Name: Scheiding van uranium en thorium voor 230th-U daterend uit onderzeese hydrothermische sulfiden (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-05-20T12:30:00.000+00:00
Duration: 8 min 43 s
Description: Ontdek een methode voor de zuivering en scheiding van uranium- en thorium-isotopen in onderzeese hydrothermale sulfiden met behulp van MC-ICPMS. Deze techniek maakt datering mogelijk van monsters tot 600.000 jaar oud met minimaal materiaalverbruik.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Deze studie werd financieel gesteund door experimentele technologie innovatie Stichting van het Instituut voor geologie en geofysica, Chinese Academie van Wetenschappen (nr. 11890940), en China Ocean minerale bronnen R & D Association project (No. DY135-S2-2-07).

1. voorbereiding van het monster, de reagentia en de recipiënten
<ol><li>Reinig de afzuigkap, de kookplaat en de balans ruimte Bank voor het chemisch experiment met gespoten alcohol of ultrapuur water.</li>
	<li>Bereid sub-gekookte zuren (2 M HCl, 8 M HCl, 7 M HNO3, en 14 m HNO3), schone bekers en alle apparaten voordat monster verwerkt. Opmerking: sulfide monsters die in deze studie werden gepresenteerd, werden verzameld uit nieuw ontdekte hydrothermale zones in de Zuid-Atlantische Oceaan. In dit proces werd ongeveer 60 mg poeder monster gebruikt. Monster werd verzameld in glazen flesjes en in de monster opbergkast.</li>
</ol>2. Weeg de monsters af
<ol><li>Bereid gereinigde 30 mL perfluoroalkoxy (PFA) bekers. Label tweemaal buiten het bekerglas (om verwijdering te voorkomen).</li>
	<li>Weeg de lege bekers af. Opmerking: de gebruikte balans is nauwkeurig tot ± 0,0001 g, op voorwaarde dat alle schepen hun statische elektriciteit volledig hebben verwijderd.</li>
	<li>Lees het gewicht en noteer het.</li>
	<li>Giet het monster in het bekerglas. Dek af met een deksel en weeg de samples. Opmerking: het monstergewicht is afhankelijk van de 230th-inhoud. 230 Th-niveau varieert met de U-concentratie en de leeftijd van het monster. In het algemeen is een totaal van 100 ng van totaal U voldoende voor het monster.</li>
	<li>Voeg wat (~ 1 mL) ultrapuur water toe met behulp van een fles, spoel de binnenwand af en schud het bekerglas voorzichtig. Opmerking: Voeg voldoende ultrapuur water toe aan alle samples.</li>
</ol>3. Los het monster op en steek het
<ol><li>Plaats het monster-bevattende bekerglas in de damp afzuigkap.</li>
	<li>Open het deksel van het bekerglas. Voeg met behulp van een pipet 3 mL HNO3 (14 M) of Aqua Regia toe aan het monster.</li>
	<li>Plaats het bekerglas op de kookplaat, stel de temperatuur van de kookplaat in op 170 °C en los het monster volledig op. Opmerking: als er nog steeds onoplosbare stoffen in de oplossing zitten, voeg dan 12 M HCl, 22,6 M HF en 10,6 M HClO4toe en gebruik een gesloten tank met druk om ervoor te zorgen dat monsters volledig worden opgelost.</li>
	<li>Laat de oplossing minstens 30 min afkoelen. Voeg 0,1 – 0,3 g 229Th-233u-236u Spike oplossing van bekende activiteit in de oplossing. Opmerking: over het algemeen is de optimale verhouding van 235u/233u ~ 10 – 20:1 in de gemengde oplossing.</li>
	<li>Plaats de oplossing op de kookplaat, stel de temperatuur in op 170 °C en laat deze op de kookplaat staan totdat deze droogt. Opmerking: verdamping moet langzaam worden uitgevoerd wanneer het monster droogheid benadert.</li>
	<li>Los het monster op in 2 druppels HNO3 (0,04 ml, 14 M) en droog het op de kookplaat bij 170 °c.</li>
</ol>4. Ferric hydroxide co-neerslag voor U-th
<ol><li>Bereid de gereinigde 15 mL centrifugebuizen, label en plaats ze in de buis standaard. Opmerking: Voeg voorzichtig ongeveer 10 mg Fe (III) (FeCl3 in 12 M HCl) toe aan de centrifugale buis als monsters bijna geen Fe bevatten.</li>
	<li>Voeg enkele druppels (0,1 mL) van 2 M HCl toe aan het bekerglas. Schud het bekerglas zachtjes en los het monster volledig op.</li>
	<li>Breng elk monster over in een centrifugebuis.</li>
	<li>Voeg enkele druppels ammoniak toe (~ 0,1 mL) totdat het zuur wordt geneutraliseerd; Wanneer de pH 7 – 8 is, verschijnt er een rood bruin precipitaat. u en th-isotopen worden neergeprecipiteerd door de FE (OH)3. Opmerking: de heldere oplossing bevat ongewenste ionen zoals metalen elementen, mg2 +, No3- en NH4Oh.</li>
	<li>Dop de centrifugebuizen. Centrifugeer bij 2.340 x g gedurende 7 min. Gooi de supernatant weg</li>
	<li>Voeg wat ultrazuiver water toe om het precipitaat te wassen. Centrifugeer zoals hierboven en herhaal deze stap twee keer meer.</li>
	<li>Los het precipitaat op met 1,5 mL van 7 M HNO3. Breng het in het bijbehorende bekerglas.</li>
	<li>Voeg 1 druppel HClO4 toe (om organisch materiaal te verwijderen) en droog het op de kookplaat bij 170 °c gedurende ongeveer 30 minuten.</li>
</ol>5. bereiding van de anion wissel kolom
<ol><li>Bereid kleine polytetrafluorethyleen (PTFE) kolommen (~ 2,5 mL kolom grootte) zoals weergegeven in Figuur 1; plaats de frit in elke kolom langzaam onderaan op de Bank.</li>
	<li>Pipet-gereinigde anion-wisselings harsen in de kolommen. Plaats de kolommen op de houder.</li>
	<li>Vul de hele kolom met ultrapuur water. Voeg 1 druppel van 14 M HNO3toe. Opmerking: deze stap wordt voornamelijk uitgevoerd om de traceer elementen in de kolom te verwijderen.</li>
	<li>Voeg 2 kolom volumes (CV) van 7 M HNO3 toe om de sporenelementen te verwijderen. Herhaal deze stap.</li>
</ol><img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59098/59098fig1.jpg"> Figuur 1: ionen wisselingskolom vullen met anionische wisselingshars. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59098/59098fig1large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.</a>
6. zuivering en scheiding van u en th-fracties
<ol><li>Los het monster op in 0,5 mL van 7 M HNO3. Laad het voorzichtig op de kolom.</li>
	<li>Laat de kolom in het bekerglas in de vuilnisbak druppelen.</li>
	<li>Voeg 2 CV en 1 CV van 7 M HNO3 achtereenvolgens toe aan de kolom. Ijzer en andere metalen elementen in het monster worden verwijderd terwijl u en th in deze stap door de hars worden vastgehouden.</li>
	<li>Voeg 2 CV en 1 CV van 8 M HCl in de kolom achtereenvolgens om Elueer thorium Fractie. Verzamel de thorium fractie met een 7 mL met capaciteit gereinigd PFA bekerglas. Voeg 1 druppel HClO4 toe aan het bekerglas en droog de breuk op een kookplaat bij 170 °c gedurende ongeveer 30 minuten.</li>
	<li>Elute uranium fractie uit de hars met 2 CV van 0,1 M HNO3 tweemaal. Vang het eluaat op in het gereinigde PFA bekerglas. Voeg 1 druppel HClO4 toe en droog het op de kookplaat bij 170 °c gedurende ongeveer 30 minuten.</li>
	<li>Bereid en etiket 2 mL capaciteit flesjes.</li>
	<li>Los elk monster op in 1 druppel HNO3 en droog het op de kookplaat bij 170 °c gedurende minder dan 5 minuten tot 0,5 druppel overblijft. Breng ze samen met 0,2 mL van 2% HNO3 + 0,1% HF in de corresponderende flacons voor instrument meting.</li>
</ol><img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59098/59098fig2.jpg"> Figuur 2: uranium-en thorium fracties van de hydrothermische sulfiden van de onderzeeër. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59098/59098fig2large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.</a>
7. MC-ICPMS-meting
<ol><li>Meet de u-en th-fracties die via het bovengenoemde chemisch zuiveringsproces worden verzameld met behulp van een high-resolution MC-ICPMS-instrument. Opmerking: u en de isotopenverhoudingen kunnen worden verkregen door het instrument te gebruiken door middel van de secundaire Electron multiplier (SEM)21 techniek. De instrument parameters13 staan vermeld in tabel 1. Thorium leeftijd werd berekend met behulp van de volgende vergelijking: <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/59098/59098eq1.jpg"> Initiële ratio van 234u tot 238u werd als volgt gemeten: <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/59098/59098eq2.jpg">
</li>
</ol>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>Instrument</td>
			<td>Parameter</td>
			<td>Waarde</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="5">MC-ICPMS</td>
			<td>RF-vermogen</td>
			<td>1325 W</td>
		</tr>
<tr>
<td>Koel gas</td>
			<td>16,00 L min-1
</td>
		</tr>
<tr>
<td>Hulp gas</td>
			<td>1,78 L min-1
</td>
		</tr>
<tr>
<td>Monster gas</td>
			<td>1,00 L min-1
</td>
		</tr>
<tr>
<td>Lage resolutie</td>
			<td>300 ~ 400</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="5">CETAC Aridus II</td>
			<td>Monster injectiesnelheid</td>
			<td>50 ~ 60 μL min-1
</td>
		</tr>
<tr>
<td>AR sweep gas</td>
			<td>2 ~ 5 L min-1
</td>
		</tr>
<tr>
<td>Stikstofgas</td>
			<td>2 ~ 10 mL min-1
</td>
		</tr>
<tr>
<td>Temperatuur van de sproei kamer</td>
			<td>110 °C</td>
		</tr>
<tr>
<td>Temperatuur van de membraan oven</td>
			<td>160 °C</td>
		</tr>
</tbody></table>Tabel 1: instrument parameters voor het meten van U-th-isotopen door MC-ICPMS (met gebruikmaking van het instrument vermeld in de tabel van de materialen).

<ol><li>Lalou, C., Brichet, E., Hekinian, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Age+dating+of+sulfide+deposits+from+axial+and+off-axial+structures+on+the+East+Pacific+Rise+near+12%C2%B0500N%5BTitle%5D)+AND+%22Earth+and+Planetary+Science+Letters%22%5BJournal%5D)">Age dating of sulfide deposits from axial and off-axial structures on the East Pacific Rise near 12°500N.</a> Earth and Planetary Science Letters. 75 (1), 59-71 (1985).</li>
<li>Lalou, C., Brichet, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On+the+isotopic+chronology+of+submarine+hydrothermal+deposits%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Geology%22%5BJournal%5D)">On the isotopic chronology of submarine hydrothermal deposits.</a> Chemical Geology. 65 (3-4), 197-207 (1987).</li>
<li>Lalou, C., Reyss, J. L., Brichet, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Actinide-series+disequilibrium+as+a+tool+to+establish+the+chronology+of+deep-sea+hydrothermal+activity%5BTitle%5D)+AND+%22Geochimica+et+Cosmochimica+Acta%22%5BJournal%5D)">Actinide-series disequilibrium as a tool to establish the chronology of deep-sea hydrothermal activity.</a> Geochimica et Cosmochimica Acta. 57 (6), 1221-1231 (1993).</li>
<li>Lalou, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((New+age+data+for+Mid-Atlantic+Ridge+hydrothermal+sites%3A+TAG+and+Snakepit+chronology+revisited%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Geophysical+Research%22%5BJournal%5D)">New age data for Mid-Atlantic Ridge hydrothermal sites: TAG and Snakepit chronology revisited.</a> Journal of Geophysical Research. 98, 9705-9713 (1993).</li>
<li>Lalou, C., Reyss, J. L., Brichet, E., Rona, P. A., Thompson, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hydrothermal+activity+on+a+105-year+scale+at+a+slow-spreading+ridge%2C+TAG+hydrothermal+field%2C+Mid-Atlantic+Ridge+26%C2%B0+N%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Geophysical+Research%22%5BJournal%5D)">Hydrothermal activity on a 105-year scale at a slow-spreading ridge, TAG hydrothermal field, Mid-Atlantic Ridge 26° N.</a> Journal of Geophysical Research. 100 (B9), 17855-17862 (1995).</li>
<li>Kadko, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Radio+isotopic+studies+of+submarine+hydrothermal+vents%5BTitle%5D)+AND+%22Reviews+of+Geophysics%22%5BJournal%5D)">Radio isotopic studies of submarine hydrothermal vents.</a> Reviews of Geophysics. 34 (3), 349-366 (1996).</li>
<li>Lalou, C., Mu ̈nch, U., Halbach, P., Reyss, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Radiochronological+investigation+of+hydrothermal+deposits+from+the+MESO+zone%2C+Central+Indian+Ridge%5BTitle%5D)+AND+%22Marine+Geology%22%5BJournal%5D)">Radiochronological investigation of hydrothermal deposits from the MESO zone, Central Indian Ridge.</a> Marine Geology. 149 (149), 243-254 (1998).</li>
<li>Yejian, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hydrothermal+Activity+Events+at+Kairei+Field%2C+Central+Indian+Ridge+25%C2%B0S%5BTitle%5D)+AND+%22Resource+Geology%22%5BJournal%5D)">Hydrothermal Activity Events at Kairei Field, Central Indian Ridge 25°S.</a> Resource Geology. 62 (2), 208-214 (2012).</li>
<li>Yejian, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mineralogy+and+geochemistry+of+hydrothermal+precipitates+from+Kairei+hydrothermal+field%2C+Central+Indian+Ridge%5BTitle%5D)+AND+%22Marine+Geology%22%5BJournal%5D)">Mineralogy and geochemistry of hydrothermal precipitates from Kairei hydrothermal field, Central Indian Ridge.</a> Marine Geology. 354 (3), 69-80 (2014).</li>
<li>Jun-ichiro, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dating+of+Hydrothermal+Mineralization+in+Active+Hydrothermal+Fields+in+the+Southern+Mariana+Trough%5BTitle%5D)+AND+%22Subseafloor+Biosphere+Linked+to+Hydrothermal+Systems%22%5BJournal%5D)">Dating of Hydrothermal Mineralization in Active Hydrothermal Fields in the Southern Mariana Trough.</a> Subseafloor Biosphere Linked to Hydrothermal Systems. , 289-300 (2015).</li>
<li>Takamasa, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((U-Th+radioactive+disequilibrium+and+ESR+dating+of+a+barite-containing+sulfide+crust+from+South+Mariana+Trough%5BTitle%5D)+AND+%22Quaternary+Geochronology%22%5BJournal%5D)">U-Th radioactive disequilibrium and ESR dating of a barite-containing sulfide crust from South Mariana Trough.</a> Quaternary Geochronology. 15 (1), 38-46 (2013).</li>
<li>Weifang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((230Th%2F238U+dating+of+hydrothermal+sulfides+from+Duanqiao+hydrothermal+field%2C+Southwest+Indian+Ridge%5BTitle%5D)+AND+%22Marine+Geophysical+Research%22%5BJournal%5D)">230Th/238U dating of hydrothermal sulfides from Duanqiao hydrothermal field, Southwest Indian Ridge.</a> Marine Geophysical Research. 38 (1-2), 71-83 (2017).</li>
<li>Lisheng, W., Zhibang, M., Hai, C., Wuhui, D., Jule, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Determination+of+230Th+age+of+Uranium-series+standard+samples+by+multiple+collector+inductively+coupled+plasma+mass+spectromerty%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+China+Mass+Spectrometry+Society%22%5BJournal%5D)">Determination of 230Th age of Uranium-series standard samples by multiple collector inductively coupled plasma mass spectromerty.</a> Journal of China Mass Spectrometry Society. 37 (3), 262-272 (2016).</li>
<li>Wang, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((U+concentration+and+234U%2F238U+of+seawater+from+the+Okinawa+Trough+and+Indian+Ocean+using+MC-ICPMS+with+SEM+protocols%5BTitle%5D)+AND+%22Marine+Chemistry%22%5BJournal%5D)">U concentration and 234U/238U of seawater from the Okinawa Trough and Indian Ocean using MC-ICPMS with SEM protocols.</a> Marine Chemistry. 196, 71-80 (2017).</li>
<li>Hai, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Improvements+in+230Th+dating%2C+230Th+and+234U+half-life+values%2C+and+U-Th+isotopic+measurements+by+multi-collector+inductively+coupled+plasma+mass+spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22Earth+and+Planetary+Science+Letters%22%5BJournal%5D)">Improvements in 230Th dating, 230Th and 234U half-life values, and U-Th isotopic measurements by multi-collector inductively coupled plasma mass spectrometry.</a> Earth and Planetary Science Letters. , 82-91 (2013).</li>
<li>Edwards, R. L., Chen, J. H., Ku, T. -L., Wasserburg, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Precise+timing+of+the+last+interglacial+period+from+mass+spectrometric+analysis+of+230Th+in+corals%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Precise timing of the last interglacial period from mass spectrometric analysis of 230Th in corals.</a> Science. 236 (4808), 1537-1553 (1987).</li>
<li>Edwards, R. L., Taylor, F. W., Wasserburg, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dating+earthquakes+with+high+precision+thorium-230+ages+of+very+young+corals+%5BJ%5D%5BTitle%5D)+AND+%22Earth+and+Planetary+Science+Letters%22%5BJournal%5D)">Dating earthquakes with high precision thorium-230 ages of very young corals [J].</a> Earth and Planetary Science Letters. 90 (4), 371-381 (1988).</li>
<li>Hai, C., Jess, A., Edwards, R. L., Boyle, E. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((U-Th+dating+of+deep-sea+corals%5BTitle%5D)+AND+%22Geochimica+et+Cosmochimica+Acta%22%5BJournal%5D)">U-Th dating of deep-sea corals.</a> Geochimica et Cosmochimica Acta. 64 (14), 2401-2416 (2000).</li>
<li>Ishibashi, J., et al. Dating of Hydrothermal Mineralization in Active Hydrothermal Fields in the Southern Mariana Trough. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aIshibashi%2C+J+%22Subseafloor+Biosphere+Linked+to+Hydrothermal+Systems%22">Subseafloor Biosphere Linked to Hydrothermal Systems</a>. , Springer Japan. 289-300 (2015).</li>
<li>Jaffey, A. H., Flynn, K. F., Glendenin, L. E., Bentley, W. C., Essling, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Precision+measurement+of+half-lives+and+specific+activities+of+235U+and+238U%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+C%22%5BJournal%5D)">Precision measurement of half-lives and specific activities of 235U and 238U.</a> Physical Review C. 4, 1889-1906 (1971).</li>
<li>Richter, S., Goldberg, S. A., Mason, P. B., Traina, A. J., Schwieters, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Linearity+tests+for+secondary+electron+multipliers+used+in+isotope+ratio+mass+spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Mass+Spectrometry%22%5BJournal%5D)">Linearity tests for secondary electron multipliers used in isotope ratio mass spectrometry.</a> International Journal of Mass Spectrometry. 206 (1-2), 105-127 (2001).</li>
</ol>

Auteurs hebben niets te onthullen.

Er moeten enkele kritische stappen worden gevolgd om het succes van dit protocol te garanderen. Zorg ervoor dat alle operaties worden uitgevoerd in schone chemie ruimte onder de rook afzuigkap met schone luchtcirculatie. Zuivert alle regenten in dit proces van tevoren en reinig het apparaat voor gebruik. Los de monsters volledig op in het proces van het maken van de 7 M HNO3 oplossing die vervolgens wordt geladen op de 7 m HNO3-geconditioneerde harsen. Als er een onoplosbare substantie in het monste...

Onderzeese hydrothermische sulfiden zijn een gestage bron van metalen zoals ijzer, koper, zink en lood. Ze worden ook gezien als economisch levensvatbare middelen van zilver en goud. De locatie en de grootte van de deposito's zijn een record van de geschiedenis van hydrothermale ontladingen op de zeebodem. Het dateren van een hydrothermische sulfide kan belangrijke informatie verschaffen over het vormings-en wijzigings mechanisme van de sulfide erts storting, de maritieme activiteit van de zeebodem en de groeisnelheid van grote sulfide deposito's1,2 , 3. 238u-234u-230th verstoorde evenwicht dating is een effectieve isotopen methode van leeftijdsbepaling voor hydrothermische sulfiden4,5,6,7, 8,9,10,11,12, waar de zuivering en scheiding van u en th-isotopen noodzakelijk is. Deze tekst beschrijft een protocol voor u en de scheiding van isotopen en 230th-U dateren van sulfiden monster door MC-ICPMS.
Geologische materialen die u en de th zijn blijven gedurende enkele miljoenen jaren en een staat van seculier evenwicht tussen alle nucliden in de radioactieve reeks is gevestigd. Een combinatie van chemische oplosbaarheid en nucleaire terugslag factoren creëert echter vaak een evenwicht, waarbij de leden van de serie Decay van elkaar worden gescheiden door middel van processen zoals depositie, transport en verwering. Bijvoorbeeld, wanneer een sulfide storting wordt gevormd, de staat van 238u, 234u en 230th is van evenwicht, en de lange levensduur 238u geleidelijk verval naar korte levensduur 234u en 230vervolgens. Ervan uitgaande dat (i) het systeem gesloten blijft met betrekking tot u en de isotopen, en (II) het initiële bedrag van 230th en 232th opgenomen in sulfide monsters is nul, is het mogelijk om de tijd van depositie te bepalen door het meten van de huidige activiteitsverhoudingen van 230Th/238u en 234u/238u. De aanvankelijke hoeveelheid th is echter niet nul in het monster, en we gaan ervan uit dat de eerste 230th/232th atomaire ratio 4,4 ± 2,2 x 10-6is. Het toepasselijke dating bereik van deze methode is ongeveer ~ 10-6 x 105 jaar13,14. Echter, het grote verschil tussen de overvloed van uranium en thorium maakt meting uitdagend. Vandaar, het is zeer belangrijk om een chemische procedure voor U-th dating door MC-ICPMS vast te stellen.
In de afgelopen 30 jaar concentreerden de meeste studies zich op meer metingen van carbonaat materialen14,15,16,17 en minder op sulfide deposito's11,12,18 ,19. Alfa-partikel telmethoden zijn van oudsher gebruikt voor de studie van 230th/238U verstoorde evenwicht van onderzeese hydrothermische sulfiden1. De analytische onzekerheid van 5-17% is echter een beperkende factor die van invloed is op de nauwkeurigheid van de bepaling van de leeftijd van sulfiden1,8,9. Deze technieken hebben over het algemeen last van het gebruik van relatief grote kolommen en reagens volumes en de behoefte aan meerdere kolom passen voor zuivering en scheiding van U-th uit een monster. Recente ontwikkelingen in MC-ICPMS hebben de nauwkeurigheid van U-th isotopen metingen (< 5‰ voor leeftijden)14 aanzienlijk verbeterd en hebben de steekproefgrootte (< 0.2 g) die nodig is voor analyse significant verlaagd. In deze werken zijn veel chemische scheidings procedures ontwikkeld en hebben ze uitstekende chemische opbrengsten behaald met een lage chemische achtergrond van12,13.
Hier presenteren we een chemisch gebaseerd protocol om monsters te verkrijgen die voldoende schoon zijn voor MC-ICPMS-analyse. Het is geschikt voor het dateren van hydrothermische sulfide monsters van leeftijd < 6 x 105 jaar14. Met deze techniek kunnen de afgescheiden u en de isotopen fracties voldoen aan de meet vereisten door MC-ICPMS. De leeftijd van het hydrothermische sulfide monster kan worden berekend uit de mate van reageren tussen 230th en 234u en tussen 234u en 238u met behulp van de beschreven activiteit verval vergelijking.

<table><tbody><tr><td>AG 1-X8 anion-uitwisselingshars</td><td>BIO-RAD</td><td>140-1441</td><td>Scheiding van zeldzame elementen</td></tr><tr><td>Ammoniak oplossing</td><td>Kanto Chemical CO., INC.</td><td>1336-21-6</td><td>Reagens</td></tr><tr><td>Glasmaatbuisjes</td><td>BOTEX</td><td>Geen</td><td>Staalverzameling</td></tr><tr><td>Zoutzuur</td><td>Sinopharem chemical reagent Co. Ltd</td><td>7647-01-0</td><td>Reagens</td></tr><tr><td>Fluorwaterstofzuur</td><td>EMD Millipore CO.</td><td>7664-39-5</td><td>Reagens</td></tr><tr><td>Neptune Plus</td><td>Thermo Fisher Scientific CO.</td><td>Geen</td><td>Apparatuur</td></tr><tr><td>Salpeterzuur</td><td>Sinopharem chemical reagent Co. Ltd</td><td>7697-37-2</td><td>Reagens</td></tr><tr><td>Perchloorzuur</td><td>Kanto Chemical CO., INC.</td><td>32059-1B</td><td>Reagens</td></tr><tr><td>Ultrapuur water</td><td>Merck Millipore</td><td>Geen</td><td>Geproduceerd door Mill-Q Advantage-systeem</td></tr><tr><td>Veegpapier</td><td>Kimberley-Clark</td><td>0123-12</td><td>Vegen en schoonmaken</td></tr><tr><td>2 ml maatbuisje</td><td>Nelgene</td><td>5000-0020</td><td>Staalverzameling</td></tr><tr><td>229Th-233U-236U spike</td><td>Geen</td><td>Geen</td><td>Reagens</td></tr><tr><td>7 ml PFA beker</td><td>Savillex</td><td>200-007-20</td><td>Staalbehandeling</td></tr><tr><td>10 ml centrifuge</td><td>Nelgene</td><td>3110-1000</td><td>Staalbehandeling</td></tr><tr><td>30 ml PFA beker</td><td>Savillex</td><td>200-007-20</td><td>Staalbehandeling</td></tr></tbody></table>

scheiding van uranium en thorium voor 230th-u daterend uit onderzeese hydrothermische sulfiden

Separation of Uranium and Thorium for 230Th-U Dating of Submarine Hydrothermal Sulfides

De leeftijd van een onderzeese hydrothermische sulfide is een belangrijke index voor het inschatten van de grootte van hydrothermische ertsafzettingen. Uranium en thorium isotopen in de monsters kunnen worden gescheiden voor 230th-U dating. Dit artikel presenteert een methode om te zuiveren en scheiden u en th isotopen in onderzeese hydrothermische sulfide monsters. Na deze techniek kunnen de afgescheiden u en de th-fracties voldoen aan de meetvoorschriften door multi-Collector inductief gekoppelde plasma massaspectrometrie (MC-ICPMS). De leeftijd van het hydrothermische sulfide monster kan worden berekend door de huidige activiteitverhoudingen van 230Th/238u en 234u/238u te meten. Een super schone kamer is noodzakelijk voor dit experiment. Gereinigde regenten en benodigdheden worden gebruikt om de verontreiniging tijdens de monster processen te verminderen. Balans, kookplaat en centrifuge worden ook gebruikt. Het sulfide monster wordt gepoederd voor analyse en er wordt minder dan 0,2 g monster gebruikt. Kort, het monster wordt gewogen, opgelost, toegevoegd aan 229Th-233u-236u dubbele Spike oplossing, Fe co-neergeprecipiteerd, en gescheiden op een anion-uitwisseling hars extractie kolom. Ongeveer 50 ng U wordt verbruikt voor 230th-U dateren van sulfiden monster door MC-ICPMS.

Met behulp van deze Procure, een onderzeese hydrothermische sulfide monster kan volledig worden opgelost. Na dit protocol werd de th-fractie uit het hydrothermische sulfide-monster geellueerd met 8 M HCl. Ondertussen werd de U-Fractie van het hydrothermische sulfide-monster geellueerd met 0,1 M HNO3. u en de fracties werden opgelost in de 2% HNO3 (+ 0,1% HF) oplossing (Zie Figuur 2) en opgeslagen in injectieflacons met 2 ml capaciteit. Het mengsel we...

Het protocol beschrijft een methode voor het zuiveren en scheiden van de u en de nuclide in onderzeese hydrothermische sulfide monster met Fe co-neerslag en extractie chromatografie voor 230th-U verstoorde evenwicht dating.

Scheiding van uranium en thorium voor 230th-U daterend uit onderzeese hydrothermische sulfiden

The age of a submarine hydrothermal sulfide is a significant index for estimating the size of hydrothermal ore deposits. Uranium and thorium isotopes in ...

Dit artikel presenteert een methode om uranium en thorium isotopen te zuiveren en te scheiden in onderzeese hydrothermale sulfide monsters. Met deze techniek kunnen uranium en thorium isotoop worden gemeten door MC-ICPMS, geschikt voor het dateren van monsters met een leeftijd van minder dan 600,000 jaar en belangrijke informatie verstrekken over sulfide ertsafzettingen, hydrothermale activiteit op de zeebodem en groeipercentages van grote sulfideafzettingen. Met deze techniek wordt minder dan 0,2 gram sulfidemonster in poedervorm gebruikt en wordt slechts 50 nanogram uranium verbruikt voor uraniumseries die dateren van MC-ICPMS.Er moeten enkele cruciale stappen worden gezet om dit protocol tot een succes te maken. Zuiver alle chemische reagentia en maak het apparaat schoon. Zorg ervoor dat alle bewerkingen worden uitgevoerd onder de rookkap en schone luchtcirculatie.Vermijd de kruisbesmetting van de aangrenzende monsters tijdens de monsterverwerking en het bereiken van de toestand van uranium en het thorium in overeenstemming met uw techniek. De belangrijkste imitatie van deze techniek is gerelateerd aan het uranium 238 en de thorium 232. Concentratie van het monster, is het het beste om monsters te kiezen waar het uranium is meer dan en het thorium is minder dan 10 ppb.Gebruik eerst gespoten alcohol, of ultra zuiver water, om de rookkap, hete plaat en de balanskamerbank voor het chemische experiment schoon te maken. Bereid in de rookkap de ondergekookte zoutzuur- en salpeterzuur- en sulfidemonsters in flacons. Label twee maal 30 milliliter PFA-flessen, om uitwissing te voorkomen en de lege flessen te wegen op een balans die nauwkeurig is tot plus of min 0,0001 gram.Giet de monsters in de PFA flessen, dek af met een deksel en weeg de flessen. Voeg ongeveer een liter ultrazuiver water in de fles, draai de fles om de binnenwand te spoelen en schud de fles zorgvuldig om alle monsters water te laten bedekken. Doe het monster met flessen in de rookkap, open het deksel en gebruik een pipet om drie milliliter 14 molaire salpeterzuur, of aqua regia, in elke fles met de monsters toe te voegen.Leg de PFA-flessen op de hete plaat en stel de temperatuur van de hete plaat op 170 graden Celsius om de monsters volledig op te lossen. Laat de oplossing minstens 30 minuten afkoelen. Voeg vervolgens 100 tot 300 milliliter thorium-229, uranium-233 en uranium-236 spike oplossing van de bekende activiteit in elke monster oplossing.Leg de flessen vijf uur lang op de hete plaat op 170 graden Celsius om te drogen. Los elk monster op in twee druppels salpeterzuur van 14 molar en droog ze opnieuw op de hete plaat op 170 graden Celsius. Bereid schone, 15 milliliter centrifugebuizen, etiket en plaats ze in een buis standaard, voeg ongeveer 0,1 milliliter van twee molaire zoutzuur in elke fles met de gedroogde monsters en schud zachtjes om de monsters volledig op te lossen.Breng elk monster in een centrifugebuis. Voeg verschillende druppels ammoniak oplossing in elke buis totdat het zuur is geneutraliseerd, met een roodbruin uranium en thorium isotoop neerslaan, biferric oxyhydroxide. Verzegel de centrifugebuizen, vernig ze en vercentrifuge zeven minuten op 2340 keer g.Gooi de supernatant weg. Voeg ultrazuiver water toe aan de buizen en schud om opnieuw te zonnen. Centrifuge opnieuw om de was nog twee keer te wassen en te herhalen.Los vervolgens het neerslag op met 1,5 milliliter zeven molaire salpeterzuur. Breng de oplossing in de overeenkomstige fles, voeg een druppel perchloorzuur toe om organische stoffen te verwijderen en droog elk monster op de hete plaat op 170 graden Celsius gedurende ongeveer 30 minuten. Als u een anionuitwisselingskolom wilt voorbereiden, voegt u frit in elke PTFE-kolom langzaam aan de onderkant, met behulp van een PTFE-pijp.Leg de kolommen op de houder, pipette gereinigd anion uitwisseling harsen in de kolommen. Vul de hele kolom met ultrazuiver water en voeg een druppel van 14 molar salpeterzuur toe. Voeg vervolgens twee maal twee kolomvolumes van zeven molair salpeterzuur toe om de sporenelementen te verwijderen.Los elk monster op in 0,5 milliliter salpeterzuur van 7 molar. Laad het voorzichtig op de kolom, laat het over de kolom druppelen, in het afvalbeker. Voeg vervolgens achtereenvolgens twee kolomvolumes en één kolomvolume van zeven molair salpeterzuur toe aan elke kolom.IJzer en andere metalen elementen in de monsters worden verwijderd, terwijl uranium en thorium worden bewaard door de hars. Voeg daarna achtereenvolgens twee kolomvolumes en één kolomvolume van acht molair zoutzuur toe aan elke kolom, om thoriumfractie te elute. Verzamel de thoriumfractie, met behulp van een zeven milliliter PFA-fles voor elke kolom.Voeg een druppel perchloorzuur in de fles en droog de fractie op een hete plaat op 170 graden Celsius gedurende ongeveer 30 minuten. Vervolgens elute uranium fractie van de hars met twee kolom volumes van 0,1 molar salpeterzuur tweemaal. Verzamel het eluaat in nieuwe PFA-flessen en voeg vervolgens een druppel perchloorzuur toe en droog het op de hete plaat op 170 graden Celsius gedurende ongeveer 30 minuten.Nu voor te bereiden en label twee milliliter capaciteit flesjes. Los elk monster op in één druppel van 14 molaire salpeterzuur en droog het op de hete plaat op 170 graden Celsius gedurende minder dan vijf minuten, totdat een halve druppel overblijft. Breng ze samen met 0,2 milliliter salpeterzuur en 0,1% fluorzuur over in de overeenkomstige flacons voor instrumentmeting.Met behulp van deze procedure kunnen onderzeese hydrothermale sulfidemonsters volledig worden opgelost voor uranium- en thoriumanalyse. In dit voorbeeld varieerde het uraniumgehalte van 178 tot 5, 118,2 nanogram per gram en het thoriumgehalte varieerde van 603 tot 7, 212 picogrammen per gram. Vijf monsters hadden leeftijden variërend van 567 tot 21, 936 jaar voor het jaar 2000 na Christus. Het verbruik van monsters bedroeg ongeveer 60 milligram, behalve S32 waarin slechts 17 milligram monster werd verbruikt.In deze stappen was de concentratie zure reagentia, maar we bepaalden eigenlijk, om succes te garanderen. Na deze procedure, uranium en thorium isotopen te verminderen en ze vinden nog steeds bepaald ook de It kan echte chemische informatie voor sulfide deposito's. Onze reagentia zijn schadelijk voor het menselijk lichaam.Houd u strikt aan de relevante specificaties om de persoonlijke veiligheid te garanderen.

separation-uranium-thorium-for-230th-u-dating-submarine-hydrothermal

Research

JoVE Journal

Chemistry

Scheikunde

Akoestische cavitatie aan de macht echografie ingediend vloeistoffen creëert kortstondige extreme omstandigheden in de instortende bubbels, die de oorsprong van de ongewone chemische reactiviteit en lichtemissie, bekend als sonoluminescentie zijn. In aanwezigheid van edelgassen, wordt evenwichts plasma gevormd. De "hot" deeltjes en de fotonen die door instortende bubbels zijn in staat om soorten te wekken in oplossing.

Activerende moleculen, ionen, en Vaste deeltjes met akoestische cavitatie

Productie afvalwater (PBW) werd behandeld met cuprisch oxide nanodeeltjes (CuO-NP's) en cellulaire toxiciteit werd beoordeeld in gekweekte menselijke cellen. Het doel van dit protocol was om het native milieumonster te integreren in een celkweekformaat waarbij de veranderingen in toxiciteit als gevolg van CuO-NP behandeling werden beoordeeld.

Verwijdering van Trace Elements van Cupric Oxide Nanodeeltjes van Uranium<em&gt; In Situ</em&gt; Herstel Bleed Water en het effect op levensvatbaarheid van de cellen

We presenteren een procedure om de metaal-silicaatverdeling van siderofiele elementen te bepalen, met nadruk op technieken die de vorming van metaalinclusies onderdrukken in experimenten voor de edelmetalen. De resultaten van deze experimenten worden gebruikt om het effect van kernvorming op de zeer siderofiele elementsamenstelling van de mantel te demonstreren.

Metal-silicaat Partitioning bij hoge druk en temperatuur: experimentele methoden en een protocol bij Highly onderdrukken Siderophile Element Inbegrepen

De techniek van diffusieve gradiënten in dunne films (DGT) voorgesteld voor speciatie plutonium. Dit protocol beschrijft diffusie experimenten sonderen het gedrag van Pu (IV) en Pu (V) in aanwezigheid van organisch materiaal. DGTs ingezet in een karstic voorjaar laat de beoordeling van de biologische beschikbaarheid van Pu.

Speciatie en biologische beschikbaarheid Metingen van Milieu Plutonium gebruik van Diffusion in Thin Films

Een protocol voor in situ synthese van een waterige bis (iminoguanidinium) ligand en het gebruik ervan in selectieve scheiding van sulfaat wordt gepresenteerd.

Sulfaat Scheiden door selectieve kristallisatie met een Bis-iminoguanidinium Ligand

Hier presenteren we de draagbare autoRAD platform voor snelle radiometrische scheiding en bepaling van 90Sr, een belangrijke kernsplijting product zeer relevant is voor het kernafval.

Geautomatiseerde 90Sr scheiding en Preconcentration in een Lab-op-Valve-systeem op het niveau van de Ppq

We presenteren een protocol voor het genereren van een isotopisch gezuiverde lage-energie 229th Ion Beam van een 233U bron. Deze ionen straal wordt gebruikt voor de directe detectie van de 229mvan de grondtoestand verval via de interne-conversie verval kanaal. We meten ook de interne conversie levensduur van 229mth.

Voorbereiding van een Isotopisch zuivere 229e Ion Beam voor studies van 229mth

Dit protocol stelt de voorbereiding van U2O5 dunne lagen verkregen in situ onder ultra hoog vacuüm. Het proces omvat oxidatie en reductie van UO2 films met atomaire zuurstof en waterstof atoom, respectievelijk.

U2O5 Film voorbereiding via UO2 afzetting door gelijkstroom sputteren en opeenvolgende oxidatie en reductie met atomaire zuurstof en waterstof atoom

Analyse van de morfologie, samenstelling en afstand van exsolution lamellen kan essentiële informatie verschaffen om de geologische processen gerelateerd aan vulkanisme en metamorfose te begrijpen. We presenteren een nieuwe toepassing van APT voor de karakterisering van dergelijke lamellen en vergelijken deze benadering met het conventionele gebruik van elektronenmicroscopie en op FIB gebaseerde nano tomografie.

Atom probe tomografie analyse van Uitopgeloste minerale fasen

Hier presenteren we een protocol om twee soorten UTe2-kristallen te synthetiseren: die met robuuste supergeleiding, via chemische damptransportsynthese, en die zonder supergeleiding, via gesmolten metaalfluxsynthese.

Vergelijking van twee verschillende synthesemethoden van enkelvoudige kristallen van supergeleidend uraniumdyldyl

Dit protocol is voor de isolatie van kwartskorrels naar grootte voor luminescentiedatering van sedimenten. Geschetst zijn fysieke reiniging en chemische verteringen door achtereenvolgens te weken in H2O2, HCl, HF en HCl opnieuw om kwartskorrels te isoleren. De kwartszuiverheid wordt gekwantificeerd met microscopische beoordeling, Raman-spectroscopie en IR-depletieverhouding.

Isolatie van kwartskorrels voor optisch gestimuleerde luminescentie (OSL) Datering van quaternaire sedimenten voor paleomilieuonderzoek

Ontdek een methode voor de zuivering en scheiding van uranium- en thorium-isotopen in onderzeese hydrothermale sulfiden met behulp van MC-ICPMS. Deze techniek maakt datering mogelijk van monsters tot 600.000 jaar oud met minimaal materiaalverbruik.

Scheiding van uranium en thorium voor ²³⁰th-U daterend uit onderzeese hydrothermische sulfiden

Meer video's verkennen