同位素分析（共12篇）
同位素分析 篇1
水循环中的同位素组成变化主要发生在水进入和通过大气的过程中, 大气降雨中的同位素组成主要受雨滴凝结时的温度和降雨的水汽来源控制, 雨滴在降落过程中由于温度、湿度的变化导致呈现降雨的各种同位素效应[1,2]。在分析大气降雨同位素组成时, 降水线、蒸发线[3,4,5]是常用的分析工具[6,7], 它们都是以瑞利分馏原理[8]为基础的。大气降水线描述是正在凝结的气团的演化过程, 但这只是时空范围内的概率平均意义下的情况, 容易掩盖降雨过程中氢氧稳定同位素变化的动力学特征。大气降水中稳定同位素比率的大小与产生降水的相变过程密切相关。水汽在云中的凝结被近似看作瑞利过程, 稳定同位素的分馏是在平衡条件下产生, 经典瑞利过程建设凝结物一经形成便迅速从云中移去[9]。本文尝试以瑞利分馏[8]和质量守恒定律为基础, 逐步推导出降雨过程中雨水的氢氧稳定同位素变化的微分方程模型, 旨在通过理论分析揭示降雨过程中的同位素比率变化, 以期对其动力学特征和时空变化有更确切的了解。
1 稳定同位素的一些基本概念和术语
自然界中, 环境同位素又分为稳定同位素和放射性同位素, 由于同位素之间的物理化学性质不同, 引起同位素变化, 又称为同位素分馏。用稳定同位素研究降雨过程的同位素变化, 主要是利用同位素之间的微小差异, 一般我们用同位素比值或δ值来表示, δ值定义为一种物质相对于标准参照物的同位素比率:
式中:R表示重同位素相对于轻同位素的比值;一个正的δ值表示样品的同位素比值高于标准样品的, 负值表示样品的同位素比率低于标准样品。
同位素分馏因子可定义为同位素比率间的比值:
B相对于A的分馏值定义为:
如图1所示, 左边表示某一时刻正在发生凝结的水蒸气, 其中N代表分子总数, R是水蒸气稀有同位素分子与常见同位素分子浓度之比 (同位素比率) , 从而N/ (1+R) 是富集同位素分子, R N/ (1+R) 是稀有同位素分子;右上方代表凝结后的剩余水蒸气的水体微元及其同位素组成, 右下方代表凝结后生成的水体及其同位素组成。
由质量守恒定律得:
整理并应用边界条件:在N=N0时, R=R0。由此可得 (注意这里所有项并未被忽略) :
写为标准参考值, 以δ值形式表示为:
式中:N/N0表示水蒸气的剩余部分;R0和δ0是水蒸气初始同位素组成;ε=α-1值比较小。图2显示了水蒸气在凝结过程中剩余蒸气的同位素组成随着凝结进行的变化, δreact为剩余水蒸气的同位素组成, δprod为凝结水的同位素组成。
2 降雨过程中降雨同位素组成的变化表示为时间的函数
2.1 降雨过程中空气团分析
降雨的形成是移动的空气团上升到一定高度的结果。由于绝热膨胀, 空气团随之冷却直至达到雾点。假如有合适的凝结核存在的话, 就会形成云珠。水气凝结后, 凝结成的水滴和冰晶仍然留在气块内, 而且随着气块铅直向上;或凝结物雨滴、固体等一部分或全部降落。这些云珠与暖云团处水分的同位素组成相同, 这归结于云珠与空气中的水分之间发生了快速的同位素交换作用。然而, 在冷云团部分, 由于同位素水气分子向固体冰粒子的扩散, 导致了附加的同位素分馏作用的发生, 这种分馏在不再发生同位素交换的冷冻云团中被保留下来。当云珠合在一起, 开始透过上升的空气往下降落时, 就会发生进一步的同位素交换。这就增加了液气之间的分馏。于是, 许多学者把云描绘为多级垂直的蒸馏柱, 这垂直的云层内部的同位素组成的梯度能够很好地用理想的Rayleigh法则来描述。
2.2 模型假设与建立
假设一次降雨中降雨强度为i, 考虑空气中一竖直云柱为研究对象, 为方便起见, 不妨假设云柱的横界面面积为单位面积。云团内雨滴与云团水蒸气组成见图3。图3中N表示轻水分子的质量;R表示同位素比率i表示降雨强度;v、l分别表示气块中气态和液态。
根据质量守恒定律推导同位素的连续方程。
由轻同位素的质量守恒得:
重同位素 (2H或氧18O) 的质量守恒根据质量守恒定律, 微元的重同位素的量减去流出微元的重同位素的量再减去降落的重同位素的量等于微元中重同位素的改变量:
2.3 模型的求解与分析
对式 (6) 整理得, Δt→0, 当忽略高阶无穷小时得微分方程:
在雨得降落过程中, 云团内部的水蒸汽和雨滴的质量都是在不断变化的, 随着降雨的不断进行云团总的质量 (包括气态和液态) 在不断减少。水滴有一部分以降雨的方式降落到地面上, 顺时降落的雨的同位素组成与保留在云层中的雨滴的同位素不发生同位素分馏, 它们同位素组成相同。可以用Rl代替Ri, 云层内部液态与气态水同位素可以认为处于同位素平衡状态, 在云层内部, 水汽往往处于过饱和状态, 空气湿度h比较高, 可以认为不存在动力分馏。
定义Rv=α*Rl, α*<1, 微分方程变为:
此微分方程Nl和Nv都是时间t的变量, 两者的关系比较复杂, 跟温度、气压以及凝结核和云团的质量有关系。在这里为了探讨降雨同位素组成的变化, 不妨令Nl=λ Nv。λ为液汽比, 因降雨过程中随着降雨的不断进行, 云中的液态水不断减少, 同时云中水汽不断凝结, 也在不断减少, 为了简化问题的讨论, 方便得到方程的解析解, 可以把 看为常数。把液汽比代入式 (8) 得:
整理得:
对轻同位素有关系式 (5) 成立, 得:
把Nl=λ Nv代入式 (11) 得:
将式 (12) 代入式 (10) 得:
初始时刻Nv (0) =Nv0, Rl (0) =Rl0
对式 (11) 积分得:
代入式 (13) 得:
积分由0时刻到t时刻, 为了求解方便, 不妨假使降雨过程中降雨强度i不随时间变化, 解得:
记标准水样的δ值为δs, 同位素比值为Rs, 则雨水的Rp值可写为:
代入整理得:
式 (15) 中令1-α*/ (α*+λ) =a, 由Rv=α*Rl知α*<1, 则a>0, 有:
式中:p 、b、 c 为正常数, 由数学函数知p>0, a>0;Rp (t) 为减函数。随着时间的增加, 降雨的进行, 雨水重同位素比率会越来越小。式 (15) 、式 (16) 为降雨过程中的同位素的组成提供了确定性的数学基础。
3 降雨过程中降雨同位素组成的变化表示为质量的函数
3.1 模型的建立与求解
降雨同位素组成模型见图4。
由重同位素 (2H或氧18O) 质量守恒定律求连续性方程:
忽略高阶无穷小, 令Rv=α*Rl (由前面讨论知) , α*<1, 则:
将空气块的Nl=λ Nv代入得:
初始条件Nv=Nv0时, Rl=Rl0=Rp0, 解得:
令Nv/Nv0=f, 整理得:
3.2 模型的分析
现在讨论当λ为0时降雨同位素组成, 即云层中只有水蒸气, 形成的雨滴不会停留在云中, 很明显这是一个开放系统, 就是前面介绍的瑞利分馏。式 (22) 变为:
式 (22) 转化为δ得:
当λ=0时变为:
f为水蒸汽的剩余量占初始蒸量的比值。可见, 此等式即为凝结过程中的瑞利分馏公式 (4) 。对于18O, 25 ℃时α+=1.009 4, 温度下降时这个值会增大, 用此式来计算降雨过程中的δ18O的演化, 初始δ18O=-1.1%, 温度=25 ℃, 终结温度=-30 ℃。根据25 ℃开始至低温条件下水分运载能力的递减计算云中水气的剩余比率, 如图4所示。
文中假设云层中空气块的液汽比为λ, 为简化问题的讨论我们把λ作为一常数。实际情况比这要复杂得多, 随着高度的增加, 云中的水蒸气和液态水滴都会不断地减少, 在高层云处, 重同位素已贫化殆尽, 在对流层顶处, δ2H值约为-45.0%[8]。仅有雪和冰雹记录了上层空气中的同位素组成。
4 结 语
基于瑞利分馏原理和质量守恒定律分别推导了降雨过程中的稳定同位素组成随时间变化和质量变化的微分方程模型, 并通过数学推理论证了上述各模型之间的内在联系, 导出了降雨过程中稳定同位素组成与分馏系数之间的定量关系, 为数值模拟降雨过程的稳定同位素组成提供了确定性的数学基础, 为同位素的纬度效应、高度效应、降雨量效应以及大陆效应的解释提供了理论依据。
参考文献
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同位素分析 篇2
1． 同位素实验设计
1．1 实验设计必须尽量使放射性材料的扩散最小化，防止任何不必要的人员和材料流动。
1．2 实验时间的安排要尽量宽裕。
1．3 新技术的引进必须在正式实验前使用无放射性或低放射性的材料进行预实验。
1．4 进行同位素实验的实验室必须是专用的，其范围要清楚界定，并在显眼的位置做好警示标记，实验区要定期进行活度检测，确保放射活度出于安全水平内。
1．5 任何用于同位素实验的设备、玻璃器皿、工具和清洁设备必须做好详细标记，不得用于其它非放射性实验中；特殊仪器不得不要共用的，必须保证其不受同位素沾污。
1．6 在实验材料可选择的情况下，优先考虑毒性小、放射活度低的材料。1．7 放射性材料使用时，其使用量在可能的前提下越小越好。
1．8 实验方法要提前透彻研究，实验过程要尽量控制放射性材料的扩散，尤其要注意的是空气中的浮质、气体、蒸汽和扬尘的影响。2． 实验防护
2．1 以下物品不得带入实验室或在实验室中使用：
食物和饮料 任何香烟类物品 手提包
脣膏等一切化妆品 食用器皿
2．2 离开控制区必须彻底清洁双手，尤其注意指甲、手指间和手指的边缘部分。2．3 离开控制区必须用检测仪彻底检测手部、鞋子和衣服。2．4 任何开封或者没有开封的放射源不得用手直接拿取。
2．5 放射源必须放置在具有遮挡射线功能的器皿或容器中，该容器最好要有手柄，且开合要简单易操作，放射源在不同区域的安全可检测剂量必须满足以下规定：
1）在控制区内<10µSV/h 2）在缓冲区内<3µSV/h 3）在普通公共区域内<0.1µSV/h 2．6 实验操作要在多层防护下进行，以避免放射源滴落在实验台面上。可以在桌面上放置铁托盘，在托盘上铺一层吸水性强的纸巾。该吸水纸要在实验完毕后及时更换和处理掉。实验用的小仪器和工具都要放在如上所述的托盘上，吸管等要接触放射源的物件不得直接放在桌面和凳子上。
2．7 在同位素实验室内任何操作都不能直接用嘴进行，需要用到嘴来操作的仪器不得在该实验室内使用。
2．8 皮肤上有伤口（无论是否包扎）的人员不得进入该实验室。2．9 实验室中不得使用边缘有坏损、容易割伤皮肤的容器和玻璃器皿。2．10 在该实验室使用的标签必须是自带粘性的，需要使用水或者胶水才能黏贴的标签不得使用。
2．11即使所操作的放射源放射剂量很小，进入控制区的人员也必须穿戴防护实验服、鞋套、手套。
2．12 进入实验室必须穿戴橡胶手套，但必须明确橡胶手套仅能阻止皮肤直接接触放射源，并不能够阻隔射线。
2．14 不得直接戴着手套去触碰日光灯管、开关、门把手等公共用品，以防止沾污，如需碰触请垫上一层干净的纸巾。这些物品日后需要找专业人员来修理和更换，请尊重这些人员的生命安全！
2．14 任何冲洗被沾污物件的废水不得直接倒入下水道，应用容器盛好倒入专门的废液桶。
2．15 穿戴手套时要注意，外面是沾污面，里面是干净面，切记不要用外面触碰到里面干净的部分。
2．16 如果放射性沾污可能出现在空气、蒸汽、扬尘和烟雾中时，操作必须在手套操作箱或者是通风厨中进行。
2．17 实验设计优先考虑过程干燥的实验操作。2．18 不要经常移动实验室内的物件。2．19 若不小心溅落放射源，必须立即清理，以防止干燥过程放射源进入空气。使用动物实验的人员还必须注意以下几点：
2．21 排泄物、身体组织都属于放射性废弃物，必须妥善处理，以防止腐烂分解造成的放射性污染扩散。推荐使用1）冻存；2）消毒剂；3）塑料袋封存。2．22 排泄物、身体组织等的储存必须放置在专门的容器中。
2．23 装有标记同位素动物的箱笼必须在显眼的位置做好警示标记和详细标注：同位素类型、放射性活度、使用时间。
2．24 不允许实验动物、器皿、箱笼在放射性和非放射性实验室间流动。2．25 实验过程要尽量防止被标记后的动物咬伤，同时要注意由于动物的移动和咳嗽造成的空气污染。
2．26 必须考虑到寄生虫等潜在的污染扩散因素。3． 放射源的储藏
3．1 所有的放射源都必须明确标记出详细信息：活性、日期和化学成分。3．2 放置放射源的地方必须充分隔离和屏蔽。3．3 只有专业人员方可将放射源移入或移出储藏地。3．4 储藏地的火灾危险系数必须最小。
3．5 储藏地必须定期检查以防止可能出现的沾污。
3．6 放射源如果容易释放放射性气体，打开前必须确保其能够与外界空气相通，且尽量使用机械式手段。
3．7 所有放射源都必须详细记录在册。
3．8 装有放射源的瓶子必须放置在足够大的的容器中，以确保整个放射源都在其中而不至于遭到损坏。
3．9 如果容易着火、爆炸和产生泡沫的液体放射源放置于敞口容器中时，必须时刻保持警惕。4． 转移与运输
4．1 如果不必要，不得转移放射源。
4．2 如果需要运输放射源，必须将放射源放置在有充分屏蔽作用且密封的容器中。该容器必须足够密封且能够避免因不慎倾斜造成放射源的溢出。
4．3 装有放射源的容器外必须在显眼的位置做警示标记，诸如放射源的性质、物理状态和活性（单位为Bq，KBq，MBq等）。
4．4 运输过程中，一旦发现放射源遗失，必须立即通知管理人员。4．5 只有专业人员方可进行放射源的运输。5． 突发情况
在整个实验过程当中，任何突发事件都要认定为非常危险的事故，事实也是如此。该类事件的范围很广，包括放射源的滴溅等简单的事故和诸如洪水和地震等自然灾害。
5．1 任何情况下，人员的生命安全是最为重要的。5．2 严重的火灾是所有污染灾害中需要优先处理的。
5．3 如果灾害发生，立即用合适的方式通知附近的所有人，同时报警。5．4 如果是简单的放射源渗漏或者滴溅，没有其它复杂因素的情况下，首先要控制住污染的影响范围，然后将污染区域的标记出来。
5．5 人员如果不慎沾上放射源，必须立即更换衣服、将双手和身体上受到污染的地方冲洗干净。
5．6 危险发生后，与安全处理无关的人员请立即离开污染区域。
5．7除非受伤或者其它紧急需要，撤出污染区域的人员必须在缓冲区待命，直到除去鞋、衣服等，通过仪器检测后方可离去，以避免污染物的进一步扩散。5．8如果需要封闭实验室，所有的通风系统和门窗都必须关闭。当然，具体情况具体分析。
5．9 再次进入沾污区域的人员，必须是做好一切防护的专业人员。直到专家公布该区域安全后方可再次进入。
5．10 所有的突发事件必须全部详细汇报。6． 排除污染
6．1 个人方面
6．1．1 眼睛受到沾污后必须立即处理。不仅仅是因为放射性物质的危害还要考虑到放射源其化学成分对眼睛造成的异质性的、机械性的和化学刺激。因此，一旦沾污马上用大量的水冲洗，或者使用合适的药品冲洗。
6．1．2 必须防止污染扩散至身体其它未受污染的区域和进入身体内部。如果有这种扩散的趋势，必须想办法将污染源除去或者用防护器具将未受污染的部分遮盖。
6．1．3 较不明确的污染物可以用水和肥皂来洗涤。
1）使用温水；2）肥皂不要是磨砂质的或者强碱性的；3）可以用软的刷子辅助，但是不要磨损皮肤；4）一次清洗几分钟，多次清洗，反复检测，直到确定对皮肤没有危害。
6．1．4 若以上方法无效，请及时就医。
6．1．5 皮肤的褶皱处、头发、指甲、指间和指头需要特别注意。6．1．6 尽量不要使用酸性和碱性的有机溶剂。
6．1．7 在沾污事件发生后，在进行沾污处理后还要用没有污染的毛巾、拖把等将该区域擦干，然后进行表面沾污检测；进行干燥处理的毛巾和拖把视为放射性废弃物处理。
6．1．8 如果沾污发生在脸部，处理沾污时应该注意不要使污染扩散至眼睛和嘴唇。
6．1．9 如果出现清洗无法除去污染物的情况，则必须在医生的指导下进一步清除污染物。
6．2 设备与表面的去沾污
6．2．1 处理设备污染时，应优先考虑设备的可持续利用，而不应该考虑处理污染的费用。
6．2．2 如果污染源的半衰期很短，那么可以考虑将污染物件储存至活性衰减至没有危害时，而不必设法当时就去除沾污。
6．2．3 仪器设备沾污后，必须立即进行沾污的处理工作，以防止拖延时间后沾污难以去除。经验表明，润湿后沾污的去除更加容易。
6．2．4 玻璃器皿与工具的去沾污应在通风橱中进行或者在特殊的去沾污区域。6．2．5 预先用惰性化学药品处理后会减少玻璃器皿对放射性物质的吸附。6．2．6 有时候也可以将污染物件浸入稳定同位素溶液中，但这种方法的效果比较缓慢。
6．2．7 用来清洁的溶液不得倒回溶剂瓶中反复使用。
6．2．8 经过上述处理后，仪器设备仍然检测出超出允许范围的放射活度，那么该仪器不得继续使用而应该视为放射性废弃物。6．2．9 溅落造成的污染应该用吸水性强的纸巾等材料处理，注意不要扩大污染的范围，只要拿纸巾轻轻沾取，不要涂抹式擦除。处理污染物时，保持潮湿状态最有利（干燥状态下容易产生放射性的粉尘）。注意不要用流水冲洗，这样会造成污染物的扩散。
6．2．10 在无孔的表面发生沾污时，可以用黏性的胶带或者可剥离的涂料对松散且干燥的污染物进行清除。
6．2．11除非经检测合格，被沾污的衣物和亚麻制品不得拿到公共洗涤产所进行洗涤。
同位语与长难句分析讲练 篇3
一、同位语与其他从句的辨析
1. 同位语。当两个指同一人或事物的句子成分放在同等位置时，若其中一个句子成分是用于说明或解释另一个句子成分的，那么用于起说明或解释作用的句子成分就叫做另一成分的同位语。
如：Laura Myers， a BBC reporter， asked for an interview. 劳拉·迈尔，BBC的记者，要求采访。
Who is that man， the first in the front row？ 前排第一个人是谁？
We have two children， a boy and a girl. 我们有两个孩子，一个男孩和一个女孩。
引导同位语的词有下列几种情况：
1） 代词we， us， you等后接同位语。如：
She has great concern for us students. 她对我们学生很关心。
He asked you boys to be quiet. 他要你们男孩子安静些。
2） 不定式用作同位语。如：
Soon came the order to start the general attack. 很快下达了发起总攻的命令。
（to start the general attack与the order同位）
3） ing分词用作同位语。如：
Hes getting a job tonight driving a truck. 他今晚得到一个开卡车的差事。 （driving a track 与a job同位）
4） 形容词用作同位语。如：
He read all kinds of books， ancient and modern， Chinese and foreign. 他读了很多书，古今中外都有。
People， old and young， took to the streets to watch the parade. 老老少少的人都来到街头观看游行。
5） none of us之类的结构用作同位语。如：
We none of us said anything. 我们谁也没说话。
They neither of them wanted to go. 他们两人都不想去。
当然，同位语也可以是句子，即同位语从句。下列词后面常接同位语从句：fact， news， hope， thought， desire， proposal， doubt， truth， suggestion， question， problem， order， belief， fear， plan， rumor， opinion， possibility， advice， story， notice 等。同位语从句常由引导词that， whether和特殊疑问词等引导。如：
The belief that the company will make a great achievement is shared by everyone.
They are familiar with the opinion that all matter consists of atoms.
2. 同位语从句与定语从句的区别。
1） 意义的不同。
同位语从句是用于说明所修饰名词的具体内容的，它与被修饰词语通常可以划等号；而定语从句是限制所修饰名词的，它的作用是将所修饰的名词与其他类似的东西区别开来；如：
They have received the news that he will come here. 他们收到了一个消息，这个消息说他要来这里。（news的内容就是that he will come，故that引导的是同位语从句）
They have received the news that he told us. 他们收到了他告诉我们的消息。（that从句是限制the news的内容的，故that从句为定语从句）
2） 引导词的不同。
引导定语从句的词是that， which， who， whom， whose， as， where， when， why等， 而what， how， if， whatever 等可引导名词性从句，但不引导定语从句。
3） 引导词功能上的不同。
that引导同位语从句时本身无词义，它不充当句子成分，但不可以省略，也不可用which 来替换；而that引导定语从句时，它作为关系代词，要么充当定语从句的主语，要么充当定语从句的宾语，充当宾语时可以省略，有时还可以用which来引导。如上例 that he told us中的that就充当told的宾语。
4） 被修饰词语的区别。
同位语从句所修饰的名词比较有限，通常有word， probability， hope， wish， idea， news， fact， promise， opinion， suggestion， truth等，而定语从句所修饰的名词则非常广泛。 另外，when和where 引导定语从句时，通常只修饰表示时间和地点的名词，而它们引导同位语从句时却不一定；又如why引导定语从句，它通常只修饰名词the reason，而它引导同位语从句时则不一定。如：
Ill never forget the days when I lived there. 我永远不会忘记我住在那儿的日子。（定语从句）endprint
We dont understand the problem why this is the best choice. 我们不明白这个问题，为什么这是最好的选择。（同位语从句）
3. 由whether引导同位语从句不可以用if替换。
He must answer the question whether he agrees to it or not. 他必须回答这个问题，是否同意这个问题。
另外，where， when， why， how， who， what等在引导同位语从句时，一般只用于I have no idea结构中，其实，这种类型的同位语从句应该列入宾语从句的范畴，因为I have no idea意思就是I dont know...；如：
I have no idea how I can get to the railway station.
4. 分离同位语从句。
同位语从句一般接在被解释的名词后面，但有时因谓语太短而分开。如：
A story goes that Elizabeth I of England liked nothing more than being surrounded by clever and qualified noblemen at court. 句中的 “... Elizabeth I of England liked nothing more than being surrounded by clever and qualified noblemen at court.” 是主语A story的同位语。由于该同位语较长而谓语较短，为保持句子平衡，谓语动词goes放在了主语与同位语从句之间，造成同位语从句与主语的分隔。
第二部分：巧析英语长难句
从2014年和前几年英语高考试题来着，英语长难句越来越多，对学生英语能力水平的考查呈上升趋势。长难句由于其结构复杂， 语句难懂等原因， 在学习过程中给大部分学生的学习带来了极大的阻碍。其实只要摆正心态并掌握一定的方法， 长难句还是较容易解决的。其实，再长的句子都可以回归为简单句。而英语中最常见的简单句的类型就是：主语+谓语+宾语或主语+系动词+表语。所谓长句只是在简单句的基础上把句子加长，比较常见的有如下几种情形：
1. 在主语的中心语上嵌套一个定语从句或者同位语从句；如：
Students who go abroad for further study often should have the ability to live independently. 这个句子的主语中心语是students， 主语之后是一个定语从句。
Reports came into London Zoo that a wild puma had been spotted fortyfive miles south of London. 这个句子的主语中心语是reports， 中心语之后又嵌套了一个同位语从句，这个句子的特殊之处在于，由于主语部分太长，为了平衡句子，把整个句子的谓语放在了主语部分之前，主语的中心语之后。
2. 整个主语部分由一个句子充当，即主语从句；如：
That the ancient Egyptians actually sailed to South America remains uncertain.这个句子的主语是一个由that引导的完整的句子。
3. 在宾语的中心语上嵌套一个定语从句或者同位语从句；如：
I cherish the dream that one day I will be amply and justifiably rewarded as long as I work ceaselessly. 这个句子的宾语中心语是dream，宾语中心语与之后跟的是一个同位语从句。希望这个句子能成为每一位读者的信条。
4. 整个宾语部分由一个句子充当，即宾语从句；如：
The workers claimed that their legal rights should be guaranteed.本句是由一个句子充当了主句的宾语。
5. 以状语修饰主句谓语动词或者修饰整个句子，通常状语由副词、介词短语、分词、不定式或者一个句子（状语从句，非限制性定语从句）来充当；
Reconstructed with the aid of the money and enthusiasm of John D. Rockefeller， Jr.， Colonial Williamsburg is not only a brilliant example of an American style in historical monuments. 这个句子由分词引起前置状语，真正的主干是逗号之后的部分。
6. 插入语。插入语往往是对句子中的某一个词，某一个概念做一个补充说明。插入语的位置比较灵活，但它有明显的标志：即用两个逗号隔开或者两个破折号隔开；如：
Can deception—pretending that something is true when it is not—sometimes have good results？
这个句子在主语和谓语之间插入了一部份内容，它客观上影响了句子的理解。这一部分插入语的作用是对主语做出了进一步的解释。
巩固练习
一、翻译下列句子
1. 他们比赛获胜的消息很快传遍了整个学校。endprint
2. 将军下达了战士们立即过河的命令。
3. 我们将讨论运动会是否会如期举行的问题。
4. 采纳新规则的建议是主席提出的。
5. 这个是对还是错要看结果。
6. 我们听到消息说我们队赢了。
7. 他们表示希望她接受这笔奖金。
8. 允许妇女参加这个协会的决议通过了。
二、分析典型长难句
1. This chance discovery ended a 12day search by the Library Company of Philadelphia for a historical treasure—a 120page diary kept 190 years ago by Deborah Logan—“a woman who knew everybody of her day，” James Green， the librarian told the magazine “American Libraries”.
2. The alarm had been raised because Vicki became suspicious of the guest who checked in at 3 pm the day before New Years Eve with little luggage and wearing sunglasses and a hat pulled down over his face...
3. At the conference in San Francisco， Donald Louria， a professor at New Jersey Medical School in Newark said advances in using genes as well as nanotechnology （纳米技术） make it likely that humans will live in the future beyond what has been possible in the past.
4. Newton is shown as a gifted scientist with very human weaknesses who stood at the point in history where magic ended and science began. 牛顿被证明是一位很有才华的科学家，他处于一个魔术终结科学开启的历史时期，他也有普通人所特有的弱点。
参考答案
一、
1. The news that they had won the game soon spread over the whole school.
2. The general gave the order that the soldiers should cross the river at once.
3. Well discuss the problem whether the sports meeting will be held on time.
4. The suggestion that the new rule be adopted came from the chairman.
5. The question whether it is right or wrong depends on the result.
6. We heard the news that our team had won.
7. They expressed the wish that she accept the award.
8. The resolution that women be allowed to join the society was carried.
二、
1.分析：第一句的主语为James Green， the librarian，谓语为told，第一个宾语为the magazine “American Libraries”，第二个宾语为宾语从句，此宾语从句的主语为This chance discovery，谓语即ended，后面宾语的中心词为a 12day search.
2.分析：The alarm had been raised为主句，because 引导一个原因状语从句，原因状语从句里又包含了一个由who引导的定语从句。
3.分析：主语为Donald Louria， a professor at New Jersey Medical School in Newark，主语中心词为Donald Louria，谓语为said，said后面都是省略了that的宾语从句，宾语从句的主语为advances in using genes as well as nanotechnology，主语中心词为advances，谓语为make，it为形式宾语，真正的宾语为that引导的宾语从句。
4.简析：夹杂两个定语从句。
同位素分析 篇4
1同位素污染对测井曲线的影响及控制
1.1同位素污染影响因素
同位素污染主要受地层因素、管柱因素和同位素的注入量等相关因素的控制,除了以上几个方面因素以外,可能还受到固井质量因素、地层酸化、压裂等相关因素的影响。
1.2同位素污染的分类
(1)沉淀污染。
①微球颗粒直径与沉积速度成正比,与注入谁的携带能力成反比,因此就造成了微球颗粒与注入的地层水之间存在不能同步运行的问题;②微球颗粒密度的影响,当微球颗粒密度与注入地层水之间密度不存在密度差时,就能够使微球颗粒与注入地层水同步;当微球颗粒密度与注入的地层谁密度存在密度差时,就会产生与注入地层水不同步,这样的情况下就会产生同位素分布不均匀,产生污染。
(2)吸附污染。
吸附污染产生的原因主要是由于管壁会产生油污,而产生油污的原因主要有以下几个方面:一是由于管壁清洗不够彻底,使管壁形成油污;二是地层之间存在压力差异,在关井测温期间由于井口密封不到位而使地层吐水,使管壁产生油污,并吸附同位素;另外,油套管接箍的台阶均可造成同位素的吸附污染。
1.3同位素用量的影响
同位素用量的大小也直接影响着吸水层位的准确判断。当同位素用量大的时候就会使不吸水的层位也产生同位素异常现象,这样不仅会使同位素浪费,而且也会造成同位素污染。当同位素用量小时,测井资料显示的吸水层幅度都比较低,直接会影响吸水层位的判断。
所以,为了避免同位素的浪费,又能准确判断吸水层,在进行同位素注入时应该采用在日注量、油压、测量井段内的射孔层厚度、同位素出厂强度及载体规范已知的情况下,估算同位素的用量。
1.4同位素微球粒径大小的控制
同位素的微球粒径首先必须要大于需要注水地层孔隙直径;选择同位素微球粒径应与注水层段的渗透性和吸水层的有效厚度相适应;对于那些地层胶结比较疏松,容易出砂、井筒的周围出现冲刷带的薄弱地层或者是注水中的压力比较低、吸水的指数非常高、单层突进比较严重地层,应选用大粒径同位素示踪剂,对于偏心配水管柱的注水井,在同位素颗粒直径大小选取时,要选取同位素颗粒直径要比出水口小2-3倍,这样就能够避免产生微球颗粒过大堵塞水嘴的情况,同时也就避免了井下工具的粘污。
1.5同位素微球颗粒密度大小的控制
目前国内各大油田根据地理位置不同,注入水采用的主要是盐水、淡水、污水回注几种。在大庆油田的注入水是淡水,注入水的密度存在差异,就要求有与其相匹配的同位素微球密度,若同位素的颗粒密度大于注入水的密度,同位素就会下沉造成井底堆积,或相同吸水强度的吸水层底部有同位素异常显示,浅部同位素异常较低。或没有异常显示。若同位素的密度小于注入水的密度,将造成同位素微球颗粒悬浮。因此,在进行吸水剖面测井时,无论出现哪种情况,都会造成相同吸水强度的吸水层吸水显示不均衡。
2注水井井况对同位素曲线异常的影响及分析
2.1伽马本底高
这样现场产生的原因主要是在进行注入水过程中,一部分含有放射性物质的水也被注入到地层中,因此就会造成地层的严重污染,所以在进行伽马测井资料解释过程中,就会出现伽马曲线的异常,在进行同位素的释放后,就会出现整个测量井段的污染严重,影响吸水层的吸水效果,使测量曲线失真。
2.2管柱腐蚀与井况恶化
注入的地层水含有各种矿物质,注水井在长期的注水过程中,容易引起管柱的腐蚀,产生这种情况后测井过程中仪器就会受到阻碍,影响仪器的稳定性,造成测井曲线的失真。
2.3封隔器的密封性不好
封隔器的密封不好,就会使需要注水的层位注不进去水,导致油井的含水率持续上升。在同位素曲线上,多体现在使一些不吸水层段异常吸水。
2.4大孔道现象
受注水开发多年的影响,地层的层间矛盾比较突出,一些地层出现了大孔道现象,使注入水低效,无效循环,严重干扰其他油层的吸水出油,使同位素曲线出现异常幅度低或无异常起伏显示。
2.5固井窜槽
对于固井窜槽的问题主要有以下几个方面原因,一是由于固井质量本身就差,二是由于长时间注水引起水泥环破坏。这样在窜槽之后就会影响吸水层。当射孔后注入同位素时,有一部分同位素就会滞留在窜槽位置,进入到地层的同位又无法出来,没进入地层的同位素就会处于套管与水泥之间的第二胶结面处,同位素滤积得浅,测出的幅度较高。
3实例分析
杏xxx井,采用分层配注,全井日注量125 m3/d。2014年9月对该井进行同位素五参数测试。在测试过程中,葡Ⅰ3③层段同位素曲线幅度随着时间的延长逐渐降低,最终同位素曲线显示葡Ⅰ3③吸水面积很小,与该层的物性及配注方案不符,对比流量曲线,显示该层段吸水20.8 m3/d,占全井吸水量的26.1%。说明该层具有吸水能力,有效厚度大,渗透率高,同位素显示少,流量显示多,正是大孔道现象的表现。
而葡Ⅰ2②~葡Ⅰ3②为停注层段,但是伽码曲线却显示有较大面积的异常吸水显示,根据流量和同位素曲线的异常吸水显示,绘解解释结果为葡Ⅰ2②~葡Ⅰ3②封隔器不严导致停住段吸水。
4结论
(1)同位素测井时要根据不同的井况及测井目的采用颗粒粒径跨度大的载体,选择合适的载体用量,并掌握好测井时机,对同位素进行实时跟踪测井,保证测井资料的及时和准确。
(2)根据不同井况结合测井资料分析异常原因,确定地层大孔道、窜槽等影响因素,使注入剖面测井资料在油田注水开中发挥更大作用。
参考文献
[1]袁莹.同位素五参数测井异常曲线的分析与应用.石油化工应用,2011年08期.P31~33.
放射性同位素装置安全操作规程 篇5
适用于本公司QNT-2型同位素测厚仪。岗位职责
3.1 冷轧车间的操作工人和电工负责巡视同位素测厚仪。
3.2 放射工作人员负责同位素测厚仪的使用与维护
3.3 放射工作人员必须定期参加放射防护知识的专业培训，经考核合格后方可持证上岗。放射工作人员必须定期体检。工作程序
4.1同位素测厚仪现场必须设置醒目的放射性警示标志。
4.2 每班班前由车间负责人负责检查放射源安全情况(台数、稳定性)。
4.3工作人员在工作时应采取各种有效的防护措施，尽量避免不必要照射，使受照剂量控制在尽可能低的水平。
4.4 工作期间发现仪表失灵，车间负责人应立即将放射源准值孔关闭，报告公司领导，由公司联系生产厂家进行维修。
4.5 安装维修或更换放放射源应当进行全面检测，确认合格后方可启用。
4.6 操作人员不得自行拆除和移动放射源，放射源的卸装必须经公司领导批准并由放射工作人员负责完成。事故处理
5.1发生火灾、水灾时放射工作人员应确保放射源安全，紧急时应将放射源转移到安全地带。
5.2发生放射源丢失、被盗等事故，车间负责人应保护事故现场，立即报公司领导，并采取防护措施，控制事故影响，配合有关部门作好事故处理工作。
晋江市XXXXX有限公司
同位素分析 篇6
关键词：同位素示踪法；高中生物教学实例
中图分类号：G632 文献标识码：B 文章编号：1002-7661（2015）09-280-01
同位素在生产、生活和科研等方面都有着极其广泛的应用。在生物学领域可用来测定生物化石的年代，也利用其射线进行诱变育种、防治病虫害和临床治癌，还可利用其射线作为示踪原子来研究细胞内的元素或化合物的来源、组成、分布和去向等，进而了解细胞的结构和功能、化学物质的变化、反应机理等等。
同位素示踪法是利用放射性核素作为示踪剂对研究对象进行标记的微量分析方法，即把放射性同位素的原子参到其他物质中去，让它们一起运动，迁移，再用放射性探测仪器进行追踪，就可知道放射性原子通过什么路径，运动到哪里了，是怎样分布的等。同位素标记的放射性标记化合物，与未标记的相应化合物具有相同的化学与生物学性质，不同的只是它们带有放射性，可以利用放射性探测技术来追踪。用于示踪技术的放射性同位素一般是用于构成细胞化合物的重要元素。如3H、15N、14C、18O、32P、35S等。
现行高中生物教材中的内容和相关习题中频繁出现同位素示踪法，展示了此方法的多种应用价值和对科学研究的重要贡献。以下就教材相关内容结合实例进行归纳阐述，以期达到较深刻地认识这项技术，进而达到认识生物某些重要代谢途径的目的。
一、分泌蛋白在细胞中合成部位及运输方向
在必修一课本中，介绍科学家在研究分泌蛋白的合成和分泌时，曾经做过这样一个实验：他们在豚鼠的胰脏腺泡细胞中注射3H标记的亮氨酸，3 min后，被标记的氨基酸出现在附着有核糖体的内质网中，17 min后，出现在高尔基体中，117 min后，出现在靠近细胞膜内侧的运输蛋白质的小泡中，以及释放到细胞外的分泌物中。这个实验说明分泌蛋白在附着于内质网上的核糖体中合成之后，是按照内质网→高尔基体→细胞膜的方向运输的。从而证明了细胞内的各种生物膜在功能上是紧密联系的。
二、研究生物的新陈代谢
教材在介绍光合作用的相关内容时，提及19世纪30年代美国科学家鲁宾和卡门研究光合作用中释放的氧到底是来自于水，还是来自于二氧化碳。他们进行了这样两组实验：第一组向绿色植物提供H218O和CO2；第二组向同种绿色植物提供H2O和 C18O2。在相同的条件下，对两组光合作用实验释放出的氧进行分析，结果表明，第一组释放的氧全部是18O2，第二组释放的氧全部是O2。从而证明了光合作用中释放的氧全部来自水。同样，也是用此方法，20世纪40年代，美国科学家卡尔文用碳的同位素14C标记的CO2 ，探明了碳在光合作用中转化成有机物中碳的转移途径，被称为卡尔文循环。除了光合作用，细胞呼吸等重要的生物代謝过程的很多问题也可以用同位素示踪法来研究。
三、证明DNA是遗传物质：噬菌体侵染细菌实验
必修二第3章第一节：DNA是主要的遗传物质。这一节中有几个经典的实验，其中噬菌体侵染细菌的实验正是运用了同位素示踪法。1952年赫尔希和蔡斯把大肠杆菌分别培养在含有35S和32P的培养基中， 大肠杆菌在生长过程中， 就分别被35S和32P所标记。然后，赫尔希等人用T2噬菌体分别去侵染被35S和32P标记的大肠杆菌。噬菌体在大肠杆菌细胞内增殖，裂解后释放出很多子代噬菌体，在这些子代噬菌体中，前者被35S标记，后者被32P标记。用被35S和32P标记的噬菌体分别去侵染未标记的大肠杆菌，然后测定宿主细胞的同位素标记，当用35S标记的噬菌体侵染细菌时，测定结果显示：宿主细胞内很少有同位素标记，而大多数35S标记的噬菌体蛋白质附着在宿主细胞的外面 。当用32P标记的噬菌体感染细菌时，测定结果显示宿主细胞的外面的噬菌体外壳中很少有放射性同位素32P，而大多数放射性同位素32P在宿主细胞内。以上实验表明：噬菌体在侵染细菌时，进入细菌内的是DNA，而蛋白质留在细菌的外面。可见：在噬菌体的生活史中，只有DNA是在亲代和子代之间具有连续性的物质。故证明DNA是遗传物质。
四、证明DNA的半保留复制
在必修二课本DNA的复制一节，选学内容DNA半保留复制的实验证据部分，就介绍了用同位素示踪法证明半保留复制机制的实验过程。实验步骤：
第一步：在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14 N-DNA；在氮源15N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为15N-DNA。用某种离心方法分离得到的结果如右图所示，其DNA分别分布在轻带和重带上。
第二步：将亲代大肠杆菌（含15N-DNA）转移到含14 N的培养基上繁殖一代（Ⅰ），请分析：如果DNA离心后位置为重带和轻带两个条带，则是全保留复制，如果DNA离心后位置为只存在中带，则是半保留复制。
第三步：为了进一步验证第二步的推测结果，将亲代大肠杆菌（含15N-DNA）转移到含14N的培养基上连续繁殖二代（Ⅱ），请分析：
如果DNA离心后位置为重带和轻带，轻带加粗，则是全保留复制；如果DNA离心后位置为出现重带和轻带两个条带，则是半保留复制。
五、DNA探针
在生物的选修教材部分，多次涉及到DNA探针的相关知识，包括环境污染监测、基因诊断、基因工程中目的基因的检测等等。所谓DNA探针，就是用放射性同位素标记或者荧光标记的DNA分子，利用DNA分子杂交技术，达到检测和筛选的目的。
同位素分析 篇7
大庆油田老区进入高含水开发后,注水效果是稳产战略的重中之重。水井测调由原来半年1次增加到1季度1次,目的在于注好水、注足水。进行水井调剖的主要依据是注入剖面测井资料和调剖流量计测试资料。因同位素测井工艺简单、成本低廉以及在地质、工程中的作用,被广泛应用。由于井况、同位素测井自身的原因,注入剖面五参数测井解释中同位素曲线与流量计曲线解释不符的情况时有出现。
1 同位素曲线显示吸水而流量计曲线显示不吸水原因分析
1.1 封隔器不密封
在井下流量计测试资料有效期内进行同位素注入剖面测井的资料,才有对比性。同位素测试吸水,而井下流量计测试不吸水。同位素测试时注水压力与流量计测试时的注水压力(实际注水压力)基本相同,则有可能是由于井下封隔器不密封,吸水层段与相邻的停注层段窜通,使加强注水的层段得不到加强,控制注水的层段也得不到控制。特别是当停注层段的地层物性比较好时,注水失控必然导致该类油层大量吸水。虽然停注层下的是死嘴,但是水可由相邻的层段进入油套环形空间,然后再进入停注层,所以流量计测试停注层不吸水同位素测试时停注层吸水[1]。
喇11-PS2914是1口分层配注井,该井分两段配注,全井注入量为60 m3/d,其中第一级水嘴为死嘴,所以从流量曲线上看偏1吸水为0 m3/d,偏2为100%,进行同位素五参数组合测井,发现第一层段有吸水异常,相对吸水量为38.59%,结合流量曲线怀疑第二级封隔器失效,停注的第一段吸水。
1.2 水质(或结垢)影响
验封封隔器密封,同位素测试吸水,流量计测试不吸水,套管不外露,套管外没有窜槽则可能是由于水质影响、结垢堵塞水嘴或卡流量计浮子,流量计测试时显示没有吸水,而经过一段时间注水后,堵塞水嘴的垢被冲出,水正常进入地层,因此在测同位素时,同位素载体就可以进入地层,从而测出地层的实际吸水量。
喇5-PS2404是2010年4月11日测试的五参数组合测井,全井50 m3/d,该井测基线的时候第二级流量为零,说明第二级偏心未进水,但是测同位素的时候,第二级流量显示吸水,说明经过一段时间注水后,堵塞水嘴的垢被冲出,水正常进入地层,因此在测同位素时,同位素载体就可以进入地层,从而测出地层的实际吸水量。
1.3 同位素颗粒(Bal31微球)沾污
验封结果是封隔器密封,同位素测试吸水,流量计测试不吸水。分析可能由于同位素颗粒(Bal31微球)沾污造成的。沾污按形成机理主要分为吸附沾污和沉淀沾污。在同位素示踪注人剖面测井中,由于示踪剂表面活性欠佳、注入水质不洁、管柱壁不光洁等因素[2],使同位素微粒没能随水流渗滤到地层表面,而是沾附在致使同位素曲线上产生了与注水量无关的假象,即同位素“吸附沾污”。放射性同位素示踪剂注水剖面测井资料上,在目的层以下或死水区记录到示踪剂的放射性显示,说明存在着沉淀沾污,特别是油管下到油层底部正注笼统井,井底堆积严重。
2 同位素曲线显示不吸水而流量计曲线显示吸水的原因分析
2.1 大孔道的影响
同位素吸水剖面的测试原理是利用探测仪探测到层段滤积同位素载体的多少来计算各层的吸水量,这样同位素吸水剖面资料的准确度就受到地层孔隙性及所采用同位素载体粒径的影响。由于所采用的载体粒径是统一的,对于高渗透孔道层来说,同位素载体会随注入水进入地层深处,超出仪器的探测范围而无法探测到,从而造成地层不吸水的假象,而流量计测试结果显示吸水。
喇7-AS1212是1口五参数组合测井,该井施工流量是120 m3/d,分三段配注,偏1吸水30%,偏2吸水50%,偏3吸水20%,从流量曲线上看,第一段层没有吸水显示,自然电流曲线显示是很好的砂层岩,而第一层段的有效厚度是8.2 m,水跑哪去了,怀疑SIII4-7层是1个大孔道层,同位素都进入到了地层深处。
2.2 注水井管外窜槽
由于固井质量差,射孔未避开固井质量差的层段,或压裂等措施影响造成管外窜槽。井下流量计测试时显示吸水,但水可以通过窜槽部位进人其它未射开的层,因此同位素测试时吸水层显示不吸水[3]。
喇11-PS3034是1口五参数组合测井,该井于2009年12月10日测试,全井流量70 m3/d,从流量曲线上看偏1吸水42%,偏2吸水58%,但从同位素曲线上看,第一层段没有吸水显示,第一段的水跑哪去了,从同位素曲线上看,从1 024 m~1 037 m处有异常显示,结合自然电位曲线是未射开的砂岩,怀疑注入水从SIII3-7上窜。
2.3 测试施工影响
同位素测试替注时间过短或替注水量不足,同位素的用量过少,都可能造成同位素测试不吸水。
2.4 载体影响
对于低渗油藏,同位素载体不能按原理分配,或是沉积到井底,或是堆积在孔眼附近,资料解释困难。
3 结语
封隔器不密封、管外窜槽、地层大孔道、沾污、漏失等是造成同位素测试资料与井下流量计测试资料不符的主要原因。同位素注入剖面测井资料存在多解性,把同位素测井仪、流量计和压力计组合,进行五参数同位素注人剖面测井,资料更加准确可靠。
参考文献
[1]姜文达.放射性同位素示踪剂注水剖面测井[M].北京:石油工业出版社,1997:1-3,130-166.
[2]付剑,山永兰.注入剖面测井存在的问题及解决途径[J].大庆石油地质与开发,2004,(1):70-71.
同位素分析 篇8
同位素和水化学技术是分析岩溶地下水系统的有效工具[1~3],通过采集地下水样进行氢氧同位素和水化学分析,可以准确描述地下水的组成及来源。氢氧同位素是水分子的直接组成成分,直接参与水循环过程,因而是水循环的一种良好天然示踪剂,使得同位素技术成为水循环研究非常有效的一种手段并被广泛应用[4]。自20世纪50年代以来,已经有很多应用该方法进行水循环研究的成功实例。通过水化学分析可以探寻地下水的赋存环境、径流途径及物质交换等重要信息,从而揭示地下水的循环规律[5]。因此将同位素技术和水化学方法结合起来,将会提高研究结果的准确性和可靠性。
云南省丽江地区的鹤庆西山位于鹤庆盆地与剑川盆地之间,为金沙江和澜沧江的地表分水岭。两侧盆地高程在2200m左右,地势平坦,地下水丰富,人口众多,其生产生活均以岩溶地下水作为主要水资源,水上旅游景点众多。弄清岩溶地下水循环过程对区域地下水资源的保护、管理以及合理开发利用具有重要指导意义,因此,本文主要根据环境同位素资料分析区内地下水同位素和水化学特征,探讨了岩溶地下水循环过程。
1 研究区概况
研究区地处云南省西北部,属横断山系切割山地峡谷区向滇中盆地山原区之滇中红色高原亚区过渡地带,面积约为1300km2。高原季风气候,年平均气温13. 5℃,年降雨量1130mm。区内高山、盆地相间排列,总体呈现北高南低的地势特征。区内地貌受断裂控制,山脉及主要水系走向呈近南北向、北北东向或北西向,与区域构造线近于平行。山岭总体较浑厚,山顶高程一般3000m ~ 3500m,山岭间岩溶洼地、坡立谷分布广泛; 山岭东侧为鹤庆盆地,西侧为剑川、九河盆地,盆地高程2200m左右; 北侧及北东侧为拉什海和丽江盆地,前者地面高程2450m左右,后者高程2400m左右,盆地周缘多有岩溶泉出露; 区内分布两个大的断层槽谷—白汉场槽谷和汝南河槽谷,近北东向展布。区内东部主要发育穿越丽江盆地、鹤庆盆地的漾弓江;西南部发育的主要河流有金龙河、三河等诸多近东西向河流汇入剑湖,如图1所示。
区内出露地层较齐全,除寒武系外,其余地层均有出露。岩溶 地层岩性 主要有泥 盆系灰岩( D1q) ,主要分布在剑川盆地以东; 三叠系灰岩、白云质灰岩、白云岩 ( T2b2) 广泛分布在鹤庆、剑川盆地之间山岭地区; 泥质灰岩夹粉砂岩、页岩( T2b1) 主要分布在白汉场槽谷与汝南河槽谷之间。隔水岩组主要有二叠系峨眉山玄武岩组 ( Pβ) 及三叠系砂岩、页岩、泥岩 ( T1l ) , 主要分布在丽江 - 剑川断裂中支 ( F11 - 2) 附近; 区内三叠系砂岩、页岩 ( T3sn) 及不同时期的侵入体、岩脉零星分布。第四系残坡积、冲洪积堆积物 ( Qh) ,分布于洼地、缓坡、河谷和山间盆地,如图1所示。
区域构造复杂,主要断裂有龙蟠 - 剑川断裂( F10) ,该断裂北起龙蟠,向南经九河,止于剑川,断裂走向NNE,倾角约60°,为左旋正断性质,由3条近断裂平行排列,其中西支断裂为主断裂,长约70km。丽江 - 剑川断裂 ( F11) ,该断裂东北起自文笔,向西南经汝南河槽谷,止于剑川盆地,长约40km,走向NE,倾向NW,倾角60° ~ 80°,由多条断裂呈左阶斜列或平行排列; 鹤庆 - 洱源断裂( F12) 东北起自丽江栗雄卫,由东西两条左阶羽列次级断裂组成,向西南经鹤庆盆地,两条断裂于鹤庆盆地南端蝙蝠洞一带交汇,向南西延伸30km,止于洱源盆地,走向NE24°转NE45°,倾向SE或NW,长约110km。
2 研究区岩溶水系统划分
研究区处于我国构造活动频繁的地带,由于强烈的构造运动,断裂交错发育,各个时代的地层被切割成不同形态的断块,错落分布于不同的高程上。岩溶含水岩组与非岩溶相对隔水岩组在垂向上的间隔状分布,从而形成了诸多水文地质特征不同、相对独立、不同等级的岩溶水系统[6]。根据地下水的循环深度、周期长短及岩溶含水层组埋藏分布条件,研究区内岩溶地下水系统为浅循环、裸露型岩溶水系统。
根据研究区内地形地貌、含水岩组与隔水岩组的空间分布及边界条件,大致将研究区主要分为5个岩溶水系统,如图1所示。
鹤庆西山岩溶水系统: 系统分布于鹤庆盆地西侧,系统西北侧以非岩溶化的T1、P2砂泥岩分隔,北侧以吉罗洼地东侧山体为界,西侧为地形分水岭,南侧以SE向鹤庆—洱源断裂 ( F12) 及T3sn砂岩为界,主要地层为T2b1 - 2,近东西向的断裂将区内地层分隔成众多条块状,地下水从西至东向鹤庆盆地排泄,盆地西山坡脚出露一系列泉水。
拉什海岩溶水系统: 系统东侧与南侧为T1砂岩泥岩及Pβ玄武岩地层隔水边界,西侧为龙蟠—剑川断裂 ( F10) 和T3z泥岩隔水边界,由于中间隐伏背斜的分割,地下水向金沙江和拉市海排泄。
文笔海岩溶水系统: ES侧以吉罗洼地东侧山体为界,NW侧以丽江 - 剑川断裂 ( F11) 及T1、Pβ地层为界,地下水流呈NE向,向文笔海排泄。
清水江 - 剑川岩溶水系统: 该系统以地下水分水岭为界,位于鹤庆西山地下水流统西侧,系统北侧和南侧隔水边界为T1及Pβ地层,东侧以地表分水岭为界,地下水从东至西向清水江和剑川盆地东山山脚排泄。
南溪 - 拉郎岩溶水系统: 系统西北侧与南东侧隔水岩组为T1及P2地层,南东侧隔水边界发育有丽江 - 剑川断裂 ( F11 - 3) ,地下水向西南侧山脚排泄。
3 同位素与水化学分析
为了进一步研究鹤庆西山岩溶地下水的循环特征,于野外采集泉水样27件及地表水样10件,进行了水化学测试和δ18O、δD同位素分析。其中同位素测试采用MAT-253气体质谱仪进行δ18O、δD测试分析,测试的18O的精度为±0. 2‰,D的精度为±0. 5‰; 各离子浓 度采用离 子色谱仪( ICS2000) 进行测试分析。
3. 1 氢氧同位素分析
为了获取本地区的大气降雨线,采用GNIP数据库中距离研究区域最近的昆明站大气降雨同位素数据。本次采用的大气降水线方程为:
对所有水样点的同位素值进行了回归分析,如图2,从图中可以看出,所有水样均落在雨水线附近或右下方,说明本区所有水样的补给均为大气降水补给,且经过不同程度蒸发作用,总体富轻同位素,溶滤作用强; 大部分水样点集中落在雨水线的中下段,表明地下水与地表水关系密切且两者同出一源, 拉什海地 表水 ( DZ03 ) 和海苔村 潭水( DZ83) 为蒸发作用比较明显的样点,分析可能与水体长期暴露在大气中,蒸发作用比较强烈有关泉水水样点的δD - δ18O关系曲线的斜率略小于地表水关系曲线,可见泉水的蒸发作用略强于地表水。分析认为,由于泉水在地下流动过程中蒸发作用可以忽略[7],且岩溶地下水补给区多为洼地、落水洞等,在入渗补给前长期暴露在大气中,经历了不同程度的蒸发作用,故地下水也呈现蒸发的特点。总体上,水样中δD和δ18O的变化范围分别是- 119. 1‰ ~ - 69. 4‰, - 16. 25‰ ~ - 7. 54‰。δD和δ18O的平均值分别是 - 107. 9‰, - 14. 29‰。
3. 2 地下水补给源高程
高程效应的产生是由于气团沿山地向上爬升凝结成降水的过程中,根据瑞利分馏和清除效应流失18O,使得降水中的δ18O随海拔的升高而降低[8]。高度效应在世界各地变化很大。对18O来说,高度每升高100m,减少量为 - 0. 15‰ ~ - 0. 5‰。利用大气降水的高度效应,可以推测计算地下水补给区的高度和位置。
在同位素水文地质研究中,常常借助于研究区内大气降水的同位素高度效应推测地下水补给区高程。其计算公式:
式中: H为降水入渗高度 ( m) ; h为取样点 ( 井、泉) 高程 ( m) ; δs为地下水 ( 泉水) 的δ18O ( 或δD) 值; δp为取样点附近大气降水的δ18O ( 或δD)值; k为大气降水δ18O ( 或δD ) 值的高度梯度( ‰/100m) 。
据于津生[7]等及有关资料,川西藏东地区δ18O高度梯度△18O /100m = 0. 31‰。即每升高100m,δ18O值下降0. 31‰左右。计算得到大部分地下水样补给高程在2500 ~ 3500m之间,与鹤庆西山高程相近,说明研究区内地下水多为鹤庆西山大气降水入渗补给。根据现场调查,补给区多为洼地、漏斗、落水洞或竖井,落水洞、漏斗是区内岩溶水的主要补给通道。
3. 3 地下水化学特征分析
根据水化学测试结果,其水化学组分含量特征如表1所示。从表中离子含量可以看出,研究区水化学离子中,阳离子Ca2 +、Mg2 +含量相对较高,阴离子HCO3-含量较高,因此水样的化学类型以HCO3-Ca·Mg、HCO3-Ca为主,其中剑川泉群 ( DZ34~ 39) 、DZ02、DZ83水样水化学类型为HCO3-Ca,其他水样水化学类型普遍为HCO3-Ca·Mg,地下水化学类型差异明显。这主要是由于地层岩性决定的,研究区内三叠系碳酸盐岩 ( T2b2) 广泛分布,其中含有大量白云质灰岩及白云岩,其主要矿物成分为白云石 ( Ca Mg ( CO3)2) ,故研究区内大部分水样中Mg2 +含量相对较高,水化学类型呈HCO3-Ca·Mg型; 剑川盆地东侧分布大量泥盆系纯灰岩( D1q) ,其主要矿物成分为Ca CO3,故剑川泉群水化学类型为HCO3-Ca型, 其中Mg2 +平均浓度为4. 90mg / L,表明剑川泉群可能接受东侧及东北侧T2b2地层地下水补给。分布于白汉场槽谷与汝南河槽谷间的拉什海岩溶地下水系统,其主要地层岩性为泥质灰岩 ( T2b1) ,呈南高北 低的地势 特征,DZ02、DZ83水样取于拉市海岩溶系统南侧坡脚,故经过溶滤 作用后Mg2 +浓度较低 ( 均值为1. 41mg / L) 。沿径流路径分布众多条块状T2b2地层,流经此地层的地下水Mg2 +浓度相对较高,故位于排泄区 的拉市海 ( DZ03 ) 水化学类 型呈HCO3-Ca·Mg型。不同于DZ02与DZ83水样,汝南河水样DZ01和DZ40水化学类型为HCO3-Ca·Mg型,其补给源为汝南河东侧T2b2地层地下水。Na+、Cl-是地下水中普遍存在、易迁移的元素,地下水含量与地表水基准值相近,说明地下水与地表水联系密切,径流条件好,溶滤作用强。地下水在径流过程中溶滤了地层中易溶 盐分,使得地下 水中Mg2 +、Ca2 +和HCO3-等离子浓度较地表水有所增加,矿化度亦普遍高于地表水,但地下水与河水水化学特征仍具有明显的一致性。
将水化学结果绘制成Piper图 ( 见图3) ,由图3可知DZ06、DZ29、DZ31和DZ41为异常样点,水化学类型分别为Ca-SO4-HCO3-Mg、Ca-HCO3-SO4、HCO3-Ca·Na + K和HCO3-Ca·Na + K,与其他水样的水化学类型有较大差异。其中,南深河 ( DZ06)水样点周边 岩性为砂 岩、页岩夹 灰岩及煤 线( P2h) ,由于煤系地层中常含有很多黄铁矿 ( Fe S2) ,故硫化物经过氧化作用后地下水中SO42-含量较高,地表河流接受地下水补给后也呈现相同的特征;DZ29水样中SO42-浓度较大,是由于水样取自村民生活区,可能受人类活动影响导致; DZ31和DZ41水样均取于河流源头附近,各项离子浓度较低,分析认为,接受大气降水入渗补给后水岩作用较小所致,汝南河下游水样DZ01、DZ40水化学特征表现出与周围地下水类型一致的特点,说明河流沿程接受地下水流的补给的可能性较大。
3. 4 矿化度与化学组分之间的关系
地下水的矿化度是表征水文地球化学作用过程的重要参数、也是反映地下水径流条件的重要指标[9]。将矿化度与各组分进行相关分析,对水中化学组分成因研究具有很重要的意义。
Na+、K+、SO42-、Cl-、NO3-等离子与矿化度构成的散点图呈不规则状,此类组分与矿化度相关程度较低,其含量也相对稳定。宏量组分Ca2 +、Mg2 +、HCO3-与矿化度相关性密切,它们随矿化度呈线性关系增高 ( 如图4所示,自变量x为矿化度,因变量y为各组分含量) 。
由图4可以看出,该地区地下水中矿化度是由Ca2 +、Mg2 +、HCO3-离子含量做出主要贡献,表明该地区地下水径流条件相对较好,地下水化学组分形成的溶滤作用强,地层岩性特征以钙质岩盐类为主,多为灰岩、白云岩等可溶岩。
4 水均衡计算
在天然条件下,地下水处于动态的平衡,即多年平均补给量等于多年的平均排泄量[10]。
为了验证上述几个岩溶水系统划分的合理性,对各岩溶水系统的入渗补给进行水均衡计算,地下水的补给来源主要为大气降水,入渗补给量采用下式计算:
式中: Q—大气降雨入渗补给量 ( m3/ a) ; F—碳酸盐分布区面积 ( km2) ; λ—有效降雨入渗补给系数,依据经验,碳酸盐岩分布区入渗系数一般为0. 5 ~ 0. 6,该碳酸可溶岩分布区入渗系数取0. 55;h—流域年降雨量 ( mm / a) 。
根据鹤庆水文站观测资料显示,研究区内年均降雨量在900 ~ 1325mm之间,年平均降雨量为1130mm / a。鹤庆西山岩溶水系统被近东西向的断裂及T3sn ( 砂岩、页岩) 、T1l ( 砂岩、砂页岩及泥岩) 等隔水岩组分隔为6个子系统 ( 如图1所示) 。拉什海岩溶水系统由于缺少实测排泄量资料,故未列入计算,计算结果如表2所示。
由以上计算结果,结合水文地质调查,上述岩溶水系统的降水入渗补给量与泉排泄量基本一致,证明了岩溶水系统划分的合理性。鹤庆西山IV岩溶水系统入渗补给量与实测排泄量不匹配,分析认为该岩溶水系统北侧河谷深切,深切河谷控制了地下水的径流和排泄条件,并成为岩溶水系统中地下水的集中排泄边界[11],故大量地下水向河谷排泄,使得泉排泄量较小。
5 岩溶水补径排特征
通过氢氧同位素分析可知,鹤庆西山地区岩溶地下水主要接受了不同高程的大气降水补给,研究区内灰岩、白云岩等可溶岩多在地表出露,在大气降水和地表水流的作用下,形成各种类型地表岩溶形态,如落水洞、漏斗、洼地等。大气降水通过落水洞、漏斗和洼地等补给岩溶水,在水头的作用下,沿着裂隙、溶隙、溶蚀管道或者断裂等运动,最后多在含水层与隔水层接触带出露形成泉水。
水化学分析结果明显地体现了地下水的运动路径,地下水水流方向受隔水岩组及断裂带控制,总体上以地表分水岭为界从高海拔的山区流向低海拔的盆地区域,径流条件好,溶滤作用强。从上面分析可以看出,研究区内存在5个潜循环岩溶水系统( 其中鹤庆西山岩溶水系统存在6个子系统) ,每个岩溶水系统具有相对独立补给、径流、排泄条件。
6 结论
通过以上的同位素和水化学分析,结合该地区水文地质条件,可以得出以下结论:
( 1) 鹤庆西山地区岩溶地下水主要接受了大气降水的补给并经历不同程度的蒸发,补给区为鹤庆西山,降雨入渗后受地形、地层岩性和断裂控制向鹤庆盆地、剑川盆地等地排泄。
( 2) 地下水化学组分种类与区内地层岩性特征相关,区内三叠系中统灰岩、白云质灰岩、白云岩( T2b2) 广泛分布,故地下水化学类型普遍为重碳酸 - 钙镁型水。剑川泉群东侧山体地层岩性为泥盆系纯灰岩 ( D1q) ,故剑川泉群水化学类型为重碳酸- 钙型水。地表水与地下水水化学特征基本一致,地表水沿程可能受地下水补给。
同位素分析 篇9
测试过程中, 标准样品的选择和使用在保证分析数据的准确性和可靠性方面, 扮演了重要的角色, 它不仅能够检验所用仪器及分析数据的误差, 还能反映出分析者的技术水平, 衡量分析数据的可靠性, 为实验数据提供质量保证和质量控制[6,7]。
目前, 国内同位素实验通用的标样有两类, 一是国际相关分析机构制作的标样, 一是国内分析机构自己研制的标样。同时, 为方便起见, 各个实验室还会有各自的工作标样, 将各自的工作标准测定值经国际标准值标准化后, 可用于科学研究和论文发表[8]。
本实验选取玉米和小麦籽粒作为研究对象, 这两种样品广泛分布于世界各地且产量较高, 便于获得且易于进行化学制备和同位素测定[9,10,11,12]。
玉米和小麦籽粒作为本实验室碳氮同位素工作标样的可行性探讨是本次实验分析的主要目的。本次实验采用的国际标样为美国地质调查局稳定碳氮同位素标样USGS40及国际原子能机构稳定碳氮同位素标样IAEA-600。
1 材料与方法
1.1 材料
供试材料来自种植于云南省昆明市的玉米和小麦籽粒, 于贸易市场进行统一购买。
1.2 仪器及实验条件
仪器:EA-MAT253联用。
实验条件:
1) 实验室温度:23~25℃, 湿度<70%;
2) 载气、参考气流度:He2100m l/m in, CO2200m l/m in;
3) 载气、参考气纯度:He2≥99.999%, CO2≥99.999%;
4) 氧化炉温度:960℃;
5) 柱箱温度:45℃;
6) 样品稀释比:CO290%, N20%。
1.3 测定技术方法
实验原理[2,8]:元素分析仪与质谱仪的联机分析技术 (EA-IRMs) 作为稳定同位素分析技术的常规手段, 可以同时获得元素成分比例与总碳同位素组成两套数据。稳定碳同位素分析的基本方法是将样品在高温下快速瞬间燃烧, 转化为CO2和N2, 然后在色谱柱上对不同的气体进行分离, 最后进入连续流质谱仪进行测量。
计算机在线分析程序检测并储存CO2质量数44、45、46离子流信号并计算出相应的45/44、46/44同位素比值, 同时检测并储存N2质量数28、29离子流信号并计算出相应的29/28同位素比值, 最后由计算机进行数据处理, 获得一系列分析结果以及所有检测到的CO2质谱峰的δ13C值和N2质谱峰的δ15N值。
试验方法:取玉米和小麦籽粒, 用超纯水洗净, 在60℃下烘干24h至恒重, 磨细过100目筛后备用。
称取1~5mg之间的玉米样品和1~5mg之间的小麦样品, 置于锡杯中并包裹紧密, 通过自动进样器送入元素分析仪 (Flash 2000) , 于960℃高温下燃烧, 将样品中的碳元素和氮元素转化成为CO2气体及N2气体, 然后通过气相色谱柱分离出来, 进入同位素质谱仪MAT253, 按照上述实验原理测定其δ13C值和δ15N值。
2 结果与讨论
测定两种工作标样的实验结果见表1。两种工作标样实验值和两种国际标样实验值的数据对比见表2。
在表1中, 随着进样量的增加, 玉米样品和小麦样品的质谱峰强度均随之增大。
由此可见, 不同的进样量对样品的质谱峰强度有一定影响。对于玉米样品, 进样量为1mg时, CO2气体质谱峰强度与参考气的质谱峰强度相近;进样量为3mg时, N2气体质谱峰强度与参考气的质谱峰强度相近。
同时, 对于小麦样品, 进样量为1mg时, CO2气体质谱峰强度与参考气的质谱峰强度相近;进样量为5mg时, N2气体质谱峰强度与参考气的质谱峰强度相近。
样品所产生的信号过低, 测试的精度会受到影响, 而信号过高可能受到仪器线性范围的影响, 测试的准确度也可能受到影响。因此, 选择玉米和小麦作为工作样品时, 样品的称量需要控制在上述范围才较为合理。
为了对实验仪器稳定性进行监控, 测试过程中加插了10个国际标样。在表2中, 美国地质调查局稳定碳氮同位素标样USGS40的实验标准偏差分别为0.040和0.041, 国际原子能机构稳定碳氮同位素标样IAEA-600的实验标准偏差分别为0.042和0.043, 两种标样的稳定性均较好。
和两种国际标样相比, 玉米样品和小麦样品的实验标准偏差同样表现出良好的稳定性, 玉米样品的标准偏差值甚至低于国际标样的标准偏差值。
由此推断, 玉米样品及小麦样品具有作为稳定碳氮同位素工作标样的潜力, 且在实验测试上表现出较好的稳定性。
3 结论
通过研究可以得出以下结论:
1) 实验过程中, 玉米与小麦籽粒易于获得, 前处理步骤简单, 测试结果稳定性良好, 具有作为稳定碳氮同位素工作标样的潜力。
2) 不同的进样量对样品的质谱峰强度产生一定的影响, 实验表明, 作为稳定碳氮同位素工作标样时, 玉米样品的最佳进样量为1~3mg, 小麦样品的最佳进样量为1~5mg。
同时, 两种样品含碳量较高, 测试过程中要对样品进行足够的稀释, 才能保证质谱峰强度保持在合适的范围内。
参考文献
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[6]孙春叶, 毛治超.国产碳同位素标样的稳定性实验分析[J].科技风, 2012.
[7]曾鸽鸣, 李庆宏.化验员必备知识与技能[M].北京:化学工业出版社, 2013.
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同位素分析 篇10
一、内蒙古地区地质概况
地质专家通常以北纬42°的乌拉特中旗-四子王旗一化德一康保一赤峰深大断裂为界, 将内蒙古地区划分为两个性质不同的大地构造单元, 南部为华北板块, 北部为兴蒙造山带。中元古代末期的芹峪运动使华北地区整体抬升, 至新元古代沉积范围有所缩小, 青白口群无火山物质, 厚度变薄, 属真正稳定类型沉积, 经过中上元古界之间不整合接触后形成华北板块。如果说华北板的块质特征是由火山喷发物质沉积而成, 那么兴蒙造山带就是由显生宙“增生-闭合-伸展”造成的。依据这样的形成历史可将兴蒙造山带的岩类划分为两种类型:一是由古亚洲早洋早生代南向俯冲增生形成的白乃庙岛链和温都尔庙俯冲增生杂岩;二是由古亚洲洋晚古生代北向俯冲增牛的宝力道岩套、锡林浩特杂岩及二道井俯冲增生杂岩。
由于华北板块和兴蒙造山带形成条件和过程不同, 致使两个大地构造单元的地质性质也呈现不同的特征, 而花岗岩反映的地质特征也各有不同。华北板块花岗岩由于具有较为宽泛的年龄分布范围, 所以其反映的是该地区不同时代岩浆相互作用事件, 以及板块演化和形成过程。而兴蒙造山带则反映了古亚洲洋“俯冲-增生-闭合-伸展”的形成过程。因此, 想要比较全面地了解两个地构造单元的地质性质, 可以研究两个地区不同时代、不同位置的花岗岩的同位素, 利用花岗岩的化学特征去系统而全面地掌握其地质状况。
二、花岗岩样品同位素的研究概况
为了能够使本项研究更加具有权威性和客观性, 将对华北板块和兴蒙造山带两个地区的不同时代、不同位置的花岗岩进行取样。每个地区各取9组, 共18组, 具体情况如下:
表1华北板块花岗岩采样及同位素情况情况
表2兴蒙造山带花岗岩采样情况
结合表1中花岗岩同位素模式可知华北板块花岗岩主要出现于中远古时代, 其物质来源主要来自中元古代之前和太古宙古老壳的循环物质, 具体如下:
太古宙时代的花岗岩年龄较大, 表明此段时期该地区存在过一次较明显的地壳增生;元古宙时期的变化趋势基本与太古宙时期相吻合, 表明此段时期花岗岩主要来自先存的太古宙增生物质的重熔;早古生代时期形成的花岗岩仍是以壳内重熔为主;晚古生代时期花岗岩的则呈现出不一样的变化, 除了以壳内重熔为主, 也发生了较为强烈的地壳增生。可见, 这段时期花岗岩主要是由壳内重熔和地壳增生形成。
结合表2中花岗岩同位素模式可知兴蒙造山带花岗岩主要出现于古元古代, 其物质来源主要来自新元古代及早古生代增生物质。具体情况:早古生代花岗岩的
变化趋势表明该时期形成的花岗岩主要以新远古代及古生代增生物质为主;至晚古生代形成的花岗岩不部分以新元古代和古生代壳源增生为主, 并与早古生代无完全重合。表明在晚古生代时期, 兴蒙造山带花岗岩材质中注入了新的物质成分。
结论
通过本文的研究与分析, 我们了解到内蒙古地区华北板块区域内的花岗岩在其演化过程主要以壳内重熔为主要物质来源, 兴蒙造山带主要以壳源增生为主。可见, 花岗岩的物质成分来源能够较为明确地反映出两个地构造单元的演化及地质条件的形成过程, 为进一步研究内蒙古地区的地质环境提供了非常重要的参考依据。
摘要：兴蒙造山带和华北板块是内蒙古地区两个具有不同演化历史和不同性质的大地构造单元。本文通过对两个地构造单元从太古宙至中生代晚期连续形成的18组花岗岩样品的同位素的分析情况, 初步探索了两个构造单元的地质演化历史, 有助于进一步了解该地区的复杂的地质演化特征。
关键词：兴蒙造山带,华北板块,花岗岩,同位素,演化历史
参考文献
[1]张炯飞, 朱群, 邵军, 金成洙.内蒙古八道卡石英闪长岩单颗粒锆石U-Pb年龄及其地质意义[J].吉林大学学报 (地球科学版) , 2003. (04) .
[2]张明, 王忠, 孟二根, 武利文.内蒙古大兴安岭北部新元古代花岗岩岩石地球化学特征及构造意义[J].地质与资源, 2006. (02) .
同位素分析 篇11
关键词：碳酸盐岩；方解石；白云石；碳同位素；磷酸法在线测定
以往碳酸盐碳同位素的测定是通过样品与100%磷酸反应制备CO2，再通过同位素质谱仪来测定碳同位素。此法的优点是可以不用考虑碳酸盐样品中单矿物的因素，但往往停留在总的碳酸盐总的碳同位素的测定，而不是单矿物碳同位素的测定，然而随着现代地质学研究水平的提高，尤其是在分支系统领域的进一步深入研究，如如方解石的碳同位素常用来研究方解石胶结物的成因等；对于白云石而言，白云岩化流体性质及成岩作用系统的研究是近年来沉积成岩作用研究的热点，对沉积盆地成岩作用过程的研究有助于寻找有利的储层分布区。而通过同位素特征就可以判断白云岩化流体的性质和来源，进而初步推断白云岩化的环境和成因等等[1]，为此对碳酸盐岩中方解石和白云石两种单矿物的碳同位素的测定，显得十分有研究意义。
一、实验方案
传统的测定碳酸盐岩中碳同位素依靠碳酸盐岩与磷酸反应制取CO2，再将CO2通入同位素质谱仪进行测定碳氧同位素值，本次实验依旧在此理论基础上，只是在温度和时间上有所改变。实验时间和温度采用Al-Aasm，I.S.， Taylor，B.E. and South，B[2]的方案。运用德国Finnigan公司的MAT-253同位素质谱仪和GasBench II型碳酸盐反应装置在线测定碳酸盐中两种常见矿物方解石和白云石混合在一起时各自的碳同位素的测定，
Al-Aasm，I.S.， Taylor，B.E. and South，B方案为，将样品研磨至粒径<75μm（200目）的粉末，温度控制在25℃。在0-2h时段收集的是方解石所产生的CO2； 2-24h时段收集的是方解石和白云所产生的混合CO2； 24-28h和28-48h时将温度提升至50℃，此阶段收集的是白云石所产生的CO2。
二、实验仪器与试剂
德国Finnigen公司的MAT-253同位素质谱仪、与同位素质谱仪联机的GasBenh II型碳酸盐反应装置、密度计、玛瑙研钵、分析天平、电热恒温干燥箱、干燥器、磨口锥形瓶、恒温振荡水浴。
无水乙醇、去离子水、磷酸φ（H3PO4）=85%、σ=1.55g/ml、分析纯、五氧化二磷（P2O5）分析純、国家一级标准物质 GBW 04405和ANUM-1碳酸钙中碳氧同位素标准值、氦气纯度99.999%。
三、结果与讨论
根据与质谱仪相连的计算机中isodat 3.0软件测定的峰值信号代表CO2浓度值的原理，实验中国标样品GBW04405在温度为25℃时第2小时末和第24小时末测试CO2浓度所代表峰值分别为49505mV、49489mV，δ13C-VPDB（‰）值分别为0.550‰、0.645‰；直接在24小时末测定的峰值为49501mV，δ13C-VPDB（‰）值为0.586‰，三个时间点测定峰值基本一致，δ13-VPDB（‰）值也在误差范围内，为此可以得出结论一：方解石在第2小时末就与磷酸几乎完全反应。
通过本次FZT-3和FZT-6两个样品进行如下验证：
从CO2浓度峰值方面分析：
FZT-3和FZT-6为灰岩，矿物成分主要为方解石和少量白云石。表格中的第24小时末测定CO2试浓度峰值后需要将反应试管中的气体排尽，以便在后两个时间点测定白云石与磷酸反应所产生的CO2浓度峰值。
由表1可以得出FZT-3和FZT-6两个样品的CO2浓度峰值基本接近，数据变化特征也基本一致，FZT-3在第2小时末和第24小时末测定CO2浓度峰值差别较大可能是样品中白云石含量相对于FZT-6中白云石含量略多的原因。在第2小时末到第24小时末这个阶段白云石与磷酸反应产生有一定数量的CO2而影响了总量，第28小时末和第48小时末所测得的CO2浓度峰值低进一步验证了FZT-3和FZT-6两个样品中白云石含量较少，尤其是FZT-6更能证明这一点。
表1 FZT-3和FZT-6样品在各个时间点测定的CO2浓度所代表峰值（单位为mV）
时间
样品编号第2小时末第24小时末第28小时末第48小时末
FZT-3386664240521141633
FZT-6494744947922061941
从同位素（δ13C-VPDB（‰））方面分析：
由表2可知FZT-3和FZT-6样品在4个时间点测定的碳同位素特征可知，第2小时的碳同位素值代表方解石中的同位素值，在第28和48小时测得的碳同位素值很相近且代表白云石的碳同位素值，在24小时测定的碳同位素恰好在这两者之间，说明此事测定的碳同位素值代表方解石和白云石混合的碳同位素值。
表2 FZT-3 和FZT-6样品在25℃和50℃时的δ13C-VPDB（‰）
δ13C-VPDB（‰）
温度
时间
样品编号25℃50℃
第2小时第24小时第28小时第48小时
FZT-31.6942.2183.0012.949
nlc202309040302
FZT-61.5822.0832.9963.208
白云石对方解石在第24小时测定方解石的碳同位素的影响程度的分析，通过FZT-8和FZT-12两个样品来在4个时间点的测定情况分析，FZT-8和FZT-12两个样品为白云岩，主要矿物成分为白云石和少量方解石。
由表3可见FZT-8和FZT-12在第2小时末测定的CO2浓度峰值略高于标样，可能是两个样品中均含有少量方解石所导致。在第24小时末CO2浓度峰值明显变大。表明此阶段有大量白云石与磷酸反应，因为上一结论得出方解石在前2小时内就几乎完全反应，所以可以推断增加的CO2浓度峰值只可能来至于白云石。
而在第28小时和第48小时的CO2浓度的第一个峰值相比于第24小时的CO2浓度峰值小很多，但此三值足以说明FZT-8和FZT-12两个样品中白云石的含量很高。总结可得在第24小时测定白云石含量很高的碳酸盐岩样品中方解石的碳同位素值影响很大。
表3 FZT-8 和FZT-12两个样品在各个时间点测定的CO2浓度所代表峰值（单位为mV）
时间
样品编号第2小时末第24小时末第28小时末第48小时末
FZT-85541419892512116187
FZT-125488494771735710491
由表4可知FZT-8和FZT-12样品在4个时间点测定的碳同位素特征可知，第2小时的碳同位素值代表方解石中的同位素值，在第28和48小时末测得的碳同位素值很相近且代表白云石的碳同位素值，在24小时测定的碳同位素恰好在这两者之间，同时此时测定的碳同位素值更接近与白云石中的碳同位素值，说明此事测定的碳同位素值代表方解石和白云石混合的同位素值。
表4 FZT-8和FZT-12样品在25℃和50℃时的δ13C-VPDB（‰）
δ13C-VPDB（‰）
温度
时间
样品编号25℃50℃
第2小时第24小时第28小时第48小时
FZT-8-5.1820.4571.7801.777
FZT-122.1251.4311.2241.135
综合两方面分析可得在白云石含量较高的碳酸盐样品中用磷酸法在第24小时末测方解石的碳同位素时，白云石对此影响很大。至于影响的程度还需进一步的研究。
四、结论
通过实验研究得出：将碳酸盐岩样品运用碳酸盐岩碳氧同位素磷酸法在线分别测定碳酸盐岩中方解石、白云石的碳氧同位素值是可行的，具体结论是：將200目碳酸盐岩与100%磷酸在25℃温度下反应2小时产生的CO2代表方解石与磷酸反应产生的CO2，此阶段白云石几乎不反应，在第2小时至24小时时间段反应产生的CO2代表白云石和方解石与磷酸反应产生的混合CO2；此后在24小时末将温度升至50℃反应4小时和24小时，这两阶段产生的CO2均代表白云石与磷酸反应产生的CO2。此方案在测定碳酸盐岩中方解石的碳同位素值符合实际，至于白云石的碳同位素的准确性需进一步研究。
此在线法的优势在于分析方便，测试样品的量很少（毫克级），测量精度高，同时可以一次测定多个样品。缺点在于测试白云石的碳同位素的准确性有待深入研究。
作者简介：何忠庠（1989—），男，汉族，四川省南充人，学生，地球化学硕士，单位：成都理工大学，研究方向：地球化学。
参考文献：
[1]苏中堂，鄂尔多斯盆地古隆起周缘马家沟组白云岩成因及成岩系统研究.成都理工大学沉积院，2011
[2]IHSAN S.ALAASM，B.E.TAYLOR and B.SOUTHtable isotope analysis of multiple arbonate samples using seletive aid extration ， hemial Geology（Isotope Geosienesetion），80（1990） 119-125.
同位素分析 篇12
1 资料与方法
1.1 一般资料
在本次研究中,选取我院2012年1月至2014年12月收治的227例甲状腺结节患者,术前对所有患者进行B超检查,并随机选取151例患者进行术前同位素扫描检查,其中有女性患者167例,男性患者60例,患者的年龄范围为24—80岁,病程为3天至30年。
1.2 方法
在本次研究中,选取我院2012年1月至2014年12月收治的227例甲状腺结节患者,术前对所有患者进行B超检查,仪器:彩色超声诊断仪(VMS型),探头频率(10MHz),检查时患者保持仰卧位,露出颈前部,对双侧腺体部和甲状腺峡部进行常规探查;并随机选取151例患者进行术前同位素扫描检查,仪器:GE400ATSPECT显像仪,为针孔型准直器。基于周围正常甲状腺组织和结节部位摄取相应的浓度差,将结节分为热、温、凉、冷四种[1]。
2 结果
病理诊断:227例患者中有179例患者表现为结节性甲状腺肿,31例患者表现为甲状腺瘤,15例患者表现为甲状腺癌,2例患者表现为桥本氏甲状腺炎。B超检查病理诊断的符合率表现为结节性甲状腺肿为94%,甲状腺癌为20%,桥本氏甲状腺炎为50%,甲状腺瘤为90%。同位素扫描:病理诊断结果表现为151例患者中有112例患者为结节性甲状腺肿,25例患者为甲状腺瘤,12例患者为甲状腺癌,2例患者为桥本氏甲状腺炎,如表1所示。
3 讨论
从组织学角度分析,甲状腺结节主要表现为5种类型,分别为甲状腺炎性、囊性、胶体性、肿瘤性、增生性等。即患者的诊断结果不同,那么治疗方案就存在差异,因此,在甲状腺疾病治疗之前,最好相应的术前评估,意义重大。对甲状腺结节疾病采用B超检查,其优点表现为高效、简单等,且患者的接受率比较高,是医生最为常用的检查方法[2]。在进行B超检查时,对甲状腺形态、血流是否丰富、有无钙化、周围淋巴结肿大、边缘声晕情况、内部回声是否均匀、边界清晰度等给予观察,在本次研究中,B超检查病理诊断的符合率表现为结节性甲状腺肿为94%,甲状腺癌为20%,桥本氏甲状腺炎为50%,甲状腺瘤为90%。在对恶性肿瘤进行检查时,B超检查特点表现为:(1)单发病灶;(2)边缘欠清晰,形态欠规则;(3)血流以中心分布为主,血流丰富程度为Ⅱ度、Ⅲ度[3];(4)细沙粒样钙化;(5)内部低回声呈不均匀性;(6)颈部淋巴结转移病灶。在甲状腺结节疾病的检查中,同位素扫描曾经也为主要的检查手段,而在本次研究中,B超检查结果与病理检查结果的符合率更高一些。而同位素扫描的优点表现为可以对甲状腺结节位置、病灶转移情况、复发情况判断及肿块鉴别具有明显的帮助作用,有利于对甲状腺疾病的进一步治疗[4]。
总之,在甲状腺结节疾病中,B超检查对其囊实性、良恶性、多发性的鉴别具有重大意义,可作为有效的筛选手段,进而制定合理的手术方案,而在应用同位素扫描时,由于其缺乏准确性好特异性,应该充分与B超检查结果、患者的体检结果及相关病史充分结合,有利于提高该病诊断的准确率。
摘要：目的:对B超和同位素扫描检查对甲状腺结节疾病的临床诊断给予探讨。方法:选取我院2012年1月至2014年12月收治的227例甲状腺结节患者,术前对所有患者进行B超检查,并随机选取151例患者进行术前同位素扫描检查,对B超检查结果、同位素显像进行分析。结果:B超检查病理诊断的符合率表现为结节性甲状腺肿为94%,甲状腺癌为20%,桥本氏甲状腺炎为50%,甲状腺瘤为90%;同住素扫描:病理诊断结果表现为151例患者中有112例患者为结节性甲状腺肿,25例患者为甲状腺瘤,12例患者为甲状腺癌,2例患者为桥本氏甲状腺炎。结论:在甲状腺结节疾病中,B超检查对其囊实性、良恶性、多发性的鉴别具有重大意义,可作为有效的筛选手段,进而制定合理的手术方案,而在应用同位素扫描时,由于其缺乏准确性好特异性,应该充分与B超检查结果、患者的体检结果及相关病史充分结合,有利于提高该病诊断的准确率。
关键词：甲状腺结节疾病,B超检查,同位素扫描,鉴别诊断
参考文献
[1]朱承谟.甲状腺核素诊断技术[J].国外医学(内分泌学分册),2014,20(06):381-383.
[2]顾继英,杜联芳.甲状腺结节的超声诊断及进展[J].上海医学影像,2014,33(8):331-332.
[3]袁媛,赵明.600例甲状腺结节病理分析及恶性甲状腺结节特征探讨[J].医学研究生学报,2014,19(11):441-442.
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