風(fēng)化和吸附是低溫表生環(huán)境中兩個(gè)非常重要的過程,尤其對Cu和Zn等過渡族金屬元素,風(fēng)化和吸附作用對它們在自然界中（如沉積巖、海水等）的分布至關(guān)重要。因此,研究風(fēng)化和吸附過程中Cu-Zn同位素分餾過程及分餾機(jī)理對于理解Cu-Zn的生物地球化學(xué)循環(huán)過程至關(guān)重要。本論文以“低溫Cu-Zn同位素分餾體系”為主題,主要研究內(nèi)容和成果如下:（1）建立了高精度Cu-Fe-Zn分析方法（精度分別為±0.05‰、±0.05‰、±0.06‰）,通過提高精度,精確測定硅酸巖的Cu同位素組成是不均一的;（2）高嶺土吸附過程會發(fā)生顯著的Cu同位素分餾,輕Cu同位素優(yōu)先被吸附,使溶液相對富集重Cu同位素;反應(yīng)時(shí)間、起始Cu濃度和背景電解質(zhì)濃度對吸附過程Cu同位素分餾影響較大,可有效解釋河口同位素組成變化和示蹤金屬離子來源等問題;反應(yīng)溫度、溶液p H對吸附過程Cu同位素分餾基本無影響,這對于解釋地質(zhì)時(shí)間尺度及溫度范圍內(nèi)海洋沉積物及水體的Cu同位素組成提供了依據(jù);由XRD數(shù)據(jù)和瑞利分餾模擬可知,高嶺土吸附過程產(chǎn)生顯著Cu同位素分餾的機(jī)理是由于溶液中的Cu絡(luò)合形式不同,高嶺土優(yōu)先吸附富集輕Cu同位素的Cu（H2O）62+... 

【文章來源】：中國地質(zhì)大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：153 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
中文摘要
英文摘要
第1章 前言
    1.1 研究背景、現(xiàn)狀及問題
        1.1.1 高精度Cu-Fe-Zn分析測試方法
        1.1.2 高嶺土吸附過程Cu、Zn同位素分餾
        1.1.3 玄武巖及硫化物淋濾過程Cu同位素分餾
        1.1.4 風(fēng)化成土過程Cu-Zn同位素分餾影響因素
    1.2 研究目標(biāo)、內(nèi)容和技術(shù)路線
        1.2.1 研究目標(biāo)
        1.2.2 研究內(nèi)容
        1.2.3 技術(shù)路線
    1.3 主要工作及成果概述
        1.3.1 主要工作
        1.3.2 成果概述
第2章Cu、Fe、Zn概述
    2.1 Cu、Fe、Zn地球化學(xué)性質(zhì)
    2.2 Cu、Fe、Zn同位素概述
        2.2.1 Cu、Fe、Zn標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)
        2.2.2 Cu、Fe、Zn同位素表示方法
    2.3 Cu、Fe、Zn同位素分析技術(shù)發(fā)展史
        2.3.1 熱電離質(zhì)譜儀（TIMS）
        2.3.2 二次離子電離質(zhì)譜（SIMS）和激光共振電離質(zhì)譜（RIMS）
        2.3.3 多接收電感耦合等離子體質(zhì)譜（MC-ICP-MS）
第3章 高精度Cu-Fe-Zn分析方法的建立
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)環(huán)境及實(shí)驗(yàn)器材
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)室環(huán)境
        3.2.2 試劑純化
        3.2.3 器皿清洗
    3.3 巖石標(biāo)樣溶解
    3.4 干擾因素
    3.5 化學(xué)分離
    3.6 質(zhì)譜分析
        3.6.1 質(zhì)譜儀測試條件
        3.6.2 儀器質(zhì)量分餾校正
    3.7 同位素測試精度影響因素評估
        3.7.1 離子干擾
        3.7.2 回收率
        3.7.3 酸度匹配
        3.7.4 濃度匹配
    3.8 長期外部精度
    3.9 國際標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的Cu同位素組成
    3.10 小結(jié)
第4章 高嶺土吸附過程Cu同位素分餾的實(shí)驗(yàn)研究
    4.1 引言
    4.2 樣品
        4.2.1 吸附劑
        4.2.2 吸附質(zhì)
    4.3 實(shí)驗(yàn)方法
        4.3.1 實(shí)驗(yàn)器皿
        4.3.2 實(shí)驗(yàn)儀器
        4.3.3 實(shí)驗(yàn)過程
    4.4 測試方法
        4.4.1 Cu濃度分析
        4.4.2 Cu同位素分析
        4.4.3 XRD礦物相分析
    4.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        4.5.1 反應(yīng)時(shí)間影響
        4.5.2 起始Cu濃度影響
        4.5.3 溶液pH影響
        4.5.4 反應(yīng)溫度影響
        4.5.5 背景電解質(zhì)濃度影響
        4.5.6 根據(jù)固體殘?jiān)?yàn)證樣品的Cu同位素分餾
    4.6 討論
        4.6.1 起始高嶺土與固體殘?jiān)腦RD分析
        4.6.2 不同實(shí)驗(yàn)條件對吸附率及Cu同位素分餾的影響
            4.6.2.1 反應(yīng)時(shí)間影響
            4.6.2.2 起始Cu濃度影響
            4.6.2.3 溶液pH影響
            4.6.2.4 反應(yīng)溫度影響
            4.6.2.5 背景電解質(zhì)濃度影響
    4.7 吸附過程中Cu同位素分餾機(jī)理
    4.8 應(yīng)用研究
    4.9 小結(jié)
第5章 高嶺土吸附過程Zn同位素分餾的實(shí)驗(yàn)研究
    5.1 引言
    5.2 樣品
        5.2.1 吸附劑
        5.2.2 吸附質(zhì)
    5.3 實(shí)驗(yàn)方法
        5.3.1 實(shí)驗(yàn)器皿及儀器
        5.3.2 實(shí)驗(yàn)過程
    5.4 測試方法
        5.4.1 Zn濃度分析
        5.4.2 Zn同位素分析
    5.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        5.5.1 反應(yīng)時(shí)間對吸附率及Zn同位素分餾影響
        5.5.2 溶液pH對吸附率及Zn同位素分餾影響
        5.5.3 反應(yīng)溫度對吸附率及Zn同位素分餾影響
    5.6 吸附過程Zn同位素分餾機(jī)理
    5.7 小結(jié)及應(yīng)用研究
第6章 玄武巖及硫化物淋濾過程中Cu同位素分餾的實(shí)驗(yàn)研究
    6.1 引言
    6.2 樣品描述
    6.3 實(shí)驗(yàn)器皿及儀器
    6.4 實(shí)驗(yàn)方法
        6.4.1 周期淋濾實(shí)驗(yàn)
            6.4.1.1 周期淋濾實(shí)驗(yàn)
            6.4.1.2 不同酸類型的周期淋濾實(shí)驗(yàn)
            6.4.1.3 平行周期淋濾實(shí)驗(yàn)
        6.4.2 連續(xù)淋濾實(shí)驗(yàn)
    6.5 測試方法
        6.5.1 Cu濃度分析與XRD礦物相分析
        6.5.2 Cu同位素分析
    6.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        6.6.1 周期淋濾實(shí)驗(yàn)
            6.6.1.1 BHVO-2 淋濾實(shí)驗(yàn)
            6.6.1.2 GBW07105 淋濾實(shí)驗(yàn)
            6.6.1.3 Cpy淋濾實(shí)驗(yàn)
        6.6.2 不同酸類型的周期淋濾實(shí)驗(yàn)
        6.6.3 平行周期淋濾實(shí)驗(yàn)
            6.6.3.1 BHVO-2 平行周期淋濾實(shí)驗(yàn)（pH = 2）
            6.6.3.2 BHVO-2 平行周期淋濾實(shí)驗(yàn)（pH = 5）
            6.6.3.3 GBW07105 平行周期淋濾實(shí)驗(yàn)（pH = 2）
        6.6.4 連續(xù)淋濾實(shí)驗(yàn)
    6.7 淋濾過程中Cu同位素分餾機(jī)理
        6.7.1 淋濾液中Cu不同絡(luò)合方式
        6.7.2 吸附作用
            6.7.2.1 Fe(III)氧化物/氫氧化物吸附作用
            6.7.2.2 高嶺石吸附作用
        6.7.3 起始樣品存在富Cu的表面氧化層
        6.7.4 生成Cu沉淀或次生礦物
            6.7.4.1 玄武巖標(biāo)樣
            6.7.4.2 黃銅礦樣品
        6.7.5 礦物不均一溶解
            6.7.5.1 淋濾液Cu同位素由重變輕階段
            6.7.5.2 淋濾液Cu同位素由輕變重階段
            6.7.5.3 淋濾液始終富集重Cu同位素階段
    6.8 應(yīng)用研究
    6.9 小結(jié)
第7章 花崗巖風(fēng)化剖面Cu-Zn同位素研究
    7.1 引言
    7.2 樣品描述
    7.3 分析方法
    7.4 結(jié)果與討論
        7.4.1 巖性分析
        7.4.2 巖相學(xué)分析
        7.4.3 主量元素分析
        7.4.4 Cu-Zn含量及同位素
            7.4.4.1 風(fēng)化剖面A
            7.4.4.2 風(fēng)化剖面B
    7.5 小結(jié)
第8章 結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
博士期間發(fā)表論文
會議論文
個(gè)人簡歷



本文編號：3197857