钙同位素在地幔中的分馏

发布时间：2021-11-07 00:24

　　钙是地幔和地壳的主要造岩元素之一,也是生物必须的营养元素之一,在地球各个圈层分布广泛。从上世纪90年代开始,钙同位素逐渐成为同位素地球化学的一个研究热点。目前对大量自然样品的钙同位素观测显示,自然界中存在着约～4‰的分馏,揭示了钙同位素在示踪多种地质过程的应用前景。目前与钙同位素相关的研究应用主要集中在低温领域,这些研究发现矿物风化,碳酸盐沉淀,生物矿化反应等过程中存在显著的钙同位素分馏,这预示钙同位素有潜力作为一种表生物质再循环的示踪剂。为了使钙同位素更好的应用于固体地球科学的研究中,我们需要充分了解深部地球的钙同位素组成,但目前高温钙同位素的研究应用较少,地幔储库的组成,钙同位素在高温地质过程中的行为等基本问题依然不清楚。目前主要存在的问题有:（1）地幔岩中含钙矿物如单斜辉石,斜方辉石,石榴子石,橄榄石的矿物间钙同位素分馏机制尚不清楚;（2）前人对全硅酸盐地球（bulk silicateearth,简称BSE,指核幔分异,地球经历去挥发分过程后的残留硅酸盐组分）的钙同位素组成的厘定工作较为粗略;（3）除去橄榄岩外的其他地幔岩如辉石岩,榴辉岩等的钙同位素组成尚没有工作报道;（4）不清... 

【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校

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图１．３从丨９３５年起到２０１５年发表的钙同位素地球化学文章数量（摘自Ｗｏｍｂａｃｈｅｒｅｔａｌ．，２０１６）??

．－．，＾５?ｎｇＣａ）点至载带中部，等待样品蒸干。??（３）用移液枪取１?ｐｉ?１０％（ｖ／ｖ）Ｈ３Ｐ〇４覆盖至样品上，等待激发剂蒸干。??（４）缓慢提升电流至１．５?Ａ后，保持１分钟。??（５）缓慢提升电流至２．２?Ａ后，保持１分钟。??（６）缓慢提升电流直至载带出现暗红现象，并保持丨５秒钟，然后缓慢降低电流??至０，点样结束，将点好的带依次排列在塑料盒中放在防潮柜中保存。??２．３．４．２测试条件??钙同位素测定是在广州地球化学研究所的ＴＩＭＳ阳离子模式下进行的。由于??Ｃａ的６个稳定同位素具有非常大的相对元素质量差异（４０－４８，?２０％），法拉第杯设??置如下：第一序列为ｗＣａ、４１Ｋ、４２Ｃａ、４３Ｃａ及４４Ｃａ，中心杯测定４ＩＫ?（图２．１）。??

?遭受了多阶段再循环太古代陆壳物质的改造（Ｚｈａｎｇ?ｅｔａｌ．，?２００６）。地质简图以及采??样地点见图３．１。??▲?１１０°Ｅ?１２０°Ｅ??丨?Ｎ?Ｘｉｎｇ＾ｎＭｏｎｇｏ＾＾＾１＾！！＾￣￣￣ｊ??／＾ｉａｎｎｕ〇ｂａ?）??＾ｒａｃｒ：ｉｎ?＾??Ｙａｎｇｔｚｅ?Ｃｒａｔｏｎ?＾＾＾＾ｄｈａｎｇｈａｉ?３〇°ｎ?■??图３．１．中国东部地质简图以及本研宄中采样地点??根据ＮＣＣ的奥陶系富金刚石金伯利岩以及其地幔包体的研宄，古生代时的??ＮＣＣ可能是一个厚（２００ｋｍ）而冷的克拉通。但是，地球物理的研宄显示，现在的??ＮＣＣ岩石圈厚度很薄（Ｃｈｅｎ?ｅｔ?ａＬ，２００８，?２００９），这说明ＮＣＣ岩石圈地幔至少从古??生代开始到现在减薄了?１００?ｋｍ以上。另一项中国东部的重大地质事件是ＮＣＣ和??ＹＣ在三叠纪时沿着秦岭－大别－苏鲁造山带发生大陆碰撞，形成了中国中部造山带??（ｅ．ｇ．，Ｌｉ?ｅｔ?ａｌ．，１９９３）。??２４??

【参考文献】：
期刊论文
[1]热电离质谱（TIMS）测定Ca同位素时Sr干扰影响的实验评价[J]. 张晨蕾,祝红丽,刘峪菲,刘芳,张兆峰.  质谱学报. 2017(05)
[2]热电离质谱测定钙同位素过程中双稀释剂的选择[J]. 刘芳,祝红丽,谭德灿,刘峪菲,康晋霆,朱建明,王桂琴,张兆峰.  质谱学报. 2016(04)
[3]钙同位素化学分离方法研究[J]. 刘峪菲,祝红丽,刘芳,王桂琴,许继峰,张兆峰.  地球化学. 2015(05)
[4]钙同位素地球化学综述[J]. 祝红丽,张兆峰,刘峪菲,刘芳,康晋霆.  地学前缘. 2015(05)
[5]汉诺坝幔源橄榄岩包体的微量元素和Re-Os同位素地球化学:SCLM的性质和形成时代[J]. 夏琼霞,支霞臣,孟庆,郑磊,彭子成.  岩石学报. 2004(05)



本文编号：3480803