【摘要】：B、Cl同位素因其在地球化學(xué)原產(chǎn)地的一致性、同位素分餾的單向性及攜帶信息,使其在地域或過程上顯著分異,具有表征特定環(huán)境和過程指紋的特性,可作為原位或過程的標(biāo)記,用于示蹤物質(zhì)來源、環(huán)境遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律的研究。在巖石風(fēng)化和成土的過程中,容易產(chǎn)生B、Cl同位素分餾,不同物質(zhì)、不同條件影響下會(huì)產(chǎn)生獨(dú)特的B、Cl同位素特征值。岱崮地貌是沂蒙山地區(qū)特有的一種奇特地貌景觀,岱崮地貌是經(jīng)構(gòu)造、沉積、風(fēng)化剝蝕作用以及各種不同的內(nèi)外營力相互作用形成的一種新型地貌類型。在岱崮地貌形成的漫長海相沉積過程中,在流水、風(fēng)化以及重力等外力作用下,岱崮地貌地區(qū)形成了大量的沉積層。本文選擇臨沂市天寶山國家天然林場的沉積剖面作為研究對象,采用人工縱向挖掘,剖面深度達(dá)275 cm,采集55個(gè)土壤樣品用于B、Cl同位素地球化學(xué)特征及環(huán)境意義研究。通過研究沉積層樣品中B、Cl同位素組成變化、地球化學(xué)元素等指標(biāo)分析,揭示岱崮地貌地區(qū)沉積剖面B、Cl同位素的地球化學(xué)特征,為進(jìn)一步研究B、Cl同位素地球循環(huán)和植物體內(nèi)B、Cl同位素遷移轉(zhuǎn)化及其生物分餾機(jī)理提供可靠的科學(xué)依據(jù)。通過本次研究,獲得了如下結(jié)果:(1)在此研究剖面中,pH與B含量之間主要表現(xiàn)為負(fù)相關(guān)性變化,尤其在130~245 cm處、250~275 cm處,表現(xiàn)更為強(qiáng)烈。pH與δ~(11)B之間在10~80cm、130~245 cm處,表現(xiàn)為負(fù)相關(guān)關(guān)系,在85~125 cm、250~275 cm處,呈現(xiàn)出一定的正相關(guān)關(guān)系。剖面土壤整體呈弱堿性,pH的變化范圍為7.49~7.93,pH的變化影響著土壤中B元素被吸附的形態(tài),隨著pH的增大,土壤溶液中B(OH)_4~-的相對含量升高,B(OH)_3和B(OH)_4~-含量的變化,導(dǎo)致B同位素的分餾。(2)B元素的分布與有機(jī)質(zhì)含量之間有著密切的關(guān)系,有機(jī)質(zhì)與B含量之間總體上呈現(xiàn)出一定的正相關(guān)性,在0~75 cm、130~185 cm、190~275 cm處,其相關(guān)性表現(xiàn)更為明顯。有機(jī)質(zhì)與δ~(11)B之間也呈現(xiàn)出較強(qiáng)的正相關(guān)關(guān)系,在0~25 cm、190~275 cm處,表現(xiàn)出極強(qiáng)的相關(guān)性。在不考慮其他因素的影響下,δ~(11)B值的變化可能是由于有機(jī)質(zhì)與B不同形態(tài)的螯合作用和有機(jī)質(zhì)類型差異引起的的,導(dǎo)致B同位素分餾過程中~(11)B和~(10)B的富集量差異。(3)粘土礦物類型也影響B(tài)的吸附量,研究結(jié)果表明,蒙脫石和伊利石為吸附B元素的主要粘土礦物類型,綠泥石相對含量的增加在一定程度上也會(huì)造成B含量的增加。不同類型的粘土礦物所帶電荷不同,這決定了對B(OH)_4~-吸附量的多少,同時(shí)粘土礦物表面會(huì)對B(OH)_3產(chǎn)生吸附作用,這從而導(dǎo)致了B含量隨各種粘土礦物相對含量變化的變化,產(chǎn)生不同的B同位素分餾。在10~130 cm處,風(fēng)化沉積作用較為明顯,135~275 cm,風(fēng)化作用較弱,其δ~(11)B的變化范圍分別為-2.10‰~+1.99‰和+3.07‰~+7.78‰。(4)粒度也是造成B吸附量差異的因素之一,研究結(jié)果表明,在此剖面中,粒度組成以砂粒粉粒粘粒為主,粘粒的相對含量隨深度加深呈現(xiàn)減小的趨勢,砂粒呈現(xiàn)增大的趨勢。粉粒相對含量的大幅升高也會(huì)造成B含量的升高。粒度是通過粒徑和透水性的差異影響B(tài)的吸附以及B同位素的分餾,粒徑越小,吸附性越強(qiáng),粒徑越小,透水性越差。(5)B含量變化范圍為64.37~131.30 mg/kg,沉積剖面表層到深層,B含量呈現(xiàn)增大的變化趨勢;δ~(11)B的變化范圍為-10.02‰~+10.73‰,在5~80 cm處,δ~(11)B值以δ~(11)B0‰為主,且變化較大,在85~275 cm處,δ~(11)B0‰,B含量和δ~(11)B之間存在一定的相關(guān)關(guān)系,主要以正相關(guān)關(guān)系為主,在10~40 cm、125~245 cm和250~275 cm處,B含量與δ~(11)B之間變化一致,呈現(xiàn)強(qiáng)的正相關(guān)性;在45~125 cm處,表現(xiàn)為負(fù)相關(guān)關(guān)系。(6)對樣品的色度、磁化率與B含量和δ~(11)B數(shù)值特征進(jìn)行分析得出,亮度(L*)值變化總體呈現(xiàn)先減小后增大的變化趨勢,紅度(a*)值變化總體呈現(xiàn)先減小后增大的變化趨勢,黃度(b*)值變化總體呈現(xiàn)先減小后增大的變化趨勢,頻率磁化率變化總體呈現(xiàn)先增大再減小的變化趨勢。通過對比分析得出,寒冷干燥的成土過程具有頻率磁化率和δ~(11)B較低的地化特征,而溫暖濕潤的成土過程具有頻率磁化率和δ~(11)B較高的地化特征。從表層到深層,Ca、Sr、Ba、Cu、Pb和Fe含量整體上呈現(xiàn)增大的變化趨勢,這與B含量和δ~(11)B數(shù)值整體變化特征具有一致性,δ~(11)B可以在一定程度上指示Ca、Sr、Ba含量的垂向變化特征。(7)Cl含量的變化范圍為5.72 mg/kg~42.67 mg/kg,Cl含量變化總體隨深度的增加呈現(xiàn)出先減小后增加的變化趨勢。δ~(37)Cl的變化范圍為-0.20‰~+4.36‰,δ~(37)Cl的變化總體上表現(xiàn)為增加的變化趨勢。Cl含量和δ~(37)Cl之間存在的相關(guān)關(guān)系如下:5~80 cm、130~80 cm處,呈現(xiàn)出負(fù)相關(guān)關(guān)系,85~125 cm、235~275cm處,表現(xiàn)出較強(qiáng)的正相關(guān)性。
【學(xué)位授予單位】：山東師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：S153.6
【圖文】：

傳統(tǒng)穩(wěn)定同位素，自然界中 B 有 19.82%和 80.18%。Cl 的同位究價(jià)值的有 3 種，分別為35Cl然界中 Cl 的兩種穩(wěn)定同位素為%[19]。在巖石風(fēng)化和成土過程中同條件下會(huì)產(chǎn)生獨(dú)特的 B、Cl 間存在著較大的質(zhì)量差（10B 素在許多地質(zhì)環(huán)境條件下會(huì)發(fā) 值變化范圍為 -70.0‰[21]～+75-25]（圖 1-2）。

2 自然界不同地質(zhì)載體中 Cl 同位素組程中表現(xiàn)為不相溶元素，同時(shí) Cl 是隨水體的遷移而在湖泊、圍巖發(fā)生交換和沉積作用，這著相應(yīng)的地質(zhì)體演化條件變化程示蹤劑，在探討海相沉積環(huán)境及其沉積環(huán)境的變遷，地殼、大環(huán)境污染等領(lǐng)域表現(xiàn)出了特殊研究進(jìn)展數(shù)、不同的中子數(shù)或不同質(zhì)量數(shù) Frederick Soddy 證實(shí)了同位素

論文的技術(shù)路線圖

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