| 氯同位素地质应用研究 |
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| 引用本文：李艳平,蒋少涌.2005.氯同位素地质应用研究[J].地球学报,26(z1):10-11. |
| DOI：10.3975/cagsb.2005.s1.04 |
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| 基金项目:本文由国家自然科学基金项目（编号40221301)资助 |
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| 中文摘要:抓有两个稳定同位素35Cl和37Cl，在自然界中的丰度分别为24.23％和75.77%。自然界中氯同位素的组成变化很小，氯同位素组成的表示方法一般用δ37C1值表示：37C1=[(37Cl/35C1)sample-1 (37Cl/35C1)Std]×1000 δ37C1在自然界的变化范围约为15‰(-8.0‰~+7.5‰)。由于海水中的氯同位素组成非常均一，Kaufman等（1984)调查发现世界大洋海水中氯同位素组成相同，因此建议采用标准海水（SMOC）作为氯同位素标准。氯同位素的分析方法主要包括气体同位素质谱法和热电离质谱法，目前的分析精度可达0.2‰。 对于大部分同位素而言，由扩散引起的同位素分馏主要与化学和生物过程有关。研究表明沉积物间隙水中造成氯同位素分馏的原因主要3个：①矿物在海水中沉淀的过程中优先富集37C1(Magenheim等，1994,1995);②扩散过程,35C1的扩散速度高于37C1(Desaulnier等，1986;Eggenkomip等，1994);③沉积物的离子隔膜过滤作用，当流体通过粘土矿物时，由于沉积物表层负电荷的排斥,35Cl受到的排斥作用大于37Cl，因此流体中会富集37C1，此机制被Campbell(1985）通过实验得到了证实。 氯是上地壳流体中主要的阴离子，在矿物岩石和矿床的形成过程中起着重要的作用，因此研究自然界中抓的分布和运移对于地球科学各个研究领域而言有着重要的意义。目前已对大气圈、水圈和岩石圈的氯同位素组成进行过分析，大气气溶液中δ37C1的变化范围为+0.42‰-2.53‰；河水中的δ37C1较高为+0.74‰-+2.85‰,盐湖卤水δ37C1则相对较低，为-2.06‰~+1.01‰，地下水中δ37C1变化范围较小为-0.50‰~+0.69‰；俯冲间隙水氯同位素组成最低，变化范围为-7.5‰~-2.2‰；新鲜的洋中脊玄武岩（ MORB）玻璃体中δ37C1的变化范围为+3.0‰~+7.2‰，去气地幔中δ37C1值为+4.7%；而富集地幔中δ37C1落在0.4‰~3.4‰之间；麻粒岩δ37C1的变化范围很小，其中大部分的岩石和矿物δ37C1都集中在-0.3‰~+0.11‰之间，平均值为-0.15‰，而角闪石和黑云母δ37C1分别为-1.12‰和+0.79‰;岩盐中δ37C1的变化范围为-0.6‰~+1.2‰。 氯同位素地球化学的研究工作在总体上仍处于起步阶段，但该方法在地球科学各个领域已经显示了极好的应用前景。氯同位素组成可以用于示踪板块俯冲和壳幔物质循环过程、热液成矿过程中成矿流体的起源和演化以及盐湖和岩石中卤水的起源和演化。 |
| 中文关键词:氯同位素 地质应用 |
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| Geological Applications of Chloride Isotopes |
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| Abstract:Chlorine has two stable isotopes, 15C1 and 37C1, with their abundance being 75.53% and 24.47% respectively. Their large relative mass difference suggests that these isotopes should be fractionated during the reactions between aqueous chloride solutions and solid phases in which Cl is at least partly bonded. Large fractionation of Cl isotopes occurs in nature with aδ37C1 variation about 15‰. Chloride isotope composition in modern oceanic water is uniform, so seawater has been suggested as the chlorine isotope standard, SMOC. The river water shows a wideδ37C1 variation of + 0.74‰~+2.85‰, the groundwater displays aδ37C1 variation of -0.5‰~+0.69‰, andδ37C1 of Salt lake fluids vary from-2.06‰ to +1.01‰. The mid-ocean ridge basalts(MORB) have a largeδ37C1 variation of +3.2‰~+7.2‰, whereas the granites show very smallδ37C1 variations of -0.3‰~+0.11‰, The carbonatites haveδ37C1 ratios between -0.8‰ and +0.1‰, whereas the halites haveδ37C1 values of-0.6‰~+1.2‰. Now, the largeδ37C1 variations in nature have made Cl isotope composition a very sensitive geochemical tracer, which can be used mainly in such fields as atmospheric aerosol, mid-ocean ridge basalt, crust-mantle evolution, hydrothermal mineralization and origin and evolution of brines. |
| keywords:chloride isotopes geological applications |
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