岩石・鉱物の酸素同位体比のSMOWスケールの確定

岩石和矿物中氧同位素比 SMOW 标度的测定

• 批准号: 17654111
• 负责人: 日下部 実
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Okayama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17654111/
• 关键词: 酸素同位体比; H_2O-CO_2酸素同位体交換平衡定数; NBS28 quartz; NBS30 biotite; UWG2 garnet; ケイ酸塩酸素同位体比測定システム; 酸素同位体比; H_2O-CO_2酸素同位体交換平衡定数; NBS28 quartz; NBS30 biotite; UWG2 garnet; ケイ酸塩酸素同位体比測定システム

酸素は地球および惑星の主要な構成元素であり、その同位体組成の変動は隕石等の地球外物質や地球上の多様な岩石の起源、岩石-水相互作用、風化過程、水循環、大気循環など、地球化学的諸問題の解明に広く用いられている。安定同位体地球化学の分野では、ある物質の酸素同位体組成(^<18>O/^<16>O比)はδ^<18>O値として表現される。水の酸素同位体比を質量分析する場合、通常、試料水と同位体交換平衡にあるCO_2を用いる。SMOWを含む水の酸素同位体比は平衡にあるCO_2の酸素同位体比を交換平衡定数で除したものとなる。一方、岩石・鉱物の酸素同位体比は、何らかの方法で試料から酸素を抽出した後、O_2またはCO_2の形で質量分析される。この同位体比を水であるSMOWを標準として表示しようとすると、上に述べたH_2O-CO_2間の同位体交換平衡定数が介在することになる。この同位体交換平衡定数は古くから多くの研究者により実験的に求められているものの結果は0.5‰程度の不確かさがある。本研究ではこの「不確かさ」を精密な実験により最小化することを目的とした。本研究では、研究代表者が管理するケイ酸塩酸素同位体比測定システムを用いて、反応容器中に置かれた鉱物ならびに水試料をBrF_5雰囲気下でレーザー加熱により分解し、O_2のみを抽出・精製し、その酸素同位体比を質量分析計により測定した。本研究では国際標準水試料であるVSMOW,SLAP,GISPおよびを国際標準鉱物試料であるNBS28 quartz, NBS30 biotite, UWG2 garnet等をO_2化し、それらの同位体比分析を行なった。その結果、NBS28 quartzのδ^<18>O値は9.2‰、H_2O-CO_2の酸素同位体比交換平衡定数は1.0407であることが分かった。これらの結果は、国際(2005 Goldschmidt Conf.)および国内学会(質量分析学会・同位体比部会)等で発表した。また論文としてまとめ、現在、投稿中である。

氧是地球和行星的主要组成元素，其同位素组成的变化被广泛用于阐明地球化学问题，包括陨石等外星材料，例如陨石以及地球上各种岩石的起源，岩石 - 水相互作用，潮流过程，水流循环和大气循环。在稳定的同位素地球化学领域中，物质的氧同位素组成（^<18> o/^<16> o比）表示为δ^<18> o值。当通常使用在同位素交换与样品水平衡中的水的氧同位素比的质谱法时。含有SMOW的水的氧同位素比是平衡中CO_2的氧同位素比除以交换平衡常数。另一方面，岩石和矿物质的氧同位素比以某种方式从样品中提取，然后以O_2或CO_2的形式分析质量。如果我们尝试将此同位素比作为使用SMOW（水为水）的标准，那么上述H_2O-CO_2之间的同位素交换平衡常数将在上述中进行干预。尽管这种同位素交换平衡常数长期以来一直由许多研究人员实验确定，但结果的不确定性约为0.5‰。这项研究旨在通过精确的实验最大程度地减少这种“不确定性”。在这项研究中，使用主要研究者管理的硅酸盐氧同位素比率测量系统，将放置在反应血管中的矿物和水样在BRF_5大气下通过激光加热分解，仅提取和纯化O_2，并使用质量光谱仪测量了氧气同位素比。在这项研究中，国际标准水样品是VSMOW，SLAP，GISP和NBS28 QUARTZ，NBS30 BIOTITE，UWG2 GARNET等，它们是国际标准矿物样品，转换为O_2，并进行了同位素比分析。结果，发现NBS28 Quartz的δ^<18> O值为9.2‰，H_2O-CO_2的氧同位素比交换平衡常数为1.0407。这些结果在国际（2005年Goldschmidt Conf。）和日本日本学会（质谱学会，同位素比率委员会）上提出。它也被编译为纸，目前正在提交。