【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及火山玻璃和利用穩定同位素估算古高度領域，特別是涉及利用重液浮選法分離火山玻璃和氫同位素的測試方法。
技術介紹
1、火山玻璃是火山凝灰巖中分布的玻璃質結構碎屑，非晶質，密度因在不同化學物理條件形成而有差別，一般為2.25-2.5g/cm3。火山玻璃的形貌特征是顯微鏡下鑒定識別的一項重要依據。其表面結構最醒目獨特的特征是各種曲面或弧面和曲面上或曲面間的各種氣孔，它們共同反映了火山噴發時獨有的炸裂作用和噴氣作用，易與石英顆粒區分開來。火山玻璃在光學顯微鏡下呈透明或近透明，無色-黃褐色。形態多樣且外形極不規則。可見其具有星形薄片狀、塊狀氣孔狀、棱脊狀等。目前，從火山灰沉積物中提取火山玻璃的有效方法主要包括，燒失法、稀堿法、重液浮選法以及酸化法。
2、古高度重建不僅有助于我們認識塑造地球表面的地球動力學過程，同時在理解大氣環流以及生物群落和生物多樣性的分布方面起著重要作用。近20年來借助各種定量古高度計的發展，由定性描述高原隆升過程轉向定量約束高原古高度，對認識全球各大造山帶和高原的隆升歷史起到極大的推動作用。目前在各類古高度重建定量研究方法中，穩定同位素古高度計以其地質載體種類多、實驗方法不斷優化等優點被廣泛應用。氫氧同位素古高度計的基本原理是降水中的氧(18ow)和氘(dw)同位素的瑞利分餾作用。海洋性氣團沿山脈迎風坡絕熱爬升過程中達到飽和狀態而凝結形成降水，由于18o和d等重同位素優先進入降水而落至地表，而水汽團相對富集輕同位素。因此在中低緯度山脈地區，降水中18o和d含量隨海拔高度增加而降低是普遍存在的現
3、青藏高原地區地表水氫同位素受海拔高度、水汽來源和蒸發富集作用的影響。盡管植物葉臘烷烴氫同位素不受分餾溫度和蒸發作用的影響，可用來重建青藏高原古高度，但受干旱和植物受水脅迫效應的影響表觀分餾系數(εwax-p)不易確定，越干旱，εwax-p值越高。流紋質火山玻璃氫同位素古高度計能有效地克服利用青藏高原新生代古土壤氫氧同位素重建古高度的缺陷。這里的流紋質火山巖不是指一種有嚴格結構和成分限制的巖石類型，而是它的地球化學特征和物理屬性是可以變化的，但這種變化對玻璃中氫同位素的分餾影響很小。流紋質火山巖噴發時一般攜帶0.1-0.3％巖漿水，隨即與環境水(如海水、湖水、近地表土壤水和地表水)發生水合作用而重置，并在1-10ka(ka為時間單位，表示1000年)內飽和而含有約3-5％的結合水。與其他類型的玻璃(如熔巖中的玻璃)相比，凝灰巖(或火山灰)中的玻璃更容易水化，這是由于凝灰巖的孔隙結構，以及凝灰巖總是沉積在水下環境(即河流、湖泊、海洋)中的事實。在這個過程中，火山玻璃顆粒像一個半透膜驅使外部的地表水滲透到玻璃內部，h2o分子被玻璃結構捕獲。水化后，火山玻璃外緣附近形成致密的凝膠層，阻止了后期的蝕變和氫同位素與次生環境水的交換。由于h2o分子擴散速度快于hdo分子，氫同位素在滲透過程中發生同位素分餾。假設同位素交換是平衡反應，通過上新世和全新世火山玻璃及其間的孔隙水(環境水)獲得環境水(δdw)和玻璃水(δdvg)(water-glass)之間的分餾系數α為1.0343±0.0005，從而建立它們的關系：δdw＝1.0343×(δdvg﹢1000)﹣1000。由于氫同位素在火山玻璃與環境水之間是動力擴散過程，分餾系數與溫度無關，并且在地表溫度下火山玻璃和周圍水的δdvg值之間的偏移已經被實驗確定。根據沉積環境的不同，δdvg值可以記錄河流水、土壤水、淺層地下水或湖泊水的δdw值。目前，δdvg值已被廣泛用于重建南美安第斯山脈的古海拔和北美科迪勒拉山脈等地區的古高度研究中，并顯現出強大潛力。
4、因此，流紋質火山玻璃古高度計具有不受溫度影響、同位素保存能力強、時代易確定等優點，大大簡化了古高度計應用時的檢驗和假設。而且通過大范圍的同時代或不同時代火山玻璃氫同位素與現代氫同位素的對比研究來重建古高度變化，可在很大程度上減少復雜的水汽來源而導致高度估計的不確定，對于重建古老山脈古高度具有重要意義。火山玻璃的研究在北美洲sierra?nevada地區、安第斯高原、美國cascade山區的古高度重建、氣候變化等方面已取得豐碩成果，然而國內研究仍處于初步發展階段。
5、現有技術一
6、turney,c.s.m.(1998).extraction?of?rhyolitic?component?of?veddemicrotephra?from?minerogenic?lake?sediments.journal?ofpaleolimnology?19:199–206.
7、該技術介紹了一種從無機晚冰期湖泊沉積物中提取流紋質微小火山灰的技術。該技術由lowe&turney(1996))成功應用，并且是對pilcher&hall(1992)描述的適用于全新世泥炭沉積物方法的改進。該方法提出了利用酸性火山玻璃與其他礦物之間的密度差別，以無毒且可回收的重液na6(h2w12o40)·h2o(多鎢酸鈉)作為密度浮選介質，從富含礦物的英國湖泊沉積物中提取火山灰。具體操作流程如下：①將樣品在坩堝中手動搗碎并加熱到550℃以去除有機質，然后在105℃的干燥器中干燥一夜以去除水分，冷卻并稱重量；②然后將樣品和坩堝放入650℃的爐子中進行4小時的有機物灰化(燃燒)。灰化完成后，將坩堝在干燥器中冷卻并重新稱重，確定燒失量。③將樣品轉移到15ml離心管中并加入10％hcl溶液以溶解任何可溶性無機物(如碳酸鹽)。④將溶液倒入75μm和24μm的細胞篩以分離微粒火山灰和其他沉積物。⑤將火山灰樣品在相對密度2.40g/cm3的多鎢酸鈉溶液中離心2次，轉速為2500rpm(轉/分)離心20分鐘。離心后取出上層液體(火山灰密度<2.40g/cm3在離心管中上浮)倒入裝有蒸餾水的錐形離心管中離心15分鐘，轉速2500rpm、制動速率為9，進一步分離火山灰。在這一階段后，上清液(稀釋的多鎢酸鈉)可以收集和過濾再利用，沉積物(密度<2.40g/cm3)根據是否需要進一步分析成分而處理或儲存。⑥將離心管底部的殘渣(密度>2.40g/cm3)在相對密度為2.50g/cm3的多鎢酸鈉中以轉速2500rpm離心兩次，離心20分鐘。每次處理后將上層液體倒入裝有蒸餾水的錐形離心管中，然后以2500rpm、制動速率9，離心15分鐘。⑦將相對密度大于2.50g/cm3的殘渣用蒸餾水稀釋，離心回收上清液(2500rpm，制動速率9，離心15分鐘)。與第5階段一樣，根據是否需要對其進一步分析進行處理或儲存。⑧將第⑥階段的上層液體在蒸餾水中以相同的速率進一步離心三次，完全去除和回收多鎢酸鈉。按照這些步驟，微粒火山灰與其他在離心管底本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.利用重液浮選法分離火山玻璃和氫同位素的測試方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的利用重液浮選法分離火山玻璃和氫同位素的測試方法，其特征在于，所述步驟S1具體為：
3.根據權利要求1所述的利用重液浮選法分離火山玻璃和氫同位素的測試方法，其特征在于，所述步驟S2包括以下子步驟：
4.根據權利要求1所述的利用重液浮選法分離火山玻璃和氫同位素的測試方法，其特征在于，所述子步驟S25得到的液體稱為重液，所述重液制成包括以下子步驟：
5.根據權利要求1所述的利用重液浮選法分離火山玻璃和氫同位素的測試方法，其特征在于，所述步驟S3包括以下子步驟：
【技術特征摘要】
1.利用重液浮選法分離火山玻璃和氫同位素的測試方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的利用重液浮選法分離火山玻璃和氫同位素的測試方法，其特征在于，所述步驟s1具體為：
3.根據權利要求1所述的利用重液浮選法分離火山玻璃和氫同位素的測試方法，其特征在于，所述步驟s2...
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