Разделение урана и тория для ²³⁰Th-U Знакомства подводных гидротермальных сульфидов

Подводные гидротермальные сульфиды являются постоянным источником металлов, таких как железо, медь, цинк и свинец. Они также рассматриваются как экономически жизнеспособные ресурсы серебра и золота. Расположение и размер ы отложений являются рекордными за всю историю гидротермального вентиляции на морском дне. Датировка гидротермального сульфида может дать важную информацию о формировании и изменении механизма месторождения сульфидной руды, истории гидротермальной активности морского дна и темпах роста крупных сульфидных месторождений^{1,2 , 3}. ²³⁸U-²³⁴U-²³⁰Th disequirium датировка является эффективным изотопным методом оценки возраста для гидротермальных сульфидов^{4,5,6,7, 8,9,10,11,12}, где необходимо очищение и разделение вас и Изотопов Т. Этот текст описывает протокол для вас и Th изотопов разделения и ²³⁰Th-U знакомства сульфидов образца MC-ICPMS.

Геологические материалы, которые содержат вас и Th остаются нетронутыми в течение нескольких миллионов лет, и состояние светского равновесия между всеми нуклидами в радиоактивной серии устанавливается. Однако сочетание химической растворимости и факторов ядерной отдачи часто приводит к неравновесию, при котором члены серии распада отделены друг от друга в результате таких процессов, как осаждение, транспортировка и выветривание. Например, при формовании сульфидного месторождения состояние ²³⁸U, ²³⁴вас и ²³⁰Th является неравновесием, а долгоживущие ²³⁸вы можете распадаться постепенно к недолговечной ²³⁴вам и ²³⁰Th впоследствии. Предполагая, что i) система остается закрытой по отношению к вам и Изотопам Т, и (ii) начальное количество ²³⁰Th и ²³²Th, включенных в образцы сульфида, равно нулю, можно определить время осаждения путем измерения современного коэффициенты активности ²³⁰Th/²³⁸вы и ²³⁴U/²³⁸U. Тем не менее, начальное количество Th не равен нулю в образце, и мы предполагаем, что начальное ²³⁰Th/²³²Th атомное соотношение составляет 4,4 и 2,2 х 10^-6. Применимый диапазон датировки этого метода составляет примерно 10-6 х 10^{лет 13,14}. Однако большая разница между обилием урана и тория затрудняет измерение. Следовательно, очень важно установить химическую процедуру для U-Th датировка MC-ICPMS.

За последние 30 лет большинство исследований было сосредоточено на большем количестве измерений карбонатных материалов^14,15,16,17 и менее на сульфидных отложениях^{11,12,18 ,19}. Методы подсчета альфа-частиц традиционно используются для изучения ²³⁰Th/²³⁸U дисцизм подводных гидротермальных сульфидов¹. Однако аналитическая неопределенность в 5-17% является ограничивающим фактором, влияющимна точность определения возраста сульфидов 1,^8,9. Эти методы обычно страдают от использования относительно больших столбцов и объемов реагентов и необходимости нескольких проходов столбцов для очистки и разделения U-Th от образца. Последние разработки в MC-ICPMS значительно повысили точность измерений изотопных U-Th (lt;5) для возрастов¹⁴ и значительно уменьшили размер выборки (lt;0.2 g), необходимый для анализа. В этих работах, многие химические процедуры разделения были разработаны, и добились превосходных химических урожаев с низким химическим фоном^12,13.

Здесь мы представляем протокол на основе химических веществ для получения образцов, которые являются достаточно чистыми для анализа MC-ICPMS. Подходит для датировки образцов гидротермального сульфида возраста злит;6 х 10⁵ лет^14. С помощью этого метода, разделенные вас и Th изотопные фракции могут отвечать требованиям измерения MC-ICPMS. Возраст образца гидротермального сульфида может быть рассчитан по степени неэквилибрии между ²³⁰Th и ²³⁴вас и между ²³⁴вы и ²³⁸U с помощью описанного уравнения распада активности.