祁昌實, 朱祥坤, 戴民漢, 唐索寒, 吳 曼,李志紅, 李世珍, 李 津

(1.廈門大學 近海海洋環(huán)境科學國家重點實驗室, 福建 廈門 361005; 2.中國地質科學院地質研究所 國土資源部同位素地質重點實驗室, 北京 100037; 3.云南大學 云南省古生物研究重點實驗室, 云南 昆明 650091)

0 引 言

Fe和Zn是海洋浮游植物生長和新陳代謝所必需的痕量營養(yǎng)元素[1–2]。有學者提出“Fe假說”[3]和“Zn假說”[4], 認為部分海域表層海水Fe或無機Zn是海洋初級生產(chǎn)力的限制因子。最近的研究顯示,陸架沉積物可能是海水Fe的重要源區(qū)[5]。然而, 受采樣、樣品制備和分析技術的限制[6], 研究沉積物-海水間的Fe和Zn的循環(huán)過程仍存在較大困難。

近十年來, 基于多接收器電感耦合等離子體質譜(MC-ICPMS)測試技術研究Fe和Zn同位素地球化學取得了快速發(fā)展[7–15]。目前的同位素分餾實驗研究顯示, 溶解或沉淀、生物作用、氧化還原和吸附等過程可導致 Fe[16–20]或 Zn[21–24]同位素的質量分餾,因此Fe同位素和Zn同位素可能是一種示蹤海洋Fe和Zn的生物地球化學循環(huán)過程的重要手段。在波羅的海全新世沉積物中, Fehret al.[25]發(fā)現(xiàn), 相對于氧化底層水環(huán)境下沉積的沉積物, 靜海相沉積物有明顯偏輕的 Fe同位素信號; 在黑海, Severmannet al.[26]發(fā)現(xiàn), 相比靜海相沉積物, 氧化大陸架沉積物有明顯偏重的Fe同位素信號。上述Fe同位素信號差異可用“有輕同位素信號的 Fe2+從淺部大陸架沉積物向深靜水盆地輸出”的模型解釋[25–26], 這暗示沉積物Fe同位素對示蹤大陸架沉積物-海水間的Fe循環(huán)過程具有重要意義。但截止目前, 總體來說, 報道的海洋沉積物Fe和Zn同位素數(shù)據(jù)仍然十分有限。

相對于巖石樣品, 海洋沉積物通常具有高的含鹽量, 部分高生產(chǎn)力海區(qū)的沉積物還具有富含有機質的特征。實驗表明, 有機物質和 Al等基質與 Fe或Zn的不完全化學分離將產(chǎn)生“基質效應”(matrix effects), 導致樣品標準交叉法(sample-standard bracketing)進行儀器質量分餾校正后的同位素數(shù)據(jù)偏離真值[7,14,27]。另外, 有機物質可能絡合溶液中的Fe和 Zn離子; 在隨后的離子交換柱分離純化過程中, 該部分的 Fe和 Zn可能表現(xiàn)出與 Fe3+和Zn2+無機離子不一致的行為, 從而無法有效回收, 并導致相關的二次同位素分餾。因此, 基于常規(guī)地質樣品建立的Fe、Zn同位素分析的樣品前處理流程不能完全適用于海洋沉積物的Fe和Zn同位素分析, 建立針對海洋沉積物的Fe和Zn同位素分析方法具有重要意義。目前的海洋沉積物Fe和Zn同位素樣品制備流程中的海鹽和有機物質處理主要依據(jù)文獻[7]的方法: 將樣品置于纖維素微孔濾膜上, 用去離子水淋洗海鹽, 減少Na+、Mg2+和Al3+等基體元素陽離子以及Cl?等陰離子數(shù)量, 并避免NaCl在上柱HCl中飽和析出; 使用濃 HNO3消解樣品中的有機物質和濾膜。該前處理方法繁瑣耗時, 過濾的真空泵不適合在潔凈實驗室內進行使用; 過濾步驟還可能改變海洋沉積物的pH值, 引起處于吸附態(tài)的Zn離子的丟失[28–29]和相關的二次同位素分餾[24]。另外, 在消解海洋沉積物內部大量種類復雜的有機物質時, 濃HNO3常常無法將有機物完全轉化為無機組分。針對以上問題, 我們研究建立了一種新的適用于海洋沉積物Fe和Zn同位素同位素分析的化學前處理方法,并對南海西部夏季上升流區(qū)兩個沉積物柱樣的 Fe和Zn同位素組成進行了測定。

1 樣 品

沉積物樣品 Y32柱樣和 Y20柱樣分別采集于2006年 12月和 2007年 8～9月, 采樣位置分別為13°28.55′N、110°11.14′E 和 11°29.68′N、110°02.54′E,采樣站位的水深分別為2390 m 和1018 m 。航次由廈門大學“海洋生物地球化學過程和機制”創(chuàng)新研究群體組織。兩采樣站位均位于南海西部夏季上升流區(qū)(圖1)。海洋沉積物用箱式采泥器進行采集, 現(xiàn)場采用聚丙烯柱套取直徑為 5 cm的柱狀樣。其中,Y32柱樣長18 cm, Y20柱樣長8 cm(相對于同時采集的最長中心柱樣, 該柱樣表層1 cm被侵蝕)。柱樣立即在現(xiàn)場進行分割(Y32柱樣為2 cm/層; Y20柱樣為1 cm/層), 樣品立刻裝入雙層干凈塑料袋中, 于?18 ℃冷凍保存。分取過程中, 避免樣品與金屬接觸。

Y32柱樣和 Y20柱樣主要由碳酸鈣和粘土組成。Y20柱樣有機質含量平均為 1.03%[30]。依據(jù)文獻[31]對該上升流區(qū) MD05-2901沉積柱樣(14°22.50′N、110°44.60′E)的研究(圖 1), 該區(qū)域的沉積速率估計約為10 cm/ka。

2 分析方法

2.1 樣品消解、脫鹽及Fe和Zn的分離純化

樣品的消解、脫鹽、Fe和Zn的分離純化均在中國地質科學院國土資源部同位素地質重點實驗室內完成。HCl、HNO3和 HF均為優(yōu)級純并經(jīng)二次蒸餾純化, HClO4為Aldich 超純試劑(99.999 %), H2O2為北京化學試劑研究所制備的超純試劑。

沉積物樣品經(jīng)過冷凍干燥后, 用瑪瑙缽研磨至200目。取約0.10 g粉末樣品, 置于7 mL Savillex Teflon消解罐中, 依次加入1 mL HNO3、2 mL HF和0.5 mL HClO4, 于 120 ℃保溫 24 h后, 在 150 ℃下蒸干; 隨后, 加入 1 mL 濃 HCl + 30 μL 30% H2O2, 于80 ℃保溫24 h后, 蒸干溶液。此時, 有機質將被完全氧化; 加入0.2 mL濃HCl溶解樣品, 將清液移出至干凈Teflon杯中。加入少量稀鹽酸完全溶解殘留的結晶鹽, 110 ℃蒸發(fā)至有晶體開始析出, 加入 0.1 mL濃 HCl; 常溫保存片刻后, 將清液吸出, 與前一次轉移的清液合并(定義為一遍脫鹽)。除 CAGSR-a和 CAGSR-a?(定義見下文)以外, 其余樣品重復一遍脫鹽步驟。蒸干合并的清液, 加入 0.6 mL 7 mol/L HCl + 0.001% H2O2完全溶解樣品。取適量溶液, 采用文獻[32, 33]流程進行 Fe和 Zn的純化。蒸干 Fe和Zn接收液, 分別轉化為HNO3和HCl介質。最后Fe和Zn分別采用0.1 mol/L HNO3和0.1 mol/L HCl溶解[13–14], 進行同位素比值的質譜測定。

為檢驗實驗相關步驟對海洋沉積物Fe和Zn同位素組成的影響, 稱取4份玄武巖標準CAGSR-1(每份約0.05 g), 加入約0.02 g NaCl(國藥集團生產(chǎn), 光譜純), 命名為 CAGSR-a、CAGSR-a?、CAGSR-b和CAGSR-b?, 與海洋沉積物樣品一同進行消解、脫鹽、分離純化和質譜測定。加入NaCl總量按0.1 g干沉積物原先有0.7 g間隙海水且海水中海鹽含量為35‰進行估計。NaCl中的Fe和Zn含量在中國科學院地質與地球物理研究所巖石圈演化國家重點實驗室 Agilent 7500 ICP-MS上采用標準加入法測定,NaCl中 Fe 的含量為 8.6 μg/g, Zn 為 0.60 μg/g。

圖1 Y32柱樣和Y20柱樣采樣站位圖(深灰色陰影部分代表上升流區(qū))Fig.1 Map of South China Sea showing the sampling site.Note that the shadow area is the upwelling region

2.2 沉積物Fe和Zn的同位素比值測定

在國土資源部同位素地質重點實驗室的Nu HR MC-ICPMS上完成Fe和Zn同位素的測定。Fe同位素比值測定在高分辨模式下進行。在高分辨模式下,該儀器可以將載氣 Ar形成的多原子離子團干擾信號(40Ar14N和40Ar16O)與樣品的54Fe和56Fe信號分開,從而獲得樣品真正的Fe信號。樣品溶液與校正標準溶液的Fe濃度匹配至偏差小于10%后, 樣品溶液通過DSN-100膜去溶進入等離子體, 在7000 K的高溫下等離子化, 然后經(jīng)電場和磁場雙聚焦后, 進入法拉第接收器進行測定。數(shù)據(jù)采用基于Unix操作系統(tǒng)的控制軟件進行自動采集。測定過程中的儀器質量分餾采用樣品-標準交叉法進行校正。Fe同位素的分析結果采用相對于國際標準物質 IRMM-014的56Fe/54Fe千分偏差δ56Fe來表示。關于儀器物理參數(shù)設定、數(shù)據(jù)采集和校正方法的詳細信息, 參看文獻[14]。Zn同位素比值測定在低分辨模式下進行。樣品溶液濃度與校正標準溶液 Zn濃度匹配至偏差小于30%后, 樣品溶液通過DSN-100膜去溶進入等離子體。測定過程中的儀器質量分餾采用樣品-標準交叉法進行校正。對于Zn同位素的分析結果, 除加入NaCl的CAGSR和間隔插入的CAGS-Zn(相對于國際標準物質Romil-Zn)外, 海洋沉積物樣品均相對于國際標準物質JMC3-0749C的66Zn/64Zn的千分偏差δ66Zn來表示。測定方法的詳細信息, 參看文獻[13]。

3 結果與討論

相比文獻[7]采用濃HNO3, HClO4可更快捷地消解有機質, 將其轉化為無機組分, 顯著減少了樣品消解時間。另外, 相比文獻[7]流程, 本文脫鹽方法無需過濾, 避免了吸附態(tài)Zn離子的解吸及其可能帶來的丟失和同位素分餾。由于本實驗方法的基礎是巖石樣品Fe和Zn分離純化流程[32–33], 因此有必要檢驗: (1)分離純化后的Fe和Zn組分中是否殘留有海洋沉積物特有的基質元素或Fe、Zn的同質異位素等干擾元素; (2)HClO4的使用和本流程中的脫鹽方法對Fe和Zn同位素組成影響。

圖2 Fe同位素比值數(shù)據(jù)(a)和Zn同位素比值數(shù)據(jù)(b)相互關系Fig.2 Three-isotope representation of the natural logarithm of the measured isotope ratios normalized to the true ratios for Fe (a) and Zn (b)

3.1 干擾元素

與巖石樣品相比, 海洋沉積物中通常含有大量的Na、Mg、Al和Ca等基質元素。已有研究表明: 當溶液中Al/Fe ＞ 2%(質量比, 下同)時, Al將會對Fe同位素測定產(chǎn)生影響[14]。另外, Al、Ca和Mg可與其他元素一起對Fe或Zn同位素構成同質異位素干擾[13,14,34]。對Fe各同位素存在干擾的同質異位素還包括54Cr、58Ni, Pd、Cd和Sn等相關同位素形成的二價離子以及40Ar形成的雙原子離子或多原子離子;對64Zn、66Zn和67Zn存在干擾的同質異位素則包括64Ni, Ba相關同位素形成的二價離子, 以及Ti、Ca、V和Cr與其他原子形成的雙原子離子或多原子離子[35]。

在MC-ICPMS上的掃描結果顯示, 分離純化后的 Fe溶液中, 殘留 Al/Fe ＜ 0.05%, 殘留 Na/Fe、Mg/Fe ＜ 0.01%, 其余干擾元素檢測不到。此外, 所有 Fe同位素比值原始數(shù)據(jù)之間表現(xiàn)出理想的線性關系, 與同位素分餾理論值幾乎一致(圖2a)。這表明來自于樣品和載氣的基體元素干擾和同質異位素干擾均得到了很好的控制, 不會對56Fe/54Fe比值和57Fe/54Fe比值產(chǎn)生影響。對分離純化后的Zn溶液的MC-ICPMS掃描結果顯示: 殘留 Na/Zn、Mg/Zn和Al/Zn ＜ 0.5%, Ca/Zn、Ti/Zn 和 Cr/Zn ＜ 0.3%, 其余干擾元素檢測不到。此外, 所有Zn同位素比值原始數(shù)據(jù)之間表現(xiàn)出理想的線性關系(圖 2b)。這表明影響Zn同位素比值測定的相關干擾均得到很好地去除,不會對66Zn/64Zn比值和67Zn/64Zn比值產(chǎn)生影響。

3.2 高氯酸及脫鹽過程

表1顯示, 經(jīng)過含 HClO4混合酸消解和一遍脫鹽步驟處理后, 加入 NaCl的兩個玄武巖標準CAGSR-1(CAGSR-a 和 CAGSR-a?)的δ56Fe 值(相對于 IRMM-014)平均值為 0.18‰±0.03‰(2SE),δ66Zn 值平均值(相對于 Romil-Zn)為 7.36‰±0.09‰(2SE); 經(jīng)過兩遍脫鹽步驟處理后, 加入 NaCl的兩個玄武巖標準 CAGSR-1(CAGSR-b和CAGSR-b?)的δ56Fe 值(相對于 IRMM-014)平均值為0.19‰±0.06‰(2SE),δ66Zn 值平均值(相對于Romil-Zn)為 7.36‰±0.09‰(2SE)。這與 CAGSR-1的δ56Fe和δ66Zn推薦值[37]在誤差范圍內一致。經(jīng)過含HClO4混合酸消解和兩次脫鹽步驟處理過的海洋沉積物中, Y32-2和Y20-2樣品的δ56Fe(相對于IRMM-014)和δ66Zn值(相對于JMC 3-0749L)與平行樣亦顯示很好的一致性(表2)。上述測定結果表明, 高氯酸的使用以及脫鹽步驟沒有導致Fe和Zn同位素分餾。

3.3 分析精度評估

樣品同位素分析精度的評估通過四個步驟進行。(1)標準溶液的同位素比值長期重現(xiàn)性。對于Fe同位素, 高分辨模式下 CAGS-Fe3溶液在國土資源部同位素地質重點實驗室內為期 16個月的測定結果為:δ56Fe=0.83‰±0.08 ‰(2SD, 相對于 IRMM-014)[14]; (2)本次測定過程間隔插入的標準溶液的δ56Fe值重現(xiàn)性。相對于 IRMM-014, 本次試驗的CAGS-Fe3溶液的δ56Fe平均值為 0.79‰±0.10‰(2SD,n=13)(圖3a); (3)與樣品平行操作的、加入NaCl的 CAGSR玄武巖標準的δ56Fe值重現(xiàn)性。相對于IRMM-014, 經(jīng)過兩次脫鹽的兩個 CAGSR(CAGSR-b和 CAGSR-b?)的δ56Fe 值差別為 0.05‰(表 1); (4)海洋沉積物樣品全流程平行樣的δ56Fe值重現(xiàn)性。Y32-2兩個平行樣的δ56Fe值差別為 0.03‰, Y20-2兩個平行樣的δ56Fe值差別為 0.02‰(表2)。雖然海洋沉積物平行樣的δ56Fe值差別小于實驗室標準溶液的分析精度, 也小于加入 NaCl的玄武巖標準的δ56Fe值差別, 考慮到前者統(tǒng)計次數(shù)有限且樣品純化溶液與標準金屬溶液存在一定差別, 我們選取以上四個步驟中最差精度 0.10‰(2SD)作為本次測試的海洋沉積物樣品δ56Fe值外部精度。

表1 加入NaCl的CAGSR-1的Fe和Zn同位素測定結果Table 1 Results of Fe and Zn isotopic ratios for CAGSR-1 added with NaCl

表2 南海西部上升流區(qū)柱狀沉積物的Fe和Zn同位素組成Table 2 Isotope composition of Fe and Zn of marine sediments in the upwelling region of west of the South China Sea

相比本次實驗中加入NaCl的玄武巖標樣、海洋沉積物平行樣和間隔插入的 CAGS-Zn標準溶液測試精度(圖3b), 實驗室標準溶液為期7個月的δ66Zn值分析精度 0.11‰[13]略差, 被作為本次實驗的海洋沉積物樣品δ66Zn值外部精度。

相比目前國際上報道的δ56Fe和δ66Zn分析精度0.10‰(2SD)[7,9,12–14], 本次實驗的海洋沉積物樣品亦獲得了相同或相近的精度。另外, 實驗室 USGS玄武巖標樣BCR-2的δ56Fe值為0.071‰±0.064‰(2SD,n= 16)[38],δ66Zn值為?0.072‰±0.020 ‰(2SD,n= 19,相對于IRMM Zn)(實驗室未發(fā)表資料), 與當前國際上其他實驗室報道值一致[15,39–41]; 此次實驗中加入NaCl的玄武巖標準CAGSR的δ56Fe和δ66Zn值在分析精度內與推薦值一致[37]。因此, 該前處理和Fe、Zn同位素測定方法可獲得精確的海洋沉積物Fe、Zn同位素組成。

圖3 測定過程間隔插入的CAGS-Fe3標準溶液的δ56Fe(相對于IRMM-014)(a)和CAGS-Zn標準溶液的δ66Zn(相對于 Romil-Zn)(b)測定值Fig.3 δ56Fe (3a, relative to IRMM-014) and δ66Zn (3b, relative to Romil-Zn) of inserted internal standard CAGS-Fe3 during determination of marine sediments in this study

圖4 Y32和Y20柱樣的Fe同位素和Zn同位素隨深度的變化Fig.4 Downcore variations of Fe and Zn isotope compositions at sites Y32 and Y20 in the western South China Sea

3.4 南海西部柱狀表層沉積物Fe和Zn同位素組成

表2顯示, Y32柱樣中, 表層至18 cm柱底部共9件樣品的δ56Fe分布范圍為 0.11‰～0.20‰, 平均值為 0.15‰±0.04‰(2SD);δ66Zn 分布范圍為 0.12‰～0.30‰, 平均值為 0.19‰±0.13‰(2SD)。Y20 柱樣中, 從2～9 cm底部共8件樣品的δ56Fe分布范圍為0.04‰～0.15‰, 平均值為 0.11‰±0.08‰(2SD);δ66Zn分布范圍為0.14‰～0.21‰, 平均值為0.18‰±0.05‰(2SD)?？偟膩碚f, 不論是 Y32還是 Y20柱,δ56Fe和δ66Zn值隨深度均無明顯變化; 兩個柱之間也沒有明顯差異(圖4)。在下面的討論中, 將把Y32和Y20柱沉積物作為一個整體, 代表南海西部上升流區(qū)約1～2 ka以來的沉積物(簡稱“南海西部上升流區(qū)沉積物”), 與目前國際上報道的海洋樣品(包括沉積物和/懸浮顆粒物)、大氣沉降樣品以及黃土等進行δ56Fe和δ66Zn值對比。

圖5 南海西部上升流區(qū)1～2 ka沉積物與相關海洋樣品以及陸源輸出端元的δ56Fe (a)和δ66Zn (b)對比Fig.5 Comparison of isotopic compositions between marine sediments with an age of 1–2 ka in the western South China Sea and marine samples as well as terrestrial sources for δ56Fe (a) and δ66Zn (b)

南海西部上升流區(qū)沉積物的δ56Fe范圍在0.04‰～0.20‰之間, 與目前報道的加利福尼亞岸外高生產(chǎn)力海區(qū)半深海沉積物(0.00‰～0.26 ‰)[42]、河流懸浮顆粒(?0.04‰～0.20‰)[43]和深海粘土[43–45]一致, 也與黃土、氣溶膠(?0.06‰～0.33‰)[43,45,46]和火成巖的δ56Fe值[43]一致(圖5a), 但略高于深海燧石的δ56Fe值(?0.32‰～0.16‰)[44]。相對于黑海靜海相沉積物(?0.34‰～?0.06‰)[26]和波羅的海全新世靜海相沉積物(?0.27‰～?0.02‰)[25], 南海西部上升流區(qū)沉積物的δ56Fe值明顯偏高, 并與黑海氧化陸架(oxic shelf)及波羅的海全新世氧化底層水環(huán)境沉積物的δ56Fe值一致(圖5)。

南海西部上升流區(qū)沉積物的δ66Zn范圍為0.12‰～0.30‰, 與目前報道的深海沉積物的δ66Zn范圍(0.17‰～0.35‰)[48]、大洋中脊玄武巖和洋島玄武巖的δ66Zn值范圍(0.20‰～0.30‰)[49]相當, 也在目前報道的少數(shù)幾個黃土和氣溶膠的δ66Zn值(0.1‰～0.4‰)[48,50]數(shù)據(jù)范圍內, 但小于臺灣東部和南部海洋沉積物硅酸鹽組分和臺灣河流懸沙的δ66Zn值[51](圖 5b)。這表明, 由于輸入物源的差異,大陸邊緣環(huán)境沉積物可能有變化范圍較大的δ66Zn值。另外, 南海西部上升流區(qū)沉積物的δ66Zn值顯著小于以生源硅為主和以碳酸鹽為主的深海沉積物[48]。相比海洋懸浮顆粒物(0.15‰～0.43‰)[47]和浮游生物(0.08‰～0.57‰)[48,52], 南海西部上升流區(qū)沉積物以及大部分深海沉積物[48]的δ66Zn值略微偏小。

海洋沉積物的 Fe同位素組成受“輸入海水的Fe端元同位素組成、水柱傳輸過程中的顆粒 Fe同位素組成變化、早期成巖過程對沉積物Fe同位素組成的影響”控制。輸入邊緣海的主要Fe端元有: 氣溶膠、陸架孔隙水和河水, 相應的δ56Fe范圍分別為0‰～0.2‰[43]、?2.5‰～?3.5‰[53]和?0.8‰～0.1‰[45]。邊緣海水柱傳輸過程中的顆粒 Fe同位素組成變化尚無報道, 然而, 南海西部上升流區(qū)顆粒Fe同位素和痕量元素組成(據(jù)祁昌實未發(fā)表資料)表明, 深層水的顆粒 Fe同位素為鋁硅酸鹽 Fe同位素信號, 這意味著: 顆粒物水柱循環(huán)過程產(chǎn)生的Fe同位素信號并不能大量輸出到海底沉積物。海洋沉積物早期成巖過程異化 Fe還原反應 Fe同位素分餾因子δ56FeFe(II)aq-Fe(III)reactive(約?1.3‰)[19,54,55]較大, 若有大量 Fe參與異化 Fe還原反應并發(fā)生遷移, 海洋沉積物Fe同位素組成將表現(xiàn)偏負(相對于成巖作用前)的趨勢。以上研究表明, 南海西部上升流區(qū)沉積物的Fe同位素組成主要受“輸入海水的 Fe端元同位素組成”和“早期成巖過程”控制。由于南海西部上升流區(qū)沉積物的δ56Fe值與黃土、氣溶膠及火成巖一致, 與而靜海環(huán)境沉積物有明顯區(qū)別, 表明該上升流區(qū)缺乏來自鄰近陸架孔隙水的輕同位素 Fe大量輸入, 沉積物內部的異化 Fe還原反應強度較弱且(或)發(fā)生循環(huán)遷移的Fe比例不大, 也說明, 1～2 ka以來, 南海是一氧化性的海盆, 不存在周期性深部靜水環(huán)境歷史。

由于吸附/解吸附反應和有機物質降解控制著早期成巖過程中Zn的遷移循環(huán)[6], 所以除物源輸入差異外, 最可能引起海洋沉積物Zn同位素變化的因素是: 吸附的Zn和有機質降解的Zn的同位素組成不同于海洋沉積物其余Zn組分、比例較大且發(fā)生循環(huán)遷移。生物通常優(yōu)先利用偏輕的Zn同位素[52], 而吸附過程通常優(yōu)先吸附較重的同位素[51–52]。除發(fā)生遷移的Zn比例可能較小原因外, 有機質降解和解吸附反應將分別釋放偏輕和偏重的Zn同位素, 也可能導致成巖過程對海洋沉積物的 Zn同位素影響有限,從而使得目前觀測到的包括南海西部上升流區(qū)沉積物在內的多數(shù)海洋沉積物樣品的δ66Zn分布范圍非常有限與黃土、氣溶膠等陸源輸出端元一致。

4 結 語

建立了適用于海洋沉積物的化學前處理及 Fe和Zn同位素測定方法, 該前處理方法可以實現(xiàn)海洋沉積物的快速消解、有機質去除和海鹽脫離, 避免Fe和 Zn的意外丟失和由此導致的同位素分餾, 能夠實現(xiàn)海洋沉積物Fe和Zn同位素精確測定。來自南海西部上升流海區(qū)兩個沉積物柱樣Y32和Y20的Fe和Zn同位素分析結果顯示, 它們各自的δ56Fe值和δ66Zn值隨深度無明顯變化, 兩個柱樣之間也無明顯差別, 與報道的黃土和氣溶膠、火成巖以及大部分海洋沉積物一致。

廈門大學近海海洋環(huán)境科學國家重點實驗室的林建榮、司靖宇和李騫幫助進行了相關樣品采集;中國科學院地質與地球物理研究所巖石圈演化國家重點實驗室的張艷斌博士和謝烈文高級工程師幫助進行了光譜純NaCl的Cu-Fe-Zn含量測定; 兩位匿名審稿人提出了寶貴的修改意見, 在此一并致以誠摯的謝意！

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