铁同位素--何永胜.ppt

部分硫化海洋 火成岩，海底热液 结晶Fe氧化物， 水体变轻 Rouxel et al., Science, 2005 元古代海洋 结晶黄铁矿， 水体变重 大气氧含量演化与铁同位素响应 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 Iron isotope biosignatures?Beard et al., Science, 1999 火成岩：(δ56Fe=0.0+/-0.3‰) Sediments: (+0.9~-1.6‰) Fe还原菌可以产生1.3‰的分馏 Fe同位素可以示踪生物作用 非传统稳定同位素:铁同位素地球化学 古老生命活动遗迹 Anbar et al., Science, 2000 生物氧化过程：ΔFe3+-Fe2+ ≈+2.9 ‰ 和无机过程测定的分馏系数无差别 Balci et al., GCA, 2006 Welch et al., GCA, 2003 Johnson et al., EPSL, 2002 Fe，C，S同位素协变？ Johnson et al., Ann Rev, 2008 沉积物中干酪根C同位素的负值越大，S的质量相关分馏开始增大，S的非质量分馏越明显，Fe同位素的分馏也越大 Johnson et al., 2008 Fe同位素与C，S同位素协变 非传统稳定同位素:铁同位素地球化学 古老生命活动遗迹 Heimann and Johnson, 2010 The ~2.5 Ga Kuruman and Gamohaan BIFs, South Africa IF中碳酸盐的Fe-C同位素 与推测海水直接沉淀物的预测值相比较： 贫Fe碳酸盐同位素组成相近 富Fe碳酸盐富集重Fe，轻C Fe(3)氧化物近乎完全的生物还原，伴随生物C转化的CO2，形成碳酸盐 Heimann and Johnson, 2010 高放射成因Sr同位素支持早期成岩作用中的生物活化 非传统稳定同位素:铁同位素地球化学 古老生命活动遗迹 Johnson et al., Geology, 2013 Craddock and Dauphas, EPSL, 2011 非传统稳定同位素:铁同位素地球化学 古老生命活动遗迹 太古代早期存在微生物作用 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 和其他同位素（如C, O, Sr等）可以用来 还有很多问题值得深入研究（比如，矿物与熔体的分馏系数；利用铁同位素示踪大气氧水平波动等） 非传统稳定同位素:铁同位素地球化学 8.1 铁同位素高温体系 岩浆过程中矿物-矿物间，矿物-熔体间的铁同位素分馏系数及分馏机理 8.2 大气-海洋-沉积物体系的氧逸度演化 非传统稳定同位素:铁同位素地球化学 Poulton and Canfield, Elements, 2011 原理：地层样品-〉海水铁循环模式-〉海洋含氧量变化-〉大气 研究对象：沉积岩 = 化学沉淀+硅酸盐碎屑（成岩作用） 沉岩作用、矿物沉淀自身产生的分馏 、海水的同位素梯度 总Fe的同位素组成和火成岩一致，活性Fe的同位素组成总体偏负，残余Fe略重 孔隙水中δ56Fe的最低值出现在低Fe(2)aq，表层 Severmann et al., GCA, 2006: C 早期成岩作用 Recorder vs. contributor? Pyrite: Fe2+(aq) + S2- ?FeS FeS ? FeS0(aq) + S2- ?FeS2 K E pyrite Guilbaud, Science, 2011 不同深度的样品 or 考虑水深变化的影响 Lake Nyos, Cameroon, Teutsch, EPLS, 2009 各种现代环境的样品研究 地层剖面的工作 铁的物相分析和全岩、物相铁同位素的结合 不同水深样品的对比研究 8.3 铁同位素示踪古老生命活动 非传统稳定同位素:铁同位素地球化学 Johnson et al., Geology, 2013 Craddock and Dauphas, EPSL, 2011 Question? 非传统稳定同位素:铁同位素地球化学 1，矿物和熔体间分馏 * 1，矿物和熔体间分馏 * 介绍一下这张图 要点1：最大的分馏发生在三价Fe和