① 穩定同位素標記技術的原理是什麼
高中生物實驗中涉及的同位素標記主要有3H、18O、14C、42K、131I、35S、32P、15N等,那麼這些元素是否都具有放射性呢?其實不然!所謂同位素是指具有相同原子序數(即質子數相同,因而在元素周期表中的位置相同),但質量數不同,亦即中子數不同的一組核素。如果某同位素能夠自發地從原子核內部放出粒子或射線,同時釋放出能量,稱為放射性同位素。如3H、14C、32P、35S、131I、42K等。放射性同位素的原子核很不穩定,會不間斷地、自發地放射出α射線或β射線或γ射線等,直至變成另一種穩定同位素。也就是說同位素包括放射性同位素和穩定同位素,穩定同位素是指原子核結構穩定,不會發生衰變的同位素,如15N,18O等。穩定同位素不具有放射性。
在生物實驗中常用放射性同位素標記某一特定物質,然後用自顯影技術、晶體閃爍計數器或液體閃爍計數器等射線測量、分析、記錄儀器進行追蹤的方法,稱為放射性標記法,它是同位素標記法的一種。測量方法的選擇取決於射線種類。
在研究過程中使用穩定同位素(如15N,18O)標記,不能用自顯影等技術來顯現、追蹤同位素去向,只能用測量分子質量或離心技術來區別同位素,通過質譜儀,氣相層析儀,核磁共振等質量分析儀器來測定。它雖然也是同位素標記法,但不能稱為放射性標記法,魯賓(S.Ruben)和卡門(M.Kamen)用18O分別標記H2O和CO2研究光合作用中釋放的氧的來源的實驗以及梅塞爾森(Meselson)用15N標記親代DNA驗證DNA半保留復制的實驗,都是屬於這一類型。
② 上海化工研究院的同位素怎麼樣
不錯呀,「老字型大小」呵呵,我用過15N效果很好。
③ 穩定同位素研究
鉛同位素地球化學。鉛的4個同位素204Pb、206Pb、207Pb、208Pb中,除204Pb是非放射成因外,其餘三個分別是238U、235U、208Th經過一系列放射衰變而產生的最終產物。因此,可用206Pb/204Pb、207Pb/204Pb、208Pb204Pb的比值來反映放射成因鉛的增長情況,其演化與源區特徵有關,所以鉛同位素年齡和某些比值參數可以研究成礦物質來源,如值高的鉛來自上地殼,值低的鉛來自下地殼或上地幔。
本次研究工作測試樣品選自塔木、卡蘭古、卡拉塔什、托庫孜庫4個礦床,共8個樣品,從礦石類型來看,塔木浸染狀方鉛礦石(TMB-5)、角礫狀(TMB-11)、半塊狀方鉛礦石(TMB-13)以及脈狀礦石(TM01-5);卡蘭古(KLGKB-2)浸染脈狀方鉛礦石,卡拉塔什(WSB-1)粗晶狀方鉛礦石;托庫孜阿特的角礫狀微細浸染方鉛礦石(TKZ-1)、塊狀微細浸染方鉛礦石(TKZ-3)。這些礦石類型在各礦床中具有充分的代表性。在分離單礦物時,對每個樣品也都是選擇富含方鉛礦的碎塊,用鐵缽研細,選40~60網目間粒度的方鉛礦,經清水淘洗後,在雙目鏡下挑選出晶形較規則者,方鉛礦的純度在99%以上。測試工作分兩次由宜昌地質礦產研究所完成,鉛同位素樣品,均採用熱電離質譜分析,測試精度±0.02‰。測定結果如表6-8所示。由表中可以看出,8個樣品鉛同位素組成相差很小,在206Pb/204Pb對207Pb/204Pb及208Pb/204Pb圖解上,它們的投射點聚集在一起,構成緊密的一組。這表明不同礦床不同化類型方鉛礦中的鉛來源是類似的。
根據 Stacey-Kramers(1975)地殼鉛平均增長曲線,所測試4個礦床(點)中的方鉛礦同位素數據點,大都位於地殼模式年齡的上方和右側(圖6-1),意味著研究區礦床的鉛長期處在238u/204Pb和232Th/204Pb升高的環境中,這為該區這種類型鉛鋅礦床中的鉛可能來自於奧陶系等上地殼層位提供了證據。
測試表明:區內鉛同位素組成主要為正常成因鉛,又稱B型鉛(由澳大利亞的Bleiberg礦床得名)或老鉛。這類鉛的模式年齡老於圍岩年齡,它們的組成變化較小,代表著與鈾釷源脫離聯系後埋藏在沉積盆地中,然後轉入成岩鹵水中,經過再搬運和沉積而成的鉛。
表6-8 塔木-卡蘭古-卡拉塔什等鉛鋅礦床鉛同位素測定數據
註:測試單位:宜昌地質礦產研究所,2001。
圖6-1 塔木、卡蘭古、卡拉塔什、托庫孜阿特礦床中206Pb/204Pb對207Pb/204Pb和208Pb/204Pb關系圖
硫同位素地球化學。本次研究工作測試硫同位素樣品8件,分別采自塔木、卡蘭古、卡拉塔什、托庫孜阿特等4個鉛鋅礦礦床,由宜昌地質礦產研究所完成,測試精度δ=±0.02‰。由表6-9可將硫同位素組成及分布特點歸納為以下幾點:
(1)不同礦石類型方鉛礦的δ34S值(‰)為-5.44~3.67,平均值為-1.68。在上述礦床附近,未見到原生的硫酸鹽類礦物,故硫化物中的硫同位素組成等同於成礦流體中硫同位素的組成。據Ohmoto(1979)研究證明δ34S為+20‰的海水硫酸鹽在溫度大於250℃時,經無機還原作用,其δ34S值為-7‰~20‰。TMB-11和KLGB-2兩個樣品中的δ34S值較大的負值(-5.44‰和-5.04‰),其餘樣品δ34S為-1.98‰~3.67‰,可見區內成礦作用過程中硫主要來源於海水中的硫酸鹽。
(2)據W.T.Holser(1977)研究,元古宙海水硫酸鹽的δ34S值大約為+20‰,與現代海水硫酸鹽的δ34S值很接近。顯然,這種硫酸鹽通過在開放和封閉條件下的細菌還原(<50℃)、有機分解(>50℃)、有機還原(>80℃)和無機還原(>250℃)等方式,都有可能得到富δ34S的硫化物。根據Mclimans(1977)對上密西西比河谷鉛鋅礦床中方鉛礦的硫同位素研究,δ34S為+4.5%~+14.5%;根據Brown(1976)對東南密蘇里鉛鋅礦床中方鉛礦硫同位素的研究,δ34S值主要為-5‰~-18‰,對比所測試的δ34S同位素組成,可以認為,它們與密西西比河谷型鉛鋅礦床的硫源均來自海水硫酸鹽。
(3)在塔木礦區含礦建造中,可見到膏鹽假晶和大量重晶石,說明當時存在蒸發環境,而使岩層中出現硫酸鹽析出。
表6-9 塔木-卡蘭古-卡拉塔什等鉛鋅礦床硫同位素測定表
註:測試單位:宜昌地質礦產研究所,2002。
表6-10 不同來源流體同位素變化范圍一覽表
(據Freazo等,1984)
碳、氫、氧同位素地球化學 成礦流體按其成因和來源可分為雨水(大氣降水)、海水、原生水(建造水、封存水)、變質水、原生岩漿水(幔源)、混合岩漿水等,其C、H、O同位素變化范圍如表6-10所示。
從圖6-2可以看出,礦物中流體包裹體的氫、氧同位素組成投影在地熱水的范圍內,且明顯偏離原生岩漿水和變質水區,表明這些礦床的成礦流體主要來源於地下熱鹵水,至於δD和δ18O(SMOW)值相對變化較大,推測可能由於流體溫度較高,水岩反應比較大引起。
圖6-2 塔木、卡蘭古礦床中氫、氧同位素組成投影圖
表6-11 塔木-卡蘭古鉛鋅礦帶中各礦床礦物區流體包裹體H、O 同位素組成
(據汪東波等,2001)
結合前人已有研究資料(表6-11),可知在西昆侖地區鉛鋅礦床中δD值為-70‰~-114‰,平均為-92‰,δ18O(SMOW)為-3.8‰~-15.2‰。上述各礦床的主要容礦岩石為白雲質灰岩,這些岩石的δ18O(SMOW)值為+19.7‰~+24.4‰,是區內的主要「氧庫」。石英和方解石在形成過程中,都會從「氧庫」獲得大量的δ18O,使之繼承了海相碳酸鹽的氧同位素組成。
④ 上海哪個科研單位有穩定同位素比率質譜
去小木蟲問比較靠譜
⑤ 穩定同位素的示蹤原理
穩定同位素分為輕質量數的穩定同位素和放射性成因的穩定同位素。前者利用同位素的分餾作用達到地球化學示蹤目的,後者利用地質體形成過程中的分異作用和混合作用導致的不均一性分布或積累效應達到地球化學示蹤目的。
9.1.3.1 輕質量數穩定同位素的分餾作用原理
輕質量數的穩定同位素如硫、碳、氧、氫等元素,由於化學活動性強,一些元素的同位素又存在變價的特徵,故在不同物理化學條件下形成的化合物,同一元素之間的同位素豐度存在較大的差異。輕質量數的穩定同位素是構成地球物質的基本成分,差不多所有的地球化學過程都與這些元素相關聯,因而,利用這些元素的穩定同位素在不同物理化學環境條件下的分餾特徵去研究各種岩石、礦物的物質來源,成岩成礦過程的物理化學條件及演化規律,岩漿、變質過程中的各種物質的交換及混合作用,沉積成岩過程中的生化反應以及岩石圈、水圈、生物圈和大氣圈之間的物質循環運動,具有十分重要的意義。
同一元素不同同位素的原子質量不同,其熱力學性質有微小的差異。正是這種差異導致同位素組成在物理、化學作用過程中發生變化,引起同位素分餾。一般來說,同位素分餾主要包括熱力學平衡分餾和動力學非平衡分餾兩種類型。
熱力學平衡分餾是指體系達到同位素分布的平衡狀態,同位素在體系兩種物相中的交換反應達到平衡的同位素分餾,具有固定的同位素分餾系數。
動力學非平衡分餾是指體系偏離同位素分布的平衡狀態,同位素在體系兩種物相中的分配隨時間變化而變化,沒有固定的同位素分餾系數。一般來說,蒸發、擴散、生物過程等可以導致同位素的動力學非平衡分餾。
9.1.3.2 放射性成因穩定同位素的分異作用和混合作用
放射性成因的穩定同位素,一般質量數較大,如鍶、釹、鉛等,在自然界的各種化合物中,以陽離子的方式存在,化合物單一,目前尚未發現這些元素的同位素在不同物理化學條件的地球化學過程中存在同位素分餾現象。這些元素在各種地球物質中存在同位素豐度的差異,主要是由於這些物質在形成過程中的分異作用和混合作用導致其不均一性分布和放射性成因穩定同位素的積累,或者由後期混合作用造成的。
⑥ 中國同位素上海有限公司怎麼樣
簡介:中國同位素上海有限公司成立於1989年09月16日,主要經營范圍為同位素及製品、核工業產品領域內的技術開發、技術轉讓、技術服務、技術咨詢等。
法定代表人:吳來水
成立時間:1989-09-16
注冊資本:525.32萬人民幣
工商注冊號:310105000018901
企業類型:有限責任公司(國有獨資)
公司地址:上海市長寧區玉屏南路1號
⑦ 國內穩定同位素實驗室分析有哪幾家
答
據美國科學情報研究所(ISI)提供的資料,中國最頂尖的11個國際知名一流實驗室是
1.南京大學固體微結構國家重點實驗室
2.清華大學智能技術與系統國家重點實驗室
3.廈門大學固體表面物理化國家重點實驗室
4.浙江大學CAD國家重點實驗室
5.中國科學院集成光電子國家重點實驗室
6.中國科學院聲學、語言與信號處理國家重點實驗室
7.中國科學院大氣科學數學模擬國家重點實驗室
8.中國科學院生物大分子國家重點實驗室
9.中國科學院物質疲勞與斷裂國家重點實驗室
10.中國科學院紅外物理國家重點實驗室
11.中國科學院分子病毒學國家重點實驗室
⑧ 穩定同位素標志
在本研究區內,選擇部分金礦床(點)進行穩定同位素研究,諸如含金岩、礦石樣品的鉛同位素、87Sr/86Sr比值、硫同位素以及氫、氧同位素等的測試,以便對礦化蝕變岩石與同類正常岩石進行比較,從其變化特徵上得到有用的信息標志。
1.鉛同位素標志
現就已獲得的鉛同位素測試結果及有關地質認識簡述如下(詳見表6-5、6-6)。
(1)在穿切拴羊溝金礦帶的實測剖面上,取其中一段進行了鉛同位素的系統分析,據圖6-12顯示,在金礦體上207Pb/204Pb、206Pb/204Pb、208Pb/204Pb等比值顯示三者相關高峰的特徵,其中前二者變化范圍較小,208Pb/204Pb比值卻出現異常,表明大大富集了放射性鉛。這可能與中酸性火山岩和酸性岩漿侵入與韌脆性構造蝕變有關。是否可作為該類型金礦帶上的找礦標志還有待更廣泛的探索才能定論。
圖6-12拴羊溝金礦帶鉛同位素-地質綜合剖面圖
1—絹雲石英片岩;2—角斑質凝灰岩;3—石英角斑質凝灰岩;4—石英角斑質集塊、角礫岩;5—金礦體
(2)據表6-5、6-6和前人測試結果(表6-7)來看,不論是全岩樣或是單礦物(黃鐵礦、方鉛礦),其結果均比較一致,表明金礦床(點)的礦石及其圍岩,均具不同程度的構造、蝕變因素的疊加,因而顯示其一些變化特徵,這些岩、礦石的鉛同位素組成是這樣的:pb/204Pb為17.721~19.487,離差 1.766;207Pb/204Pb為 15.500~15.680,離差 0.180;Pb/204Pb為37.801~43.212,離差 5.411。其均值206Pb/204Pb、207Pb/204Pb、208Pb/204Pb分別為18.611、15.595、38.759。μ值8.86~9.59,離差0.73,均值為9.358。雖然鉛同位素提供的年齡數據一般不主張利用。但從探討物質來源等方面仍有益處。從圖6-13、圖6-14來看,樣品均分布在μ值9.238~9.58之間,屬低μ值范圍,通常認為具高μ值(大於地幔鉛演化線)的鉛來源於上部地殼和造山帶;具低μ值(小於地幔鉛演化線)的鉛來自下部或上地幔。因而從海相火山岩帶的產出背景來考慮,總的成礦物質來自深部及從深部噴出/侵入到淺表部的火山-沉積岩系(裂谷島弧帶的火山岩與洋脊洋島型蛇綠岩套)。與東天山海西褶皺帶康古爾金礦相比,後者的樣點與分布非常集中;並與海相沉積物鉛源區接近。走廊南山南坡(拴羊溝、下溝、郭米寺)帶,多金屬礦床(點)及金礦床(點)岩、礦石的鉛同位素樣點均分布在康古爾金礦床樣點區的右側,其中伴生型金礦的樣點亦比較集中地分布在康古爾金礦床樣點區,只是拴羊溝樣點沿水平方向,呈帶狀分布於海相火山沉積物區、現代海樣沉積物區、現代鉛區等及其附近。托來山帶川刺溝、熱水大坂金礦床(點)樣點,主要分布於康古爾樣點區的兩側,大部分集中分布在t=500 Ma與μ=9.58兩線交會域圖上 400~600 Ma年齡線之間,部分樣點靠近康古爾、下溝、郭米寺樣點分布區。這表明北祁連山裂谷期雙峰式火山岩系乃至更老的前寒武系基底的殼源鉛混入的可能。與之相比,從拴羊溝樣點分布特徵來看,亦不能排除有更為年輕的鉛源伴隨金礦疊加成礦過程混入。但從整體看全岩鉛、黃鐵礦鉛和下溝、郭米寺的礦石鉛等鉛同位素組成,206Pb/204Pb和207Pb/204Pb兩項還是比較穩定,離差比較小,而208Pb/204Pb值變化幅度較大。這種情況與青海賽什塘銅礦床有些相似(鄔介人等,1994)。
表6-7郭米寺、下溝礦床鉛同位素組成
按照 B.R.Doe和R.E.Zartman(1979)顯生宙鉛同位素演化模式和曾章仁等(1996)康古爾金礦的研究結果(圖6 14、6-15),我們研究區的鉛同位素主要沿著造山帶演化線(兩側)方向演化,一部分樣點分布於a、b、c、d、e區及其附近,另一部分集中在造山帶演化線及其上側。筆者認為北祁連山屬加里東造山帶,其金礦成礦可能為具持續性多階段疊加改造的產物,因而金礦床(點)岩、礦石的鉛同位素更顯其復雜的特徵。
圖6-13北祁連山金礦岩、礦石鉛同位素組成
1拴羊溝,2—下溝;3—郭米寺;4川刺溝;5—熱水大坂
圖6-14北祁連山若干金礦床(點)鉛同位素組成
圖例同圖6-13;帶豎線的區域為康古爾金礦床礦石鉛樣點區
(3)根據圖6-16所示,不論位於北祁連加里東褶皺帶中央復背斜帶的白銀廠、郭米寺、下溝、拴羊溝等銅、金、多金屬礦區,還是位於托來山復向斜帶的川刺溝、熱水大坂等礦產地在207Pb/204Pb-206Pb/204Pb圖形上十分相似;前者系中酸性火山岩,數值上也很相近,後者系中基性火山岩,207Pb/204Pb值偏高。在208Pb/204Pb-206Pb/204Pb圖形上顯示,白銀和川刺溝、熱
圖6-15顯生宙鉛同位素演化動力模式圖(據曾章仁等,1996)
a—東太平洋海嶺含金屬沉積;b—黑礦;c—遠洋沉積物;d—太平洋火山岩;e—新疆康古爾金礦。(圖中圖例同圖6-13)
水大坂比較相似,數值上也接近;而郭米寺、下溝、拴羊溝礦區數值則偏高,208Pb/204Pb值主要集中在38~39.6間,206Pb/204Pb值主要集中在18~19間,但拴羊溝顯示金礦帶近礦圍岩208Pb/206Pb值特異偏高,這與前述圖6-12所示一致。在Th/U比值圖示上主要集中分布於3.2~4.0區間,表明鉛源同造山帶的一致性,拴羊溝出現雙峰態分布,表明後期還有地質成礦作用的疊加,甚至可能出現新鉛源。這標志著拴羊溝金礦在加里東期礦源層的基礎上,在後期構造-岩漿-熱水因素控製成礦的結果。
2.硫同位素標志
由於金具親硫性以及金與硫化物密切共生,所以可通過硫化物硫同位素的追蹤效應,判斷金礦床的物質來源。硫化物的硫同位素組成只決定於其形成的物化條件和硫源的組成,大多數情況下成礦後的地質作用對硫同位素組成的影響很小(D.F.Sangster等,1975)。所以現今的實測值可反映成礦時的特徵。
北祁連山火山岩帶金礦床硫同位素組成的測試結果(表6-8)表明。不同地質構造環境、不同類型的金礦床硫同位素組成差別較大,總體上可分三個變化范圍,即 δ34S為8.6~20.41‰的中高正值范圍;δ34S為—0.02‰~4.84‰的近零值范圍;δ34S為-7‰~-15.9‰的中高負值范圍(圖6-17),其δ34S的富集程度由高到低的順序為黃鐵礦>黝銅礦>黃銅礦>閃鋅礦>方鉛礦。該硫化物的δ34S除黃鐵礦變化范圍較大外(-0.69~20.41),其餘硫化物均無明顯的差異。說明不同階段的硫化物共生組合達到平衡;同時又說明北祁連山火山岩帶金礦成礦作用的多來源性與多階段疊加改造的復合性。就某一金礦床而言,如產於裂谷島弧環境的郭米寺(塊狀硫化物伴生金)金礦床δ34S以偏富重硫為特徵,且離差
圖6-16北祁連火山岩帶銅、金多金屬礦區鉛同位素特徵
圖6-17北祁連金礦床硫同位素組成頻率圖
1—黃鐵礦;2—黃銅礦;3—閃鋅礦;4—方鉛礦;5—黝銅礦;6—金礦
小;下溝(塊狀硫化物伴生金)金礦床δ34S則表現得比較復雜;產於洋盆擴張脊環境的熱水大坂、川刺溝(剪切帶型構造蝕變岩金礦)金礦床的δ34S則顯示以多峰值為特徵。由此說明北祁連山金礦在成礦作用過程中硫的來源較為復雜。如果從海相火山岩帶產出背景來考慮,其硫源應與目前對以火山岩為主的塊狀硫化物礦床硫的來源研究認識相類似,即還原海水硫酸鹽和岩漿硫(Ohmoto等,1983和Solomon等,1988)。後者硫可以直接來源於岩漿射氣和從火山岩中淋濾出來。塊狀硫化物的原生礦化是以H2S為主的熱液流體與海底附近冷海水混合時發生的。在混合期間海水硫酸鹽和H2S熱液沒有發生硫同位素交換,所以硫化物的同位素組成反映了H2S溶液的δ34S。H2S中的硫明顯地含有岩石中硫化物和海水硫酸鹽產生的硫化物提供的復雜來源。對於北祁連山金礦而言,除上述硫源外,可能還有地表或地下水水溶液(有機硫)的參與。
3.鍶同位素標志
鍶穩定同位素的研究有助於探討岩(礦)石年代及其物源的內涵。據白銀地區(鄔介人等,1994)、康古爾地區(曾章仁等,1996)古生代海相火山岩有關研究表明,火山岩87Sr/86Sr初始值分別為0.7056~0.7065和0.7077~0.7125,一般接近並高於上地幔源火山岩的初始值,最大的可能性為來自幔源的火山岩漿在上升就位成岩成礦過程中受到地殼和水圈放射成因鍶不同程度混染的結果。
表6-8北祁連金礦床硫同位素組成
表6-9北祁連拴羊溝等金礦87Sr/86Sr特徵
鍶比值(表6-9)測試結果,一般火山岩變質、蝕變較弱者87Sr/86Sr在0.712左右,這和白銀地區測試值相近,但有異常值樣品。在拴羊溝金礦區橫穿金礦帶短剖面中,金礦體及其近礦圍岩87Sr/86Sr出現0.76075±0.00004和0.78333±0.00003異常值(圖6-18)中酸性凝灰質蝕變岩亦出現偏高值(0.73374±0.0003),石英鉀長斑岩亦出現偏高值(0.74386±0.00004)。這些異常特徵正是在海相火山-沉積岩系背景上疊加有後期金成礦作用所致,而這種構造-熱水因素可能與晚期的高鍶同位素比值放射性小侵入體參與有關。熱水大坂金礦化帶蝕變岩也同樣出現鍶比值偏高樣品(0.74443±0.00002)。川刺溝、下溝等礦區所測樣品值略偏高。由此提醒人們87Sr/86Sr在金礦帶的異常,雖然其形成機理尚有待探索;但其異常的存在事實應該構成一種穩定同位素標志之一,有利於金的研究與找礦實踐。
圖6-18拴羊溝金礦帶87Sr/86Sr地質綜合剖面圖(圖例同圖 6-12)
⑨ 穩定同位素測試方法
穩定同位素的研究是從氫、碳、氮、氧、硫等同位素組成變化顯著的元素起步的。在20世紀80~90年代,開始對硼、硅、氯、鋰等元素的同位素進行研究,並取得顯著進展。目前這些同位素的測試方法已經成熟,方法的多樣性和適應性顯著提高(表87.1)。
近年來由於MC-LA-ICP-MS技術的發展,包括過渡元素在內的一批重元素(如Ca、Cr、Fe、Cu、Zn、Se、Mo)的同位素開始納入研究范疇(表87.2),大大擴展了穩定同位素的研究對象,為同位素地球化學研究開辟了廣闊前景。
表87.1 某些輕穩定同位素的分析技術現狀
續表
表87.2 某些重穩定同位素的分析技術現狀