非传统稳定同位素2铁同位素1.pptx
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1、1铁同位素地球化学(1)提 纲铁同位素的研究意义与表达方式铁同位素在自然界中的分布铁同位素的分馏过程应用实例铁同位素研究的意义l太阳系中丰度最高的金属元素太阳系中丰度最高的金属元素l最主要的变价元素之一最主要的变价元素之一l生命活动所必需的营养元素生命活动所必需的营养元素l大宗需求的基本工业原料大宗需求的基本工业原料 IsotopesOresOrganismEnvironment自然界中的铁同位素丰度54Fe,56Fe,57Fe,58Fe 5.84%,91.76%,2.12%,0.28%Fe同位素表示方式(千分偏差)或(万分偏差)自然界中的物质,包括陨石和地球样品,均符合质量分馏关系,56Fe
2、=0.677*57Fe(Zhu et al.,2001)Fe同位素表示方式(千分偏差)或(万分偏差)自然界中的物质,包括陨石和地球样品,均符合质量分馏关系,56Fe=0.677*57Fe(Zhu et al.,2001)标准物质国际标准为IRMM-014,由欧盟参考物质及测量研究所提供。少量学者采用15块地球火成岩和5块高钛月球玄武岩的平均值作为标准(Beard et al.,1999,2003)两种标准物质间的换算关系为:56Fe火成岩56FeIRMM-014-0.09 标准物质的作用仪器质量分馏(质量歧视)(instrumental mass discrimination)校正;Delta
3、 Zero数据质量监控(化学纯化、质谱测定)不同实验室的数据对比标准物质的作用仪器质量分馏(质量歧视)校正:高纯度单质或简单化合物(溶液)Delta Zero:同位素组成已知,并且其同位素组成接近自然界的平均值;数据质量监控(化学纯化、质谱测定):与待测样品的物质组成相近;不同实验室的数据对比:全球普遍采用的参考物质提 纲铁同位素的研究意义与表达方式铁同位素在自然界中的分布铁同位素的主要分馏过程应用实例铁同位素在自然界中的分布 主要地质体的铁同位素组成 基本特征标准物质国际标准为IRMM-014,由欧盟参考物质及测量研究所提供。少量学者采用15块地球火成岩和5块高钛月球玄武岩的平均值作为标准(
4、Beard et al.,1999,2003)两种标准物质间的换算关系为:56Fe火成岩56FeIRMM-014-0.09 整体地球(Bulk Earth)的铁同位素平均值陨石总体的56Fe变化范围为-0.300.38,平均值为0.000.16(n=229)碳质球粒陨石的56Fe变化平均值为0.000.10上地幔的铁同位素组成平均值上地幔的铁同位素组成不均一;56Fe变化平均值为0.000.23;与碳质球粒陨石的铁同位素组成一致。地壳的铁同位素组成玄武岩:0.100.09(n=196);安山岩-流纹岩-闪长岩-花岗岩:0.150.20(n=96)黄土:0.130.18(n=14)页岩:0.08
5、0.30(n=28)陨石地幔橄榄岩玄武岩安山岩-闪长岩-英安岩页岩黄土花岗岩流纹岩硅酸盐地球的Fe同位素组成 整体硅酸盐地球的平均Fe同位素组成应该与国际标准物质IRMM-014接近,56Fe平均值在0附近;上地壳相对地幔略富集铁的重同位素,并且有较大的铁同位素变化范围。水圈、化学沉积岩水圈的56Fe变化范围约为-52.5气溶胶、黄土、碎屑沉积物:56Fe在0附近河水、孔隙水、热液流体:富集Fe的轻同位素水圈、化学沉积岩碳酸盐岩、热液硫化物、铁锰结壳:富集Fe的轻同位素条带状铁建造(BIF):富集Fe的重同位素。生 物 物 质生物倾向于优先吸收轻的Fe同位素,而且在食物链中随着级别的升高,这种
6、情况越明显 提 纲铁同位素的研究意义与表达方式铁同位素在自然界中的分布铁同位素分馏过程应用实例铁同位素的主要分馏过程同位素分馏机制回顾基本物理-化学-生物过程中的铁同位素分馏重要地质过程中的铁同位素分馏同位素效应与同位素分馏同位素效应:由于质量或自旋等核性质的不同而造成同一元素的同位素原子(或分子)之间物理和化学性质有差异的现象。同位素效应指的是同一元素的同位素或者含该元素不同同位素的化合物在性质上的差异。这些差异,可以表现在物理性质上,也可以表现在化学性质上,还可以是核性质上。过去说同一种元素的原子物理、化学性质相同,是不准确的。同位素效应同位素的质量效应与核体积效应质量效应:也叫第一类同位
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