【学术视频】地球化学空中会议室 | 南京大学李伟强教授
图 | 李伟强
题 目:金属同位素分馏系数标定:路在何方?
报告人:李伟强
单 位:南京大学
时 间:2020-03-15
地 点:线上
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报告摘要
获取两个物相之间的同位素平衡分馏系数是应用同位素地球化学的基础。目前,标定同位素平衡分馏系数的常用手段有两种:1. 基于密度泛函理论的第一性原理计算;2. 通过实验进行标定。第一性原理计算的优点在于可以计算更宽泛的温压条件,但受限于模型的准确性以及较高的理论门槛,理论计算的结果常常需要结合实验进行矫正。通过实验达到同位素平衡的技术手段包含:扩散,矿物合成以及矿物重结晶。后两者在低温实验条件下容易实现,但同时带来一个问题,矿物合成及重结晶受限于化学反应动力学很难判断是否达到完全的平衡。三同位素法可以很好的解决这一问题,通过在实验体系中加入同位素稀释剂,即使体系的同位素平衡尚未达到,也可以通过数学外推的方法得到体系平衡时的同位素组成。然而,Cao et al. (2017)通过理论推导证明三同位素法存在一定局限,通过外推所得到的同位素组成并不一定是真实平衡时的数据。李伟强课题组也通过钡白云石的溶解-重结晶实验验证了这一结论。这说明,低温实验标定同位素分馏系数遇到了重大挑战。另一方面,自然样品如果处于同位素平衡状态,他们的同位素组成也可以用来标定同位素平衡分馏系数。李伟强课题组发现英山铁矿中的单矿物各项地球化学指标(例如不存在元素环带,不同地质温度计结果的一致性)均显示化学平衡,因此英山铁矿中单矿物的铁同位素组成可以用来标定矿物间的Fe同位素平衡分馏系数。
个人简介
李伟强,博士,南京大学地球科学与工程学院教授。2000年9月-2004年6月,在南京大学地球科学系,地质学,获学士学位;2004年9月-2006年1月,在南京大学地球科学系,矿床学攻读硕士;2006年1月-2009年5月,在澳大利亚麦考瑞大学地球与行星科学系,获博士学位;2009年6 月-2012年11月,在美国威斯康辛大学麦迪逊分校地球科学系,从事博士后研究;2012年12月-2014年10月,在美国威斯康辛大学麦迪逊分校地球科学系,担任助理研究科学家;2014年11月-至今, 在南京大学地球科学与工程学院任教授一职。研究方向:非传统同位素地球化学的方法开发,基础理论,和地质应用。(1) 新同位素工具的开发:K稳定同位素,Sn稳定同位素;(2) 金属同位素分馏系数的实验标定;(3) 重要化学反应的同位素稀释剂反应动力学研究;(4) Mg, Cu, Fe同位素对成矿作用以及重大地质事件的示踪。
编辑:苏苗苗
地球化学空中会议室是国内青年地球科学工作者发起的线上会议学术论坛,会务组由多家单位的志愿者于2020年3月组建而成,2020年5月中国矿物岩石地球化学学会青年工作委员会参与主办。地球化学空中会议室一直秉承以学科前沿研究为导向,本着服务广大科研工作者和学生的初衷,旨在建立最新科研成果与研究进展,研讨新技术和方法以及地质学研究中的应用,探索多学科交叉研究发展的网络学术交流论坛。报告内容以地球化学学科为主,结合与地球科学研究相关领域的最新进展,包括同位素分馏理论和分析技术,地球化学和地球物理相结合,地球化学在矿床学、行星学、地震学、海洋学、古环境和古气候学等研究领域的应用。
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