Масс-спектрометрическое экспресс-определение элементов и природных изотопов урана и тория в осадках оз. Байкал для их датирования и расшифровки параметров палеоклиматов

• Автор: Чебыкин, Евгений Павлович
• Шифр специальности: 02.00.02, 25.00.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 133 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ИЗОТОПЫ УРАНА И ТОРИЯ КАК ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ИНДИКАТОРЫ И ХРОНОМЕТРЫ В ДОННЫХ ОСАДКАХ. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ.

1.1. Природа урануранового неравновесия в естественных водах

1.2. Датирование чистых карбонатов уранурановым и уранториевым методом

1.3. Датирование загрязненных карбонатов и метод изохрон в 1еасЬ1еасЬ постановке.

1.4. Изотопы урана в осадках оз. Байкал. Модель Эджинггона

1.5. Абиогенные индикаторы климатических изменений в осадках оз. Байкал.

1.6. Методы определения изотопов урана и тория

1.6.1 Альфа спектрометрия.

1.6.2 Массспектрометрия

1.6.2.1. СРМБ спектрометрия
Квадрупольные массспектрометры 1СРМБ
Массспектрометры с магнитным сектором сканирования 5РСРМБ
1.6.2.2. Методы подготовки проб для СРМБ анализа.
1.6.3. Краткое обобщение методов определения изотопов урана и тория
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ЭКСПРЕССНЫХ МЕТОДИК СРМБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИЗОТОПОВ УРАНА И ТОРИЯ В ОСАДКАХ . БАЙКАЛ
2.1. Оборудование
2.2. Материалы.
2.3. Отбор и корреляция кернов.
2.4 Методы.
2.4.1. Экстракция осадков азотной кислотой.
2.4.2. Проверка конгруэнтности извлечения урана и тория азотной кислотой.
А. Тест конгруэнтности извлечения урана и тория на равновесных
образцах
Б. Количественная проверка полноты извлечения урана и тория.
2.4.3. Полное разложение осадков методом щелочного плавления
2.4.4. Ионообменное хроматографирование.
Методика ионообменного хроматографирования и и на анионите
АаХ8 из растворов разложения проб
Оценка эффективности ионообменного выделения урана и тория
2.4.5. Аттестация искусственных изотопов 9ТИ и 6и.
2.4.6.1СРМ8 измерение изотопов урана и тория.
Меры, необходимые для обеспечения правильности измерений
Измерение байкальских осадков, подготовленных методом
азотнокислой экстракции.
Измерение байкальских осадков, подготовленных методом щелочного плавления
2.4.7. Расчет содержания нуклидов урана и тория в осадках.
2.4.8. Ошибки измерений.
2.5. Заключение
ГЛАВА 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИЗОТОПНОГО СОСТАВА РАСТВОРЕННОГО
УРАНА В ВОДЕ БАЙКАЛА И ЕГО ПРИТОКАХ
Изотопный состав урана в реках южного водосбора
Изотопный состав урана в реках северного водосбора.
ГЛАВА 4. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ИЗОТОПОВ УРАНА И ТОРИЯ В ОСАДКАХ
. БАЙКАЛ. иТЬ ДАТИРОВКА. СИГНАЛЫ ПАЛЕОКЛИМАТОВ
4.1. Высокоразрешающая уранторисвая изотопная стратиграфия осадков озера Байкал за последний ледниковомежледниковый цикл 0 тыс. лет
4.2. Уранториевая датировка.
4.3. Влажность климата. Природа диатомового сигнала в осадках
Байкала
ГЛАВА 5. МНОГОЭЛЕМЕНТНЫЙ I АНАЛИЗ БАЙКАЛЬСКИХ ОСАДКОВ. РЕЗКАЯ СМЕНА ИСТОЧНИКОВ ПОСТУПЛЕНИЯ ТЕРРИГЕННОГО ВЕЩЕСТВА В БАЙКАЛ В КОНЦЕ ПОСЛЕДНЕГО
ОЛЕДЕНЕНИЯ.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Селенге на станциях из основного русла на ее протяжении по территории России в ходе совместной экспедиции с Геологическим институтом СО РАН г. УланУдэ в г. Опробовались также крупные северные притоки Байкала, в том числе и в высокогорных районах, в ходе вертолетной экспедиции осенью г. Геологическом отделении Королевского музея Центральной Африки г. Терврен, Бельгия и ЦКП Ультрамикроанализ Лимнологический институт СО РАН, г. Иркутск. В рамках РоссийскоАмериканского фанта 1 был проведен сравнительный анализ некоторых горизонтов керна методом аспектрометрии на современном оборудовании в специализированной лаборатории Ii г. Милуоки, США, штат Висконсин. Оптимизированы методы пробоподготовки силикатных озерных осадков на примере осадков оз. Байкал для анализа природных нуклидов , , 0, и 2 методом I. Вскрытие образцов осуществлялось горячей 8М 3 и методом щелочного плавления с i в стеклоуглеродных тиглях в атмосфере инертного газа аргона. Разработана схема экспрессного I анализа, позволяющая анализировать более 0 образцов в день на квадрупольном спектрометре V 2 Разработан способ обработки массспектрометрических сигналов с целью правильного учета вклада посторонних ионов и негауссовской формы аналитических сигналов. В массовых серийных анализах для расчета статистических погрешностей измерения малораспространенных нуклидов обосновано использование распределения Пуассона. С помощью разработанных методик получены высокоразрешающие 0 лет летописи изотопов 8, 4, 0 и 2 в осадках оз. Байкал за последний ледниковомежледниковый цикл 0 тыс. МИС 5. МИС 5. МНС 5. Согласно геохимической модели, предложенной автором и его коллегами, именно уменьшение речного притока основного поставщика растворенного кремнезема и других биогенных элементов в озеро было главной причиной исчезновения диатомовых водорослей в экосистеме Байкала во время глобальных оледенений. Разработана экспрессная методика многоэлементного I анализа кернов озерных осадков, позволяющая анализировать 00 образцов в день на содержание элементов с погрешностью в рамках полу количественного анализа. Для более контрастного выявления климаточу вствительных геохимических индикаторов используется экстракция осадков горячей концентрированной 3. Высокоразрешающие профили , , К, Са, i и отношений , СаК в байкальских осадках, охватывающих последние тыс. Байкал в конце максимума последнего оледенения тыс. Основные результаты работы докладывались на Третьей Верещагинской Байкальской конференции Иркутск, VI конференции Аналитика Сибири и Дальнего Востока Новосибирск, Конференции молодых ученых, посвященной 0летию со дня рождения М. УланУдэ, i vi i i , i, VII ii iiii iii i ii vi VII Ii i i vi i i i i i i I6 Viv, Четвертой Верещагинской Байкальской конференции Иркутск, . По теме диссертации опубликовано тезисов, 6 статей в рецензируемых журналах и 1 статья в сборнике. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы и приложений. Материал диссертации изложен на 3 страницах и включает в основном тексте рисунка и 6 таблиц. В списке цитируемой литературе 6 наименований. Автор выражает глубокую благодарность научным руководителям М. А. Грачеву и . I. Гольдбергу за постановку задачи, активное участие в эксперименте, обсуждении и интерпретации результатов. Автор искренне благодарит своих коллег О. М. Хлыстова, С. С. Воробьеву, Т. О. Железнякову, Г. А. Зиборову, Н. С. Куликову, . Жученко, О. Г. Степанову, О. В. Левину, М. А. Федорина, принимавших участие в работе на разных ее этапах, а также специалистов, обеспечивающих качественную работу I массспектрометров В. И. Ложкина, А. П. Чебыкина, Ж. Навье Бельгия американских коллег из Ii Д. Н. Эджингтона и К. Орландини, принимавших активное участие в совместных исследованиях коллег из Геологического института СО РАН г. УланУдэ Н. Е. Астахова, . Цыденова, . Перевалова, Е. Г. Перязеву, Ш. Г. Кашапова за участие в совместной экспедиции по сбору водных проб из р. Селенги и анализу изотопного состава растворенного урана. Я благодарен также своей супруге Ю. В. Каплюковой за корректуру рукописи.