地质样品中超痕量铂族元素的中子活化分析

文章概述了中子活化分析的基本原理和地质样品中超痕量铂族元素的中子活化分析方法。其中除介绍了样品的制备方法、照射和测量条件之外，还对地质样品中铂族元素放射化学分离方法进行了详细的讨论和评述。引用文献２４篇。

陕西段家坡黄土剖面中布容/松山古地磁界线附近铱异常的发现及其启示

利用高灵敏度放射化学中子活化分析方法,对我国陕西段家坡黄土剖面早-中更新统(约0.73 Ma)沉积界线附近铱和其它元素的丰度进行了测定。结果表明,在布容/松山(B/M)古地磁界线附近铱的含量明显增大,最大值为的46.3 pg/g。相对于整个剖面的平均背景值(约15pg/g)大约富集了3倍。用地壳元素钪进行标准化之后,铱异常十分明显,而其它元素在界线附近则没有变化。黄土剖面上铱异常的赋存层位与西南太平洋钻孔(ODP 769A)和东印度洋深海钻孔(ODP 758B)铱异常的赋存层位一致,形成年龄在0.73～0.76Ma左右,并且都与微玻璃陨石层伴生。因此,认为该黄土剖面B/M界线的铱异常的形成与澳-亚微玻璃陨石事件有关。根据黄土剖面B/M界线铱的剩余通量估计撞击体的质量大约为1.3×10^(16)g,相当于直径为951m的球体。

地外撞击作用与地球灾变环境

撞击理论是美国物理学家Alvarez等(1980)根据白垩系-第三系(K/T)界线粘土层中发现的贵金属元素铱的异常所提出的。十几年过去了,科学家们围绕着这一理论开展了广泛的争论和多方面的研究,取得了不少成果。到目前为止,在世界各地白垩系-第三系界线上发现的铱异常已有百余处。不少地方还发现了冲击变质矿物和冲击层。研究还发现显生宙以来生物的大量绝灭和地外物体的撞击具有近乎一致的周期性,大约为26Ma。最近又在墨西哥Yucatan半岛发现了一个隐伏的环形构造,被认为是与K-T撞击事件有关的陨击坑。虽然如此,撞击理论仍面临着不少问题。特别是关于异常铱的来源、陨击坑的确定、撞击作用对地球环境的影响以及生物绝灭的机制等方面还存在着不少疑问。深入的研究工作仍待继续。

K/T界线铂族元素丰度异常与地外撞击事件

遍布全球的Ｋ／Ｔ界线粘土层不仅存在着铱的丰度异常，其它铂族元素的含量也异常高，并且基本上保持着类似与地外物质中的丰度分布模式。实验表明，在粘土层中铂族元素主要呈可交换离子相和难溶金属相的形式存在，而在硫化物和硅酸盐相中的含量却很低。这与铂族元素来源于地外物体撞击的成因解释是一致的。此外，在铂族元素异常层位上普遍有超高温矿物变种（富镁铁尖晶石）、冲击变质矿物和玻璃陨石与其伴生。这些现象为Ｋ／Ｔ界线地外撞击事件的确定提供了无可争议的地质证据。

^(10)Be和^(26)Al就地产率与在地表岩石中浓度积累的定量模型

就地产生的１０Ｂｅ和２６Ａｌ是宇宙射线与地表岩石发生核反应而生成的长寿命放射性核素，半衰期分别为１５和０７Ｍａ．它们的地表产率随海拔高度和地磁纬度的不同而变化．在高纬度的海平面，１０Ｂｅ和２６Ａｌ在纯石英中的就地产率分别为６和３６（原子／ｇ）．产率一定时，它们在岩石中的浓度积累将主要取决于样品的暴露条件（埋藏深度和侵蚀速率）和暴露时间．因此，通过测量它们在岩石中的含量，可以定量估计岩石的暴露条件和暴露年龄．本文详细描述了不同暴露情况１０Ｂｅ和２６Ａｌ在岩石中随时间积累的定量模型．

金家庄金矿床流体包裹体特征及成矿物理化学条件研究

金矿体主要赋存在超基性岩体内部的断裂破碎带中。根据流体包裹体测温及成分资料，利用化学热力学原理，对成矿溶液的性质及物理化学条件进行了估算，据成矿溶液的氢氧同位素组成，推断成矿介质主要由源于大气降水的沉积建造水演化而成。

大洋沉积物中^(10)Be和^(26)Al的浓度变化与定年

１０Ｂｅ和２６Ａｌ都是长寿命宇宙成因放射性核素（半衰期分别为１．５１和０．７Ｍａ）。在深海沉积物剖面上１０Ｂｅ浓度随深度的增加并不是成简单的指数衰减，而往往表现出较大幅度的起伏和跳跃，沉积物中１０Ｂｅ的初始浓度不仅仅取决于１０Ｂｅ的海底通量，而且还与沉积物的成分以及沉积速率密切相关，１０Ｂｅ在广海海水中的滞留时间可以达到５００～３０００年，这意味着在沉积到海底之前１０Ｂｅ与９Ｂｅ可能已混合均匀，虽然不同海域海底沉积物表面可交换离子相和自生相１０Ｂｅ／９Ｂｅ比值变化很大，但在一个洋盆之内却相对一致并且与洋底海水接近。

K/T界面冲击层的岩石矿物特征及其对论证地外撞击事件的意义

分布在世界各地的K／T界面剖面，尽管形成环境各异，但彼此之间的岩石矿物特征却有许多共同之处。对于大多数剖面来说，界面粘土层的底都普遍存在着一个结构特别的冲击层。冲击层的厚度在全球的分布并不均匀，北美和加勒比海地区可达2～50cm，而其它地区则只有几厘米。冲击层的厚度可能反映了距离撞击坑的远近。详细的岩石与矿物学研究结果表明，在北美和加勒比海地区冲击层实际上具有双层结构特征。上面的一层称为火球层，除了富集Ir和其它地外指示元素外，还含有大量的烟灰和富Ni镁铁尖晶石。下面的溅射层则含有大量的冲击玻璃球粒（玻璃陨石）和冲击变质矿物。K／T界面冲击层的发现为Ir异常的地外撞击成因解释提供了更为直接的物理证据。

河北金家庄金矿床矿物化学及金银赋存状态研究

河北金家在金矿是一产在透辉石岩体中的矿床。本文用多种方法对该矿床中的主要矿石矿物进行了矿物化学、矿物标型和金、银赋存状态等方面的研究。不仅发现了含铂、钯的黄铜矿和闪锌矿，而且还找到了针镍矿。为探讨此金矿床的成矿特点提供了一些矿物学依据。

陨石撞击、环境灾变与生物绝灭

在漫长的地质历史时期,陨石或小行星撞击地球的现象是经常发生的。现在地球表面保存的130多个大大小小的陨石坑就是有力的证明。现代科学研究表明,地外物体撞击事件对地球环境具有强烈的影响。巨大规模的地外物体撞击事件不仅可以诱发全球性的气候灾变,而且可能会导致地球生物的大规模绝灭。然而在地外撞击理论提出之前,很少有人将地外物体撞击事件与地球环境灾变以及生物大规模绝灭相联系。

陕西段家坡黄土剖面沉积界线铱的赋存状态及其对N/Q地外撞击事件的启示

采用悬浮沉降法对陕西段家坡黄土剖面第三系—第四系界线样品进行了粒级分选，然后用中子活化分析方法测定了铱和其他微量元素在不同粒级中的含量。实验结果显示，铱在不同粒级物质中的含量按以下顺序增加：粗粉砂（３０～１０５μｍ）＜砂粒（＞１０５μｍ）＜细粉砂（２～３０μｍ）＜粘土（＜２μｍ）。在粘土颗粒物质中，铱的最高含量达８５６ｐｇ／ｇ，较全岩样品富集约１５倍。除了金之外，其他元素（包括Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ等亲硫元素）在不同粒级中的分布形式与铱显著不同。很显然，铱和其他元素有着不同的来源，界线黄土中铱的异常富集不可能由火山活动或者表生地球化学作用所形成，而极有可能和上新世末（２．４ＭａＢＰ）发生在南太平洋的地外撞击事件有关。这一实验结果表明，南太平洋Ｎ／Ｑ地外物体撞击事件产生的爆炸尘埃可能扩散到了北半球。作为一种近似，以黄土剖面Ｎ／Ｑ界线附近铱的剩余通量作为全球平均，可以估计该撞击物体相当于一直径为２．６ｋｍ的Ｃ１型碳质球粒陨石球体。

广东寨背顶富重稀土花岗岩地球化学特征及岩石成因

寨背顶富重稀土花岗岩位于南岭纬向构造带中段,呈岩祩状侵位于大东山花岗岩基东北侧边缘带上。其岩石化学特征属于一种富硅、富钾、铝过饱和的钙碱性系列花岗岩。该岩石以富含重稀土元素(HREE/LREE=3.78),显著的铕负异常(δEu=0.04)为特征,显示出一种高度分异演化的特点。通过相图分析及包裹体研究,确定该岩石的形成温度为700℃～760℃,压力为500b,成岩深度大约在3km 左右。岩浆结晶时有流体存在,其流体的 pH=7.1,Eh=-0.26V。综合其岩石化学及地球化学特点,认为寨背顶富重稀土花岗岩属于地壳重熔型花岗岩。它与大东山花岗岩体有着密切的成因联系,是该花岗岩浆结晶演化的晚期侵入体。

中国居民碘营养状况分析及对策探讨

中国是世界上碘缺乏病流行最为广泛的国家之一．但是，我国居民的平均碘营养状况属于正常范围（１６６μｇ／ｄ左右，不含碘盐中的碘），只是由于地理地质条件和生活水平的差异，造成居民碘营养状况极不均匀，有些地区严重缺碘，而有些地区碘营养已经过量，个别地区还相当严重．因此，对于中国这样一个人口众多，幅员辽阔的国家，应针对具体情况，对缺碘地区进行补碘．最后强调，中国的补碘可与国家的扶贫政策相结合，进行分类指导，提倡科学补碘．

河北省赤城县小张家口超基性岩体主要特征和时代

小张家口超基性岩体是华北板块北缘超基性岩带的一个典型岩体，岩相分带明显，由透辉岩、闪辉岩、二辉岩和纯橄岩组成，主要矿物组成包括透辉石、贵橄榄石、角闪石等。化学成分上富ＦｅＯ、ＣａＯ而贫ＭｇＯ，ｍ／ｆ平均２．２１，属铁质或富铁质超基性岩。稀土分布形式为轻稀土富集型，具不显著的负铕异常，微量元素以富含不相容元素Ｒｂ、Ｔｉ、Ｓｒ、Ｖ等而贫Ｃｒ、Ｃｏ、Ｎｉ等相容元素为特征。Ｓｍ－Ｎｄ等时年龄１８３７Ｍａ，Ｎｄ（ｔ）为十１０．７２。该岩体由亏损型地幔部分熔融所产生的岩浆经结晶分异作用而形成。

新近系—第四系界面撞击事件研究的新进展

通过对中国黄土高原南缘的段家坡黄土—红粘土剖面 Ga/M 边界(2.48MaBP)上下地层中5种微颗粒和土样微量元素的研究,进一步确定了下更新统午城组黄土底部记录着两次撞击事件的信息。较早的一次记录于 L38中,年代为2.53—2.48MaBP,以多种撞击成因或与之有关的微颗粒为标志,且有丰度为58.3×10^(-12)g/g 的 Ir 异常和14.3×10^(-9)g/g 的 Au 异常给与确证。这是一次真正的 N/Q 界面撞击事件,在气候地层上与从上新统红粘土向更新统黄土的过渡相一致,在磁性地层上与从高斯正极性向松山反极性的转变相联系。较晚的一次记录于 S37中,年代为2.43—2.42MaBP,在多种微颗粒标志中,还包括含有 Ir 异常分别为3.89×10^(-6)g/g 的宇宙尘和2.15×10^(-8)g/g 的生物球粒。文中用综合成因模式解释了不同特性的撞击记录共存的现象,并指出中国黄土在天文地质研究方面尚蕴藏着大量信息。

中子活化分析铂族元素的干扰反应问题

探讨了中子活化分析铂族元素的一些干扰反应，如Ａｕ对Ｐｔ的干扰，Ｕ对Ｒｕ和Ｐｄ的干扰，并就Ａｕ对Ｐｔ的干扰程度进行了详细的计算。在照射时间为１ｄ，中子注量率为１×１０１３ｎ·ｃｍ－２·ｓ－１的条件下进行计算，对于ｍＰｔ／ｍＡｕ＝１的样品，Ａｕ对Ｐｔ的干扰达７５％；ｍＰｔ／ｍＡｕ＝１０时，干扰达２３％；ｍＰｔ／ｍＡｕ＝２０，干扰为１３％，ｍＰｔ／ｍＡｕ＝３０，干扰降低为９％。这表明对于多数岩石样品Ａｕ干扰Ｐｔ相当严重，在采用中子活化法测定地质试样中Ｐｔ时必须对Ａｕ进行预分离。此外还就Ｕ对Ｒｕ和Ｐｄ的干扰情况进行了讨论，指出对于大多数超镁铁岩和硫化物矿石其干扰可以忽略或只需进行较小的校正。

黄土高原南缘午城黄土底部火山碎屑的来源和成因

一种与多类撞击记录共存的灰黑色碎屑，发现于黄土高原南缘段家坡黄土地层剖面午城黄土底部Ｇａ／Ｍ边界（２．４８ＭａＢ．Ｐ．）附近，通过对此碎屑的矿物学和地球化学特征研究，表明它们最初是源自青藏高原北部及其邻近地区碱性玄武质火山喷发的碎屑物，后来又在表生条件下与黄土层一起经历了包括水解、成土化和氧化等作用在内的风化改造。此外，本文更为强调的是，在火山碎屑形成过程中存在具有富Ｎｉ和Ｃｅ，高Ｓｍ／Ｎｄ比以及低Ｅｕ／Ｓｍ比等特点的地外物质的参与，据以论证这种火山活动确系Ｎ／Ｑ界面撞击事件引发。在黄土地层中，深入研究各种类型的火山碎屑，无疑对全面探讨第四纪环境变迁有着十分重要的意义。关键词午城黄土底部松山－高斯边界火山碎屑风化作用地外物质新近的研究表明，第四纪气候和环境变迁往往与起因于撞击和火山事件的大量尘埃物质有关［１］，而地外物体的撞击又常能引发火山活动［２、３］，因此第四纪沉积物中的火山喷发空落堆积物研究，无疑应该引起更大的关注。火山学发展至今，对各种火山碎屑物质，已有十分详尽的研究［４、５］。从国内第四纪火山碎屑的研究现状来看，虽然丁国瑜等早在１９６４年就曾在河北平原及太行山东麓的黄土地层中，首次发现了火山碎屑堆?

古气候变化的周期性与驱动机制研究的回顾

冰芯、深海沉积物、黄土、石笋、湖相沉积物等这些古气候载体所记录的古气候 (温度 )变化广泛具有 1 0 0 ka、41 ka、2 0 ka以及更短的千年周期性。 2 .45Ma BP到 1 .6Ma BP,低频率的 1 66ka到 333ka周期存在 ;1 .8Ma BP到 0 .8Ma BP,41 ka周期占主导。而从 0 .8Ma BP至今 ,1 0 0 ka周期逐渐增强并占主导地位。全球性的 1 0 0 ka周期的驱动机制可用地球轨道面倾斜理论或用宇宙尘在地球上的积累速率模式加以解释 ,而区域性的千年周期在北大西洋可用深海盐水的循环模式解释。新的资料和各种气候周期模式表明 ,长尺度的气候周期应是地外天体相互作用引发 ,短尺度高频率气候振荡应是地球内部各系统间相互制约影响的结果。

超镁铁岩中铂族元素的行为和规律

在总结前人工作的基础上,论述了PGE在超镁铁岩中的分布范围以及在部分熔融、结晶分异和蚀变作用过程中的行为规律。在部分熔融和结晶分异过程中,Ir组PGE(Os,Ir,Ru)表现为相容性,除寄存于硫化物外,还可寄存于难熔相中如橄榄岩,铬铁岩等;Pt组PGE(Rh,Pt,Pd)表现为不相容性,主要寄存于硫化物相中,且优先进入熔体中。在蚀变作用过程中,PGE的行为主要受其溶解度的控制。

1908年俄罗斯通古斯大爆炸的地球化学特征和爆炸物体的估计

本文用中子活化分析方法(NAA)分析了俄罗斯通古斯(Tunguska)地区1908年爆炸事件影响层中的元素地球化学特征,发现Ir,REE,Ni,Fe,Co等元素在事件层附近明显异常,异常因子达2-5。在事件主要影响层中Ir和Ni呈明显相关性,REE的碳质球粒陨石标准化配分曲线比较平坦,且比率在Ⅰ左右。因此,说明这些元素异常是由Tunguska爆炸事件引起的,爆炸物体可能是碳质小行星或与之类似的星体。此外,根据Ir的异常丰度,估算了爆炸物体的重量(约10^(10)t),半径(约1.5km)和爆炸释放出的能量(10^(10)tTNT左右)。