Pt-Re-Os同位素体系分析技术研究进展

Pt-Os和Re-Os同位素体系(统称Pt-Re-Os同位素体系)在壳–幔和核–幔相互作用、矿床成因、陨石成因、太阳系早期演化等地球科学研究中具有重要应用潜力。由于地质样品中Pt-Re-Os含量极低(pg/g~ng/g级),对其元素含量和同位素组成进行高精度的分析测试极具挑战。本文对Pt-Re-Os同位素化学前处理和质谱测定方法研究进展进行综述。化学前处理方法包括酸溶法、碱熔法、火试金法、Carius管溶样法和HPA-S高温高压釜溶样法等常用的样品消解方法以及Pt-Re-Os的化学分离与纯化技术。重点介绍了负离子热电离质谱法(N-TIMS)和(多接收器)电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS和MC-ICP-MS)测试Pt-Re-Os元素含量及同位素组成的原理、标准物质和测量精度,以及近年来高精度Os同位素质谱测定中O同位素校正、质量分馏校正、多原子干扰和提高灵敏度等质谱分析技术研究进展。与Re-Os同位素分析技术相比,Pt-Os同位素分析技术还存在困难,国内Pt-Os同位素分析技术仍处于起步阶段。本综述可为Pt-Re-Os同位素分析方法研究提供参考,从而推动国内Pt-Re-Os同位素地球化学研究的发展。

桂西南凭祥火山岩年代学、地球化学及Hf同位素研究——对古特提斯洋最晚北向俯冲事件的启示

华南西南缘凭祥地区位于特提斯构造域东端,华南与印支陆块碰撞缝合带的北部,该区出露的三叠纪中酸性火山岩是古特提斯洋俯冲过程中在华南陆块边缘形成的大陆弧产物,这些火山岩同时携带的大量来自华南陆块基底的捕获锆石为华南陆块的构造热事件研究将提供重要的信息。对凭祥地区三叠系北泗组英安岩进行了同位素年代学、地球化学及锆石Hf同位素研究,获得了一个英安岩样品的加权平均年龄为(227.8±1)Ma,这些英安岩具有高SiO2、K2O含量,极低的MgO、MnO和CaO含量,富集大离子亲石元素(Rb、Ba、Th和U)和亏损高场强元素(Nb、Ta)的特点,显示了典型的岛弧岩浆作用特征,代表古特提斯洋向北俯冲至华南陆块之下形成的大陆弧产物。其余两个英安岩样品中的70粒锆石主要为来自华南陆块基底的捕获锆石,其年龄数据变化区间较大,为1010~231Ma,这些捕获锆石U-Pb年龄频谱分布主要集中在四个区间:①1010~800Ma(峰值900Ma),其锆石的εHf(t)值为4.5~15.1,响应扬子和华夏陆块之间聚合—裂解—再聚合的构造演化事件,反应了其幔源岩浆的广泛参与;②720~620Ma(峰值680Ma)响应南华纪已拼合的扬子-华夏陆块的再次发生裂解;③490~400Ma(峰值450Ma),其锆石的εHf(t)值为2.2^-7.8,响应华南早古生代加里东运动有关的壳-幔相互作用岩浆事件;④280~230Ma(峰值250Ma),其锆石εHf(t)值为-13.6^-16.5,地壳模式年龄为2.3~2.1Ga,代表了印支与华南陆块之间古特提斯洋俯冲闭合的岩浆事件。文章的研究结果揭示了凭祥北泗组英安岩与华南陆块的亲缘性,其结晶年龄限定了华南与印支陆块之间的古特提斯洋俯冲结束、陆-陆开始碰撞的最晚时限为中—晚三叠纪。

桂林灵川县典型有机水稻田重金属元素分布特征及污染评价

为了解桂林市灵川县有机水稻种植区土壤和水稻中重金属含量、分布特征及健康风险,选择典型田块采集了水稻根、茎、叶、稻穗及对应根系土样品10套,分别测定了土壤和植物样品中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn共8种重金属元素含量以及土壤pH值,计算了各元素富集系数及转运系数,总结了水稻不同部位重金属元素富集迁移规律,并根据相关标准评价了土壤重金属污染及食品健康风险。结果表明:(1)研究区产出的稻米无食用安全风险,土壤重金属含量均低于风险管制值,但10份样品中有3份的Cd含量高于风险筛选值,且全部调查田块的环境质量均不符合绿色食品产地质量要求;(2)对比水稻不同部位的元素富集系数,发现大部分元素富集系数在根部最大,籽实最小。根、茎、叶、糙米的富集系数平均值分别为1.13、0.26、0.20、0.10;(3)对比不同元素的富集系数与转运系数发现,As易于从土壤聚集到根部,Pb的活动性较弱而不易被水稻吸收,Cu、Zn相对较易在水稻中转运。综上所述,并考虑到灵川县过去长期施用石灰带来的不利影响,建议当地相关部门对Cd超标风险引起注意,在控制石灰用量的同时加强土地质量监控,必要时采取增施有机肥料、种植低累积品种的水稻等措施,以降低水稻Cd超标的风险。