[特邀报告]汞同位素在古海洋环境中的分馏机理及其应用

汞同位素在古海洋环境中的分馏机理及其应用
编号：2614 稿件编号：2972 访问权限：私有 更新：2023-04-11 22:29:01 浏览：387次 特邀报告

报告开始：2023年05月06日 13:40 （Asia/Shanghai）

报告时间：15min

所在会议：[17A] 17A、古生物、古地理与古环境 » [17A-1] 17A-1 古生物、古地理与古环境

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摘要
汞同位素是古环境重建的新兴指标，古代沉积岩中的汞同位素信号近年来被广泛应用于指示大规模火山活动以及海洋氧化还原状态，从而重建环境对生命演化的影响。但目前对古环境中汞同位素分馏机理的认识还很欠缺，因此对古代沉积岩中汞同位素信号的解释还有很大的不确定性。汞同位素具有独特的三维同位素分馏体系，即质量分馏(MDF)、奇数同位素非质量分馏(odd-MIF)和偶数同位素非质量分馏(even-MIF)，因此被广泛应用于示踪现代环境中汞的生物地球化学循环。目前研究表明，汞同位素MIF主要产生于光化学反应过程，但是目前对光化学过程中汞同位素分馏机理的认识主要基于现代富氧水体环境，而古代海洋环境常广泛发育厌氧、硫化、富铁等复杂多变的氧化还原条件。因此很有必要针对不同氧化还原状态下汞的光化学过程的同位素分馏进行研究。

我们开展了硫化水体中Hg(II)的光化学还原模拟实验并测定了该过程的汞同位素分馏。发现硫化水体（即富含S2-或巯基）中Hg(II)的光还原倾向于产生与氧化水体相反的MIF。令人惊讶的是，硫化水体Hg(II)光还原的MIF分馏程度巨大（超过-15‰），远远高于已知的其它光化学过程的分馏。这表明汞同位素MIF对于重建海洋的氧化还原状态具有巨大的应用潜力。基于上述实验研究，我们将汞同位素应用于重建生物演化史上重大事件时期（如生物大灭绝等）的海洋氧化还原环境。发现不少重大生物演化事件都伴随着海洋透光带出现大面积硫化。而海洋硫化则与当时全球性的环境变化（如新元古全球大气和海洋含氧量的上升、泥盆纪陆地植物的扩张）有紧密联系。综上所述，汞同位素对于指示古海洋氧化还原状态及其对生命演化的影响具有巨大的应用潜力。
关键字
汞同位素,古海洋,生物大灭绝,非质量分馏
报告人
郑旺
天津大学

稿件作者
郑旺 天津大学
赵亚秋 天津大学
孙若愚 天津大学
陈玖斌 天津大学
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