230Için uranyum ve Toryum ayrılması sualtı hidrotermal Sulfides ile TH-U dating
Summary
Protokol, size ve TH çekirdeklerini denizaltı hidrotermal sülfür numunesi ile Fe Co-yağış ve ekstraksiyon kromatografi ile 230TH-U dengesizlik Dating için arındırmak ve ayırmak için bir yöntem açıklar.
Abstract
Denizaltı hidrotermal sülfür yaşı hidrotermal cevher tortularının boyutunu tahmin etmek için önemli bir indeksdir. Numunelerde uranyum ve Toryum izotopları 230TH-U Dating için ayrılmış olabilir. Bu makale, denizaltı hidrotermal sülfür örneklerinde sizi ve TH izotopları arındırmak ve ayırmak için bir yöntem sunar. Bu tekniğin ardından, ayrılmış siz ve TH fraksiyonları çok kollektör indüktif olarak bağlantılı plazma kütle spektrometresi (MC-ıCPMS) tarafından ölçüm gereksinimlerini karşılayabilir. Hidrotermal sülfür örneğinin yaşı, 230Th/238sen ve 234u/238u günümüz aktivite oranlarını ölçerek hesaplanabilir. Bu deney için süper temiz bir oda gereklidir. Temizlenen rejiler ve sarf malzemeleri, örnek süreçler sırasında kontaminasyonu azaltmak için kullanılır. Denge, Hotplate ve Santrifüjü de kullanılır. Sülfür numunesi analiz için tozlanmıştır ve 0,2 g ‘den az örnek kullanılır. Kısaca, örnek, çözünür, 229Th-233u-236u çift Spike çözüm, Fe Co-çöktürülmüş ve bir Anion-değişim reçine ekstraksiyon sütun ayrılmış eklendi, tartılır. Yaklaşık 50 ng u mc-ICPMS tarafından sülfürler örnek 230TH-u kalma için tüketilen.
Introduction
Denizaltı hidrotermal sülfürler demir, bakır, çinko ve kurşun gibi metaller sabit bir kaynak olmuştur. Ayrıca gümüş ve altınların ekonomik olarak uygulanabilir kaynakları olarak görülmektedir. Rezervinin konumu ve büyüklüğü, deniz üzerindeki hidrotermal havalandırma tarihinin bir kayıtlarını oluşturmaktadır. Bir hidrotermal sülfür dating sülfür cevheri mevduat oluşumu ve değişiklik mekanizması ile ilgili önemli bilgiler sağlayabilir, deniz hidrotermal aktivite tarihi, ve büyük sülfür mevduat büyüme oranı1,2 , 3. 238u-234u-230TH dengesizlik dating hidrotermal sülfürler4,5,6,7için yaş tahmini etkili izotopik yöntemi 8,9,10,11,12, siz ve TH izotopların arıtılması ve ayrılması gereklidir. Bu metin sizin için bir protokol ve TH izotoplar ayrımı ve Mc-ICPMS tarafından sülfürler numunesi 230TH-U tanışma açıklar.
Sizi ve TH ‘i içeren jeolojik malzemeler birkaç milyon yıl boyunca bozulmamış kalır ve radyoaktif serisindeki tüm çekirdekler arasında laik denge durumu kurulmuştur. Ancak, kimyasal çözünürlüğe ve nükleer geri tepme faktörleri bir arada genellikle bozulma serisinin üyeleri gibi biriktirme, taşıma ve hava durumu gibi süreçler aracılığıyla birbirinden ayrılır, dezdengeyi oluşturmak. Örneğin, bir sülfür mevduat meydana geldiğinde, 238U, 234sen ve 230TH durumu disequilibrium olduğunu ve uzun ömürlü 238sen kısa ömürlü doğru kademeli olarak çürüme olabilir 234size ve daha sonra 230. (İ) sistem size ve TH izotopları ile ilgili olarak kapalı kalır ve (ii) 230th ve 232TH dahil olmak üzere sülfür örneklerine ait ilk miktar sıfırsa, bugünkü gün 230Th/238sen ve 234u/238u faaliyet oranları. Bununla birlikte, ilk miktarı örnekteki sıfır değildir ve biz ilk 230th/232TH atomik oranı 4,4 ± 2,2 x 10-6olduğunu varsayalım. Bu yöntemin ilgili dating aralığı yaklaşık ~ 10-6 x 105 yıl13,14. Ancak, uranyum ve Toryum bolluk arasındaki büyük fark ölçüm zorlu yapar. Bu nedenle, MC-ıCPMS tarafından U-TH tanışma için bir kimyasal prosedür kurmak çok önemlidir.
Son 30 yıl içinde, çoğu çalışmada karbonat malzemesi14,15,16,17 ve daha az sülfür tortuları üzerinde daha fazla ölçüm odaklı11,12,18 ,19. Alfa-parçacık sayma yöntemleri geleneksel olarak 230TH/238U denge denizaltı hidrotermal sülfürler1çalışma için kullanılmıştır. Ancak,% 5-17 analitik belirsizlik sülfürler1,8,9yaş belirlenmesi hassasiyetini etkileyen bir sınırlama faktörüdür. Bu teknikler genellikle nispeten büyük sütunlar ve reaktif hacimleri ve arıtma ve ayırma U-TH bir örnekten için birden fazla sütun geçişleri ihtiyacını kullanımı muzdarip. MC-ıCPMS ‘deki son gelişmeler, U-TH izotopik ölçümlerinin (< 5 yaş)14 ‘ ün hassasiyetini büyük ölçüde iyileştirmiştir ve analiz için gerekli olan numune boyutunu (< 0.2 g) önemli ölçüde azaltmıştır. Bu eserlerde birçok kimyasal ayırma prosedürü geliştirilmiştir ve düşük kimyasal arka plan12,13ile mükemmel kimyasal verim elde etmiştir.
Burada MC-ıCPMS analizi için yeterince temiz örnekler elde etmek için kimyasal tabanlı bir protokol sunuyoruz. Bu yaş < 6 x 105 yıl14hidrotermal sülfür örnekleri Dating için uygundur. Bu teknikle, ayrılmış siz ve TH izotopik kesirler MC-ıCPMS tarafından ölçüm gereksinimlerini karşılayabilir. Hidrotermal sülfür numunenin yaşı, 230Th ile 234arasında disequilibria kapsamından ve belirtilen aktivite çürüğü denklemini kullanarak 234ve 238U arasında hesaplanabilir.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bu protokolün başarısını sağlamak için bazı kritik adımların izlenmesi gerekir. Tüm işlemlerin temiz hava dolaşımı ile duman kaputu altında temiz kimya odasında gerçekleştirildiğinden emin olun. Bu süreçte tüm vekiller önceden arındırın ve kullanmadan önce cihazı temizleyin. Daha sonra 7 M HNO3‘ e yüklü reçinelere yüklenen 7 m hno3 solüsyonu yapma sürecinde örnekleri tamamen çözün. Örnekteki çözünmez madde varsa, kurutulduktan sonra yeniden çözülür. Ek …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu çalışmada, deneysel teknoloji Inovasyon Vakfı Jeoloji ve Jeofizik Enstitüsü, Çin Bilimler Akademisi (No. 11890940) ve Çin Okyanusu mineral kaynakları R & D Derneği Projesi (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 |
References
- Lalou, C., Brichet, E., Hekinian, R. Age dating of sulfide deposits from axial and off-axial structures on the East Pacific Rise near 12°500N. Earth and Planetary Science Letters. 75 (1), 59-71 (1985).
- Lalou, C., Brichet, E. On the isotopic chronology of submarine hydrothermal deposits. Chemical Geology. 65 (3-4), 197-207 (1987).
- Lalou, C., Reyss, J. L., Brichet, E. Actinide-series disequilibrium as a tool to establish the chronology of deep-sea hydrothermal activity. Geochimica et Cosmochimica Acta. 57 (6), 1221-1231 (1993).
- Lalou, C., et al. New age data for Mid-Atlantic Ridge hydrothermal sites: TAG and Snakepit chronology revisited. Journal of Geophysical Research. 98, 9705-9713 (1993).
- Lalou, C., Reyss, J. L., Brichet, E., Rona, P. A., Thompson, G. Hydrothermal activity on a 105-year scale at a slow-spreading ridge, TAG hydrothermal field, Mid-Atlantic Ridge 26° N. Journal of Geophysical Research. 100 (B9), 17855-17862 (1995).
- Kadko, D. Radio isotopic studies of submarine hydrothermal vents. Reviews of Geophysics. 34 (3), 349-366 (1996).
- Lalou, C., Mu ̈nch, U., Halbach, P., Reyss, J. Radiochronological investigation of hydrothermal deposits from the MESO zone, Central Indian Ridge. Marine Geology. 149 (149), 243-254 (1998).
- Yejian, W., et al. Hydrothermal Activity Events at Kairei Field, Central Indian Ridge 25°S. Resource Geology. 62 (2), 208-214 (2012).
- Yejian, W., et al. Mineralogy and geochemistry of hydrothermal precipitates from Kairei hydrothermal field, Central Indian Ridge. Marine Geology. 354 (3), 69-80 (2014).
- Jun-ichiro, I., et al. Dating of Hydrothermal Mineralization in Active Hydrothermal Fields in the Southern Mariana Trough. Subseafloor Biosphere Linked to Hydrothermal Systems. , 289-300 (2015).
- Takamasa, A., et al. U-Th radioactive disequilibrium and ESR dating of a barite-containing sulfide crust from South Mariana Trough. Quaternary Geochronology. 15 (1), 38-46 (2013).
- Weifang, Y., et al. 230Th/238U dating of hydrothermal sulfides from Duanqiao hydrothermal field, Southwest Indian Ridge. Marine Geophysical Research. 38 (1-2), 71-83 (2017).
- Lisheng, W., Zhibang, M., Hai, C., Wuhui, D., Jule, X. Determination of 230Th age of Uranium-series standard samples by multiple collector inductively coupled plasma mass spectromerty. Journal of China Mass Spectrometry Society. 37 (3), 262-272 (2016).
- Wang, L., et al. U concentration and 234U/238U of seawater from the Okinawa Trough and Indian Ocean using MC-ICPMS with SEM protocols. Marine Chemistry. 196, 71-80 (2017).
- Hai, C., et al. Improvements in 230Th dating, 230Th and 234U half-life values, and U-Th isotopic measurements by multi-collector inductively coupled plasma mass spectrometry. Earth and Planetary Science Letters. , 82-91 (2013).
- Edwards, R. L., Chen, J. H., Ku, T. -. L., Wasserburg, G. J. Precise timing of the last interglacial period from mass spectrometric analysis of 230Th in corals. Science. 236 (4808), 1537-1553 (1987).
- Edwards, R. L., Taylor, F. W., Wasserburg, G. J. Dating earthquakes with high precision thorium-230 ages of very young corals [J]. Earth and Planetary Science Letters. 90 (4), 371-381 (1988).
- Hai, C., Jess, A., Edwards, R. L., Boyle, E. A. U-Th dating of deep-sea corals. Geochimica et Cosmochimica Acta. 64 (14), 2401-2416 (2000).
- Ishibashi, J., et al. Dating of Hydrothermal Mineralization in Active Hydrothermal Fields in the Southern Mariana Trough. Subseafloor Biosphere Linked to Hydrothermal Systems. , 289-300 (2015).
- Jaffey, A. H., Flynn, K. F., Glendenin, L. E., Bentley, W. C., Essling, A. M. Precision measurement of half-lives and specific activities of 235U and 238U. Physical Review C. 4, 1889-1906 (1971).
- Richter, S., Goldberg, S. A., Mason, P. B., Traina, A. J., Schwieters, J. B. Linearity tests for secondary electron multipliers used in isotope ratio mass spectrometry. International Journal of Mass Spectrometry. 206 (1-2), 105-127 (2001).
