非傳統(tǒng)穩(wěn)定同位素-4-銅鋅同位素

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1、1中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所INSTITUTEOFGEOLOGYCHINESEACADEMYOFGEOLOGICALSCIENCES下次上課時(shí)間28日或29日銅和鋅同位素地球化學(xué)授課：朱祥坤中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所INSTITUTEOFGEOLOGYCHINESEACADEMYOFGEOLOGICALSCIENCES一、銅同位素地球化學(xué)中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所INSTITUTEOFGEOLOGYCHINESEACADEMYOFGEOLOGICALSCIENCES銅是自然界中的主要過渡金屬元素之一，以不同的價(jià)態(tài)（0，+1，+2）賦存于各類巖石、礦物、流體和生物體

2、中，并廣泛參與多種地球化學(xué)和生物化學(xué)過程，不僅是礦床學(xué)研究中重點(diǎn)關(guān)注的元素，也是生命活動(dòng)必不可少的元素之一。中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所INSTITUTEOFGEOLOGYCHINESEACADEMYOFGEOLOGICALSCIENCES銅有兩種穩(wěn)定同位素，在自然界的豐度為：65Cu：30.826%63Cu：69.174%銅同位素標(biāo)準(zhǔn)：國際標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)NISTNBS976中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所INSTITUTEOFGEOLOGYCHINESEACADEMYOFGEOLOGICALSCIENCES非傳統(tǒng)穩(wěn)定同位素MC–ICP-MS測定的開始中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所INSTITUTEOFG

3、EOLOGYCHINESEACADEMYOFGEOLOGICALSCIENCES1.銅同位素在自然界中的分布自然樣品中所獲得的Cu同位素組成變化范圍較大（δ65Cu的總體分布范圍為-16.49~9.98‰，平均值為0.17‰）7中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所INSTITUTEOFGEOLOGYCHINESEACADEMYOFGEOLOGICALSCIENCES地球與太陽系總體：隕石地幔下地殼：地幔包體、玄武巖上地殼：黃土、頁巖、花崗巖銅同位素體系構(gòu)筑中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所INSTITUTEOFGEOLOGYCHINESEACADEMYOFGEOLOGICALSCIENCES上地幔上地殼

4、上地殼結(jié)晶部分整體硅酸鹽地球的平均Cu同位素組成可能與Cu同位素標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)NBS976相似，地幔、地殼之間沒有發(fā)生明顯的銅同位素分餾。9中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所INSTITUTEOFGEOLOGYCHINESEACADEMYOFGEOLOGICALSCIENCES水圈10中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所INSTITUTEOFGEOLOGYCHINESEACADEMYOFGEOLOGICALSCIENCES水圈中的δ65Cu變化范圍約為-1.52~3.14‰，變化可達(dá)4.6‰。現(xiàn)代海水和河水的Cu同位素組成變化較大，并且相對(duì)地球平均值總體富集Cu的重同位素，富集程度約為ca.1.0‰。Cu源中

5、，除了大氣塵降的δ65Cu在整體硅酸鹽地球平均值附近，其他物源（河水等）總體上都整體硅酸鹽地球富集Cu的重同位素，富集程度約為ca.0.7‰。沉積物中，碎屑沉積物的δ65Cu在0附近，熱液硫化物、鐵錳結(jié)殼均相對(duì)整體硅酸鹽地球富集Cu的重同位素，富集程度為ca.0.3‰。11中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所INSTITUTEOFGEOLOGYCHINESEACADEMYOFGEOLOGICALSCIENCES生物圈12中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所INSTITUTEOFGEOLOGYCHINESEACADEMYOFGEOLOGICALSCIENCES2.銅同位素的主要分餾過程氧化還原過程硫化物沉淀

6、過程吸附過程生物過程13中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所INSTITUTEOFGEOLOGYCHINESEACADEMYOFGEOLOGICALSCIENCES氧化還原過程：Cu在自然界中有三種價(jià)態(tài)：0價(jià)、+1價(jià)和+2價(jià)。Cu的氧化還原反應(yīng)是重要的地球化學(xué)和生物化學(xué)過程。使用KI將Cu（II）還原為Cu（I）生成CuI沉淀的分餾實(shí)驗(yàn)Δ65Cu（Cu（II）-Cu（I））=4.03‰14中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所INSTITUTEOFGEOLOGYCHINESEACADEMYOFGEOLOGICALSCIENCES氧化還原過程：使用KI將Cu（II）還原為Cu（I）生成CuI沉淀的分餾實(shí)驗(yàn)Δ6

7、5Cu（Cu（II）-Cu（I））=4.03‰15中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所INSTITUTEOFGEOLOGYCHINESEACADEMYOFGEOLOGICALSCIENCES氧化還原過程：使用KI將Cu（II）還原為Cu（I）生成CuI沉淀的分餾實(shí)驗(yàn)Δ65Cu（Cu（II）-Cu（I））=4.03‰16中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所INSTITUTEOFGEOLOGYCHINESEACADEMYOFGEOLOGICALSCIENCESSchwarzwald礦區(qū)含銅礦物的