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1、铁同位素地球化学何永胜2014.7.21主要内容铁同位素体系简介分析技术要点行星间铁同位素差异岩浆体系铁同位素分馏现代表生体系的铁同位素研究大气氧含量演化与铁同位素响应铁同位素示踪生命活动遗迹展望与启示非传统稳定同位素:铁同位素地球化学铁同位素体系简介1.1Fe元素铁，第八族原子序数：26质量数：56铁同位素体系简介1.1Fe元素高丰度地核：铁、镍合金地幔：Si、O、Mg、Fe地壳：丰度第四铁同位素体系简介1.1Fe元素变价元素：+3：铁氧化物等+2：橄榄石等0：铁合金等WikipediaPoultonandCanfield,Elements,2
2、011铁同位素体系简介生命元素：1.1Fe元素血红蛋白微生物作用异化还原生物氧化WikipediaTaylorandKonhauser,Elments,2011铁同位素体系简介1.1Fe元素矿产资源：钢铁，现代工业的基本材料黄铁矿、铁的氧化物等是各类矿床的常见矿物自1990s末迄今，有大量的国际文献发表14篇Science/Nature文献:Science11;Nature1;NatureGeoSci.1数百篇一流期刊文献:包括近10篇分析方法文献1.1Fe元素铁同位素体系简介1.1Fe元素铁同位素体系简介铁同位素体系简介Fe有四个稳定同位素：5
3、4Fe，56Fe，57Fe，58Fe标准：IRMM-014，欧洲标准局平均火成岩，Beardetal.,2003AverageigneousrocksbyIRMM-014:0.09permil1.2铁同位素及组成表达方式1.3Fe同位素平衡分馏的一般规律Fe的价态物相晶格、基团结构、化学键类型e.g.,Johnsonetal.,2002;Heimannetal.,CG,2008铁同位素体系及分析技术简介显著铁同位素分馏与价态变化有关1.4各种地质储库的铁同位素组成铁同位素体系简介平均球粒陨石的δ56Fe在0附近上地幔的平均组成和球粒陨石相近火成岩
4、和大陆地壳的铁同位素组成比上地幔略重水体可溶铁一般具有轻铁同位素组成碎屑沉积物的铁同位素组成和火成岩相近化学沉积物具有高度变化的铁同位素组成Dauphasetal.,EPSL,2009Schoenberg,EPSL,2006-0.015±0.020‰(2SE)-0.016±0.045‰(2SE)地球铁同位素体系简介橄榄岩包体/造山带橄榄岩δ56Fe≈0.02atMg#=89.4WeyerandInov,EPSL,2007上地幔深海橄榄岩Meanδ56Fe≈0.01‰Craddocketal.,EPSL,2007铁同位素体系简介MORB具有均一的铁
5、同位素组成，δ56Fe≈0.105‰OIB，Meanδ56Fe≈0.121‰目前分析精度下相对不均一Tengetal.,GCA,2013洋中脊和洋岛玄武岩（MORB&OIB）铁同位素体系简介岛弧玄武岩具有比MORB和OIB轻的铁同位素组成岛弧玄武岩Dauphasetal.,EPSL,2009铁同位素体系简介下地壳的铁同位素组成不均一，MeanLCCδ56Fe≈0.05‰Heetal.,unpublished大陆下地壳铁同位素体系简介大陆上地壳上地壳的δ56Fe≈0.11‰e.g.,Poitrassonetal.,2004;Poitrassonan
6、dFreydier,2005;WeyerandIonov,2007;Heimannetal.,2008;Tengetal.,2008b;Dauphasetal.,2009a;Schuessleretal.,2009;Sossietal.,2012;Telusetal.,2012;WeyerandSeitz,2012;Tengetal.,2013铁同位素体系简介碎屑沉积物相对火成岩没有发生较大分馏δ56FebyIRMM014Ferhetal.,2008;Severmanetal.,2006;Staubwasser,2006Beardetal.,20
7、03河流水，海底热液，低温热泉，地下水中可溶解铁一般具有比硅酸盐地球轻Fe同位素组成Johnsonetal.,Annualreview,2008河水、海水、热液、地下水铁同位素体系简介Anbaretal.,Annualreview,2007区域D[Fe],Cδ56Fe[Dfe]P[Fe],Cδ56Fe[PFe]西赤道太平洋0.45~1.46nM0.06~0.45‰4.64~32.19nM-0.02~0.29‰中赤道太平洋0.06~0.61nM0.01~0.58‰0.41~1.39nM0.14~0.46‰亚热带北大西洋<0.9nM0.3~0.7‰东
8、南大西洋海盆-0.13~0.21‰大西洋-0.49~0.19‰北海，滨岸10~25nM-0.70~0.15‰10~30nM-0.30~0
