Separação de Urânio e Tório para Datação 230Th-U de Sulfetos Hidrotermais Submarinos
Summary
O protocolo descreve um método para purificar e separar o você e o nuclide do th na amostra hidrotermal submarina do sulfeto com a coprecipitação do Fe e a cromatografia da extração para datar do disequilibrio de 230th-U.
Abstract
A idade de um sulfeto hidrotermal submarino é um índice significativo para estimar o tamanho de depósitos hidrotermal do minério. Os isótopos de urânio e tório nas amostras podem ser separados para 230th-U namoro. Este artigo apresenta um método para purificar e separar você e th isótopos em amostras submarinas de sulfeto hidrotermal. Seguindo esta técnica, as frações separadas você e th podem atender aos requisitos de medição por espectrometria de massa plasmática acoplada indutivamente multicoletor (MC-ICPMS). A idade da amostra de sulfeto hidrotermal pode ser calculada medindo-se as proporções atuais de atividade de 230Th/238u e 234u/238. Uma sala super limpa é necessária para este experimento. Regentes limpos e suprimentos são usados para reduzir a contaminação durante os processos de amostra. O contrapeso, o hotplate, e o centrifugador são usados igualmente. A amostra de sulfeto é pulverizada para análise e menos de 0,2 g de amostra é usada. Resumidamente, a amostra é pesada, dissolvida, adicionada à solução 229Th-233u-236u Double Spike, Fe co-precipitada, e separada em uma coluna de extração de resina de troca de ânions. Aproximadamente 50 ng U é consumido por 230th-u datando de amostra de SULFETOS por MC-ICPMS.
Introduction
Os sulfetos hidrotermal submarinos foram uma fonte constante dos metais como o ferro, o cobre, o zinco e a ligação. Eles também são vistos como recursos economicamente viáveis de prata e ouro. A localização e o tamanho dos depósitos são um registro da história da ventilação hidrotermal no fundo do mar. Datação de um sulfeto hidrotermal pode fornecer informações importantes sobre o mecanismo de formação e alteração do depósito de minério de sulfeto, história da atividade hidrotermal do fundo do mar e taxa de crescimento de grandes depósitos de sulfeto1,2 , 3. 238u-234u-230th desequilíbrio de datação é um método isotópico efetivo de estimativa de idade para sulfetos hidrotérmicos4,5,6,7, 8,9,10,11,12, onde a purificação e separação de você e th isótopos é necessário. Este texto descreve um protocolo para você e th isótopos separação e 230th-U datação da amostra de sulfetos por MC-ICPMS.
Materiais geológicos que contêm você e th permanecem inperturbados por vários milhões de anos, e um estado de equilíbrio secular entre todos os nuclídeos na série radioativa é estabelecido. No entanto, uma combinação de solubilidade química e fatores de recuo nuclear muitas vezes criam desequilíbrio, em que os membros da série de decadência são separados uns dos outros através de processos como deposição, transporte e resistência. Por exemplo, quando um depósito de sulfeto é formado, o estado de 238U, 234você e 230th é de desequilíbrio, e o 238de longa duração você pode decair gradualmente para 234de curta duração você e 230th subsequentemente. Assumindo (i) o sistema permanece fechado em relação a você e th isótopos, e (II) o valor inicial de 230th e 232th incorporado em amostras de sulfeto é zero, é possível determinar o tempo de deposição através da medição do presente-dia taxas de atividade de 230Th/238você e 234u/238u. No entanto, a quantidade inicial de th não é zero na amostra, e assumimos que a relação atômica inicial de 230th/232th é de 4,4 ± 2,2 x 10-6. A escala datando aplicável deste método é aproximadamente ~ 10-6 x 105 anos13,14. No entanto, a grande diferença entre a abundância de urânio e tório torna a medição desafiadora. Portanto, é muito importante estabelecer um procedimento químico para o U-th datando por MC-ICPMS.
Nos últimos 30 anos, a maioria dos estudos concentrou mais medições de materiais carbonáticos14,15,16,17 e menos em depósitos de sulfeto11,12,18 ,19. Os métodos de contagem de partículas alfa têm sido tradicionalmente utilizados para o estudo de 230Th/238U desequilíbrio de sulfetos hidrotermais submarinos1. No entanto, a incerteza analítica de 5-17% é um fator limitante que afeta a precisão da determinação da idade dos sulfetos1,8,9. Estas técnicas geralmente sofrem com o uso de colunas relativamente grandes e volumes de reagentes e a necessidade de múltiplas passagens de coluna para a purificação e separação U-th de uma amostra. Os desenvolvimentos recentes em MC-ICPMS melhoraram extremamente a precisão de medidas isotópica do U-th (< 5‰ para idades)14 e reduziram significativamente o tamanho da amostra (< 0.2 g) exigido para a análise. Nestes trabalhos, muitos procedimentos de separação química foram desenvolvidos e obtiveram excelentes rendimentos químicos com baixo fundo químico12,13.
Aqui nós apresentamos um protocolo químico-baseado para obter as amostras que são suficientemente limpas para a análise de MC-ICPMS. É apropriado para datar de amostras hidrotermal do sulfeto da idade < 6 x 105 anos14. Com esta técnica, as frações isotópica separadas você e th podem cumprir exigências de medição por MC-ICPMS. A idade da amostra de sulfeto hidrotermal pode ser calculada a partir da extensão de desequilíbrios entre 230th e 234você e entre 234você e 238U usando a equação de deterioração de atividade descrita.
Protocol
Representative Results
Discussion
Algumas etapas críticas devem ser seguidas para garantir o sucesso deste protocolo. Assegure-se de que todas as operações estejam executadas na sala de química limpa a capa das emanações com circulação de ar limpa. Purify todos os Regents neste processo adiantado e limpe o instrumento antes do uso. Dissolver as amostras completamente no processo de fazer a 7 M HNO3 solução que é então carregado para o 7 m HNO3-condicionado resinas. Se houver alguma substância insolúvel na amostra, ela …
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este estudo foi apoiado financeiramente pela Fundação experimental de inovação tecnológica do Instituto de geologia e Geofísica, Academia Chinesa de Ciências (no. 11890940), e China Ocean mineral Resources R & D Associação projeto (no. DY135-S2-2-07).
Materials
| AG 1-X8 anion-exchange resin | BIO-RAD | 140-1441 | Separating rare elements |
| Ammonia solution | Kanto Chemical CO., INC. | 1336-21-6 | Reagent |
| Glass vials | BOTEX | None | Sample collection |
| Hydrochloric acid | Sinopharem chemical reagent Co. Ltd | 7647-01-0 | Reagent |
| Hydrofluoric acid | EMD Millipore CO. | 7664-39-5 | Reagent |
| Neptune Plus | Thermo Fisher Scientific CO. | None | Apparatus |
| Nitric acid | Sinopharem chemical reagent Co. Ltd | 7697-37-2 | Reagent |
| Perchloric acid | Kanto Chemical CO., INC. | 32059-1B | Reagent |
| Ultrapure water | Merck Millipore | None | Producted by Mill-Q Advantage systerm |
| Wipe paper | Kimberley-Clark | 0123-12 | Wipe and clean |
| 2 ml vial | Nelgene | 5000-0020 | Sample collection |
| 229Th-233U-236U spike | None | None | Reagent |
| 7 ml PFA beaker | Savillex | 200-007-20 | Sample treatment |
| 10 ml centrifuge | Nelgene | 3110-1000 | Sample treatment |
| 30 ml PFA beaker | Savillex | 200-007-20 | Sample treatment |
Referências
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