轻稀有气体同位素地球化学

介绍了轻稀有气体同位素的成因、性质和地球化学分布及其意义。     

Lu-Hf同位素体系在行星年代学及化学演化研究中的意义

<正> Lu-Hf同位素方法(涉及由~(176)Lu生成~(76)Hf的β-衰变,见图1)是Patchett和Tatsumoto(1980)在所要求的精度水平上引入的。曾发展了一种从岩石样品中分离Lu和Hf的可重复的高回收率的化学方法,但是,主要问题是在质谱计上难以精确测定Hf的同位素组成,这是因为该元素的强耐熔性及其高电离势所致。     

土壤和沉积物中钚同位素组成的质谱分析方法

钚-238是一种半衰期较长的人为放射性核素,其含量极低,准确分析其同位素组成依赖于高效率的分离富集技术及高灵敏度的检测技术。本文综述了电感耦合等离子、电子加速、热电离和共振电离四种质谱分析方法在土壤和沉积物中钚同位素分析方面的应用现状,从技术原理、应用和成本等方面对比分析了各种分离和纯化方法、质谱检测方法的优势与不足,为钚同位素的地球化学应用及我国核能应用过程环境影响评估提供技术支持。     

日本一些天然气体中稀有气体的同位素组成

<正> 本文研究了日本列岛不同类型天然气体样品中稀有气体的同位素和元素组成。在大多数样品中发现~3He 过剩,许多样品显示出区域性一致高的~3He/~4He值,比大气圈的值约高7倍。He 的浓度为0.6—1800ppm,在富 CO_2的天然气体中 He 的浓度低,而在富 N_2的天然气体中 He 的浓度高。在大多数火山气体中已检测出 Ne 同位素值与大气中 Ne 值有偏离。火山气体     

天然气的气态标志及应用

<正> 一、天然气的气态指标及其意义 天然气的气态指标是指天然气的组分及同位素组成中具有特殊意义的成分。如烃类组分中甲烷、重烃气的组分量及气体的干湿度;非烃组分中二氧化碳、氮、硫化氢及汞蒸气的含量;稀有气体中的氦、氩组分量及同位素的组     

氩同位素气源对比原理及应用条件

稀有气体氩及其同位素组成在气源对比中越来越引起人们的重视。本文从理论和实践上对天然气中氩的来源、源岩中氩的赋存状态和演化、进入天然气中的机制以及对天然气中氩同位素组成的影响进行了系统讨论，根据前人的工作和近年来的研究，讨论了氩同位素在天然气地质学中的应用，指出了天然气中氩同位素组成的控制因素。强调源岩年龄对天然气氩同位素组成的控制作用以及储层时代效应和其它因素对氩同位素组成的影响，为进一步研究和利用氩同位素组成解决天然气地质问题奠定了基础。     

海洋生物样品中的氮同位素分析

本文简要地介绍了海洋生物样品中的氮同位素分析技术。采用富集15N(丰度分别为10.13％和10.17％)的Na15NO3和15NH4Cl投放入试验池中进行15N稳定同位素示踪,按不同食物级收集的试样(扁藻、丰年虫、长毛对虾和棱鲻)由凯氏消化法测定全氮,采用重量比为100:1 0:1的K2SO4、CuSO4·5H2O和Se的混合物为加速剂。在与质谱计相联的高真空气化装置上将铵转变成氮气,进行同位素分析。平行试验表明,同位素分析数据具有良好的重现性,未加标记的参照样(蓝圆鲹)中15N丰度与国际公认的自然物质标准值完全吻合。     

铁同位素方法在环境地球化学研究中的应用与进展

由于同位素分析方法的改进和多接收电感耦合等离子体质谱仪的使用,近年来Fe同位素地球化学研究有了很大进展,成为国际地学领域的一个热点研究方向。Fe在自然界广泛存在,分布于各类矿物、岩石、流体和生物体中,并广泛参与成岩成矿作用、热液活动和生命活动过程。自然界中各类无机过程(从高温到低温)、生物及有机过程均能使Fe同位素发生分馏,δ56Fe值约为-1.62‰～+0.91‰。文章系统介绍了Fe同位素研究的最新进展,包括Fe同位素测试方法简介、样品前处理、质谱测定、Fe同位素分馏机理和应用前景展望等,着重对该技术在环境地球化学、生物示踪、古海洋学研究等领域中的应用及前景做了阐述。     

ZHP-3小型质谱计全无油静态超高真空分析系统的研制

<正> ZHP-3小型质谱计用作静态分析,可以解决超微量氩和稀有气体的同位素分析任务。它的设计指标是:1.系统的动态极限真空为5×10~(-8)乇;2.系统的静态极限真空由5×10~(-8)—2×10~(-7)乇,保持时间为20—30分钟;3.无有机质污染、无振动和外无磁场。为此我们设计了一套全无油超高真空系统,以保证静态真空分析系统的动态极限真空。     

钙同位素方法在环境地球化学研究中的应用与进展

概述了钙同位素分馏机理、分析测定以及在环境地球化学研究中的应用。自然界中钙同位素组成及其分馏过程与生成环境密切相关,可以很好地反映其地质成因及地质作用过程。近年来,随着钙同位素的测量技术的创新和改进,钙同位素地球化学的研究领域不断拓宽:它在研究环境生态系统中钙同位素变化规律、海洋钙循环、示踪古海洋和古气候等方面取得初步成效。先前的研究表明不同的样品中的44Ca /40Ca比值变化较小,δ44 Ca的变化在-2.88‰~+ 0.92 ‰之间。     

构造环境对幔源岩中稀有气体同位素比值的制约

稀有气体是地球化学研究中有效的物源示踪剂。在广泛收集资料的基础上,通过对He、Ne、Ar同位素数据的统计分析,总结、对比了不同构造环境幔源物质中轻稀有气体同位素的组成特征。统计表明,大洋中脊玄武岩(MORB)中3He/4He=7 0～10 0Ra者约占统计样品的90%;洋岛幔源物质(OIB)的3He/4He值变化范围大,但>10 0Ra者占65%;消减带幔源岩的3He/4He值总体略低于MORB;大陆幔源岩的3He/4He值主要变化于6 0～10 0Ra间,但环太平洋大陆边缘低于MORB者普遍;大陆热点地幔流体具有类似OIB的3He/4He值分布特征。MORB与OIB的40Ar/36Ar值分布范围类似(主要范围为296～12000),但低于1000者在MORB中仅24 5%,而在OIB中约43 4%;板块俯冲区幔源岩的40Ar/36Ar值总体较低,<1000者约占67%;大陆各类地幔流体的40Ar/36Ar值普遍偏低,主要在4000以下。大陆、大洋幔源岩中20Ne/22Ne值主要介于9 8～12 5间,但<9 8者在各大陆地幔普遍存在。幔源物质的上述组成特征与大气、地壳等源区对其影响有关。我国东部幔源物质稀有气体同位素组成具有大气 地幔混合源区特征。     

原油中芳烃及其碳稳定同位素组成特征

芳烃作为原油的主要组分之一,蕴含丰富的地球化学信息,常用原油中芳烃的分布及其碳稳定同位素组成来评价原油的有机质来源和热成熟度等指标。为了补充油品化学指纹的基础鉴别指标和数据,找出适用于油样鉴别的芳烃地球化学指标以及碳稳定同位素组成,本文主要测定了来自不同地区七种原油芳香烃组分的相对含量以及碳稳定同位素组成,并计算分析了甲基萘比值（MNR）、二甲基萘比值（DNR）、三甲基萘比值（TNR）、甲基菲比值（MPR）、甲基菲指数（MPI1）和甲基菲分馏系数（MPDF）等常见的芳烃特征比值。从原油中芳烃组分相对含量分布来看,七种原油均显示出了各自的特点;从原油芳烃的特征比值来看,成熟度参数（MNR、TNR1、TNR2、MPR、MPI1、MPDF1和MPDF2）均反映出所有原油的高成熟度,其它芳烃参数如DNR1、DNR2和TNR4等比值反映原油的母质来源及生物降解等信息,由芳烃特征比值的单因素方差分析（ANOVA）结果可知,与成熟度参数MNR和MPI1相比,DNR1、DNR2和TNR4在不同原油间的差异更加明显;从原油芳烃碳稳定同位素组成来看,不同地区原油间差别较大,其中巴西原油最富集13C,阿曼原油和委内瑞拉原油最亏损13C,二甲基萘和菲的碳稳定同位素组成在不同油样间的差异最明显。将显著性差异大的芳烃参数与芳烃δ13C值联用,结果表明,该方法可以更加有效区分七种原油。最后使用主成分分析方法分析原油芳烃碳稳定同位素组成,七种原油显示出各自不同的碳稳定同位素组成特征和明显的区分效果,利用不同油样芳烃的碳稳定同位素组成差异可实现对油样来源的鉴别。     

稳定碳同位素在海洋倾倒活动监测中的应用

通过测定倾倒区海域沉积物,产品码头和原油码头的疏浚物的有机碳同位素,分析来自不同区域的样品同位素变化特征,结果显示各区域碳同位素值有较大的差别。倾倒区有机碳同位素在-22.95‰～-23.05‰之内变化;产品码头疏浚物有机碳同位素在-25.20‰～-23.50‰;原油码头疏浚物碳同位素在-22.35‰～-21.89‰。通过碳同位素变化特征可以界定悬沙大致扩散范围。经混合配比实验,得到碳同位素组成与配比系数之间的关系,由此可推算倾倒活动中各码头的倾倒量。     

Geological emission of methane from the Yakela condensed oil/gas field in Talimu Basin, Xinjiang, China

A static flux chamber method was applied to study natural emissions of methane into the atmosphere in the Yakela condensed oil/gas field in Talimu Basin, Xinjiang, China. Using an online method, which couples a gas chromatography/high-temperature conversion/isotope ratio mass spectrometry (GC/C/MS) together, the 13C/12C ratios of methane in the flux chambers were measured. The results demonstrated that methane gases were liable to migrate from deep oil/gas reservoir to the surface through microseepage and p...     

浅谈烟气分析仪的在线校准

在分析烟气分析仪传统校准方式存在缺陷的基础上,通过引入质谱仪作为高精度的参考标准,对固定污染源排放监测系统中的烟气分析仪进行在线校准,以保证烟气分析仪的测量准确性,从而实现烟气的真正不间断测量。     

非质量氧同位素分馏效应研究进展

非质量氧同位素分馏效应(mass independent oxygenisotope fractionation)研究为一些重大地质科学问题的解释开辟了一条新途径。在简要介绍非质量分馏理论后,重点评述了非质量氧同位素分馏效应的研究进展,包括非质量同位素分馏效应的成因机制、氧同位素组成分析方法建立及其在环境地学领域的应用。并对非质量氧同位素分馏领域未来研究趋势作了进一步探讨。     

大气甲烷碳同位素测试方法及其在雅克拉凝析气田上方大气中的应用

研制了一套与气体稳定同位素质谱仪联机在线分析大气甲烷碳同位素的制样技术,该方法具有精度较高(±0.4×10^-3)、用样量少(200mL)、耗时短(45min)和操作相对较为简便的优点.利用该系统对新疆塔里木盆地雅克拉凝析气田上方大气甲烷的碳同位素组成做了初步测试.结果表明,其大气甲烷碳同位素组成平均值为-45.0×10^-3,相对全球大气甲烷碳同位素平均值明显偏重1.2×10^-3～2.0×10^-3,显示了其甲烷主要来源为深部凝析气藏中的甲烷等气体的渗漏和扩散.并且由于白天日照强,温度高,气田渗漏和扩散到地表的甲烷部分被氧化,因此白天大气甲烷的浓度略低于夜晚,且¹³C_CH4较夜晚偏轻.     

两种典型生活垃圾焚烧炉烟气中二噁(口英)相态分布特征

采集了机械炉捧焚烧炉和循环流化床焚烧炉两种典型生活垃圾焚烧炉排放烟气样品,应用高分辨气相色谱/高分辨质谱(HRGC/HRMS)同位素内标稀释法分别测定了烟气不同相样品中17种2,3,7,8-位氯取代的PCDDs/PCDFs同类物的含量.结果表明,两种炉型中PCDDs/PCDFs同类物及毒性当量贡献率在冷凝水相中所占的比例均在85％以上,远远高于在滤筒相和XAD-2树脂相中所占的比例,机械炉排炉焚烧排放烟气中∑PCDFs与∑PCDDs的比值为0.77;而循环流化床焚烧排放烟气∑PCDFs与∑PCDDs的比值为5.28.机械炉排炉焚烧烟气三相中OCDD为优势分布,尤其是滤简相中OCDD的百分比含量高达51.1％.流化床焚烧炉焚烧烟气滤筒、树脂、冷凝水相中没有出现某个单体对总浓度具有绝对优势的贡献.机械炉排焚烧炉和循环流化床焚烧炉排放的烟气中PCDFs的毒性当量贡献最大,尤其是单体2,3,4,7,8-peCDF对总毒性当量的贡献均在30％以上.     

植物的非传统稳定同位素前处理及测定技术研究进展

一直以来植物都是多领域的研究重点,随着非传统稳定同位素的不断发展,植物非传统稳定同位素研究日益增加。但因植物样品中有机物含量高,同位素分馏复杂,样品前处理及测定中存在诸多难题。本文对植物样品非传统稳定同位素工作中常用的前处理方法和测定技术进行了总结。综述了直接萃取法、湿法消解和高温灰化法的原理、操作和优缺点;以K、Ca、Mg、Fe、B等典型非传统稳定同位素为例介绍了非传统稳定同位素常用测定技术,旨在为植物样品的非传统稳定同位素测定进行梳理,最后对其应用方向和测试方法的发展方向进行了展望。     

上海宝山区城市土壤铅污染来源的同位素判别

对上海市宝山区月浦公园和蕴川公路菜田采集的土壤柱样,进行了土壤粒度、铅(Pb)含量及其稳定同位素比值的垂向变化分析,以探讨土壤的铅污染特征及其来源.结果表明,菜田和公园土壤柱样中铅含量分别为17.2～34.8 mg.kg-1和17.5～36.5 mg.kg-1,菜田土壤207Pb/206Pb和208Pb/206Pb分别为0.827～0.849和2.082～2.101,公园土壤则为0.839～0.848和2.089～2.099.2个土壤柱样中铅含量及其富集因子(EF)、207Pb/206Pb和208Pb/206Pb比值都随深度增加而减小,菜田和公园表层土壤(表层10 cm)Pb的富集因子基本都大于1.5,指示了菜田和公园土壤表层较高含量的铅系人为活动外源输入所致.对比前人关于上海不同污染源铅稳定同位素比值的研究结果,菜田和公园表层土壤铅同位素特征介于长江河口潮间带沉积物和工业燃煤粉尘之间,且EF>1.5,样品更接近燃煤产物,说明宝山区表层土壤铅污染主要来自工矿企业燃煤所产生的粉尘.