俯冲陆壳与上地幔的相互作用__大_省略_镁铁岩的Sr_Nd同位素地球化学_李曙光

　中　国　科　学(D　辑) 第28卷　第1期SCIENCE IN CHINA(Series D)　1998年2月

俯冲陆壳与上地幔的相互作用＊

———Ⅱ.大别山同碰撞镁铁-超镁铁岩的

Sr,Nd同位素地球化学

李曙光　聂永红　S.R.Hart

(中国科学技术大学地球与空间科学系,合肥230026)(Woods Hole Oceanographic Institution,W oods Hole,M A02543,USA)

张宗清

(中国地质科学院地质研究所,北京100037)

摘要 北大别具有Nb,Zr,Ti负异常的同碰撞镁铁-超镁铁侵入岩的Sr,Nd同位

素组成具有EM I特征,其初始εNd值为-2.4～-18.6.与其片麻岩围岩和南大别含

柯石英榴辉岩类似.用与俯冲洋壳有关的地幔交代作用及陆壳混染均不能解释这一

特征.他们最可能源于俯冲陆壳析出流体交代的楔形地幔.

关键词 镁铁-超镁铁岩　壳幔相互作用　大别山　同位素地球化学

北大别地体三叠纪同碰撞镁铁-超镁铁侵入岩的痕量元素地球化学研究表明,它们的成因与俯冲板块析出流体交代楔形地幔有关[1].然而,仅依据痕量元素地球化学,还无法判断该地幔交代作用究竟是与古生代洋壳俯冲有关还是与陆壳俯冲有关.为了解决这一重要问题,并进一步查明陆壳混染对同位素的影响,本文对已进行过主要元素及痕量元素地球化学研究的大部分辉石岩-辉长岩及片麻岩围岩和捕虏体样品进行了S r,Nd同位素地球化学研究,尤其对祝家铺岩体进行了较详细的研究.

地质背景、采样位置及样品矿物组成已有前文介绍[1],这里不再赘述.

1　同位素测试方法及其结果

样品加工、制备流程见文献[1].本文报道的Sr,Nd同位素数据是先后在美国麻省理工学院地球与行星科学系同位素实验室(1985)、中国地质科学院地质研究所同位素实验室和南京大学现代分析中心同位素实验室测得的.Nd同位素标准化值为146Nd/144Nd=0.72190. S r,Nd全流程本底为Sr1ng,Nd<50～60pg,本文报道的所有S r,Nd同位素比值均校正到相对标准样值:NB S98787Sr/86Sr=0.710260,或E&A87Sr/86Sr=0.708029;La Jolla143Nd/144Nd= 0.511850或BCR-1143Nd/144Nd=0.512630,数据见表1.

该镁铁-超镁铁岩的87Sr/86Sr-εNd图(图1,统一回算到230M a)显示,它们的Sr,Nd同位素具富集特征,尤其εNd值较低,且变化范围大,从-2.4～-18.2.同一岩体,如祝家铺辉石岩的S r,Nd同位素还显示出一种由亏损地幔指向EM I端元的混合趋势.该趋势与岛弧玄武岩

1997-05-12收稿

＊国家自然科学基金重大资助项目(批准号:4870188,49573190)

第1期李曙光等:俯冲陆壳与上地幔的相互作用———Ⅱ19

图1　87Sr /86Sr -εNd 图

M ORB 示洋中脊玄武岩(据Sun 和M cDonough [2]);OIB 示海岛玄武岩(据Zindl er 等[3]);IAB 示岛孤玄武岩(据

Davidson 等[4]及其文献);大别山超高压变质岩数据引自Li 等[5,6]、李曙光等[7]

代表的受俯冲洋壳析出流体交代的楔形地幔的Sr -Nd 同位素变化趋势不同,在相同的87Sr /86Sr

比值时,它具有更低的εNd 值.

对此可以有两种解释:(1)该区镁铁-超镁铁岩浆仍来自受俯冲洋壳交代作用影响的大陆岩石圈地幔,但在侵位过程中受中、下地壳混染而成;(2)这一混合趋势是楔形地幔受来自俯冲陆壳析出流体交代的结果.下面将详细讨论这一问题.

2　成因讨论

2.1　陆壳混染

以祝家铺镁铁-超镁铁岩为例来考察陆壳混染影响其Sr ,Nd 同位素组成的可能性.

祝家铺镁铁-超镁铁岩的围岩为浅色混合片麻岩及灰色黑云母角闪斜长片麻岩,侵入岩中有许多深部较基性的黑云母角闪斜长片麻岩捕虏体.围岩及捕虏体片麻岩的Sr ,Nd 同位素变化范围(-8.9～-20.2)与祝家铺辉石岩有很大范围重叠.如果祝家铺辉石岩样品的低εNd 值是陆壳混染的结果,那么他们中的εNd 值最高的样品(DZH -4,εNd (T )=-2.4)最少陆壳混染.以3个最富集的片麻岩为陆壳混染端元,以DZH -4代表初始岩浆组成计算混合关系(图1).从图1可知,浅色混合片麻岩(DZh -88-7)与DZH -4的混合87Sr /86Sr 太高,它不可能作为祝家铺镁铁-超镁铁岩的陆壳混染源.这是因为北大别山混合岩化作用发生在燕山期,晚于该超镁铁岩侵入时代.黑云母斜长角闪片麻岩围岩(DZh -88-6)及黑云母斜长角闪片麻岩捕虏体(DZh -88-8)与DZH -4的混合,可以拟合出祝家铺镁铁-超镁铁岩的S r ,Nd 同位素的演化趋势,但要达到最富集的镁铁-超镁铁岩的Sr ,Nd 同位素值,需混入90%以上的片麻岩.由于DZH -4也可能受到陆壳混染影响,其真正的原始岩浆εNd >-

2.4.因而要产生祝家铺辉石岩中最富集的Sr ,Nd 同位素值还需要更高比例的陆壳混染.模拟计算表明,这样高比例的片麻20　中 国 科 学 (D 辑)第28卷

岩混入,其混合物的Al 2O 3,Na 2O ,K 2O 及不相容元素含量远大于镁铁-超镁铁岩,而M gO ,FeO 含量远低于镁铁-超镁铁岩.如果降低片麻岩的混入比例,以使混合物的主要元素和痕量元素组成与该区镁铁-超镁铁岩一致,则又不能获得相应的低εNd 值.

因此,陆壳混染不是这些镁铁-超镁铁岩Sr ,Nd 同位素富集的主要原因,该镁铁-超镁铁岩体的同位素特征主要反映的是幔源岩浆的地球化学特征.

事实上对那些发育在陆内的,其源区与早期俯冲洋壳交代作用有关的大陆玄武岩的研究表明,可能的陆壳混染并不能使其εNd 值显著降低,而改变其俯冲洋壳所特有的趋势特征(

图2).如图2所示,在La /Nb 相同的情况下,北大别镁铁-超镁铁岩比那些与俯冲洋壳交代作用有关的大陆玄武岩具有更低的εNd 值

.

图2　εNd -La /Nb 图M ORB 范围据Sun 等[2],Zindl er 等[3];下地壳范围据Taylor 等[8];FB 示溢流玄武岩,其数据来源于Rogers 等[9],Hergt 等[10];牡丹江及五大连池玄武岩据刘丛强等[11,12]2.2　俯冲陆壳析出流体的交代作用

排除了明显的陆壳混染成因后,剩下唯一的成

因解释是俯冲陆壳析出流体的交代作用.大别山超

高压变质岩,除原岩为超镁铁岩的榴辉岩外,均具有

较高的87Sr /86Sr 和非常低的εNd 值(

见图1).其同位素组成与大别山同碰撞镁铁-超镁铁岩类似.因

此俯冲陆壳在超高压变质过程中可以析出具有高

87Sr /86

Sr 、低εNd 特征的流体并交代上部楔形地幔,

产生具有同样同位素特征的同碰撞镁铁-超镁铁侵

入岩.该楔形地幔可能在陆壳俯冲以前,已被先期

俯冲的洋壳交代富集一次.如祝家铺εNd 值最高的

样品DZH -4就落在岛弧玄武岩区.在此基础上,经

过俯冲陆壳析出流体的2次富集交代作用较容易形

成具有非常低εNd 值组成的富集地幔.

2.3　俯冲陆壳在地幔深度析出流体的可能性

上述关于大别山同碰撞镁铁-超镁铁岩源于俯冲陆壳析出流体交代的岩石圈地幔的成因解释要求俯冲陆壳在地幔深度(>40km )能提供足够的流体.然而,有关这一问题的认识并不一致.Liou 等[13]

根据超高压岩石中含水矿物相(如滑石、绿帘石、黝帘石、多硅白云母、蓝闪石)的稳定性,认为冷的俯冲陆壳中少量的水分在大于50km 的深度条件下主要存留在这些矿物相中,而不能成为流体从俯冲陆壳中排出以交代上覆楔形地幔及地壳,并以此来解释为什么大别山缺少典型同碰撞钙碱性岩浆活动[13].然而事实是,在大别山仰冲壳楔中发育有同碰撞镁铁-超镁铁岩浆岩,在南秦岭微陆块内也发育有大量的三叠纪同碰撞型花岗岩[14],这说明在陆壳俯冲时确实有流体析出进入楔形地幔及地壳,并引发了部分熔融.诚然,Liou 等[13]列举的上述矿物在超高压条件下有很好的稳定性,但是榴辉岩的原岩,斜长角闪岩,含有大量普通角闪石,在发生低温榴辉岩相变质时,它们由角闪石变为辉石,可释放大量的水,这一变质作用被估计发生在T =500℃,P =(10～12)×108Pa

(33～40km )[15],这时释放出的流体主要进入仰冲壳楔,可引发下地壳部分熔融,并形成同碰

撞花岗岩.然而在低温榴辉岩中仍含有较多的Ca -Na 闪石(冻蓝闪石或蓝透闪石)[15],这些Ca -Na 闪石在含柯石英榴辉岩中大量消失,这说明它们在超高压条件下不稳定,因此,在陆壳第1期李曙光等:俯冲陆壳与上地幔的相互作用———Ⅱ21　

22　中 国 科 学 (D　辑)第28卷

从40km俯冲到100km时,伴随着由低温榴辉岩向含柯石英榴辉岩的转变,岩石中的Ca-Na 闪石变为辉石,并释放出水,这一阶段析出的流体可进入到楔形岩石圈地幔,引发部分熔融并产生镁铁-超镁铁岩浆.因此,俯冲陆壳中的角闪石对提供交代流体具有重要作用,只要俯冲到地幔深度的陆壳是以镁铁质下地壳为主,就可以提供足够的流体以产生对楔形地幔的交代作用.

3　结论

尽管人们早已经认识在大洋板块俯冲过程中,俯冲洋壳可以析出流体并交代上覆的楔形地幔,产生岛弧型玄武岩浆,然而在陆壳俯冲过程中是否会发生类似过程尚属未知.通过大别山同碰撞镁铁-超镁铁岩浆岩的痕量元素及Sr,Nd同位素研究,证明在陆壳俯冲到地幔深度时仍有较多流体析出,并可像俯冲洋壳一样交代上覆楔形地幔,使其发生部分熔融,生成同碰撞玄武质岩浆.由于俯冲陆壳主要受榴辉岩相岩石的控制,该流体具有与岛弧玄武岩类似的痕量元素特征,如富集Rb,Ba,Pb,贫Nb,Zr,Ti;但由于俯冲陆壳主要为较古老的陆壳基底岩石,它析出的流体具有比岛弧玄武岩更低的εNd值,从而显示出类似下地壳的EM I特征.

参 考 文 献

1　李曙光,聂永红,郑双根,等.俯冲陆壳与上地幔的相互作用———Ⅰ.大别山同碰撞镁铁-超镁铁岩的主要元素及痕量元素地球化学.中国科学,D辑,1997,27(6):488～493

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镭

镭 镭，英文名radium，是一种具有很强的放射性的元素，在化学元素周期表中位于第7周期，第IIA族，原子序数88，元素符号Ra。纯的金属镭是几乎无色的，但是暴露在空气中会与氮气反应产生黑色的氮化镭(Ra3N2)。镭的所有同位素都具有强烈的放射性，其中最稳定的同位素为镭-226，半衰期约为1600年，会衰变成氡-222。当镭衰变时，会产生电离辐射，使得荧光物质发光。是居里夫人发现的新元素，镭的发现对科学贡献伟大。 镭元素符号Ra，原子序数88，原子量226.03。外围电子排布7s，密度6.0g/cm，熔点700℃，沸点<1140℃，位于第七周期第ⅡA族。银白色有光泽的软金属。第一电离能509.37kJ/mol，电负性0.9。化学性质活泼，在空气中不稳定，易跟空气中氮气和氧气化合。跟水反应生成氢氧化镭(Ra(OH)2)并放出氢气。溶于稀酸。化学性质跟钡十分相似。镭的氯化物、溴化物、氢氧化物易溶于水，硫酸盐、碳酸盐微溶于水。已知镭有多种同位素，镭-226半衰期最长，为1622年。镭有很强的放射性，衰变时放出α和γ两种射线，并放出大量热(每克镭每小时放热586.18焦耳)，裂变生成氢和氮。在镭射线照射下，水、氨、氯化氢能分解，氧气能转变成红氧。硫化锌、硫化钙等碱土金属硫化物，在镭射线的照射激发下能发出浅绿色柔和的磷光。镭射线能破坏动物体，杀死细胞、细菌。利用镭的放射性可治疗癌症，在硫化锌，硫化钙中混入10ppm的镭盐，可制成发光涂料、发光塑料。镭盐跟铍粉的混合制剂，可作中子放射源，用于探测石油资源和岩石的组成。镭在自然界中以化合态存在，主要存在于多种矿物、土壤、矿泉水和海底淤泥中。镭在自然界中分布特别稀少，仅占地壳原子总数的一百亿亿分之八。1898年12月，玛丽〃居里和皮埃尔〃居里从沥青铀矿提取铀后的矿渣中分离出氯化镭，1907年测出镭元素的新的原子量，1910 年又用电解氯化镭的方法制得了金属镭（白色金属）它的英文名称来源于拉丁文radius，含义是“射线”。镭在地壳中的含量为1×10-9%，至今已发现质量数为206～230的同位素中，除镭223、镭224、镭226、镭228是天然放射性同位素外，其余都是用人工方法合成的。镭存在于所有的铀矿中，每2.8吨铀矿中含1克镭。 镭是荧蓝色/银白色金属，是最活泼的碱土金属。镭在空气中可迅速与氮气和氧气生成氮化镭(Ra2N3)和氧化镭(RaO)，与水反应剧烈，生成氢氧化镭和氢气。镭的最外电子层有两个电子，氧化态为+2，只形成+2价化合物。镭盐和相应的钡盐属同晶形化合物，化学性

《地球物理勘探》基本特点

《地球物理勘探》基本特点 （1）地球物理勘探是一种间接的勘探方法 用钻机或其它的机械手段从地下取出岩样来认识地质构造是直接的勘探方法（或称为侵入方法，invasive method)。 地球物理勘探无须从地下取出岩样，而是通过使用专门的仪器在地面（或钻孔中）观察由地下介质引起的某种物理场的分布状态，

收集和记录某些物理信息随空间或时间的变化，并对这些信息的分布特征作出解释和推断，从而揭示地球内部介质物理状态的空间变化和分布规律，以此来了解矿产资源的分布及赋存状态、查明地质构造。

（2）地球物理勘探工作具有效率高、成本低的特点以往的地球物理勘探工作为矿产资源的调查、水文地质及工程地质工作提供了大量的、获得实践检验的重要资料；尤其是在覆盖地区对研究地质构造、指导勘探、成井等方面发挥了重要作用，加快了勘探速度，降低了施工成本，提高了水文地质钻孔的成井率。

（3）地球物理勘探能更全面了解勘探目标的全貌，避 免钻孔勘探‘一孔之见’的弱点 在工程勘察中，尤其是在浅层岩溶勘察中，地球物理勘探工作能提供勘探区域内二维、甚至三维的地下岩溶分布状态，克服钻孔‘一孔之见’的局限性。 跨孔声波、电磁波透视法能了解两孔之间的岩体的完整性，能从整体上评价岩体的完整性与基础的稳定性。

（4）地球物理勘探的应用具有一定的前提条件（一）必要条件： 要有物性差异； （二）充分条件： 1、目前仪器技术条件下，能测出异常： （1）场源体要有一定的规模， （2）场源体要有一定的埋深比， （3）仪器灵敏度要高； 2、干扰要小或能分辨异常； 3、环境条件允许。

（5）反演解释具有多解性 同一物理现象（或者说同一性质的物理场的分布）可以由多种不同的因素引起。 例如，在电法勘探中，视电阻率的变化可以由被测目标体电阻率值的变化引起；也可能由于地形，产状等其他因素的变化引起。这反映了地球物理勘探资料解释具有多解性。 要克服地球物理勘探资料解释的多解性，就必须将其与钻井资料或地质资料相结合进行推断解释，必须掌握一定的地层岩矿石的物性参数。

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浅谈广西铀矿地球物理场特征分析 摘要：本文通过总结广西地区地质构造背景、地质标志、密度特征等对广西铀矿地球物理场特征进行了分析，以供类似的研究作参考。 关键词：广西，铀矿，地球物理场，特征 我国至今已探明大小铀矿200多个，证实了相当数量的铀储量。矿石以中低品位为主，0.05%～0.3%品位的矿石量占总资源量的绝大部分。矿石组分相对简单，主要为单铀型矿石，仅在极少矿床有其他金属元素共生，形成铀、钼、铀汞、铀铜、铀多金属、铀、钍稀土矿床。矿床规模以中小型为主(占总储量的60%以上)，在一些矿田内，矿床往往成群出现，有的几个，有的几十个,而其中常有1～2个主体矿床存在。探明的铀矿体埋深多在500m以内。矿床类型主要有花岗岩型、火山岩型、砂岩型、碳硅泥岩型铀矿床4种；其所拥有的储量分别占全国总储量的38%、22%、19.5%、16%。全国铀矿资源分布不均衡，已有23个省（区）发现铀矿床，但主要集中分布在赣、粤、黔、湘、桂、新、辽、滇、冀、蒙、浙、甘等省（区），尤以赣、湘、粤、桂四省（区）资源为富，占探明工业储量的74%。广西铀矿已探明矿床24个（其中大型1个、中型7个、小型16个），发现矿点96个，矿化点152个，异常点244个，探明资源/储量22935吨。广西已被列为国家“十一五”铀矿资源勘查大基地之一。探讨广西铀矿地球物理场特征有着重要的意义。 图1 中国铀矿资源的分布情况图 1 区域构造背景 广西受欧亚、印度、太平洋三大板块的共同影响，造就了鲜明奇特的地形地貌景观、得天独厚的成矿地质构造条件，使广西地壳蕴藏着较为丰富的矿产资源。属于扬子陆块的东南缘，位于桂北九万大山至越城岭一带，呈北东方向展布，南面大致以罗城、融水、兴安一线为界，是广西出露最老的地层分布区。桂北隆起区经受多次构造运动的影响，构造比较复杂，四堡运动和广西运动使四堡群和丹洲群至下古生界的地层强烈褶皱，,是我国重要的铀成矿区之一。区内已发现有LJ 、DW、QZ、ZY、XC 5 大铀矿田及众多的大、中、小型铀矿床。广西的铀矿集中在桂林兴安县资源县地区，是国内目前最大的矿。铀矿成矿时期以中新生代为主，并主要集中在87～45Ma。大量重熔型花岗岩侵位;白垩世早期构造性质从会聚走滑向离散走滑转换,并形成白垩2第三纪断陷盆地及燕山期岩浆侵入,这种构造性质转换直接导致了大规模的热液铀成矿作用。成矿的先后顺序是：混合岩型、伟晶岩型、花岗岩型、火山岩型、碳硅泥岩型和砂岩型。铀矿成矿时代的

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总厚约629m。分上、下两段，其上段分三个亚段。 2-3上段三亚段(Tf):黄灰色薄层状泥质灰岩夹钙质粉砂岩。底部20m左右为紫1 红色钙质泥岩，厚约161m。 发耳矿井地层简表表1 厚 地 度 (m 层 ) 0- 第四系(Q) 41 0- 90下第三系(E) 二上 桥1 统 三叠系(T) 组6 ( (6 T) 3

镭

镭是一种具有很强的放射性的元素，在化学元素周期表中位于第7周期，第IIA 族，原子序 数88,元素符号Ra。能不断放出大量的热量。 镭元素符号ra，原子序数88，原子量226.03。外围电子排布7s，密度6.0g/cm，熔点700℃，沸点<1140℃，位于第七周期第ⅡA族。银白色有光泽的软金属。第一电离能509.37kJ/mol，电负性0.9。化学性质活泼，在空气中不稳定，易跟空气中氮气和氧气化合。跟水反应生成氢氧化镭(Ra(OH)2)并放出氢气。溶于稀酸。化学性质跟钡十分相似。镭的氯化物、溴化物、氢氧化物易溶于水，硫酸盐、碳酸盐微溶于水。已知镭有13种同位素，镭-226半衰期最长，为1622年。镭有很强的放射性，衰变时放出α和γ两种射线，并放出大量热(每克镭每小时放热586.18焦尔)，裂变生成氡和氦，氡也有放射性。在镭射线照射下，水、氨、氯化氢能分解，氧气能转变成臭氧。硫化锌、硫化钙等碱土金属硫化物，在镭射线的照射激发下能发出浅绿色柔和的磷光。镭射线能破坏动物体，杀死细胞、细菌。利用镭的放射性可治疗癌症，在硫化锌，硫化钙中混入10ppm的镭盐，可制成发光涂料、发光塑料。镭盐跟铍粉的混合制剂，可作中子放射源，用于探测石油资源和岩石的组成。镭在自然界中以化合态存在，主要存在于多种矿物、土壤、矿泉水和海底淤泥中。镭在自然界中分布特别稀少，仅占地壳原子总数的一百亿亿分之八。1898年法国科学家居里夫妇从沥青铀矿中发现镭，居里夫人于1910年从沥青铀矿中制得纯净金属镭。镭的希腊原文是射线。用汞阴极和钯-铱阳极电解氯化镭溶液可得到镭汞剂，然后在氢气中进行热分解制得。

玛丽·居里发现了一种化学元素镭，化学 发现「镭」元素的玛丽居里 符号Ra，原子序数88，原子量226.0254，属周期系ⅡA族，为碱土金属的成员和天然放射性元素。1898年12月，玛丽·居里和皮埃尔·居里从沥青铀矿提取铀后的矿渣中分离出氯化镭，1907年测出镭元素的新的原子量，1910年又用电解氯化镭的方法制得了金属镭（白色金属）它的英文名称来源于拉丁文radius，含义是“射线”。镭在地壳中的含量为1×10-9%，至今已发现质量数为206～230的同位素中，除镭223、镭224、镭226、镭228是天然放射性同位素外，其余都是用人工方法合成的。镭存在于所有的铀矿中，每2.8吨铀矿中含1克镭 百炼成钢:比喻经过长时间的多次的锻炼,变的坚强 发愤图强：发愤,决心努力图,谋求下定决心,努力谋求富国 坚持不懈：懈,松懈坚持到底,一点也不松懈 迎难而上：迎着困难向前进 . 集思广益：集中群众的智慧,广泛吸收有益的意见 群策群力：策,计策主意指发挥集体作用,大家一起想办法、贡献力量

同位素地球化学作业

同位素地球化学论文 近年来，随着同位素样片制备技术的改进和高精度质谱的问世，大大地提高了同位素测试结果的精度和准确性，使同位素地球化学的理论和方法进一步成熟和完善，研究领域不断拓宽。 同位素地球化学研究内容 同位素地球化学是根据自然界的核衰变、裂变及其他核反应过程所引起的同位素变异，以及物理、化学和生物过程引起的同位素分馏，研究天体、地球以及各种地质体的形成时间、物质来源与演化历史。 同位素地质年代学已建立了一整套同位素年龄测定方法，为地球与天体的演化提供了重要的时间座标。比如已经测得太阳系各行星形成的年龄为45～46亿年，太阳系元素的年龄为50～58亿年等等。 另外在矿产资源研究中，同位素地球化学可以提供成岩、成矿作用的多方面信息，为探索某些地质体和矿床的形成机制和物质来源提供依据。 ①自然界同位素的起源、演化和衰亡历史。 ②同位素在宇宙体、地球及其各圈层中的分布分配、不同地质体中的丰度及其在地质过程中活化与迁移、富集与亏损、衰变与增长的规律；同位素组成变异的原因；并据此探讨地质作用的演化历史和物质来源。 ③利用放射性同位素的衰变定律建立一套有效的同位素计时方法，测定不同天体事件的年龄，并作出合理的解释，为地球和太阳系的演化确定时间坐标。 根据同位素的性质，同位素地球化学研究领域主要分稳定同位素地球化学和同位素年代学两个方面。稳定同位素地球化学主要研究自然界中稳定同位素的丰度及其变化。同位素年代学随研究领域的深入，又分为同位素地质年代学和宇宙年代学。同位素地质年代学主要研究地球及其地质体的年龄和演化历史。宇宙年代学则主要研究天体的年龄和演化历史。 自然界同位素成分变化

水文地球化学

水文地球化学研究现状、基本模型与进展 摘要：1938 年, “水文地球化学”术语提出, 至今水文地球化学作为一门 独立的学科得到长足的发展, 其服务领域不断扩大。当今水文地球化学研究的理论已经广泛地应用在油田水、海洋水、地热水、地下水质与地方病以及地下水微生物等诸多领域的研究。其研究方法也日臻完善。随着化学热力学和化学动力学方法及同位素方法的深入研究, 以及人类开发资源和保护生态的需要, 水文地球化学必将在多学科的交叉和渗透中拓展研究领域, 并在基础理论及定量化研究方面取得新的进展。 早期的水文地球化学工作主要围绕查明区域水文地质条件而展开, 在地下水的勘探开发利用方面取得了可喜的成果( 沈照理, 1985) 。水文地球化学在利用地下水化学成分资料, 特别是在查明地下水 的补给、迳流与排泄条件及阐明地下水成因与资源的性质上卓有成效。20 世纪60 年代后, 水文地球化学向更深更广的领域延伸, 更多地是注重地下水在地壳层中所起的地球化学作用( 任福弘, 1993) 。 1981 年, Stumm W 等出版了5水化学) ) ) 天然水化学平衡导论6 专著, 较系统地提供了定量处理天然水环境中各种化学过程的方法。1992 年, C P 克拉依诺夫等著5水文地球化学6分为理论水文地球化学及应用水文地球化学两部分, 全面论述了地下水地球化学成分的形成、迁移及化学热力学引入水文地球化学研究的理论问题, 以及水文地球化学在饮用水、矿水、地下热水、工业原料水、找矿、地震预报、防止地下水污染、水文地球化学预测及模拟中的应用等, 概括了20 世纪80 年代末期水文地球化学的研究水平。特别是近二十年来计算机科学的飞速发展使得水文地球化学研究中的一些非线性问题得到解答( 谭凯旋, 1998) , 逐渐构架起更为严密的科学体系。 1 应用水文地球化学学科的研究现状 1. 1 油田水研究 水文地球化学的研究在对油气资源的勘查和预测以及提高勘探成效和采收率等方面作出了重要的贡献。早期油田水地球化学的研究只是对单个盆地或单个坳陷, 甚至单个凹陷进行研究, 并且对于找油标志存在不同见解。此时油田水化学成分分类主要沿用B A 苏林于1946 年形成的分类。1965 年, E C加费里连科在其所著5根据地下水化学组分和同位素成分确定含油气性的水文地球化学指标6中系统论述了油气田水文地球化学特征及寻找油气田的水文地球化学方法。1975 年, A G Collins 在其5油田水地球化学6中论述了油田水中有机及无机组分形成的地球化学作用( 汪蕴璞, 1987) 。1994 年, 汪蕴璞等对中国典型盆地油田水进行了系统和完整的研究, 总结了中国油田水化学成分的形成分布和成藏规律性, 特别是总结了陆相油田水地球化学理论, 对油田水中宏量组分、微量组分、同位素等开展了研究, 并对油田水成分进行种类计算, 从水化学的整体上研究其聚散、共生规律和综合评价找油标志和形成机理。同时还开展了模拟实验、化学动力学和热力学计算, 从定量上探索油田水化学组分的地球化学行为和形成机理。 1. 2 洋底矿藏研究

镭资料

镭的资料 一种具有很强的放射性的元素并能不断放出大量的热。镭能生成仅微溶于水的硫酸盐、碳酸盐、铬酸盐、碘酸盐；镭的氯化物、溴化物、氢氧化物溶于水。已知镭有13种同位素，226Ra半衰期最长，为1622年。镭能放射出α和γ两种射线，并生成放射性气体氡。镭放出的射线能破坏、杀死细胞和细菌。因此，常用来治疗癌症等。此外，镭盐与铍粉的混合制剂，可作中子放射源，用来探测石油资源、岩石组成等。是原子弹的材料之一。 发现人：居里夫妇 元素结构 晶体结构： 晶胞为体心立方晶胞，每个晶胞含有3个金属原子。 一种化学元素。化学符号Ra ，原子序数88 ，原子量226.0254，属周期系ⅡA族，为碱土金属的成员和天然放射性元素。1898年M.居里和P.居里从沥青铀矿提取铀后的矿渣中分离出溴化镭，1910年又用电解氯化镭的方法制得了金属镭，它的英文名称来源于拉丁文radius，含义是“射线”。镭是荧蓝色/银白色金属，是最活泼的碱土金属。镭在空气中可迅速与氮气和氧气生成氮化物和氧化物，与水反应剧烈，生成氢氧化镭和氢气。镭的最外电子层有两个电子，氧化态为+2，只形成+2价化合物。镭盐和相应的钡盐属同晶形化合物，化学性质很相似。氯化镭、溴化镭、硝酸镭都易溶于水，硫酸镭、碳酸镭、铬酸镭难溶于水。镭有剧毒，它能取代人体内的钙并在骨骼中浓集，急性中毒时，会造成骨髓的损伤和造血组织的严重破坏，慢性中毒可引起骨瘤和白血病。镭是生产铀时的副产物，用硫酸从铀矿石中浸出铀时，镭即成硫酸盐存在于矿渣中，然后转变为氯化镭，用钡盐为载体，进行分级结晶，可得纯的镭盐。金属镭则由电解氯化镭制得。镭及其衰变产物发射γ射线，能破坏人体内的恶性组织，因此镭针可治癌症。 发现人 玛丽·居里（Marie Curie）和皮埃尔·居里（Pierre Curie）发现年代：1898年12月26日上午8时 皮埃尔·居里(Pierre Curie)，或译彼埃尔·居里、比埃尔·居里。 1859年5月15日生于法国巴黎一个医生家庭。他的儿童和少年时期，性格上好个人沉思，不易改变思路，沉默寡言，反应缓慢，不适应普通学校的灌注式知识训练，不能跟班学习，人们都说他心灵迟钝，所以从小没有进过小学和中学。父亲常带他到乡间采集动、植、矿物标本，培养了他对自然的浓厚兴趣，学到了如何观察事物和如何解释它们的初步方法。居里14岁时，父母为他请了一位数理教师，他的数理进步极快，16岁便考得理学士学位，进入巴黎大学后两年，又取得物理学硕士学位。1880年，他21岁时，和他哥哥雅克·居里一起研究晶体的特性，发现了晶体的压电效应。1891年，他研究物质的磁性与温度的关系，建立了居里定律：顺磁质的磁化系数与绝对温度成反比。他在进行科学研究中，还自己创造和改进了许多新仪器，例如压电水晶秤、居里天平、居里静电计等。1895年7月25日皮埃尔·居里与玛丽·居里结婚。

第四节 地球物理异常特征

第四节地球物理异常特征 一、物探异常确定原则 1、岩矿石电性参数测定 矿区内震旦系灯影组四段是铅锌矿的主要含矿地层，矿体顶、底板围岩主要为白云岩、含硅质条带白云岩。围岩与铅锌矿石的物性差异较大，且无炭质层和石墨化层干扰，实践证明选择物探测量中的电法测量是可行的。物探测量之前，对矿区不同岩矿石样品进行了物性测定，以了解岩、矿石的电性背景参数，岩矿石物性参数见表1。 从表1可以看出，铅锌矿与围岩白云岩的物性差异明显，铅锌矿的幅频率为1.2～22.3％。而白云岩幅频率为0.1～2.3％。测试数据表明铅锌矿为高幅频率；白云岩为低幅频率。铅锌矿与围岩幅频率差异甚大，选取幅频率作为圈定物探异常参数。 岩矿石样品物性参数测量统计表表1

区内幅频率测量值经统计全样本231件，其中最小值为－32.5%，最大值99.8%，剔除其中的特高、特低值，保留Fs在0－15%作为计算样本，计算平均值X为5.52%，样本标准离差Sx为4.16，结合物性测量参数值特征，确定幅频率异常下限为C A＝X+2Sx＝13.84，Fs异常下限定为14.0%。以14.0－20.0%为异常外带，20.0－30.0%为异常中带，大于30.0%为异常内带。 2、物探工作方法选择 山水沟铅锌矿采用1:5000幅频激电中梯短导线测量，根据矿体分布及地形地貌特征，垂直矿体走向，测线平行布设，测线间距为400米，AB距为510～850米，测量点距MN为20米。大致按220～310度方向布线。 二、中间梯度法物探异常特征 （一）异常总体特征 1、SF0 2、SF05、SF06、SF07、SF08、SF09六线多表现为低背景值下的低缓异常，高值异常没有或较少，Fs通常在14以下，以2.1－7居多。而SF01、SF0 3、SF0 4、SF10四线异常较好，FS值表现为低背景值下的连续中、高值异常，梯度明显，同一测线异常值多达数个。 2、异常点连续，异常大都与矿层倾方呈反向偏移。 3、异常波动幅度大，级别明显，受硫铁矿层、铅锌矿层影响，异常来源复杂，不同级别的异常可能对应不同的激化体。 4、在一定测深范围内，幅频率值（Fs）具有随深度递增而升高的

《水文地球化学》教学大纲

《水文地球化学》教学大纲 Hydrogeochemistry－Course Outline 第一部分大纲说明 一、课程的性质、目的与任务 《水文地球化学》是水文与水资源工程专业本科生必修的一门主要专业基础课。通过本课程的学习，使学生掌握水文地球化学的基本原理和学会初步运用化学原理解决天然水的地球化学问题和人类对天然水的影响问题的方法与手段，为学习后续课程和专业技术工作打下基础。 二、与其它课程的联系 学习本课程应具备普通地质学、综合地质学、工程化学和水文地质学的基础。后续课程为水质分析实验、铀水文地球化学、环境水文地质学和水文地质勘察。 三、课程的特点 1．对基本概念、基本规律与常见的应用方法的理解并重。 2．对基本理论与常见水文地球化学问题的定量计算方法的掌握并重。 3. 采用英文教材，中、英语混合授课。 四、教学总体要求 1．掌握水文地球化学的基本概念、基本规律与研究方法。 2．掌握控制地下水与地表水化学成分的主要作用：酸碱反应与碳酸盐系统；矿物风化与矿物表面过程；氧化－还原反应；有机水文地球化学作用等。 3．通过理论讲述、研究实例分析与习题课，使学生理解天然水中常见的化学组份与同位素组成，掌握最基本的地球化学模拟方法与整理水化学数据的能力。 五、本课程的学时分配表 编 号教学内容课堂讲 课学时 习题课 学时 实验课 学时 自学 学时 1 引言及化学背景 （Introduction and Chemical Background） 6 2 酸碱反应与碳酸盐系统 (Acid-Base Reactions and the Carbonate System) 4 2 3 矿物风化与矿物表面过程 Mineral weathering and mineral surface processes 6

川西凹陷钙芒硝矿地球物理特征分析

2019年9月第39卷第3期四川地质学报Vol.39 No.3 Sep., 2019 川西凹陷钙芒硝矿地球物理特征分析 谢小国1，2,3,陶俊利1,2,3,安艳东12,3,高精理1,2,3,高利剑1,2,3,罗 兵1,2,3（1.四川省华地建设工程有限责任公司，成都610081； 2.四川省地质矿产勘查开发局成都水文地质工程地质中心，成都 610081； 3.四川省环境保护地下水污染防治工程技术中心，成都610081） 摘要：川西凹陷白垩系灌口组复式沉积多层品位高的钙芒硝矿，为更好地识别钙芒硝矿赋存层位，通过开 展视电阻率、自然伽马测井，以及高密度电阻率法勘探，建立起含钙芒硝矿的地球物理特征。含钙芒硝矿电阻 率相对于非含矿地层表现为明显的高电阻率，低自然伽马，高密度电阻率剖面表现为明显的高阻特征。因此分 析川西凹陷钙芒硝矿地球物理特征，有助于提高对该区钙芒硝矿勘查、采空区调查的认识。 关键词：钙芒硝矿；测井；高密度电阻率；新津 中图分类号：P631 文献标识码：A 文章编号：1006-0995 （ 2019 ） 03-0473-03 DOI ： 10.3969/j.issn.l006-0995.2019.03.025作为一种重要的盐类矿物，钙芒硝矿主要为单盐组分硫酸钙（CaSO 4）和单盐组分硫酸钠（Na 2SO4） 组成的CaSO 4 ?Na2SO4复盐类矿物，通过对钙芒硝矿开发利用，可提取出工业用途广泛的硫酸钠叭 川 西凹陷蕴藏丰富的钙芒硝矿，分布包括双流、彭山、眉山、新津、洪雅等地，为中新生代陆相碎屑岩型 复式钙芒硝矿床,赋存于白垩系灌口组红层中，一般可划分为上、下两个含矿带,含矿带厚度为90~120m, 纯矿段厚度为20?50m,工业品位较高，一般为25%~45%,因此具有巨大的开发利用价值耳。 物探方法在矿产勘查中发挥了重要的作用。四川地矿局二O 七地质队物探组在四川川西凹陷牧马山 向斜中，根据井中钙芒硝矿的自然伽马计算了 Na 2SO 4的工业品位叫 王永等在内蒙统计分析了芒硝矿的 自然伽马测井响应特征％王定英等在河南南阳利用测井方法确定了芒硝层的测井响应特征，芒硝矿电 阻率较高、声波时差较小、密度较低、自然伽马为低值问。然而针对钙芒硝矿找矿的物探方法应用较少， 特别是川西凹陷钙芒硝矿的地球物理特征鲜有研究。本文以川西凹陷新津县境内的金华钙芒硝矿、和昌 钙芒硝矿物探资料为例，分析该区钙芒硝矿的地球物理特征，以期为钙芒硝矿勘查、采空区调查等提供 一定支撑。 1地质概况 新津县金华钙芒硝矿、和昌钙芒硝矿位于上扬子准 地台四川台凹川西凹陷成都断凹西南部眉山一普兴场凹 陷内，出露地层主要为白垩系上统灌口组、第三系、第 四系，其中白垩系上统第二段为钙芒硝矿层段，属干旱 湖泊相沉积环境，岩相由砂质碎屑岩向含钙质粘土碎屑、 硫酸盐、粘土质粉砂质碎屑变化，含盐矿物由碳酸盐向 硫酸盐变化。由于气候及地壳升降变化，矿层与堆积粘 土物质交互沉积，从而形成复式沉积的钙芒硝矿床SB ］。 据矿区地质资料，钙芒硝矿结晶为自形-半自形结构，致 密层状一散点状构造，自上而下划分为上、下两个含矿 带，赋存30余层倾角小于10。的钙芒硝矿，平均厚度 220m,中部由平均104m 厚的泥质粉砂岩隔开。上矿带 为矿区的主要含矿带，由第4?11结晶钙芒硝矿及3 ~ 10层夹石组成。钙芒硝矿成复式产出，夹层由紫图1工区钙芒硝矿岩性 上图：钙芒硝矿岩心 下图：矿体“结霜”收稿日期：2018-09-25 资助项目：成都市规划和自然局“成都市城市地下空间资源地质调查”项目 作者简介：谢小国（ 1992-）,男，四川成都人，工程师，工程硕士，从事物探与地质工程工作 473

第十讲稳定同位素地球化学

第十讲 地质常用主要稳定同位素简介 18O Full atmospheric General Circulation Model (GCM) with water isotope fractionation included.

内容提要 ●基本特征●氢同位素●碳同位素●氧同位素●硫同位素

10.1. 传统稳定同位素基本特征 ?只有在自然过程中其同位素分馏变化为可测量范围的元素，才能应用于地质研究用途，这些元素的质量范围多<40； ?多为能形成固、气、液多相态物质的元素，其稳定同位素组成可发生较大程度变化。总体上，重同位素趋于在结合紧密的固相物质中富集；重同位素趋于在氧化价态最高的物相中富集； ?生物系统中的同位素变化常用动力效应来解释。在生物作用过程中(如光合作用、细菌反应及其它微生物过程)，相对于反应初始组成，轻同位素趋于在反应生成物中富集。

10.2. 氢(hydrogen) ?直到1930年代，人们才发现H不是由1 个同位素，而是由两个同位素组成： 1H：99.9844% 2H(D)：0.0156% ?在SMOW中D/H=155.8 10-6 ?氢还有一个同位素氚(3H)，但为放射性核素，半衰期仅为~12.5y。

10.2.1 氢同位素基本特征 ?与多数重元素的同位素组成不同，太阳系物质具有高度不均一的氢(氧)同位素组成，尤其是内地行星与彗星之间； ?1H与D同位素间质量相对差最大，在地球样品中表现出最大的稳定同位素变化(分馏)范围； ?从大气圈、水圈直至地球深部，氢总是以H O、OH-， 2 H2、CH4等形式存在，即在各种地质过程中起着重要作用； ?氢同位素以 D表示，其同位素测量精度通常为0.5‰至2‰(相对其它稳定同位素偏低)。

镭的相关内容

基本字义 ◎镭是一种放射性元素，具有很强的放射性，并能不断放出大量的热：镭疗（利用镭引的γ射线或a射线进行治疗）。镭，是一种化学元素。它能放射出人们看不见的射线，不用借助外力，就能自然的发光并发热，含

皮埃尔·居里和玛丽·居里）发现的一种

M3+ - M4+ 4400 M4+ - M5+ 5700 M5+ - M6+ 7300 M6+ - M7+ 8600 M7+ - M8+ 9900 M8+ - M9+ 13500 M9+ - M10+ 15100 晶胞参数： a = 514.8 pm b = 514.8 pm c = 514.8 pm α = 90° β = 90° γ = 90° 元素结构 晶体结构： 晶胞为体心立方晶胞，每个晶胞含有3个金属原子。 一种化学元素。化学符号 Ra ，原子序数 88 ，原子量226.0254，属周期系ⅡA族，为碱土金属的成员和天然放射性元素。1898年M.居里和P.居里从沥青铀矿提取铀后的矿渣中分离出溴化镭，1910年又用电解氯化镭的方法制得了金属镭，它的英文名称来源于拉丁文radius，含义是“射线”。镭是荧蓝色/银白色金属，是最活泼的碱土金属。镭在空气中可迅速与氮气和氧气生成氮化物和氧化物，与水反应剧烈，生成氢氧化镭和氢气。镭的最外电子层有两个电子，氧化态为+2，只形成+2价化合物。镭盐和相应的钡盐属同晶形化合物，化学性质很相似。氯化镭、溴化镭、硝酸镭都易溶于水，硫酸镭、碳酸镭、铬酸镭难溶于水。镭有剧毒，它能取代人体内的钙并在骨骼中浓集，急性中毒时，会造成骨髓的损伤和造血组织的严重破坏，慢性中毒可引起骨瘤和白血病。镭是生产铀时的副产物，用硫酸从铀矿石中浸出铀时，镭即成硫酸盐存在于矿渣中，然后转变为氯化镭，用钡盐为载体，进行分级结晶，可得纯的镭盐。金属镭则由电解氯化镭制得。镭及其衰变产物发射γ射线，能破坏人体内的恶性组织，因此镭针可治癌症。 发现人

历年地球物理试题总结

地球物理基础历年真题总结（按频率高低） 一、名词解释 1、惠更斯原理(5) 2、地球重力位(4) 3、叠加速度(4) 4、视电阻率(4) 5、磁场强度(4) 6、地震波传播介质的品质因子(Q值) (3) 7、磁化率(3) 8、时距曲线(3) 9、DMO(2) 10、地震勘探中的4D和4C(2) 11、虚反射(2)

12、磁法勘探(2) 13、重力勘探(2) 14、岁差和章动(2) 15、勒夫数(h, k)、志田数(l) (1) 16、地心纬度和天文纬度(2) 17、米兰科维奇旋回(2) 18、相干合成孔径雷达（INSAR） 19、地震子波 20、地震波阻抗 21、相干噪声 22、相干加强 23、均方根速度 24、地球重力场

25、全球海平面变化 26、布格重力异常 27、自由震荡 28、古地磁学 29、频散曲线 30、群速度 二、问答题 1、地壳、地幔界面和内核界面存在的地震学证据有那些？简述研究地球内部速 度结构的几种方法的原理，所需资料及已取得的成果。

2、试述全球板块构造学说的地球物理和地质方面的主要依据。 3、从地震资料解编到水平叠加有哪些主要处理环节。他们的作用是什么？为什 么要进行叠前深度偏移？(3) 4、怎样根据地震波速度变化和地震波的衰减特性研究地下的热状态？怎样根 据大地电磁测深结果研究地下的热状态。(3)

5、试述地壳上地幔内低速高导层的可能成因。(3) 6、解释下面几种重力校正的目的，并说明这些校正通常是加到勘测重力值还是 从勘测重力值中减去（即校正值的正、负）(3) （1）自由空气校正（2）布格校正 （3）地下校正（4）均衡校正 7、请简要叙述大洋中脊扩张的地球物理证据。(2)

地球物理勘探概论重点整理

地球物理勘探概论重点整理 第一章 岩（矿）石物性与各类矿床的地球物理特征 地球物理勘探以岩石、矿石（或地层）与围岩的物理性质差:密度、磁化性质、导电性、放射性等异为基础。 第一节岩（矿）石的密度 1.火成（岩浆）岩密度＞变质岩密度＞沉积岩密度 根据长期研究的结果，认为决定岩、矿石密度的主要因素为： 1、组成岩石的各种矿物成分及其含量的多少； 2、岩石中孔隙度大小及孔隙中的充填物成分； 3、岩石所承受的压力等。 一、火成岩的密度 （1）主要取决于矿物成分及其含量的百分比，由酸性→基性→超基性岩，随着密度大的铁镁暗色矿物含量增多密度逐渐加大。 （2）成岩过程中的冷凝、结晶分异作用也会造成同一岩体不同岩相带，由边缘相到中心相，密度逐渐增大。 （3）不同成岩环境(如侵入与喷发)也会造成同一岩类的密度有较大差异，同一成分的火成岩密度，喷出岩小于侵入岩。 二、沉积岩的密度 沉积岩的密度主要取决于岩石的孔隙度及岩石所处的构造部位： （1）沉积岩一般具有较大的孔隙度，如灰岩、页岩、砂岩等，这类岩石密度值主要取决于孔隙度大小，干燥的岩石随孔隙度减少密度呈线性增大； （2）孔隙中如有充填物，充填物的成分(如水、油、气等)及充填孔隙的百分比也明显地影响着密度值； （3）随着成岩时代的久远及埋深加大，上覆岩层对下伏岩层的压力加大，这种压实作用也会使密度值变大。 三、变质岩的密度 变质岩的密度一般大于原岩的密度；变质程度越深，密度越大；动力变质而使岩石破碎，则密度减小。 （1）变质岩的密度与矿物成分、含量和孔隙度均有关，这主要由变质的性质和变质度来决定； （2）通常，由于重结晶等作用，区域变质作用将使变质岩比原岩密度值加大；（3）经过变质的沉积岩，如大理岩、板岩和石英岩比原生石灰岩、页岩和砂岩更致些。 （4）由于变质作用的复杂性，所以这类岩石的密度变化显得很不稳定，要具体情况体分析 第二节岩矿石的磁性 一、物质的磁性 1、抗磁性（逆磁性、反磁性）、 2、顺磁性、 3、铁磁性 铁磁性：铁磁性、反铁磁性、亚铁磁性

浙江省区域地球物理化学特征

一、区域地球物理场（重磁）特征、分区及地质解释 （一）我国东南沿海重磁场特征 1. 物性特征与物性层划分 （1）密度特征 由表1可知，浙闽粤三省各地层和侵入岩的密度参数主要有两个特点 密度参数单位：g/cm3 ①新老地层的密度值有明显的差异，地层时代越老，其密度值越大。平均密度值在地层学的“界”之间存在显著差异，相应形成4个大的物性层。新生界密度值最小约2.3g/cm3；中生界内部白垩与侏罗系之间也存在一密度界面；古生界内部志留系为一低密度层。具有较为明显密度差异的层位有：a 以元古界变质岩为主的层位，密度值在2.71g/cm3左右；部分岩性密度值低，接近古生代沉积岩的密度值；b以古生界沉积岩为主的层位，密度值在2.65 g/cm3左右；c本区地表大片分布的中生界侏罗系火山岩密度值在2.58 g/cm3左右；白垩系是本区密度值较低的地层，其密度值在2.50 g/cm3，但方岩组密度值比较大，由于其

分布范围有限，对重力区域场影响不大。变质岩和古生界地层以及中生界潜山常形成局部正异常。 ②侵入岩的密度值差异也较大。一般是来自地壳深度较大的侵入体密度值较大，而浅成侵入体密度值较小。如基性侵入岩的密度值为2.90 g/cm3左右，中性侵入岩和中酸性侵入岩的密度值分别在2.70 g/cm3和2.65 g/cm3左右，酸性侵入岩的密度值在2.58 g/cm3左右。 （2）磁性特征（表2图1） 表 2 磁性参数表 单位：K10-6×4πsi、r10-3A/M

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① 以中生界为主的火山岩，除部分火山沉积岩外，大部分基性、中性和酸性火山岩有较强的磁性，并以有较强的剩余磁性为特征。 ② 以古生界为主的沉积岩，除部分受矿化蚀变影响的岩石有一定磁性外（如角岩化），大部分沉积岩没有磁性或仅有微弱磁性。 ③ 以元古界为主的变质岩，除部分大理岩，石英岩，浅粒岩等岩石有微弱磁性外，相当一部分变质岩有一定的磁性，并以剩余磁性较弱，磁化率相对较强为特征。 ④ 侵入岩中除部分酸性侵入岩磁性较弱外，其他侵入体都有一定的磁性，基性、中性侵入岩的磁性最强。 ⑤ 根据物性资料较详细的浙江地区按地层顺序编制的磁性参数变化曲线中也可以看出，有磁性的地层主要分布在中生界的侏罗系和白垩系，古生界的磁性很弱，元古界有一 定的磁性。由此形成一个时间顺序上，新、老地层磁性强，新、老地层之间的中间地层磁 性弱的特性。这一特性对从磁场信息中提取隐伏于火山岩下古生界沉积岩分布与厚度信息是重要的依据。 （3）磁性、密度参数的综合特征 为了研究不同地层和岩石的磁性与密度参数之间的关系，根据浙江较详细的物性资料,编制了各类岩石磁性、密度参数关系图 （图2）。 图中可见岩石类型从综合参 数可分为五类。基性侵入岩是磁性和密 度参数值最大的物性体，很容易与其它 物性体加以区别。古生代沉积岩是弱磁 性、中等密度的物性体。元古界变质岩 中和中酸性侵入岩体都是具有中等磁性 中等密度的物性体，两者的差异是变质 岩磁性弱一些，密度高一些，中酸性侵 入岩磁性强一些，密度小一些。中生代 火山岩和酸性侵入岩都是有一定磁性而 密度值较低的物性体，两者很难区分， 说明两者在成因上有密切的关系。它们磁性变化很大，从弱磁性到强磁性的都有，而密度值变化不大，一般在2.58 g/cm 3左右；部分火山岩和酸性侵入岩由于磁性较弱，常常与沉积岩不易区分，表明它们在成因的性质和物质的来源上与沉积岩有一定的相似性和相关性。 h t t p ://g m c 886.t a o b a o .c o m

镭的作用和害处

作用： 一种化学元素。化学符号Ra ，原子序数88 ，原子量226.0254，属周期系ⅡA族，为碱土金属的成员和天然放射性元素。1898年M.居里和P.居里从沥青铀矿提取铀后的矿渣中分离出溴化镭，1910年又用电解氯化镭的方法制得了金属镭，它的英文名称来源于拉丁文radius，含义是“射线”。镭在地壳中的含量为1×10-9％，已发现质量数为206～230的同位素中，除镭223 、镭224 、镭226 、镭228是天然放射性同位素外，其余都是用人工方法合成的。镭存在于所有的铀矿中，每2.8吨铀矿中含1克镭。 镭是银白色金属，熔点700℃，沸点低于1140℃，密度约5克／厘米3。镭是最活泼的碱土金属，在空气中迅速与氮气和氧气作用，生成氮化物和氧化物，与水反应剧烈，生成氢氧化镭和氢气。镭的最外电子层有两个电子，氧化态为＋2，只形成＋2价化合物。镭盐和相应的钡盐属同晶形化合物，化学性质很相似。氯化镭、溴化镭、硝酸镭都易溶于水，硫酸镭、碳酸镭、铬酸镭难溶于水。镭有剧毒，它能取代人体内的钙并在骨骼中浓集，急性中毒时，会造成骨髓的损伤和造血组织的严重破坏，慢性中毒可引起骨瘤和白血病。镭是生产铀时的副产物，用硫酸从铀矿石中浸出铀时，镭即成硫酸盐存在于矿渣中，然后转变为氯化镭，用钡盐为载体，进行分级结晶，可得纯的镭盐。金属镭则由电解氯化镭制得。镭及其衰变产物发射γ射线，能破坏人体内的恶性组织，因此镭针可治癌症。把镭盐和硫化锌荧光粉混合后，可制成永久性发光材料，涂在钟表和各种仪表上，可在暗处发光，是为夜光表。工业上用镭作为γ射线源，用于探伤，对金属材料的内部裂缝和缺陷进行无损伤检验。在科研上，用于镭γ标准源和镭-铍中子标准源。———————————————————————————— 害处： 镭有剧毒，它能取代人体内的钙并在骨骼中浓集，急性中毒时，会造成骨髓的损伤和造血组织的严重破坏，慢性中毒可引起骨瘤和白血病。镭是生产铀时的副产物，用硫酸从铀矿石中浸出铀时，镭即成硫酸盐存在于矿渣中，然后转变为氯化镭，用钡盐为载体，进行分级结晶，可得纯的镭盐。金属镭则由电解氯化镭制得。镭及其衰变产物发射γ射线，能破坏人体内的恶性组织，因此镭针可治癌症.

地表及海洋环境的镁同位素地球化学研究进展_范百龄

矿物岩石地球化学通报 ·综　述· Ｂｕｌｌｅｔｉｎ　ｏｆ　Ｍｉｎｅｒａｌｏｇｙ，Ｐｅｔｒｏｌｏｇｙ　 ａｎｄ　ＧｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙＶｏｌ．３２Ｎｏ．１，Ｊａｎ．，２０１３ 收稿日期：２０１１－１２－０１收到，２０１２－０３－ ０５改回基金项目：中国科学院知识创新工程重要方向项目（ＫＺＣＸ２－ＥＷ－ １０２）；中国科学院地球化学研究所领域前沿项目第一作者简介：范百龄（１９８６－），男，博士研究生，主要从事同位素地球化学方面的研究．Ｅ－ｍａｉ：ｆｂｌ８６０７２６＠１２６．ｃｏｍ．通讯作者：赵志琦（１９７１－），博士，研究员，研究方向：水岩作用过程的硼、锂同位素地球化学研究．Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈａｏｚｈｉｑｉ＠ｖｉｐ．ｓｋｌｅｇ ．ｃｎ．地表及海洋环境的镁同位素地球化学研究进展 范百龄１， ２ ，陶发祥１，赵志琦１１．中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室，贵阳５５０００２；２．中国科学院大学，北京１０００３９摘　要：镁（Ｍｇ）是主要造岩元素，其地球丰度仅次于铁和氧。Ｍｇ几乎参与了地表所有圈层间的物理、化学和生物作用。随着多接收器等离子质谱等分析方法的改进和完善，Ｍｇ同位素显示出更加广阔的应用前景。同时，Ｍｇ独特的地球化学特征，使其在地表及海洋地球化学领域的应用日益广泛。本文主要就近几十年来Ｍｇ同位素在地表及海洋地球化学领域的研究现状、存在的问题以及发展趋势进行系统的总结与探讨。虽然，目前对Ｍｇ同位素的研究还处于早期阶段，但许多研究成果显示，Ｍｇ同位素具有很大潜力成为环境变化的新的指示工具。关　键　词：进展；Ｍｇ同位素； 地球化学；海洋和地表过程中图分类号：Ｐ５９５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００７－２８０２（２０１３）０１－０１１４－ ０７Ａｄｖａｎｃｅ　ｏｆ　Ｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　ｏｆ　Ｍａｇｎｅｓｉｕｍ　Ｉｓｏｔｏｐ ｅ　ｉｎ　Ｍａｒｉｎｅａｎｄ　Ｅａｒｔｈ　Ｓｕｒｆａｃｅ　 ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓＦＡＮ　Ｂａｉ－ｌｉｎｇ１， ２，ＴＡＯ　Ｆａ－ｘｉａｎｇ１， ＺＨＡＯ　Ｚｈｉ－ｑｉ　１ １．Ｓｔａｔｅ　ｋｅｙ　ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　Ｇｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｇｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ａｃａｄｅｍｙ　 ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｇｕｉｙａｎｇ５５０００２，Ｃｈｉｎａ；２．Ｇｒａｄｕａｔｅ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ａｃａｄｅｍｙ　 ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００３９，ＣｈｉｎａＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｍａｇｎｅｓｉｕｍ，ｗｈｏｓｅ　Ｅａｒｔｈ　ａｂｕｎｄａｎｃｅ　ｉｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｔｈｉｒｄ　ｐｌａｃｅ　ｏｎｌｙ　ａｆｔｅｒ　ｏｘｙｇｅｎ　ａｎｄ　ｉｒｏｎ，ｉｓ　ｏｎｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍａｊｏｒｒｏｃｋ－ｆｏｒｍｉｎｇ　ｅｌｅｍｅｎｔｓ．Ｍａｇｎｅｓｉｕｍ　ｔａｋｅｓ　ａ　ｐａｒｔ　ｉｎ，ａｌｍｏｓｔ，ａｌｌ　ｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌ，ｐｈｙｓｉｃａｌ　ａｎｄ　ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ　ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ　ｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｓｐｈｅｒｅｓ．Ｇｉｖｅｎ　ｒａｐｉｄ　ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ　ｏｆ　ａｎａｌｙｔｉｃａｌ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｕｌｔｉｐｌｅ　ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ－ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ　ｃｏｕｐｌｅｄ　ｐｌａｓｍａ－ｍａｓｓ　ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ（ＭＣ－ＩＣＰＭＳ），Ｍｇ　ｉｓｏｔｏｐｅ　ｗｉｌｌ　ｂｅ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ａ　ｂｒｏａｄ　ｒａｎｇｅ　ｏｆ　ｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｎｅａｒｆｕｔｕｒｅ．Ｄｕｅ　ｔｏ　ｉｔｓ　ｄｉｓｔｉｎｃｔ　ｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，Ｍｇ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ　ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｎｇ　ｗｉｄｅｒ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｓ　ｉｎ　Ｍａｒｉｎｅ　ａｎｄ　Ｅａｒｔｈ　Ｓｕｒｆａｃｅ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ．Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｒｅｖｉｅｗｓ　ｔｈｅ　ｒｅｃｅｎｔ　ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｏｆ　Ｍｇ　ｓｔａｂｌｅ　ｉｓｏ－ｔｏｐｅ　ｓｔｕｄｉｅｓ．Ｉｎ　ａｄｄｉｔｉｏｎ，ｅｘｉｓｔｉｎｇ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ａｎｄ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｔｅｎｄｅｎｃｙ　ａｒｅ　ａｌｓｏ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｒｅｇａｒｄｌｅｓｓ　ｏｆ　ｉｔｓ　ｅａｒｌｙｓｔａｇｅ，ｔｈｅ　ｍｏｓｔ　ｒｅｃｅｎｔ　ｒｅｓｅａｒｃｈｅｓ　ｈａｖｅ　ｓｈｏｗｎ　ｔｈａｔ　Ｍｇ　ｉｓｏｔｏｐｅｓ　ａｒｅ　ｐｏｔｅｎｔｉａｌ　ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ　ｏｆ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　ｃｈａｎｇｅｓ．Ｋｅｙ　 ｗｏｒｄｓ：ａｄｖａｎｃｅｓ；Ｍａｇｎｅｓｉｕｍ　ｉｓｏｔｏｐｅｓ；ｇｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ；Ｍａｒｉｎｅ　ａｎｄ　Ｅａｒｔｈ　Ｓｕｒｆａｃｅ　ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ 作为生物营养元素的镁（Ｍｇ ），是地球上的常量元素，其地球丰度（１．６×１０５　 ｍｇ／ｋｇ ）仅次于铁和氧，Ｍｇ的克拉克值在２．４×１０４　 ｍｇ／ｋｇ（陆壳）～４．３×１０４　 ｍｇ／ｋｇ（洋壳）之间［１］。自然界Ｍｇ主要以硅酸 盐形式存在，主要矿物有橄榄石、辉石、角闪石，云母等，也是白云岩的主要组成元素，并广泛参与生命活 动。Ｍｇ有三种稳定同位素：２４　Ｍｇ、２５　Ｍｇ、２６　 Ｍｇ ，相对丰度分别为７８．９９％、１０．００％、１１．０１％ ［２，３］ ，三者 的质量差达４％～８％，是相对质量差仅次于Ｌｉ的 第二大非传统稳定同位素，低温地球化学过程会产 生明显的同位素分馏［ ４，５］ 。目前报道的地球样品Ｍｇ同位素组成的变化范围约６． ５‰（图１），天然样品的Ｍｇ同位素组成与其所经历的地球化学过程密切相关，受不同分馏机理的控制。Ｍｇ同位素作为 新的化学示踪剂， 已被用来探索宇宙事件［６～８］ ，示踪古海洋环境［９，１０］，研究风化作用［１１～１３］ 、石笋的形