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簇同位素

(1)碳酸盐簇同位素

碳酸盐簇同位素(Δ47)采用MAT253质谱仪测量,碳酸盐矿物转化为纯CO2气体,由氦气携带进入离子源,在电子轰击作用下变为带电荷的离子,然后经过电场加速后进行磁场,根据质荷比(m/z)的大小以不同半径发生偏转,从而实现对不同质量数的同种分子的分离,最后不同质荷比的带电离子分别被不同位置上的接收环所接收和计数,通过计算给出同位素组成。

碳酸盐矿物中13C18O16O的丰度对温度具有敏感性,而与矿物的全岩同位素以及矿物形成时期的流体性质无关,因此被用作古温度计,来获得矿物的生长温度。碳酸盐簇同位素测温学广泛用于气候演化、古环境重建、成岩作用等方面。


(2)甲烷簇同位素
甲烷簇同位素(Δ18)采用TILDAS测量,两个连续波量子级联激光器分别调谐为8.6微米和7.5微米,用于检测13CH3D、12CH3D和12CH4吸收光谱(1169 cm-1),13CH4和12CH4吸收光谱(1331 cm-1)。采用一个有效光程76m的散光赫利欧特吸收池来保证10ml纯甲烷气体的13CH3D丰度测量精度达到0.2‰,与质谱仪具有相似的灵敏度和精度,相应的温度偏差为7℃(25℃)和20℃(200℃)。

甲烷簇同位素开创了甲烷地球化学研究的新领域,深化对甲烷形成机理的识别。当甲烷形成于内部热力平衡条件时,它能直接记录甲烷形成的绝对温度,为确定不同甲烷来源提供有价值的信息。在很多的地质环境中,甲烷簇同位素指示了无机成因甲烷、热成因甲烷和生物成因甲烷的形成温度,促进了它进一步发展成为一个地质温度计和天然气来源的示踪剂。

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