矿流体具有混合热液特征。  相似文献   

天然气成藏过程的三元地球化学示踪体系   总被引：2，自引：0，他引：2  

刘文汇  陈孟晋  关平  郑建京  金强  李剑  王万春  胡国艺  夏燕青  张殿伟 《中国科学D辑》2007,37(7):908-915

天然气形成-成藏过程示踪地球化学体系的建立有助于在时间和空间范畴内重塑天然气运聚过程. 为有效反演复杂的成藏过程, 在前人对天然气地球化学研究和气源对比指标研究的基础上, 依据稳定同位素的母质继承效应、同位素热力学分馏效应、稀有气体同位素的放射性年代积累效应、幔源挥发分继承效应和轻烃化合物的有机分子继承效应及其形成过程的热动力分馏效应等基本原理, 建立了天然气稳定同位素、稀有气体同位素和轻烃化合物完整的三元地球化学示踪体系. 多种赋承内涵信息的指标之间存在着相当紧密的有机联系, 可以相互印证、相互衔接, 择需优先, 综合应用能最大限度地有效反映天然气来源, 母质沉积环境、源岩的演化、天然气运移聚集成藏以及改造过程. 体系的建立有助于更好地去探讨高效气藏形成和分布的规律.  相似文献   

新疆北部弧-盆转化体系下铁氧化物-铜-金矿床的流体演化特征:来自卤族元素和稀有气体同位素的证据     

梁培  陈华勇  赵联党  Kendrick MARK  江宏君  张维峰  吴超  谢玉玲 《地学前缘》2020,27(3):239-253

东准噶尔北缘和东天山雅满苏带是中国新疆北部地区两个重要的晚古生代铁氧化物-铜-金矿化潜力区,以老山口、乔夏哈拉和黑尖山矿床作为典型矿床代表。研究表明两区域的铁氧化物-铜-金矿床均产出于盆地闭合的弧盆转化体系下,且具有明显的铁、铜-金两阶段矿化。卤族元素和稀有气体同位素作为可靠的流体示踪剂,被应用于探究这一特定构造环境下的铁氧化物-铜-金矿床的流体演化和矿床成因。结果显示老山口、乔夏哈拉和黑尖山矿床的成矿流体具有明显的混合流体端员特征:(1)岩浆流体端员,主要参与黑尖山矿床磁铁矿阶段,I/Cl、Br/Cl和⁴⁰Ar/³⁶Ar比值分别为(16.3~18.0)×10^-6、(1.03~1.06)×10^-3和352~437;(2)海水表源蒸发成因盐卤水端员,主要参与老山口矿床铜-金矿化阶段,I/Cl、Br/Cl和⁴⁰Ar/³⁶Ar比值分别为(77.1~87.7)×10^-6、(1.53~1.80)×10^-3和672~883;(3)蒸发岩溶解或者深度水-岩反应成因的盐卤水/沉积岩地层水端员,主要参与到老山口、乔夏哈拉矿床的磁铁矿阶段以及黑尖山、乔夏哈拉矿床的铜-金矿化阶段,综合I/Cl、Br/Cl和⁴⁰Ar/³⁶Ar比值分别为(477~26 301)×10^-6、(0.39~1.28)×10^-3和288~510。明显的多阶段矿化和铜-金矿化阶段以非岩浆富Ca高盐度卤水为主的特征与世界范围内的IOCG型矿床极为相似,表明新疆北部的铁氧化物-铜-金矿床应为IOCG型矿床。  相似文献   

稀有气体同位素地球化学应用前景     

傅卫东 《福建地质》2005,24(2):90-96

稀有气体有4个源区,包括大气、地下水、地壳和地幔;其中地幔稀有气体又可分为上地幔和下地幔2个源区。不同源区的稀有气体在同位素组成上截然不同,因而可以利用稀有气体同位素进行有关地质和地球化学过程的示踪。稀有气体同位素组成不仅对查明成矿流体的性质和来源及矿床成因具有重要作用,而且还可以为正确理解大规模成矿作用的地球动力学背景和全面弄清大型一超大型矿集区的时空分布规律提供重要线索。  相似文献   

华南前寒武系基底变质杂岩和中-新生代地幔岩的稀有气体同位素组成及其大地构造意义          下载免费PDF全文

谢窦克  邢光福  陆志刚  陈荣  周宇章 《地质科学》2008,43(1):175-204

对华南前寒武系变质岩浆杂岩稀有气体He、Ne、Ar和Xe的系统研究表明:扬子克拉通基底为含高³He的下地壳"原始岩石层",(³He/⁴He)×10^-6比值为2.8～4.6;而华夏板块基底变质岩浆杂岩则是在缺乏³He、低(³He/⁴He)×10^-8比值(3.15～17.7)的构造环境下形成的大陆中-上地壳变质岩浆杂岩层,反映出两者基底性质迥然不同。华南中-新生代爆破岩筒He同位素组成相反,相对稳定的扬子克拉通(³He/⁴He)×10^-8比值仅0.18～4.22,而郯庐-四会-吴川断裂以东,中-新生代活动地块(太平洋构造域)(³He/⁴He)×10^-8比值高达3.7～20.5。He同位素表明郯庐-四会-吴川断裂带为切割深至地幔的边界深大断裂,是扬子克拉通与华夏板块间的边界且控制了燕山期火山-侵入岩浆向西扩展。Ar同位素组成表明华南大陆中-新生代地幔形成接近"均一"的地幔组份。¹³⁶Xe/¹³⁰Xe-¹²⁹Xe/¹³⁰Xe相关组份表明它们具有地幔柱岩石同位素组成特征。  相似文献   

麦哲伦海山富钴结壳的稀有气体丰度及He、Ar同位素组成   总被引：3，自引：0，他引：3  

叶先仁  方念乔  丁林  张铭杰 《岩石学报》2008,24(1):185-192

使用MM5400质谱计对麦哲伦海山富钴结壳和结壳基岩进行稀有气体同位素分析,以此示踪结壳形成期间的海洋环境。富钴结壳的He、Ne、Ar、Kr、Xe稀有气体同位素丰度模式与ASW(air-saturated water,饱和空气的海水)的变化趋势一致,说明结壳是在与海水交换平衡的流体环境中形成的。结壳的分馏因子F_3比饱和空气的海水的F_3高2～3个数量级,表明其相对于海水而言是富集~3He的。其相对于空气亏损~3He、富集Kr和Xe的模式与高度富集~3He、亏损Kr和Xe的星际尘粒的模式完全不同,暗示地球外物质并不是支配富钴结壳稀有气体同位素丰度模式的主要因素。结壳中高的R值甚至超过上地幔代表MORB(大洋中脊玄武岩)的典型值8R_a(R_a为地球大气中~3He/~4He比值,R为样品中~3He/~4He比值),揭示了热点型地幔热液对西太平洋海洋环境的局部贡献。圈层结壳的各结壳层之间的R值差异明显,各结壳层之间的尺值的变化趋势是"较高→最高→较高",结壳中层具有高达15.60R_a的R值,明显有深部地幔流体的加入,这进一步表明滋养结壳生长的热液环境本质上是源于地幔柱型的热点热液。玄武质基岩具有较低的R值,说明该类基岩在形成时严重混染有地壳物质,也说明结壳的物源并非来自玄武质基岩。结壳的~(40)Ar/~(36)Ar比值接近于饱和空气的海水值,也表明结壳的成矿流体与周围海水发生了充分的交换。  相似文献   

广东三水盆地天然气非烃组分同位素地球化学   总被引：1，自引：0，他引：1  

杜建国  刘文汇 《沉积学报》1991,9(1):97-105

根据广东省三水盆地天然气中氦、氩、二氧化碳和氮等非烃组分的稳定同位素地球化学特征,探讨了该区天然气的来源以及大地热流。测得天然气中3He/4He（R）值为（1.60-6.36）×10-6,比大气的3Ne/4He（Ra）值(1.4×10-6)大:氩的稳定同位素组成(40Ar/36Ar=450-841)较大气氩富40Ar;二氧化碳的δ13C（PDB）值在-20-2‰的范围内,δ13N（Air）值在-57-+95‰之间:根据（?）He,4He值求得研究区的大地热流值（Q）为72-82mWm-2。大地热流和非烃组分同位素组成的高值以及研究区特别发育的火山岩等地质资料表明三水盆地有较强的地球深部流体（物质的和热的）向上溢出。一些油气藏中相当一部分氦、氩和氮来自地幔,各种天然气中均混有地壳来源的非烃气体。贫13C的二氧化碳气主要为地层中有机质分解的产物;富13C的二氧化碳则主要来自岩石化学反应的产物,并混有深部来源的二氧化碳。相当一部分大地热流源于上地幔。  相似文献   

甘肃礼县中川地区金矿流体的来源与成因     

姜启明 《地质科学》2022,(2):510-523

甘肃省礼县中川地区属于礼（县）岷（县）金矿带的东段,其成矿作用与中川花岗杂岩体有密切的关系。此次研究在已知金矿体上采集标本,碎样后挑选石英晶体,运用英国Micromass公司生产的MM5400质谱计,在1 600℃条件下,让石英释放稀有气体,测量其中的⁴He、²⁰Ne、⁴⁰Ar等稀有气体,通过稀有气体的示踪作用,研究成矿流体的来源。测试结果表明：礼县中川地区金矿的成矿流体中的⁴He和⁴⁰Ar来源于中川花岗杂岩体;Ar同位素比值符合地壳流体特征;在³He/⁴He-⁴He/²⁰Ne体系图上,7个样品中,有4个点位于100%地壳流体来源线上,3个点位于5%上地幔与30%上地幔流体之间,说明成矿热流成分主要是地壳流体,含有10%左右的上地幔热流,即礼县中川地区金矿成矿流体具有混合热液特征。  相似文献   

琼东南盆地深水区浅表层水合物稀有气体地球化学特征及意义     

孙涛  吴涛  葛阳  樊奇  李丽霞  吕鑫 《地学前缘》2022,29(5):476-482

琼东南盆地深水区具备形成天然气水合物藏的地质条件,是我国海洋天然气水合物两个勘探开发先导示范区之一。本文选取深水区浅表层水合物为研究对象,基于天然气地球化学、稀有气体地球化学分析,开展了其与深部常规天然气藏的对比研究。结果表明:本次研究的浅表层气体碳同位素与深部常规天然气碳同位素的特征类似,气源主要为深部热成因气,生物气的贡献不明显,气体的成因类型为煤型气,推测气源岩为崖城组煤系烃源岩。轻稀有气体Ar同位素组成显示,气源岩和第三系相关;样品中³He/⁴He值偏高,指示了部分幔源气的贡献。因此,在富生烃凹陷背景下,讨论深部热成因气对水合物成藏具有重要意义,深部热成因气藏与浅层水合物藏在垂向上可以形成立体的天然气藏,为未来的“多气可采”提供理论支持,也有助于提高深水区天然气水合物矿藏开发的经济性。  相似文献