Analytical development of the use of the isotopic composition of gypsum hydration water as a paleoclimate tool

石膏水合水同位素组成作为古气候工具的分析开发

基本信息

  • 批准号:
    NE/I016716/1
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 5.33万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Research Grant
  • 财政年份:
    2011
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2011 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

One of the fundamental problems in oxygen isotope paleoclimatology is the temperature equation is often under constrained. The d18O of calcite or aragonite can be measured on fossil shell material but a unique temperature solution is not possible without knowing the d18Owater from which the carbonate precipitated. ToC = 16 - 4.14 (d18Ocalcite - d18Owater) + 0.13 (d18Ocalcite - d18Owater)2 Or for aragonite: ToC = 21.8 - 4.69 (d18Oaragonite - d18Owater) Gypsum (CaSO4 2H2O) is a hydrated mineral that contains 20.9% crystallization water by weight. The 18O/16O and D/H of the hydration water record the isotopic ratio of the mother water from which the gypsum crystallized. Provided the fractionation factors are known and no isotopic exchange has occurred post-crystallization, the d18O of gypsum hydration water can be used to calculate the d18O of the water. Thus, tandem d18O measurements of both carbonate and gypsum hydration water from the same samples potentially offers a power paleoclimate tool for determining past temperature. We propose to measure the d18O and dD of gypsum hydration water (CaSO4 2H2O) in controlled experiments and natural samples to test the potential of this method and its applicability as a paleoclimate tool. Specifically we will: 1. Determine the isotopic fractionation factors between gypsum hydration water and mother water to high precision; 2. Experimentally evaluate the potential for post-crystallization isotope exchange of gypsum hydration water and ambient environmental water; 3. Test the application of tandem measurements of d18O of calcite and gypsum hydration water to reconstruct glacial tropical temperature using sediment cores from Lake Peten-Itza, Guatemala. Successful demonstration of the method by this pilot study would constitute a breakthrough for terrestrial paleothermometry studies and offer the opportunity for widespread application.
氧同位素古气候学的基本问题之一是温度方程经常受到约束。方解石或霰石的 d18O 可以在化石壳材料上测量,但如果不知道碳酸盐从中沉淀的 d18O 水,则不可能获得独特的温度解决方案。 ToC = 16 - 4.14 (d18O方解石 - d18O水) + 0.13 (d18O方解石 - d18O水)2 或者文石:ToC = 21.8 - 4.69 (d18O方解石 - d18O水) 石膏 (CaSO4·2H2O) 是一种水合矿物,含有 20.9% 结晶水按重量。水合水的 18O/16O 和 D/H 记录了石膏结晶的母水的同位素比。如果分馏因子已知并且结晶后没有发生同位素交换,则可以使用石膏水合水的 d18O 来计算水的 d18O。因此,对同一样品中的碳酸盐和石膏水合水进行串联 d18O 测量可能为确定过去的温度提供强大的古气候工具。我们建议在对照实验和天然样品中测量石膏水化水 (CaSO4·2H2O) 的 d18O 和 dD,以测试该方法的潜力及其作为古气候工具的适用性。具体来说,我们将: 1.高精度测定石膏水化水与母水的同位素分馏因子; 2、实验评估石膏水化水与周围环境水进行结晶后同位素交换的潜力; 3. 测试方解石和石膏水合水 d18O 串联测量的应用,以利用危地马拉佩滕-伊察湖的沉积岩芯重建冰川热带温度。该试点研究的成功示范将成为陆地古测温研究的突破,并为广泛应用提供机会。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Coupled measurements of d 18 O and d D of hydration water and salinity of fluid inclusions in gypsum from the Messinian Yesares Member, Sorbas Basin (SE Spain)
索尔巴斯盆地(西班牙东南部)墨西尼亚 Yesares 段石膏中水合水 d 18 O 和 d D 以及流体包裹体盐度的耦合测量
Quantification of paleo-aquifer changes using clumped isotopes in subaqueous carbonate speleothems
使用水下碳酸盐洞穴中的团簇同位素定量古含水层变化
  • DOI:
    http://dx.10.17863/cam.30175
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Gázquez F
  • 通讯作者:
    Gázquez F
Simultaneous analysis of (17) O/(16) O, (18) O/(16) O and (2) H/(1) H of gypsum hydration water by cavity ring-down laser spectroscopy.
腔衰荡激光光谱同时分析石膏水合水的(17)O/(16)O、(18)O/(16)O和(2)H/(1)H。
  • DOI:
    http://dx.10.1002/rcm.7312
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Gázquez F
  • 通讯作者:
    Gázquez F
Triple oxygen and hydrogen isotopes of gypsum hydration water for quantitative paleo-humidity reconstruction
石膏水合水的三氧和氢同位素用于定量古湿度重建
  • DOI:
    10.1016/j.epsl.2017.10.020
  • 发表时间:
    2024-09-13
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.3
  • 作者:
    F. Gázquez;M. Morellón;T. Bauska;D. Herwartz;J. Surma;4. Ana;Moreno;M. Staubwasser;B. Valero;A. Delgado‐Huertas;5. DavidA.;Hodell
  • 通讯作者:
    Hodell
Isotopic analysis of sulfur cycling and gypsum vein formation in a natural CO2 reservoir
天然 CO2 储层中硫循环和石膏脉形成的同位素分析
  • DOI:
    http://dx.10.1016/j.chemgeo.2016.04.015
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Chen F
  • 通讯作者:
    Chen F
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