SXRF分析恐龙脊椎头化石微量元素

利用同步辐射X射线荧光成像方法(SXRF)检测了二件不同地区的脊椎头恐龙化石,在每件化石截面上的二个不同区域分别获取了8种元素的分布图及其荧光光谱。在两件样品靠外层的骨密质部位,发现有较密集的稀土元素Y(钇)。在姜驿恐龙化石中Y的富集,来自于化石的成岩过程,在元素分布图中与稀土元素Y共生的含Ca化合物是氟磷酸钙。武定田心恐龙脊椎头化石中,在稀土元素钇的富集的区域,其它元素包括Ca的含量均特别少。此种稀土元素的富集可能是由于化石中含有分解不完全的有机物的吸附所致。在姜驿恐龙脊椎头化石中,微量元素Mn、Fe和Al属于共生矿物;As、Sr、Y元素集中分布在化石的外边缘处,也是三者共生。在田心恐龙脊椎头化石中,微量元素Mn、Fe和Al属于共生矿物,Sr、Y元素共生,Cu元素的分布相对集中。研究表明,恐龙化石中矿物的元素含量及其分布与骨骼所属的部位无关,只与源地有关。恐龙化石中稀土钇富集的地方,呈现白色。同步辐射X射线荧光探测法,能原位、快速、无损地检测出化石样品各种元素的荧光光谱,给出恐龙化石元素分布的二维信息,对于分析恐龙化石所蕴含的侏罗纪时期的古地质特征和古生物信息,给出了重要的依据。     

同步辐射X射线荧光对双柏恐龙化石的分析

首次使用同步辐射X射线荧光法（SXRF）测试了双柏县安龙堡的恐龙化石,在其截面上原位获得了Ca,Fe,Mn,Cu,Zn,As,Y和Sr等八种元素的分布图。测试结果表明,各种元素在化石中的分布是非均匀的,与一般的矿物岩石元素的分布不同。元素分布图表明,在双柏恐龙化石中未检测到As元素,与四川自贡恐龙由于As元素高的非正常死亡相比,双柏恐龙属正常死亡情形。在分布图中容易看出,化石中的Fe和Mn元素是共生的;Sr和Y两种元素也是共生的,显示化石在成岩过程中,所含Fe,Mn,Sr,Y的化合物胶体均为带异种电荷的颗粒,据此可推知当时这些元素所属化合物的可能形式。同步X射线荧光显微探测法研究恐龙化石元素分布具有原位、快速、准确、直观等优势,它可以将共生元素分离开来,这是XRD和等离子光谱等测试手段不能实现的。恐龙化石微量元素的分布,揭示了化石微区矿物结构的相关信息,这对于挖掘化石蕴涵的古地质特征,恢复古地理、古地质研究的潜力具有重要意义。     

自贡地区恐龙骨骼化石及围岩特征的研究

自贡地区恐龙化石埋藏丰富、分布广泛、保存完整,具有重要的科学价值、社会价值和经济价值。用X荧光衍射研究自贡恐龙骨骼化石及围岩元素组成,XRD结合红外光谱仪分析确定化石的矿物组成,化石切片和显微观察了解骨骼内部构造和填充物质。恐龙骨骼化石及围岩中的含钙量均较高(5%),但化石含钙量达到30%以上;化石中的含硅量较低(0.24%—1.45%),围岩中的含硅量较高(14%);化石中的含磷量为围岩的46倍以上。化石的主要化学成分是碳氟磷灰石,其次是碳酸钙;围岩的主要成分是二氧化硅。实验结果可为恐龙化石的鉴别及保护材料的研制提供理论依据。     

武定恐龙化石的显微拉曼光谱研究

本文首次利用激光显微拉曼光谱、原子光谱和偏光显微镜等方法 ,对云南武定的恐龙化石进行了分析研究。实验发现 ,恐龙化石表面和截面的拉曼光谱 ,均为典型的方解石 (CaCO3 )晶体的拉曼谱 ,并未发现有其他成分的拉曼谱。原子发射光谱的分析结果表明 ,恐龙化石中的主要元素有Ca(>10 % ) ,其次是Si(5 0 % )和P(4 0 % ) ,还有Fe(1 0 % )等 ,但未发现铱、钍等稀有元素。由恐龙化石截面在偏光显微镜下的图像可以知道 ,恐龙化石表面层的成分主要是方解石晶体 ;内部的主要成分为方解石 (CaCO3 )晶体 ,此外还有纤维状一水二氧化硅 (分子式SiO2 ·nH2 O ,属非晶态 )等成分。激光拉曼光谱能快速无损地准确检测出恐龙化石的主要成分是方解石 (CaCO3 ) ,拉曼光谱对恐龙化石的分析结果与原子光谱、偏光显微镜的分析结果是一致的     

原子光谱和X射线衍射研究禄丰恐龙化石与围岩特征

迄今为止,禄丰老长箐是世界挖掘恐龙化石较多、涵盖时间最长(含有早、中两个侏罗纪的化石)的地区。老长箐恐龙化石的发掘,为古生物研究提供了得天独厚的实验基地。文章首次对该地区3个不同层位的恐龙化石及其围岩的成分和结构做了初步分析。首先采用原子发射光谱分析,发现化石及土样中的含钙量均较高(＞5%);但硅元素的含量则差别较大,在化石中的含硅量较低(3%～8%),围岩中的含硅量较高(＞10%);化石中的含磷量也较高。X射线能谱的进一步分析发现,化石中的主要化学成分是CaCO₃(66%), 其次是SiO₂(17%);围岩中的主要成分是SiO₂(＞80%),其次是CaCO₃(12%)。此外还发现,化石和围岩的最大区别是,化石中含有氟磷酸钙,而围岩中没有该成分。这一点可以作为鉴别伪化石的一个重要特征。文章为化石的鉴别、为人类研究禄丰老长箐恐龙的生态和演化提供了一定的实验依据。     

C/O γ能谱测井新的解析理论和方法

报道了快中子非弹性散射γ能谱测井(C/O γ能谱测井)新的解析理论和方法, 也就是由C/O能谱测井仪在井眼中获取地层的快中子非弹性散射γ射线、 NaI(Tl)探测器测量得到的256道谱, 再由实测非弹谱确定地层中主要元素C, O, Si, Ca和Fe等对非弹γ谱的贡献分额, 利用同一地层F因子相同, 求出C产额与O产额比, C的百分含量与O的百分含量和原子含量比, 及Ca和Si相应比值.A new analyzing theory and method of C/O spectrometry logging is reported. Fast neutron enelastic scattering γ ray spectra(256 channels) were acquired in borehole by NaI(Tl) detector. The enelastic scattering γ ray from major elements C, O, Si, Ca, Fe, etc. have the fractions of mixed enelastic spectrum in formation respectively. Because F factor is the same for identical formation, then the ratio of yield of C to O, the ratio of weight percent of C to O, and the ratio of atoms C to O could be found, and the corresponding ratio of Ca to Si was found.     

微波消解-ICP-AES法测定新疆不同产地天山花楸枝叶及果实中的元素

采用微波消解-ICP-AES技术,测定了新疆不同产地天山花楸枝叶及果实中Ca,K,Mg,Na,Fe,Mn,Zn,Cu,Pb,As等十种元素的含量。结果发现:不同产地的天山花楸枝叶及果实中元素的含量均有差异,枝叶中的含量较果实中的含量要丰富,对人体有益的Ca,K,Mg,Na,Fe,Mn,Zn,Cu等元素的含量均较高,有害元素Pb和As的含量较低。实验结果为更好的开发和利用新疆天山花楸药用资源提供科学依据。     

基于微区LIBS菊石化石中钙元素分布的研究

化石的研究可帮助科学家了解生物的演化进程,并帮助地质学家确定地层年代等地质信息,其中不同年代地层地质元素的变化是地质研究的热门课题。为研究不同年代地层地质元素的变化,搭建了一套微区LIBS实验系统,研究菊石化石中Ca元素的分布情况。采用非对称最小二乘法去除光谱数据的基线,并确定了最优的拟合参数。采用平均值归一化算法以减小光谱强度的相对标准偏差,多元线性回归算法计算模型的回归方程。首先,通过前期实验确定微区LIBS实验系统的最佳测试参数：激光波长为1 064 nm,激光脉冲频率为30 Hz,光谱仪采集延时为700 ns。其次,选取12块经过定量标定的天然岩石样品,从中随机抽取9块样品（闪长岩、闪长玢岩、辉长辉绿岩、粗玄岩、碱长粗面岩、角闪闪长岩、黑色浮岩、斑状角闪石花岗岩、玄武玻璃）作为测试集,其余3块样品（辉石闪长岩、辉石岩、斜长花岗岩）作为预测集。选取Ca Ⅱ 393.186 nm,Ca Ⅰ 422.856 nm,Ca Ⅰ 445.572 nm,Ca Ⅱ 559.031 nm,Ca Ⅰ 616.61 nm五个特征峰的谱线强度作为自变量,测试样品的实际Ca元素含量为因变量,利用多元线性回归算法建立Ca元素的定量分析模型,经预测集检验后得平均预测精度为92.9%。对表面经打磨的菊石化石进行5×5点阵扫描,得到一系列原子光谱数据。根据Ca元素的定量分析模型,计算后得到菊石化石Ca元素的横向分布图,其横向分辨率优于100 μm。作为纵向对比,选取每个测试点的第6,11和16组光谱数据进行处理,分别得到Ca元素的横向分布图。对比可以得到菊石化石Ca元素的纵向分布情况,结果表明菊石化石在平面和空间内均呈现不均匀分布的状态, 推测实验所选取的菊石化石在形成的过程中所处周围地层地质的元素及其含量是动态变化的。菊石化石不仅可以作为判定地层年代的证据,还可以通过对菊石化石的元素分布及含量的研究推测该化石所处地层的元素信息。研究工作对于浅海地层地质的演变、环境的变化具有一定指导意义。     

环带钾长石、榍石和锆石的显微结构与微区组成特征分析

南秦岭沙河湾石英二长岩中的钾长石、榍石和锆石具有明显的成分环带。利用电子探针(EPMA)波谱仪(WDS)、扫描电子显微镜(SEM)及其附带的能谱仪(EDS)和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)对造岩矿物环带钾长石、榍石和锆石的显微结构与微区组成进行表征。结果表明：钾长石中K+被Na+,Ca2+,Ba2+,Fe2+和Ce3+不同程度替代。榍石中Ca2+被V3+,Ce3+和Ba2+等替代,Ti4+被Fe2+和Al3+等替代。锆石含Fe,Th,U,Nb,Ta,Y,Hf,Yb和Pb等稀土和微量元素。钾长石中元素浓度由高到低为Si,Al,K,Ca,Na,Mg和Ba,其中K和Na互补,较亮处Ba含量高,越靠近边缘,Si升高、K升高与Na降低趋势越明显。榍石中元素浓度由高到低为Ca,Si,Ti,Ba,V,Ce,Al和Fe,较亮处Fe含量较高。锆石中元素浓度由高到低为Zr,Si,Nd,Ce,Hf,U,Pb和Th,Hf与Zr呈明显的互补关系,核部Zr含量较边部高,核部Hf、U和Th含量较边部低。     

新疆哈密恐龙骨骼化石风化原因分析

新疆早白垩世哈密翼龙动物群中恐龙化石的发现,增加了动物群的多样性,也为恐龙的系统演化提供了新的信息,具有重要的科学意义。然而,哈密恐龙化石在脱离原始埋藏环境在异地保存时,由于保存环境的改变,化石出现严重的风化现象。为了使哈密恐龙化石能够得到更好的保存、研究和展陈,采用多种分析技术方法,对产生明显风化现象的哈密恐龙骨骼化石进行检测,分析导致化石风化破碎的原因。X射线衍射(XRD)结果显示,哈密恐龙骨骼化石风化严重区域是骨松质部分,其主要矿物成分为石英和方解石,含有较少磷灰石、长石和黏土矿物等。其中石英和长石是充填骨松质孔隙中的外来碎屑颗粒,方解石是后期成岩或化石风化过程中形成的胶结物,而少量的磷灰石则主要来自骨骼。离子色谱(IC)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)以及扫描电子显微镜能谱仪(SEM-EDS)的结果表明,哈密恐龙骨骼化石风化区域的可溶盐以NaCl、 CaCl₂和Ca(NO₃)₂·4H₂O为主,以及少量CaSO₄,可溶盐含量高达2.63%,初步判断...     

Elemental composition of marine sponges from the Berlengas natural park,western Portuguese coast

Analytical studies of sponges have recently become a matter of interest, since these organisms have been reported to accumulate high levels of some elements, including heavy metals, which may have an anthropogenic origin, allowing their application as environmental pollution indicators. In the present work, 35 sponges collected in August 1998 at the Berlengas Natural Park were classified and analysed by secondary target energy‐dispersive x‐ray fluorescence spectrometry (EDXRF). Some major, minor and trace elements could be determined: Al, Si, K, Ca, Ti, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, As, Br, Rb, Sr, Zr, I and Pb. To assess some local influences on the sponge composition, two sediment samples were also taken from the area and analysed. Besides these elements, sponges are constituted by fairly high percentages of elements that do not emit characteristic x‐ray lines. Therefore, absorption corrections for quantitative calculations were carried out taking into account the ratio between the inelastic and elastic scattered incident radiation from a silver secondary target to calculate the mean atomic number of the light matrix. Calibration was performed using chemical compounds and standard reference materials. Precision, accuracy and detection limits for the range of elements determined by the method are particularly suitable for the chemical analysis of these organisms. Results for the sediment chemical composition indicated the existence of high Ca and low Si levels and confirmed the absence of any trace metal contamination in the region. The sponge composition showed low Si contents, even in siliceous specimens. Certain high elemental contents determined in some species indicated a clear selective bioaccumulation of particular trace elements, such as Ni, Zn and As, which is not dependent on local influences. Copyright © 2003 John Wiley & Sons, Ltd.     

显微拉曼光谱对恐龙化石内部成分研究

文章对云南省三个不同时期的恐龙化石内部成分进行了研究。拉曼光谱结果表明,三个不同时期恐龙化石内部的主要成分是CaCO3晶体,在早、中侏罗纪化石内部发现有SiO2晶体,而晚侏罗纪化石内部则没有。它表明晚侏罗纪化石的硅化环境条件与早、中侏罗纪化石的硅化环境条件相差较大。实验所获资料可为恐龙化石源地及年代鉴别提供一定的依据。     

影响南丰蜜桔品质的土壤元素ICP-MS/ICP-AES分析

南丰蜜桔是原产于江西南丰的优良品种,但是品质随着种植地区的不同差异较大。文章借助ICP-MS/ICP-AES技术对江西6个不同地区,生产南丰蜜桔品质的土壤中植物的必需元素进行了分析,以期找到影响南丰蜜桔品质的土壤因素。结果显示, 品质较好的3个地区土壤中B, P, K, Mg和Ca含量均高于品质较差地区的含量,特别是B, P和K含量差异显著,而Fe, Mn, Si, Cu和Zn含量则低于品质差的地区。上述结果表明南丰蜜桔的品质主要受B, P, K, Mg和Ca控制,尤其是B, P, K影响较大;而Fe, Mn, Si, Cu和Zn对南丰蜜桔品质影响较小。所以在种植南丰蜜桔时应当适当增加B, P, K, Mg和Ca等肥料的施用量。     

ICP-MS法分析不同种质荒漠肉苁蓉矿质元素分布特征

矿质元素是中药材品质评价的重要指标之一,与中药材功效物质合成及其功效的发挥密切相关,中药材矿质元素含量受其种质、采收时期、药用部位、产地等因素的影响。荒漠肉苁蓉是我国著名补益中药,也是药食同源类药材,其矿质元素含量越来越受到人们关注。应用ICP-AES法测定了黄花、白花、紫花三种类型荒漠肉苁蓉不同部位4种常量矿质元素和8种微量矿质元素含量。结果表明：（1）不同类型荒漠肉苁蓉均含有K、Ca、Mg、Na、Fe、Mn、Cu、Zn、Cr、As、Pb和Cd元素,但不同类型荒漠肉苁蓉矿质元素含量差异较大,黄花肉苁蓉矿质元素含量低于白花肉苁蓉和紫花肉苁蓉;白花肉苁蓉K、Ca、Mg、Na、和Cu含量高于紫花肉苁蓉,而Zn、Cr和Cd含量低于紫花肉苁蓉。（2）荒漠肉苁蓉中12种矿质元素分布特征差异明显,K、Ca、Mg、Na和Cu主要分布在上部。（3）荒漠肉苁蓉不同部位矿质元素比值差异显著,三种类型荒漠肉苁蓉K/Na值均为下部>中部>上部;Mg/Fe值紫花、白花类型中部最高,黄花类型上部最高;Zn/Mn比值紫花和黄花类型中部最高,而白花类型下部最高;Cu/Cr值白花和黄花类型上部最高,紫花类型中部最高。研究结果将为荒漠肉苁蓉的良种选育和质量控制与利用提供数据支撑。     

等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定玉米和大豆根系伤流液中无机元素流量

植物根系伤流液组分是根系活力和根冠关系的重要指标,应用高压硝化处理和ICP-AES法分别同时测定了玉米(品种3138)和大豆(品种鲁豆11)根系伤流液中18种无机元素流量。结果表明玉米和大豆根系伤流液中无机元素种类、流量及随生长发育期变化均有差异。玉米根系伤流液中流量较大的为K,Ca,Mg,P,Na, Si,Zn,Mn,Fe等, 范围为1～1 851.5 μg·h-1·plant-1,B,Cu和Mo均低于1 μg·h-1·plant-1,检测不到Co,Cd,Ba,Pb,Sr,As的存在。从拔节期到灌浆期,各无机元素流量有随生育期下降的趋势。大豆根系伤流液中流量较大的为Ca,Mg,K,P,Na,Zn,Mn,Fe,Cu等,范围为1～1 158 μg·h-1·plant-1,B和Mo均低于1 μg·h-1·plant-1,检测不到Si,Co,Cd,Ba,Pb,Sr,As的存在,各元素随大豆生长发育期呈现不同变化。