[發明專利]一種適于U系回歸線測年模式的冷泉碳酸鹽樣品處理方法

有效

• 申請號: 201810602666.2
• 申請日: 2018-06-12
• 公開（公告）號: CN108548708B
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 王立勝;馬志邦;王學鋒
• 申請（專利權）人: 中國科學院地質與地球物理研究所
• 主分類號: G01N1/34
• 分類號: G01N1/34
• 代理公司: 北京眾元弘策知識產權代理事務所(普通合伙) 11462
• 代理人: 孫東風

本發明涉及一種適于U系回歸線測年模式的冷泉碳酸鹽樣品處理方法，所述處理方法包括對樣品的分相處理和化學純化處理，分相處理是通過將冷泉碳酸鹽的粉末樣品加入混合重液中，通過加大混合重液中密度較小的重液所占比重，使混合重液的密度逐漸下降，借助樣品中不同礦物的密度和粒度的差異性，先后從混合重液中析出若干個子樣品。本發明適于對不純冷泉碳酸鹽樣品進行物理分選，避免鈾釷同位素發生分餾的現象；同時進一步地配合條件優化的化學純化處理方法，使經處理的冷泉碳酸鹽樣品適于U系回歸線測年模式。經實驗證明，利用本發明的方法，可獲得準確可靠的²³⁰Th年齡數據。

技術領域

本發明涉及一種地質樣品的化學處理技術，尤其是一種適于U系回歸線測年模式的冷泉碳酸鹽樣品處理方法。

背景技術

海底天然氣水合物的發現，引起了各國政府和科學家的高度重視，冷泉及冷泉碳酸鹽巖從而成為當今地球科學研究的熱點之一(孫治雷等，2012；Sun et al.,2011；Sun etal.,2015；Sun et al.,2010)。由于冷泉是富甲烷的天然氣流體，噴溢過程中攜帶大量細粒物質以煙囪狀、塊狀、結殼狀等形態沉積于海底，所以，冷泉碳酸鹽的碳酸鈣純度很低。近20年來，國內外學者對冷泉碳酸鹽沉淀過程中的生物地球化學機制的研究獲得了顯著成果，但對其形成時間的了解甚少(Cavagna et al.,1999；Teichert et al.,2003；Feng etal.,2010；Wirsig et al.,2012；Li et al.,2018)。因此，建立適應冷泉碳酸鹽巖測定年齡的技術方法，有助于深入研究冷泉碳酸鹽巖的形成時代，并在高精度時間尺度上對其進行歷史重建。

目前，針對第四紀冷泉碳酸鹽巖定年適應的放射性同位素方法較少，主要包括¹⁴C測年方法和U系不平衡測年技術。由于冷泉碳酸鹽巖沉積過程中可能會受到從甲烷或其它源中派生出的老碳的影響，應用¹⁴C測年技術常無法得到準確年齡。而應用鈾系測年技術時必須對樣品所含碎屑物攜帶的原始U和Th進行校正，也就是將一個樣品采用化學溶劑淋取或物理沉淀分層等方法分成5-7個子樣品，通過分析每個子樣品的U-Th同位素組分，在回歸線上確定其年齡。經典的回歸線校正方法主要有L/R(leachate/residue)法(Ku andLiang,1984；Herczeg and Chapman,1991；馬志邦等，2010a)，L/L(leachate/leachate)法(Schwarcz and Latham,1989；Peng et al.,2014)和TSD(Total-Sample Dissolution)方法(Luo and Ku,1991；馬志邦等，2010b)。這些方法中L/R技術的一個重要前提是要求用稀酸淋取樣品時不發生U-Th同位素分餾。然而，在實際操作中往往難于把握，導致現有方法對冷泉碳酸鹽鈾系等時線定年時，很難避免各子樣品在化學處理過程中鈾釷同位素發生分餾的情況。

發明內容

為了獲得海底不純冷泉碳酸鹽的準確年齡，本發明的目的是提供一種適于U系回歸線測年模式的高效快捷、易于操作的冷泉碳酸鹽樣品處理方法，包括對冷泉碳酸鹽樣品的分相技術和化學純化技術，本發明的方法可保證冷泉碳酸鹽樣品在處理過程中不會發生鈾釷同位素分餾，達到重建時間標尺的目的。

為了達到上述目的，本發明采用的主要技術方案如下：

一種適于U系回歸線測年模式的冷泉碳酸鹽樣品處理方法，包括對樣品的分相處理：

將冷泉碳酸鹽的粉末樣品加入混合重液中，所述混合重液包含第一重液和第二重液，所述第二重液與第一重液二者能無限混溶且第二重液密度小于第一重液的密度；通過不斷增加所述第二重液在所述混合重液中所占比例使所述混合重液的密度逐漸下降，借助所述粉末樣品中不同礦物的密度和粒度的差異性，先后從混合重液中分離出若干個冷泉碳酸鹽的子樣品。

所述方法還包括對各子樣品進行化學純化處理，所述化學純化處理包括：