铁同位素分析测试技术研究进展   总被引：5，自引：3，他引：2  

秦燕  徐衍明  侯可军  李延河  陈蕾 《岩矿测试》2020,39(2):151-161

铁是地球上丰度最高的变价元素,在自然界大量分布于各类矿物、岩石、流体和生物体中,并广泛参与成岩作用、成矿作用、热液活动和生命活动过程。铁同位素组成对地球化学、天体化学和生物化学方面提供重要的信息,是同位素地球化学研究领域的热点。铁同位素的精确测量是开展相关研究的重要基础。本文评述了铁同位素测试技术的研究进展,主要包括:①溶液法测试铁同位素样品纯化过程中阴离子树脂的改进;②质谱分析从传统的热电离质谱法发展为多接收电感耦合等离子体质谱法;③激光微区原位测试技术的研发等。在此基础上,对测试过程中会导致产生铁同位素分馏的步骤和校正方法进行了总结,并对各种测试方法的优缺点进行了评述。本文认为:溶液法分析流程长且复杂,但分析精度高(0.03‰,2SD)、方法稳定;微区原位分析方法从纳秒激光剥蚀发展为飞秒激光剥蚀,脉冲持续时间更短、脉冲峰值强度更高(可达10~(12)W),聚焦强度超过10~(20)W/cm~2,使其具有分析速度快、空间分辨率高的优势。微区原位法可以从微观角度去讨论铁同位素变化的地球化学过程,但基体效应的存在限制了微区原位铁同位素的广泛应用。因此,缩短溶液法分析流程,开发系列基体匹配的标准样品,是铁同位素分析方法研发的方向。  相似文献   

大兴安岭西坡比利亚谷银铅锌多金属矿床成因     

梁小龙  孙景贵  邱殿明  徐智涛  谷小丽  任泽宁 《吉林大学学报(地球科学版)》2020,50(3):781-799

比利亚谷银铅锌多金属矿床位于大兴安岭西坡的得尔布干成矿带，它是近些年来在该区新发现的一座大型银铅锌多金属矿床。该矿床矿体主要呈脉状、细脉浸染状、角砾状赋存于塔木兰沟组中—基性火山岩和满克头鄂博组酸性火山岩中的NW向断裂体系内。根据矿石的结构、构造以及矿物之间的共生组合、穿切关系，将成矿过程从早到晚划分为硅化石英+黄铁矿阶段（Ⅰ）、石英+黄铁矿+闪锌矿阶段（Ⅱ）、石英+黄铁矿+闪锌矿+方铅矿+辉银矿+黄铜矿±黝铜矿阶段（Ⅲ）、石英+黄铁矿+方解石+萤石±蛋白石阶段（Ⅳ）；详细的石英、闪锌矿流体包裹体研究揭示：成矿早阶段（Ⅰ、Ⅱ）石英中发育WL型、C型包裹体，包裹体完全均一温度为188~254℃，盐度（w（NaCl））为1.83%~4.79%，密度为0.81~0.94 g/cm³，属于中低温、低盐度的H₂O-NaCl-CO₂体系；成矿主阶段（Ⅲ）石英、闪锌矿中发育WL型包裹体，包裹体完全均一温度为160~188℃，盐度为3.69%~7.15%，密度为0.92~0.96 g/cm³，属于低温、中低盐度的H₂O-NaCl-CH₄体系；成矿晚阶段（Ⅳ）石英中发育WL型、L型包裹体，WL型包裹体完全均一温度为130~165℃，盐度为1.22%~3.53%，密度为0.93~0.95 g/cm³，属于低温、低盐度的H₂O-NaCl体系。流体包裹体H-O同位素地球化学特征揭示：早阶段流体的δ¹⁸O_H2O-SMOW值为-6.3‰~-5.9‰，δD_H2O-SMOW值为-163.4‰~-162.7‰；成矿主阶段流体的δ¹⁸O_H2O-SMOW值为-14.4‰，δD_H2O-SMOW值为-165.4‰~-162.0‰；成矿晚阶段流体的δ¹⁸O_H2O-SMOW值为-19.1‰，δD_H2O-SMOW值为-150.7‰；硫化物Pb同位素比值分别为²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb=18.435~18.513、²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb=15.579~15.675、²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb=38.283~38.603。这种特征揭示，该矿床成矿流体为低温、低盐度的H₂O-NaCl-CH₄体系，早期为残余岩浆水和大气降水混合、中—晚期大气降水逐渐增加；成矿物质源于壳幔混合源区；成矿过程以流体混合方式导致成矿元素聚集和沉淀，矿床成因类型为与陆相火山-次火山作用有关的低硫化型浅成热液铜（银）铅锌多金属矿床；其整体与大兴安岭西坡同类型矿床相似，成矿作用发生在早白垩世（131.3 Ma），与古太平洋板块俯冲产生的弧后伸展环境相关。  相似文献   

云南哀牢山-红河剪切带新生代富碱侵入岩中榍石年代学和地球化学特征     

马倩  杨岳衡  赵志丹  佟鑫  武精凯  苗壮  李晨  雷杭山 《岩石学报》2020,36(9):2751-2764

榍石作为副矿物在哀牢山-红河剪切带新生代富碱侵入岩中广泛存在。原位获取榍石矿物内部微量元素、U-Pb年龄和Sm-Nd同位素的空间变化对获取矿物和岩石的成因演化信息具有重要意义。本文使用四级杆/多接收电感耦合等离子体质谱(Quadrupole/Multi-Collector Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry,Q/MC-ICP-MS)与激光剥蚀系统(Laser Ablation,LA)联用,对哀牢山-红河剪切带5个富碱侵入岩体(桃花岩体、宁蒗-永胜岩体、哈播岩体、铜厂岩体和十里村岩体)中榍石开展了微区原位微量元素、U-Pb年代学和Sm-Nd同位素研究。微量元素分析结果表明,三江富碱侵入岩中榍石为岩浆成因,亏损Rb、Ba、Pb、Sr等大离子亲石元素,富集Th、U、Nb、Ta、Zr、Hf等高场强元素。榍石的稀土配分图均表现为明显右倾,不具有或具有弱的Eu负异常。与云南北衙、马厂箐矽卡岩矿床中的热液榍石相比,本文榍石在稀土元素组成上,具有较高的稀土元素总量、较高的Th/U、LREE/HREE和Ce/Ce*比值,具有较低的Eu/Eu*、Nb/Ta、Zr/Hf比值。微区原位LA-Q-ICP-MS U-Pb定年结果表明,研究区富碱岩体中榍石结晶年龄在32.5～37.9Ma之间,代表了岩体形成时代,与三江地区哀牢山-红河剪切带及其附近新生代富碱岩浆活动高峰期(～35Ma)一致,属于青藏高原晚碰撞期岩浆作用的产物。榍石微区原位LA-MCICP-MS Sm-Nd同位素分析结果显示,榍石颗粒的Nd同位素组成均一,表明榍石结晶过程中寄主岩浆的Nd同位素组成没有发生明显变化。各个富碱岩体之间的榍石Nd同位素组成变化范围在-6.8～-2.1之间,与全岩的同位素特征一致,表明榍石的原位微区Sm-Nd同位素可以作为富碱侵入岩研究中有效的示踪手段之一。  相似文献   

南海北部冷泉区深水珊瑚的发现及其特征     

陈忠  莫爱彬  赵美霞  仲义  颜文 《热带海洋学报》2018,37(1):64-71

冷水珊瑚也称为深水珊瑚, 在生物多样性、生态资源和科研价值等方面具有重要意义。文章对采自南海北部冷泉区的冷水珊瑚骨骼碎屑进行测定, 鉴定出冷水珊瑚2个种(Crispatotrochus sp.1和Crispatotrochus sp.2), 以及4个属[Balanophyllia (Balanophyllia)、Balanophyllia (Eupsammia)、Lochmaeotrochus和Enallopsammia]。测定的冷水珊瑚的δ¹³C为-7.36‰~-1.15‰, δ¹⁸O为-1.38‰~3.67‰, 与全球冷水珊瑚碳氧同位素组成相似, 但明显不同于南海暖水珊瑚、冷泉碳酸盐岩及低温热液成因碳酸盐岩的碳氧同位素组成。  相似文献   

Smectite formation in metalliferous sediments near the East Pacific Rise at 13°N   总被引：1，自引：0，他引：1  

荣坤波  曾志刚  殷学博  陈帅  王晓媛  齐海燕  马瑶 《海洋学报(英文版)》2018,37(9):67-81

A 43 cm long E271 sediment core collected near the East Pacific Rise(EPR) at 13°N were studied to investigate the origin of smectite for understanding better the geochemical behavior of hydrothermal material after deposition.E271 sediments are typical metalliferous sediments. After removal of organic matter, carbonate, biogenic opal,and Fe-Mn oxide by a series of chemical procedures, clay minerals(2 μm) were investigated by X-ray diffraction,chemical analysis and Si isotope analysis. Due to the influence of seafloor hydrothermal activity and close to continent, the sources of clay minerals are complex. Illite, chlorite and kaolinite are suggested to be transported from either North or Central America by rivers or winds, but smectite is authigenic. It is enriched in iron, and its contents are highest in clay minerals. Data show that smectite is most likely formed by the reaction of hydrothermal Fe-oxyhydroxide with silica and seawater in metalliferous sediments. The Si that participates in this reaction may be derived from siliceous microfossils(diatoms or radiolarians), hydrothermal fluids, or detrital mineral phases. And their δ30 Si values are higher than those of authigenic smectites, which implies that a Si isotope fractionation occurs during the formation because of the selective absorption of light Si isotopes onto Feoxyhydroxides. Sm/Fe mass ratios(a proxy for overall REE/Fe ratio) in E271 clay minerals are lower than those in metalliferous sediments, as well as distal hydrothermal plume particles and terrigenous clay minerals. This result suggests that some REE are lost during the smectite formation, perhaps because their large ionic radii of REE scavenged by Fe-oxyhydroxides preclude substitution in either tetrahedral or octahedral lattice sites of this mineral structure, which decreases the value of metalliferous sediments as a potential resource for REE.  相似文献   

中国火山温泉气体地球化学特征及其在火山监测中的应用     

魏费翔  许建东  上官志冠  潘波 《震灾防御技术》2018,13(4):938-949

中国火山温泉主要分布在吉林长白山、云南腾冲和黑龙江五大连池等火山区。这些火山虽然处于休眠状态，但大面积的温泉分布指示着岩浆房存在的可能性。本文总结了前人研究成果，分析了中国主要火山区温泉气体地球化学特征，并探讨了温泉气体在火山监测中的应用。长白山、腾冲和五大连池火山区温泉气体地球化学性质类似，都以CO₂为主要气体，含量在80%以上，最高可达99%以上，其它气体组分包括CH₄、N₂、O₂、SO₂、H₂S、He和H₂等。长白山火山温泉气体中氦同位素比值（3He/4He）最高，约为4—6R_A，CO₂中碳同位素比值（δ13C）为-7.9‰—-1.3‰，CH₄中碳同位素为-48.0‰—-28.7‰；腾冲火山温泉气体氦同位素比值为3—5.5R_A，CO₂中的碳同位素为-6.49‰—-2.07‰，CH₄中碳同位素为-23.5‰—-9.3‰；五大连池火山温泉气体氦同位素比值约为3R_A，CO₂中的碳同位素比值为-9.6‰—-3.1‰，CH₄中碳同位素为-47.2‰—-44.4‰。3个火山区的温泉气体均显示地幔来源的岩浆气体特征，并在上升运移过程中受地壳或古俯冲物质的影响。  相似文献   

基于碳、氮稳定同位素的雅浦海沟底栖生物食物来源和营养级初探     

郭承秧  杨志  陈建芳  郑豪  张东声  冉莉华  王春生  鹿博  陈倩娜 《海洋学报》2018,40(10):51-60

为了分析雅浦海沟中底栖生物群落的食物来源和营养级，本研究分析了雅浦海沟真光层中浮游植物和浮游动物、海底沉积物和巨型底栖生物（海绵、海参、海蛇尾、海星、海葵和钩虾）中的碳、氮稳定同位素组成。研究发现雅浦海沟真光层中的浮游植物和浮游动物δ13C值[（-22.8±0.4）‰和（-21.8±0.8）‰]和δ15N值[（5.4±0.4）‰和（6.8±0.2）‰]与巨型底栖生物的δ13C值（-20.1‰~-16.8‰）和δ15N值（11.9‰~17.9‰）的差异超过了一个营养级，表明作为底栖生物的初始食物来源的浮游植物和浮游动物在向下输送的过程中经历了食物链传递和细菌的降解。巨型底栖生物的δ15N和δ13C值之间无显著的相关性，此外不同物种之间营养级也存在明显差异，表现为海绵的营养级相对较高（3.4~4.7），海参（3.3~3.6）、海蛇尾（3.4~3.5）和海星（3.2~3.7）的营养级较为接近，钩虾（2.9~3.3）和海葵（3.1）的营养级则相对略低，反映了底栖生物不同物种之间食物来源的多样化。  相似文献   

南海神狐海域沉积物自生黄铁矿和石膏S同位素特征及对甲烷渗漏强度的示踪   总被引：1，自引：1，他引：0  

张美  陆红锋  管红香  刘丽华  邬黛黛  吴能友 《海洋学报(英文版)》2018,37(7):20-27

The northern slope of the South China Sea is a gas-hydrate-bearing region related to a high deposition rate of organic-rich sediments co-occurring with intense methanogenesis in subseafloor environments.Anaerobic oxidation of methane(AOM) coupled with bacterial sulfate reduction results in the precipitation of solid phase minerals in seepage sediment,including pyrite and gypsum.Abundant aggregates of pyrites and gypsums are observed between the depth of 667 and 850 cm below the seafloor(cmbsf) in the entire core sediment of HS328 from the northern South China Sea.Most pyrites are tubes consisting of framboidal cores and outer crusts.Gypsum aggregates occur as rosettes and spheroids consisting of plates.Some of them grow over pyrite,indicating that gypsum precipitation postdates pyrite formation.The sulfur isotopic values(δ~(34) S) of pyrite vary greatly(from –46.6‰ to –12.3‰ V-CDT) and increase with depth.Thus,the pyrite in the shallow sediments resulted from organoclastic sulfate reduction(OSR) and is influenced by AOM with depth.The relative high abundance and δ~(34) S values of pyrite in sediments at depths from 580 to 810 cmbsf indicate that this interval is the location of a paleo-sulfate methane transition zone(SMTZ).The sulfur isotopic composition of gypsum(from–25‰ to –20.7‰) is much lower than that of the seawater sulfate,indicating the existence of a 34 S-depletion source of sulfur species that most likely are products of the oxidation of pyrites formed in OSR.Pyrite oxidation is controlled by ambient electron acceptors such as MnO_2,iron(Ⅲ) and oxygen driven by the SMTZ location shift to great depths.The δ~(34) S values of gypsum at greater depth are lower than those of the associated pyrite,revealing downward diffusion of 34 S-depleted sulfate from the mixture of oxidation of pyrite derived by OSR and the seawater sulfate.These sulfates also lead to an increase of calcium ions from the dissolution of calcium carbonate mineral,which will be favor to the formation of gypsum.Overall,the mineralogy and sulfur isotopic composition of the pyrite and gypsum suggest variable redox conditions caused by reduced seepage intensities,and the pyrite and gypsum can be a recorder of the intensity evolution of methane seepage.  相似文献   

哈达贺休盐湖卤水氢氧同位素特征及成因分析          下载免费PDF全文

马正明  山发寿  姜盼武  李庆宽  魏海成  李永寿 《盐湖研究》2020,28(1)

内蒙古哈达贺休盐湖蕴藏着较为丰富的地下卤水资源，但人们对其成因和演化机制尚缺乏充分的认识。本文采用稳定同位素方法，研究了哈达贺休盐湖地下卤水及其周边水体的氢氧同位素组成特征，并对卤水的成因进行了分析。结果表明：哈达贺休盐湖地下卤水的?D和?18O值平均值分别为-0.53 ‰和4.01 ‰，黑河河水的?D和?18O值平均值分别为-36.73 ‰和-5.51 ‰，居延海湖水的?D和?18O值平均值分别为1.26 ‰和2.73 ‰，当地大气降水的?D和?18O值平均值分别为-5.30 ‰和-1.20 ‰。研究区水体的蒸发趋势线方程为δD=5.32δ18O-20.08，该蒸发线偏离全球大气降水线。黑河河水的氘盈余值（d）最大，湖水和地下卤水的最小，而且湖水和卤水的d值与TDS呈负相关关系。偏正的?D和?18O值以及较小的d值，表明研究区卤水经历了强烈的蒸发，同时还存在与含氧类矿物的同位素交换反应。卤水和居延海湖水氢氧同位素值分布比较集中并且接近，二者都由黑河河水演化而来。  相似文献   

南海北部西沙海槽沉积物管状黄铁矿特征及其形成机理^*          下载免费PDF全文

石思思  吴朝东  梁金强  王熠哲  叶云涛  方允鑫  马健  翟俪娜 《古地理学报》2020,22(1):175-192

南海北部西沙海槽S1站位的岩心柱沉积物中广泛发育自生矿物黄铁矿,其形态以管状为主,且具有内部中空的圈层结构。使用扫描电镜、电子探针、LA-ICP-MS、SIMS等测试方法研究了管状黄铁矿的形态及圈层结构,结果显示: (1)管状黄铁矿发育内部中空的圈层结构,其中内圈层(I_py)由莓球状黄铁矿呈五角十二面体紧密堆积组成,外圈层(O_py)由晶形较好晶粒较大的八面体黄铁矿组成,并混有沉积碎屑及钙质生物壳体;(2)内圈层和外圈层分别呈现出贫S富Fe和富S贫Fe的特征,其成因是甲烷渗漏造成的局部还原环境使得As进入黄铁矿中导致晶格空缺或被扭曲,从而促进Ni、Co、Cu、Zn、Pb等微量元素的掺入;(3)内圈层、外圈层发生了明显的硫同位素分馏现象,内圈层中 δ³⁴S 平均为-37.8‰,外圈层中 δ³⁴S 平均为-29.3‰。研究认为,管状黄铁矿作为曾经甲烷渗漏的通道,其生长机制可分为3个阶段: (1)气水通道形成阶段: 向上运移的甲烷流体在沉积物孔隙中逐渐形成气水通道;(2)外圈层形成阶段: 当向上运移的甲烷与硫酸盐发生甲烷厌氧氧化时,逐渐形成晶体较大、晶形较好的八面体黄铁矿外圈层;(3)内圈层形成阶段: 随着甲烷浓度逐渐降低,在气水通道中的微生物作用下,剩余甲烷与向下运移的硫酸盐继续反应形成莓球状黄铁矿内圈层。因此,南海北部的泥岩中大量发育的管状黄铁矿常常与地层中甲烷水合物的存在有关。  相似文献