原地宇宙成因核素测年中石英样品分离提纯的几组实验对比.PDF

第 32卷 第2期 地 震 地 质 Vo1．32．No．2 2010年 6月 SEISMOLOGY AND GEOLOGY June，2010 doi：10．3969／j．issn．0253—4967．2010．02．O13 原地宇宙成 因核素测年 中 石英样 品分离提纯 的几组实验对 比 郑荣章 陈桂华 徐锡伟 李建平 1)中国地震局地质研究所 ，地震动力学 国家重点实验室 ，北京 100029 2)中国地震局地质研究所 ，国家地震活动断层研究 中心 ，北京 100029 摘 要 原地宇宙成 因核素测年方法在地质及地理研究领域应用广泛 ，测年对 象众 多。石英因其 致密 的晶体结构不 易被大气成 因 ~Be污染 ，以及较低 的”Al含量的特点而成为宇宙成 因核素测年方法 中一种理想的测年物质 。在分离石英样 品~B‘e和 l的实验流程 中，石英 的提纯是其 中的一个关键环 节。原始的HC1／H，0，和 HF／HNO 蚀刻分离提纯石英方法应用广泛、安全可靠 ，但处理样 品周期长、 效率较低 。因此 ，在原始流程的基础上 ，设计 了3组实验流程与原始流程进行对 比。结果显示 ，在样 品石英纯度较高的基础上 ，可以通过减少超声波使用时间、增加蚀刻溶液浓度及每步样品处理量的方 法，提高样品的处理效率，同时可以用加热磁力搅拌器替代超声波清洗器进行石英样品的HF／HNO 蚀刻提纯 。 关键词 宇宙成 因核素测年 石英分离提纯 HC1／H0 和 HF／HNO，蚀刻 超声波清洗器 加热 磁力搅拌器 中图分类号 ：P597 文献标识码 ：A 文章编号 ：0253—4967(2010)02—0303—09 0 引言 原地宇宙成 因核素测年方法的发展 已逾半个世纪 。如今 ，该方法在古气候 、地表景观演化 、 火山、活动构造研究等方面得到了广泛的应用 (Nishiizumieta1．，1986；Phillipseta1．，1986；Lal， 1991；沈承德等 ，1991；Repkaeta1．，1997；Goesseta1．，2001；Grangereta1．，2001；VanDerWoerd eta1．，2002；Daeroneta1．，2004；顾兆炎等 ，2006；Kaplan，2007；Nortoneta1．，2008；Gayereta1．， 2008；Sheneta1．，2009；Kongeta1．，2009)。在宇宙成 因核素测年方法中，样品的处理和提纯是 取得可靠样品年龄的重要环节之一。石英因其致密的晶体结构不易被大气成因 IB【e污染 ，及其 较低的 l含量 的特点而成为宇宙成 因核素测年方法 中一种理想 的测年物质 (Kohleta1．， 1992)。在将石英溶解分离 出 Be和 。Al之前 ，需要将样品分离 提纯 ，以得到纯净的石英颗粒 。 此过程就是将石英与其它矿物进行分离 ，同时去除石英 中可能的大气成 因的 e。早期的石英 分离通过重液分选完成 ，但此过程处理的样品量少、易产生交叉污染 ，较难将石英与长石进行分 离 ，并且不 能去 除石英 中的大气成 因 Be。因此，Kohl等 (1992)发展 了用 HCI／H：O 和 [收稿 日期] 2009一ll—O4收稿 ，2010—05—05改 回。 [基金项 目] 中国地震局地质研究所基本科研业务专项 (DF—IGCEA0607124)资助 。 304 地 震 地 质 HF／HNO蚀刻分离提纯石英的化学方法。该方法因为操作方便 、安全，已为现在大多数同类实 验室采用。然而 ，该方法也有缺点 ，就是处理样品耗时较长，特别是 HF／HNO，蚀刻阶段最长 ， 当需要处理大批样品时会需要大量的时间，同时该阶段需要在超声波清洗器内长时间的进行高 恒温、高频率超声水浴，长时间的高恒温、高频率超声使超声波清洗器的各部件更易老化，会较 大的缩短仪器的使用寿命。因此，笔者设计了几种实验流程 ，与原来的流程进行对 比，以期可以