氯同位素测量方法及其地质应用研究新进展

氯有两个稳定同位素35Cl和37Cl,在自然界中的丰度分别为75.53%和24.47%.氯同位素的分析方法主要包括气体同位素质谱法和热电离质谱法,目前的分析精度可达0.2‰.氯同位素组成用δ37Cl表示,它在自然界的变化可达15‰以上(-8.0‰~7.5‰).氯是上地壳流体中主要的阴离子,在矿物岩石和矿床的形成过程中起着重要的作用,因此研究自然界中氯的分布和运移对于地球科学各个研究领域而言有着重要的意义.目前,氯同位素在大气气溶胶、洋中脊玄武岩、壳幔物质循环过程、热液成矿作用及示踪卤水起源和演化等方面的研究中取得了许多新的重要进展.     

激光在无机制备上的应用

激光分离同位素不仅效率高而且经济。目前在激光诱导气相反应生产超微粒子方面也做了大量研究。本文对硫、氯、铀三种同位素的分离和 SiC、Si_3N_4超微粒子的合成以及它们的经济效益进行了探讨。     

以SiHCl3为工作介质生产高丰度28Si

为了获得高丰度的28S i同位素,生产高纯度的单晶硅,利用气体离心机对硅同位素进行离心分离。通过对S iH-C l3中组成元素的不同同位素丰度的分析,计算了天然S iH-C l3中不同相对分子质量的分子组成。分析结果表明:虽然氯有两种同位素,但也可以将S iHC l3作为分离28S i同位素的工作介质。通过4台离心级联的分离实验,得到了28S i丰度达到99%的S iHC l3样品。离心分离得到的高丰度S iHC l3不用经过化学转化就可以直接用于单晶硅的生产。实验结果表明,采用离心法分离S iHC l3可以得到高丰度28S i。     

利用核磁共振吸收法分离同位素

同位素的分离不仅有实用的意义,在原子核物理研究工作中近年来的兴趣很大,特別在於获得少量的同位素来进行核反应或中子截面的测定工作。分离或濃縮同位素常用扩散法,电磁分析法,离子交換法,超离心机法等。这些方法都依靠同位素貭量的差別所引起的物理或化学效应来进行的。我們这里建議一种不依靠貭量效应的分离同位素的方法。同一元素的两种同位素的原子核的自旋和磁矩一般並不相等。如果其中之一是偶偶核(Z=偶数,N=偶数)则其自旋I和磁矩μ都等於零。若另一同位素的原子核是偶奇核(Z=偶数,N=奇数)則其I及μ都不等於零。这种显著的差別有可能被利用来     

再论东濮凹陷沙三段成盐模式

依据井点X衍射矿物和氯同位素垂向分布资料,分析东濮凹陷盐岩垂向序列,并结合咸水蒸发实验和盐湖钻孔资料分析盐岩沉积及保存过程,研究东濮凹陷沙三段成盐模式。结果表明:浅水蒸发成盐过程中保持有足够的水深,为盐下有机质的保存提供便利,浅水盐岩与油页岩及黄铁矿伴生不矛盾;淡水的注入是影响垂向盐韵律组成的关键因素,注入量少时可能引起氯同位素的变化,随着注入量的增大可能引起盐韵律中氯化物乃至硫化物的缺失;凹陷满盆含砂、控边断层上盘缺少粗碎屑的现象可能是边界断层长期小规模活动造成的,东濮凹陷沙三段盐岩更有可能是浅水蒸发成因。     

四氯化碳质谱研究

用四极质谱法测CCl_4的质谱。根据所测四氯化碳各种碎片离子的同位素分布比,计算出氯元素原子的平均原子量及CCl_4的平均分子量。结果表明:质谱法测得的CCl_4分子量比冻点下降法、蒸气密度法、……等所测CCl_4分子量的偏差小。     

苄叉氯亚胺的制备及在二苯硫醚催化下的分解机理

经研究发现,在三苯膦或二苯硫醚催化下节叉氯亚胺(Ia-b)可热分解成相应的腈。完成了关于Ia-d和二苯硫醚在苯中反应的动力学研究。速率按拟一级动力学方程计算。与Hammettσ值的相互关系(ρ=-1.05)和对la及IaD的动力学同位素效应(k_H/k_0=1)表明,其反应历程包括最初生成氯硫盐的平衡,以及决定反应速度的苄叉亚胺对锍硫原子亲核进攻的步骤。     

峨眉山柿子坪热田地下水碳氧同位素特征初步研究

在峨眉山柿子坪热田地质调查及热水勘探过程中 ,采用了碳、氧同位素地球化学方法 ,结果发现不同成因类型的地下水其碳、氧同位素组成特征各不相同 ,为查明地下热水的形成条件提供了重要依据 ,表明用地下水中 HCO-3 的碳、氧同位素组成来研究地下热水系的发育特征是有前景的     

土壤中非传统稳定同位素研究进展

过去十几年来,非传统稳定同位素在地球表生环境中的应用得到广泛关注.土壤处于地球表层特殊的空间位置,与其他各圈层不间断地进行物质和能量交换.结合已有的相关研究,本文对非传统稳定同位素在土壤中的分馏行为和重要应用潜力进行了论述,重点以Mg,Fe,Si和Hg等元素同位素为代表,从风化和成土过程、营养元素在植物-土壤之间的循环及重金属污染三个方向阐述土壤基础研究存在的重要科学问题.简要总结了近几年的研究现状,指出目前土壤中非传统稳定同位素值得深入研究的方向.非传统稳定同位素在土壤研究中的应用,是将稳定同位素地球化学与土壤学、环境生态学等学科交叉与融合的典型范例,是土壤学科发展的一个重要趋势.     

基于稳定同位素的SPAC系统水分转化研究进展

大气-土壤-植被连续体(soil-plant-atmosphere continuum, SPAC)系统水分转化过程是生态水文学重要的研究内容。稳定同位素作为天然的示踪剂能有效示踪、整合和指示SPAC系统中的水分输入、输出以及转化过程。笔者在简述稳定同位素应用原理的基础上，以垂直方向上SPAC系统水分运移的视角，阐释基于稳定同位素技术的土壤-根系界面水分运移、植物传输水分中存在的分馏和植物冠层-大气界面水分交换的研究进展，探讨了SPAC系统水分转化研究中稳定同位素技术在分馏机制、时间分辨率与空间异质性方面的局限性。认为未来基于稳定同位素的SPAC水分转化研究还需着重在以下3个方面进行：(1)借助广泛应用于其他领域的便携式同位素分析仪对各种同位素水池同位素组成进行原位观测；(2)结合多种同位素分析水体同位素组成来分析土壤-根系界面水分运移过程，进一步确定树木水分来源，提高识别和划分的准确性，并以此完善稳定同位素应用模型；(3)利用同位素标记盆栽实验精准控制叶片吸水的水源，高分辨率地解析叶片吸水的发生位置以及时间；(4)结合控制性同位素标记实验并利用离心技术提取木质部导管中的汁液水，对比分...     

有关元素、原子核若干问题的辨析

利用元素、同位素的概念及其化学性质来探讨有关纯净物的概念。     

锶同位素的几种应用

本文通过研究总结了目前锶同位素在地质学中的几种应用,自然界中87Sr随87Rb的放射性衰变而发生变化来研究古盐度,以及指示黄土沉积中指示古环境在湖泊沉积中以及海洋学中,具有良好的化学和示踪指示意义,同时还可以利用锶同位素进行地层定年。     

考古测年新方法探析

提出了一种新的同位素检测方法,即利用简并四波混频非线性技术来确定矿物中同位素的含量,以达到测定岩石年龄的目的。此方法精度高、成本低、结构紧凑和使用方便,具有一定的实用价值和发展潜力。     

深部流体作用的元素地球化学研究——稀有气体同位素研究进展

目前人们主要通过稀有气体同位素研究来确认流体的深部来源及计算其贡献。稀有气体各同位素（He,Ne,Ar,Ke,Xe,Rn）应用范围不一,研究程度也不相同。本文对各元素研究现状加以概述,并重点介绍He同位素研究进展,其^3He／^4He值可以很好地指示流体的深部来源。     

有关元素、原子核若干问题的辨析

利用元素、同位素的概念及其化学性质来探讨有关纯净物的概念。     

降雨入渗条件下土壤水同位素变化实验

 通过输入比初始土壤水富集轻同位素且同位素组成稳定的降雨进行室内降雨入渗实验,研究土壤水氢氧同位素在土壤中变化情况。实验结果表明,降雨在入渗过程中,降雨同位素与初始土壤水同位素发生混合稀释,出流同位素组成随时间减小,最后趋于稳定,接近降雨同位素组成;出流氢氧同位素关系线斜率由以初始土壤水和降雨同位素组成为端点的混合线斜率决定;通过曲线拟合出流同位素随时间的变化函数关系,确定其传递函数分布为指数-活塞流模型分布,且氢同位素和氧同位素的传递函数相同。     

同位素水文学的若干回顾与展望

从降水径流、非饱和带水分运移、地下水来源及年龄测定、古洪水研究等方面回顾了同位素水文学研究的现状,认为同位素示踪技术可以从更微观的角度研究径流形成、流域汇流过程中的水分转换关系等;概述了河海大学近年来在同位素水文学研究方面的相关进展,指出其研究主要包括同位素水文数学模型、平原区同位素径流组分划分试验、同位素在地下水中的应用、"引江济太"水量分配、流域氮源示踪等方面。在综述同位素水文学研究进展基础上,对当前同位素水文学研究存在的问题进行了分析,并对同位素方法在水文学中的应用前景进行了展望。     

稳定性碳同位素在C4植物水分利用效率中的研究进展

对稳定性碳同位素的原理作了介绍,进而分析了稳定性同位素分辨率与水分利用效率的关系及近几十年稳定性碳同位素技术在C4植物水分利用效率中的应用,把稳定性碳同位素分辨率等与C4植物水分利用效率之间进行量化分析,同时也分析了稳定性碳同位素分辨率与其他性状指标之间的关系.最后就稳定性碳同位素在C4植物以后研究中的应用进行扩展分析,以期为稳定性碳同位素在C4植物中的研究提供理论依据.     

氧气起源纷争再起

科学界一直相信，氧气在30亿年前便已出现在地球上，但是2000年时，美国马里兰大学的地质化学家James Farquhar发明了一种与硫同位素有关的技术，将氧气出现的年代定格在距今24亿年前。在一个化学反应中，相同元素的不同同位素的比例会发生变化。通常情况下，这些变化依赖于同位素的质量。然而Farquhar发现，在距今24亿年前，3种硫同位素之间的同位素变化却不依赖于同位素的质量。     

湖相碳酸盐碳、氧同位素与团簇同位素的研究进展

总结近年来传统碳、氧同位素及新兴团簇同位素在湖相碳酸盐中的研究进展,梳理湖相环境中碳酸盐同位素组成变化的影响因素及两种同位素方法在地质研究中的应用,探讨当前研究中存在的问题。湖相碳酸盐氧同位素组成受温度的影响较小,主要与湖盆水体的蒸发量和大气降水量有关,碳同位素组成则受湖水蒸发咸化作用以及湖泊有机质与无机质相互作用的共同控制;团簇同位素仅受温度单一因素的影响,是良好的碳酸盐温度计。指出湖相碳酸盐碳、氧同位素研究的两大方向:一是解决团簇同位素理论研究中存在的问题,尤其是埋藏改造过程中团簇同位素温度的重置机理;二是将传统的碳、氧同位素指标与新兴的团簇同位素指标相结合,进行多指标的地球化学综合分析,有效地避免二者在地质研究中的局限性。