钙同位素的高温分馏及示踪深部碳循环的可能性

发布时间：2024-05-21 23:42

　　本博士论文主要研究Ca同位素地球化学,包括Ca同位素的分析方法,高温下Ca同位素分馏以及探讨Ca同位素在示踪深部碳循环领域的潜在应用。主要目标是应用高精度Ca同位素分析方法研究高温岩浆分异过程中Ca同位素的分馏,地幔Ca同位素的不均一性,进一步探讨Ca同位素示踪深部碳循环的可能性。主要研究内容和成果如下:(1)通过在美国哈佛大学学习掌握了双稀释剂法精确测定Ca同位素组成,编写了双稀释剂法校正同位素分馏的计算程序,分析外精度达到0.02‰(2σmean)。(2)Ca同位素示踪高温地质过程中很重要的科学问题包括地幔Ca同位素的均一性及岩浆分异过程会不会造成Ca同位素分馏,地表出露的幔源岩能否代表其地幔源区的Ca同位素组成等。为了解决这一个问题,我选取夏威夷Kilauea Iki熔岩湖的样品作为研究对象。Kilauea Iki熔岩湖是一个自然形成的,近似于一个封闭的岩浆演化系统。随着岩浆冷却,内部发生分离结晶作用,是一个研究岩浆演化的理想取样点。本文首先通过MELTS模拟该岩浆分异的过程,进而分析不同演化阶段的样品的Ca同位素组成。测试的结果表明它们具有相似的Ca同位素组成(δ44/40Ca...

【文章页数】：90 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第1章前言
    1.1 Ca同位素的研究现状
        1.1.1 Ca同位素的分馏原理及表示方法
        1.1.2 双稀释剂应用于Ca同位素分析
        1.1.3 国际地球化学标准样品的Ca同位素
        1.1.4 地幔Ca同位素组成的不均一性
        1.1.5 同位素示踪深部碳循环
    1.2 科学问题，研究内容和方法
    1.3 主要工作量及成果概述
第2章 Ca同位素分析方法
    2.1 化学分离
        2.1.1 样品溶解
        2.1.2 淋洗曲线
    2.2 TIMS测试
        2.2.1 灯丝点样
        2.2.2 质谱测定
    2.3 数据检验及双稀释剂校正
        2.3.1 数据检验
        2.3.2 双稀释剂的使用及原理
        2.3.3 双稀释剂的分馏校正计算程序
        2.3.4 测量精度
第3章岩浆分异过程中Ca同位素的分馏研究：以夏威夷Kilauea Iki岩浆湖玄武岩为例
    3.1 区域地质概况
    3.2 Ca同位素的测试结果
    3.3 讨论
        3.3.1 MELTS程序模拟岩浆分异过程
        3.3.2 岩浆分异过程Ca同位素分馏
        3.3.3 地幔Ca同位素不均一性
    3.4 小结
第4章同位素在示踪深部碳循环中的应用
    4.1 地幔中碳的储量及存在形式
        4.1.1 储量
        4.1.2 存在形式
    4.2 深部碳的循环过程
        4.2.1 洋壳俯冲过程中碳的行为
        4.2.2 含碳地幔的熔融
        4.2.3 洋壳俯冲过程中进入地幔的碳通量
        4.2.4 地幔经火山作用向大气释放的碳通量
    4.3 同位素示踪深部碳循环
        4.3.1 C同位素
        4.3.2 稀有气体同位素
        4.3.3 Mg同位素
        4.3.4 Ca同位素
    4.4 展望
第5章结论
硕、博连读期间发表论文目录
致谢
参考文献
附录
    1. 周口店石灰岩
        1.1 野外取样
        1.2 主量元素分析
    2. 川西火成碳酸岩
        2.1 地质背景与岩石学
        2.2 主量元素分析
        2.3 微量元素分析
    3. 莱芜-淄博火成碳酸岩
        3.1 地质背景与岩石学
        3.2 主量元素分析
        3.3 微量元素分析
个人简历



本文编号：3980088