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光释光测年中铀钍钾含量ICP-MS和XRF测量方法

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岩矿测试 2024年第5期43卷 793-801页

作者：王娜吴磊王家松于洋曾江萍陈永胜王福中国地质调查局天津地质调查中心(华北科技创新中心) 天津300170 中国地质调查局海岸带地质环境重点实验室天津300170

光释光(OSL)测年包括等效剂量和环境剂量率的测量,准确测定铀钍钾含量是保证环境剂量率计算准确的重要环节,常用测量方法为电感耦合等离子体质谱与发射光谱法(ICP-MS/OES)联用,但铀钍钾不能同时测定,测量时间长。本文采用ICP-MS和X射线... 详细信息

光释光(OSL)测年包括等效剂量和环境剂量率的测量,准确测定铀钍钾含量是保证环境剂量率计算准确的重要环节,常用测量方法为电感耦合等离子体质谱与发射光谱法(ICP-MS/OES)联用,但铀钍钾不能同时测定,测量时间长。本文采用ICP-MS和X射线荧光光谱法(XRF)测定光释光沉积物样品中铀钍钾含量并用于环境剂量率的计算。在ICP-MS分析中,对高含量的钾采用电子稀释,减少进入检测器的钾离子,使铀钍钾离子在同一个数量级上,实现了高含量钾和低含量铀钍同时分析,方法检出限铀为6.38ng/L,钍为8.52ng/L,钾为926ng/L。研究了封闭酸溶法和敞口酸溶法对铀钍钾测定的影响,两种溶样方法处理10个沉积物和土壤标准物质,铀钍钾测定结果准确可靠,相对误差无显著差异,均在0~9.33%;但敞口酸溶法操作更简便,样品处理时间(约9h)短于封闭酸溶法(约60h),故ICP-MS分析时选取敞口酸溶法溶解样品。采用压片XRF法测定标准物质中铀钍钾的相对误差分别为4.78%~16.2%、1.20%~13.3%和0.00%~5.67%。ICP-MS和XRF测定20个渤海湾沉积物样品,计算获得环境剂量率的相对偏差在6%以内。XRF更适合测量钾含量高的释光样品;而ICP-MS测定铀钍的检出限更低,精密度和准确度更高,对于超痕量样品,该法测量结果更为准确。

关键词：电感耦合等离子体质谱法 X射线荧光光谱法环境剂量率铀钍钾

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莱州湾南岸全新世相对海平面变化重建

地质通报 2016年第10期35卷 1679-1691页

作者：田立柱陶有兵姜兴钰陈永胜施佩歆商志文李建芬王福王宏中国地质调查局天津地质调查中心天津300170 中国地质调查局泥质海岸带地质环境重点实验室天津300170 山东省地质调查院山东济南250013

在对莱州湾南岸8个钻孔沉积物沉积结构及有孔虫特征分析基础上,识别相关海面标志层位,辅以加速器质谱AMS14C测年,重建了全新世相对海面变化历史,并讨论了海面变化的沉积响应及控制因素。约9200cal BP以前,海面快速上升,研究区海侵时海面... 详细信息

在对莱州湾南岸8个钻孔沉积物沉积结构及有孔虫特征分析基础上,识别相关海面标志层位,辅以加速器质谱AMS14C测年,重建了全新世相对海面变化历史,并讨论了海面变化的沉积响应及控制因素。约9200cal BP以前,海面快速上升,研究区海侵时海面于-21.5m左右;9200~8400cal BP海面上升速率减缓至约2mm/a;8400~8000cal BP海面由-14m快速上升至-5.5m,速率约为33mm/a;8000~7600cal BP,海面持续数百年停滞或微弱下降;7600~7000cal BP海面由-5.5m快速上升至0m以上,速率至少约为13mm/a;7000~6000cal BP海面缓慢上升至+2^+3m位置,速率约为3mm/a;约6000cal BP以后海面缓慢下降至现今水平。约9200cal BP以前、8400~8000cal BP、7600~7000cal BP时期的3次海面快速上升,是MWP-1C融水脉冲、诱发8.2ka冷事件的融水脉冲,以及MWP-2融水脉冲的中纬度地区响应。中全新世全球冰融趋于停滞后,由于研究区沉积盆地沉降速度较慢,在冰川均衡调整效应下,使+2^+3m的相对高海面得以呈现。

关键词：全新世海平面冰融水脉冲莱州湾

虎头山地区多平台同步热红外遥感稀有金属岩脉识别

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地球科学 2024年第6期49卷 2242-2252页

作者：汪大明栗旭升魏佳林曹思琦汪翡翠仝云霄闫国强中国地质调查局天津地质调查中心天津300170 中国地质调查局华北地质科技创新中心天津300170 天津市海岸带地质过程与环境安全重点实验室天津300170

华北陆块北缘稀有金属矿床岩脉的遥感识别调查具有重要现实需求和理论研究意义.针对岩脉识别技术难点和研究区特殊的地质背景,提出来一种“天-空-地”同步热红外遥感铌钽多金属矿床岩脉识别算法,以辅助成矿岩脉识别.算法以Landsat-8卫... 详细信息

华北陆块北缘稀有金属矿床岩脉的遥感识别调查具有重要现实需求和理论研究意义.针对岩脉识别技术难点和研究区特殊的地质背景,提出来一种“天-空-地”同步热红外遥感铌钽多金属矿床岩脉识别算法,以辅助成矿岩脉识别.算法以Landsat-8卫星数据和同步采集的无人机热红外数据为主要数据源,解算修正地表比辐射率.结合天河石化钠长花岗岩的发射特征,利用阈值分割法划定13处岩脉发育区并开展野外踏勘查证.结果表明:提出的岩脉识别算法的准确性和可靠性较高,“天-空-地”同步热红外遥感可用于虎头山地区稀有金属岩脉识别.本研究为区域后续铌钽矿勘察工作提供了指导,同时也为可为稀有金属矿床的遥感探测识别提供有益参考.

关键词：热红外遥感稀有金属矿脉识别比辐射率修正遥感

开放潮坪地区^(210)Pb_(exc)测年CIC和CRS计算模式的选择

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地球科学（中国地质大学学报） 2016年第6期41卷 971-981页

作者：王福杨彪田立柱李建芬商志文陈永胜姜兴钰杨吉龙王宏中国地质调查局天津地质调查中心天津300170 中国地质调查局泥质海岸带地质环境重点实验室天津300170 天津地质矿产研究所年轻沉积物测年实验室天津300170 中国地质大学海洋学院北京100083

现代沉积物测年方法已经在海岸带地区得到了广泛应用,但在开放潮坪地区还存一定的问题,尤其是在通过210 Pb进行沉积速率计算时,常量初始浓度(constant initial concentration,简称CIC)模式和恒定补给速率(constant rate of supply,简称C... 详细信息

现代沉积物测年方法已经在海岸带地区得到了广泛应用,但在开放潮坪地区还存一定的问题,尤其是在通过210 Pb进行沉积速率计算时,常量初始浓度(constant initial concentration,简称CIC)模式和恒定补给速率(constant rate of supply,简称CRS)模式给出的结果通常差别很大,即使是与137 Cs时标法进行比对时,有时也不易解释.这严重制约了现代沉积物测年方法在开放潮坪及浅海区的应用效果.有鉴于此,选取了其中的1个典型站位的柱状样品,同时开展^(210)Pb_(exc)过量的^(210)Pb的CRS模式和CIC模式计算,并与137 Cs时标法进行对比,结合区域沉积历史数据,对^(210)Pb_(exc)的CRS模式和CIC模式的选择进行了综合分析,为现代沉积物测年在海岸带地区的应用和解释提供了过程参考.结果显示,对^(210)Pb_(exc)数据分段采用CIC模式获得的结果较CRS模式获得的更为可靠.这是因为海岸带地区,被潮流搬运来的沉积物更容易满足CIC计算模式所要求的前提条件,即沉积物中的^(210)Pb_(exc)初始比活度是恒定的.作为一般数据使用者,更倾向于通过^(210)Pb_(exc)测年方法(也就是CRS模式)能够获得每一层的年龄,但在海岸带地区应用该方法时就需要更加慎重.

关键词：常量初始浓度模式恒定补给速率模式海洋沉积物渤海湾海洋地质.

运用方解石脉包裹体和碳氧同位素评价页岩气保存条件——以中扬子地区寒武系为例

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天然气工业 2021年第2期41卷 47-55页

作者：刘安周鹏陈孝红蔡全升李海苗凤彬彭中勤黄惠兰中国地质调查局武汉地质调查中心古生物与地质环境演化湖北省重点实验室

裂缝脉体的碳/氧同位素和包裹体对于研究油气保存条件有着重要的指示意义。为了揭示中扬子地区寒武系页岩气保存条件的差异性,选取该区3口代表不同构造条件和含气性的井(YY1井、YD4井、ZD1井)作为主要的研究对象,基于裂缝脉体包裹体和... 详细信息

裂缝脉体的碳/氧同位素和包裹体对于研究油气保存条件有着重要的指示意义。为了揭示中扬子地区寒武系页岩气保存条件的差异性,选取该区3口代表不同构造条件和含气性的井(YY1井、YD4井、ZD1井)作为主要的研究对象,基于裂缝脉体包裹体和方解石脉碳/氧同位素测试分析资料开展了对比研究。研究结果表明:①该区寒武系裂缝脉体包裹体主要有液烃包裹体、甲烷包裹体、气液两相包裹体、盐水包裹体4种类型,(液烃+甲烷)包裹体/(气液两相+盐水)包裹体比值与油包裹体丰度一样对油气成藏与保存具有重要的指示意义,YY1井以高演化液烃和甲烷包裹体为主,ZD1井以气液两相和盐水包裹体为主,YD4井介于二者之间,构造条件越复杂古流体中烃类的占比越低,水的比例越高;②Δ13C (δ13C围岩-δ13C方解石)值、Δ18O(δ18O围岩-δ18O方解石)值的变化范围与保存条件具有相关性,ZD1井的变化范围明显大于YY1井,高度封闭的页岩段Δ13C值、Δ18O值趋近于0,页岩内部跨层流体、外部流体侵入都会导致Δ13C值、Δ18O值变化;③包裹体及方解石脉碳/氧同位素指示YY1井裂缝导致页岩气向上散失,YD4井、ZD1井裂缝导致页岩气向下散失两种不同逸散类型;④初步建立了中扬子地区基于包裹体和方解石脉碳/氧同位素的寒武系页岩气保存条件评价指标。结论认为,中扬子地区寒武系页岩气保存条件由黄陵隆起向江南-雪峰隆起整体逐渐变差,黄陵隆起周缘的寒武系页岩是下一步页岩气勘探的重点。

关键词：页岩气保存条件碳/氧同位素古流体包裹体中扬子地区寒武系

塔里木盆地东北缘晚新生代钻孔岩心磁性地层年代学及其构造意义

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地球物理学报 2018年第10期61卷 4075-4087页

作者：杨吉龙胥勤勉袁海帆谢宁白铭胡云壮田立柱中国地质调查局天津地质调查中心天津300170 中国地质调查局泥质海岸带地质环境重点实验室天津300170 新疆地矿局第一水文工程地质大队乌鲁木齐830091 新疆地矿局第二水文工程地质大队新疆昌吉831100

塔里木盆地的高分辨率沉积记录对于理解青藏高原隆升、亚洲内陆干旱化乃至全球气候变化至关重要.建立可靠的地层年代标尺对于研究塔里木盆地晚新生代沉积环境演化、构造运动及古气候变化具有重要意义.本文对塔里木盆地东北缘库尔勒地区... 详细信息

塔里木盆地的高分辨率沉积记录对于理解青藏高原隆升、亚洲内陆干旱化乃至全球气候变化至关重要.建立可靠的地层年代标尺对于研究塔里木盆地晚新生代沉积环境演化、构造运动及古气候变化具有重要意义.本文对塔里木盆地东北缘库尔勒地区的两个全取心钻孔ZK3(深500m)、ZK5(深300m)进行详细的磁性地层学研究,结果表明,ZK3孔中更新统底界为54.8m,下更新统底界为167.0m,上新统底界为432.0m,钻孔底部年龄约为6.2 Ma,属上中新统上部;ZK5孔中更新统底界为64.7m,下更新统底界为241.5m,钻孔底部年龄约为3.2 Ma,属上上新统.基于上述磁性地层年代标尺,通过沉积速率分析发现ZK3孔在3.0—3.6Ma之间沉积速率明显增大,反映了塔里木盆地北部天山在此期间的快速隆升.通过东西部多个盆地地质剖面沉积速率的对比分析发现,这期构造活动在区域上具有准同期活动特征,在时代上与晚中新世以来青藏高原快速隆升的时代一致,可能与青藏高原的隆升扩展效应有关.

关键词：塔里木盆地东北缘晚中新世磁性地层学沉积速率构造运动

高压密闭消解-电感耦合等离子体质谱法测定锰矿石中的稀土元素前处理方法研究

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岩矿测试 2018年第6期37卷 637-643页

作者：吴磊刘义博王家松吴良英张楠王娜中国地质调查局天津地质调查中心天津300170 中国地质调查局泥质海岸带地质环境重点实验室天津300170

高压密闭消解因称样量小、用酸量少、空白低等优点成为测定稀土元素前处理的主要方法。但锰矿石组分复杂,锰含量差别较大且具有多种不同价态,常含有伴(共)生金属和其他杂质,该方法采用常规酸溶体系很难将其消解完全,造成ICP-MS测试结果... 详细信息

高压密闭消解因称样量小、用酸量少、空白低等优点成为测定稀土元素前处理的主要方法。但锰矿石组分复杂,锰含量差别较大且具有多种不同价态,常含有伴(共)生金属和其他杂质,该方法采用常规酸溶体系很难将其消解完全,造成ICP-MS测试结果不准确。本文从样品前处理消解效果出发,选择锰矿石标准物质GBW07261、GBW07263、GBW07266和一个锰矿石样品,试验了三种酸溶前处理方法对锰矿石稀土元素测试的影响。结果表明:方法一(氢氟酸-硝酸密闭消解,硝酸复溶提取)不能将锰矿石样品完全消解,测定值偏低0. 28%～61. 31%;方法二(氢氟酸-硝酸-双氧水密闭消解,硝酸-双氧水复溶,硝酸提取)和方法三(氢氟酸-硝酸密闭消解,盐酸复溶,硝酸提取)均可将锰矿石样品消解完全,用ICP-MS测定稀土元素的数据较为接近,与传统的过氧化钠熔融ICP-MS法测定值吻合。但实验过程中发现对于锰含量较高的样品,方法三需多次重复加入盐酸复溶后方可将样品消解完全,而方法二复溶一次即可。因此,方法二对锰矿石样品的消解效率更高,精密度好(0. 96%～2. 68%),加标回收率在95. 0%～107. 0%之间,更适用于锰矿石中稀土元素的分析。

关键词：锰矿石稀土元素高压密闭消解双氧水电感耦合等离子体质谱法

渤海湾西岸西汉先民用海的新发现及对“西汉海侵”的启示

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地质论评 2015年第6期61卷 1468-1481页

作者：商志文陈永胜姜兴钰王福李建芬施佩歆王宏中国地质调查局天津地质调查中心天津300170 中国地质调查局泥质海岸带地质环境重点实验室天津300170

地质学(古环境重建与AMS14C测年)和考古学研究,发现了位于渤海湾西岸距现代岸线仅5km的大港穿港路采土场贝壳质河口沙坝海滩层上的、具海水捕捞特征的西汉先民短暂居停遗址,及其上覆的、持续约700~800年的1.6m厚海相层。这是渤海湾西岸... 详细信息

地质学(古环境重建与AMS14C测年)和考古学研究,发现了位于渤海湾西岸距现代岸线仅5km的大港穿港路采土场贝壳质河口沙坝海滩层上的、具海水捕捞特征的西汉先民短暂居停遗址,及其上覆的、持续约700~800年的1.6m厚海相层。这是渤海湾西岸迄今所发现的距现代海岸线最近的、被海相层覆盖的西汉先民用海遗址。全新世中期海退以来,渤海湾西岸至少有5道主要的贝壳堤——岭地古海岸线,它们的初始年龄分别是6.6~6.2ka cal BP、5.5 ka cal BP、3.3 ka cal BP、2.4~2 ka cal BP和0.9ka cal BP(即4650~4250 BC、3550 BC、1350 BC、450~50 BC和1050 AD)。每一道堤——岭岸线在其形成发育期,均构成当时的海、陆界线:界线向海一侧是古海区、向陆一侧是高水头海水影响的低地。上古林——齐家阜堤——岭岸线形成于战国——西汉时期,岸线后的大面积洼地直至东晋——北魏时期曾频繁地被高水头海水淹浸,穿港路西汉遗址则直接被海相层覆盖,二者共同为"西汉海侵说"提供了地质学证据。

关键词：西汉遗址西汉海侵堤—岭古岸线海水淹浸渤海湾西岸

重铬酸钾和高锰酸钾电位落差法测定砂岩型铀矿氧化还原电位的探讨

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岩矿测试 2022年第5期41卷 806-814页

作者：王娜王家松曾江萍李强吴磊陈枫中国地质调查局天津地质调查中心天津300170 中国地质调查局泥质海岸带地质环境重点实验室天津300170 核工业二〇三研究所陕西咸阳710086

氧化还原电位是一个体系中所有物质混合氧化还原电位的数量指标,反映了整个体系氧化还原能力的相对强弱,而砂岩型铀矿的氧化还原电位控制着铀等变价元素的地球化学行为,对准确圈出铀富集层位具有重要意义。电位落差法借助于氧化剂溶液... 详细信息

氧化还原电位是一个体系中所有物质混合氧化还原电位的数量指标,反映了整个体系氧化还原能力的相对强弱,而砂岩型铀矿的氧化还原电位控制着铀等变价元素的地球化学行为,对准确圈出铀富集层位具有重要意义。电位落差法借助于氧化剂溶液测定样品的氧化还原容量,电位差的大小能准确反映出砂岩型铀矿样品所含还原组分的还原能力。本文以重铬酸钾和高锰酸钾作为氧化剂,探讨了应用这两种氧化剂的电位落差法测定砂岩型铀矿氧化还原电位(ΔEh)的特点。系统研究了两种方法溶液介质浓度、氧化剂浓度、平衡电位时间、样品浸泡时间和样品与氧化剂溶液的固液比对ΔEh测定的影响。按照两种方法最优条件测定8个砂岩型铀矿样品,重铬酸钾法ΔEh值在15~118mV之间,相对标准偏差为2.50%~7.44%;高锰酸钾法ΔEh值在45~89mV之间,相对标准偏差为0.89%~1.42%,两种方法在测量8个砂岩型铀矿样品ΔEh的相对水平方面具有一致性,相关系数为0.9882。研究表明重铬酸钾电位落差法的ΔEh更分散跨度更大,能更直观地看出样品间还原能力的差别;高锰酸钾电位落差法的ΔEh稳定性更好。两种电位落差法测量砂岩型铀矿的ΔEh数值可用于其氧化还原分带的划分。

关键词：砂岩型铀矿氧化还原电位电位差重铬酸钾高锰酸钾