简介:近年来随着多道接收电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICPMS)的广泛应用,铊(Tl)同位素成为当前非传统同位素地球化学研究热点之一。本文综述了Tl同位素的最新研究进展。Tl是自然界迄今为止发现的具有同位素自然分馏效应的最重的元素之一。自然界中Tl同位素分馏值ε205Tl(ε205Tl指样品与标准物质NISTSRM997Tl的205Tl/203Tl值的万分偏差)的变化为-6.8~+4.8,陨石中ε205Tl值为-18.8~+29.7。Tl同位素可用于示踪低温过程中的物质迁移、海洋沉积物沉积过程等,也可用于指示古气候的变化,以及佐证特定时期有机碳输出量。因此,Tl同位素可为深入了解局域海洋沉积环境的氧化还原条件、碳循环和海洋化学演化等提供新信息,将在地学与环境科学研究中得到广泛应用。
简介:摘要作为非生物有机合成的场所和最早微生物群落的栖息地,以蛇纹岩为母岩的热液系统(简称蛇纹岩热液系统)获得了相当大的关注。本文要报道对一个斯的蛇纹岩热液系统的一系列同位素研究,它就是位于日本白马岳地区的白马八方温采(北纬36°42′,东经137°48′)。我们从该温泉的两口井中采集了水样,所有水样呈强碱性而且都富含H2(201-664μmol/L)和CH4(124-201μmol/L)。虽然温度较低(50-60℃),但热力学计算表明H2有可能通过蛇纹石化反应产生。已发现八方1号井和八方3号井具有以下氢同位素成分:δD-H2=-700‰和-710‰,δD-CH4=-210‰和-300‰,δD-H2O=-85‰和-84‰。八方1号井和八方3号井甲烷的碳同位素成分分别是δ13C=-34.5‰和-33.9‰。这-CH2-H2-H2O氢同位素系列表明至少有两种不同的机理与甲烷生成有关。八方1号井的氢同位素组成与前人报道的其他蛇纹岩热液系统的相似。重的δD-CH4(相对于同位素分馏平衡关系)说明八方1号井甲烷中的氢不是来自分子态氢,而是直接来自水。这意味着这些甲烷不可能通过费-托式(FTT)合成而产生,而可能通过橄榄石的水合反应生成。相反,八方3号井很轻的δD-CH4(相对于同位素分馏平衡关系)表明有生物甲烷混入。根据氢同位素系列与其他蛇纹岩热液系统的对比,直接由水生成无机CH4(不存在中间产物H2)可能在蛇纹岩热液系统更为常见。橄榄石的水合反应对于无机甲烷的产生可能有比以前想象的更重要的作用。
简介:华尖金矿位于冀东大型金矿带内,赋存于太古宙变质岩及中生代岩浆岩中。在详细分析华尖金矿床地质特征的基础上,研究了石英脉的氢、氧同位素和黄铁矿的硫、铅同位素组成特征。研究发现,本区载金黄铁矿δ^34S值变化范围变化于1.5‰-5.8‰,具有壳源岩浆岩特征,载金黄铁矿铅同位素^206Pb/^204Pb值变化为16.02-16.25,^207Pb/^204Pb为15.161-15.213,^208Pb/^204Pb为35.953-36.12,均有下地壳铅源的特征。含金石英脉的δ^18O水在0.49‰-5.45‰,δ^18OV-SMOW为10.3‰-14.2‰,δD为-72.1‰--63.1‰,具有岩浆热液石英的特征,部分样品偏离火成石英的区域,可能是成矿热液混有大气降水的结果。综合研究表明,该矿床成矿物质主要来源于燕山期的牛心山花岗岩体,其次为遵化群变质岩围岩。
简介:团簇同位素指的是含有2个及2个以上的重同位素结合在一起形成的同位素体。团簇同位素的数值定义为同位素体的相对丰度偏离随机分布状态的程度。测量该相对丰度较低的同位素体需要高精度的质谱仪,难点在于利用同位素组成已知的参考气体和不同同位素组成的加热气体,以获得绝对参考体系下的数值。团簇同位素体的相对丰度非常低,但是具有非常独特的物理和化学性质。比如碳酸盐矿物中^(13)C^(18)O^(16)O的丰度对温度具有敏感性,而与矿物的全岩同位素以及矿物形成时期的流体性质无关,因此可以利用测量的碳酸盐团簇同位素来获得矿物的生长温度,再利用矿物的氧同位素(δ~(18)O),根据传统的氧同位素温度计原理,可以进一步获得矿物的生长流体(水)的氧同位素。目前,团簇同位素温度计已经在古气候(温度)重建、古高度恢复、碳酸盐岩的成岩作用以及甲烷的成因分析等方面得到了广泛应用。评估深埋高温过程引起的C-O化学键重置对碳酸盐团簇同位素的影响、测试仪器产生对团簇同位素的非线性误差校正、以及其他丰度更低的团簇同位素体或大分子的团簇同位素的测量,是下一步的研究方向。
简介:[摘要] 页岩气甲乙烷碳同位素值与页岩气类型密切有关,通过对桂中坳陷下石炭统鹿寨组碳同位素特征分析,目前开发区块的龙马溪组页岩气对比,发现鹿一段页岩气甲乙烷碳同位素值普遍偏重,比丁山地区还要重,这与鹿一段页岩相对龙马溪组页岩偏腐植型的特征相符。同等成熟度下,偏腐植型页岩生成的气相对较干,但鹿一段页岩气湿度与威远地区类似比长宁昭通地区湿度更大,说明其演化程度与五峰组-龙马溪组页岩相比要低一些。结合岩屑罐顶气气量及同位素变化分析,鹿一段页岩气基本以Ⅱ、Ⅲ型页岩气储层为主,其内部存在破碎性夹层,表现出Ⅳ型页岩气储层特征,下部储层物性相对要好一些,表现出偏Ⅰ型页岩气储层的特征。
简介:近年来,洞穴次生碳酸盐沉积物因其有着湖泊沉积物、泥炭等无法比拟的测年优势,日渐成为陆地古气候重建的良好研究材料.通过铀系定年,可以获得过去60万年来精确的日历年时间序列,突破了其他陆地沉积物^14C定年(〈5万年)的瓶颈.氧碳同位素作为洞穴石笋的古气候待用指标具有全球对比性,由于其高精度独立的时间标尺和无需校正同位素信号日渐成为其他气候记录对比的基石.在同位素平衡分馏条件下,石笋δ^18O反映了当地气候的变化,在季风区一般反映降雨的变化,在欧洲则更多反映温度的变化.通过石笋δ^18O与北大西洋冰漂碎屑事件以及甲烷的对比关系,可以将海洋钻孔和两极冰芯的记录调谐到独立时间标尺的石笋记录上,进而可以探讨全球联系及其驱动机制.影响石笋δ^13C变化的因素比较复杂,一般在轨道尺度上指示了植被类型C3/C4比率的变化,而在更短时间尺度内主要受到土壤CO2活力的影响,进而可以反映当地降水和温度的变化.尽管洞穴石笋研究工作取得了较大进展,但仍然有诸多机理问题尚未解决,在介绍洞穴沉积物稳定同位素古气候重建研究现状的基础上,对今后的研究方向进行一定的探讨.