总访问量：
任沼錡,Oct. 14, 2022
Hg是第六周期IIB族过渡族金属元素，并以稳定的固态硫化物、在生物中富集的有机相、溶液中的配合物及大气中的气态和气溶胶相广泛存在于表生环境中，在过去主要因其毒性与氧化还原敏感性被运用于环境地球化学相关研究，而除去人类排放这一主要的Hg源，自然的Hg源主要与火山和热液系统有关。Hg具有7个稳定同位素[196Hg(0.16%)、198Hg(10.04%)、199Hg(16.94%)、200Hg(23.14%)、 201Hg(13.17%)、 202Hg(29.73%)、 204Hg(6.83%)]，并因为其具有MDF及仅次于O、S的大幅度的奇数与偶数MIF在示踪环境中汞的来源、迁移转化以及相关环境过程中表现出极大的优势。
前人在针对各类自然样品的Hg同位素储库研究表明，目前自然样品中Hg主要的奇数MIF与表生水体中的光化学反应相关，由于亏损奇同位素的还原态Hg进入大气，整体上而言海洋的Δ199Hg为正而大气的Δ199Hg为负，并由于降水与生物利用过程导致了陆地的负Δ199Hg，而与光化学反应无关的地幔衍生岩石样品中则不会产生明显的MIF，与Hg的MIF所对应的是，Hg同位素的MDF受到多种地质过程控制，分馏程度变化广泛且常具有多解性。
岩石圈Δ199Hg接近0，而δ202Hg平均为-0.60‰，反映出光化学反应所致MIF的独特性与原始地幔Hg较轻的特点。
大气圈Δ199Hg可达-5‰， δ202Hg变化约4‰，显著表现出光化学还原过程的奇数同位素MIF效应。
陆地表生样品的汞MIF主要继承自大气沉降。
水体汞的光还原作用造成海洋广泛且独特的正奇数MIF，且还原产物Hg(0)进入大气导致了大气的负奇MIF，并使水底沉积物具有Δ199Hg = 0～0.4‰的MIF特征。
同位素MDF表示方法：δXHg = [(XHg/198HgSample) / (XHg/198HgNIST SRM 3133) -1] × 1000‰
同位素MIF表示方法： ΔXHg = δXHg – δ202Hg*βMDF
βMDF199/200/201/204 = 0.2520 / 0.5024 / 0.7520 / 1.4930
因为测试精度以及分馏大小的问题，可能存在数据无效情况。
前人整理了相关数据及对应矿床成矿背景与地质环境，在对早先一系列在Hg污染示踪及相关的矿床学研究发现，在全球热液矿床中存在-0.30‰到0.36‰的Hg的MIF，远大于理论与观测，为了探究发生在火成岩中Hg同位素的MIF的成因，并将Hg同位素的MIF用于示踪成矿物质来源，其测量了一些中国东北造山带钙碱性火山深成岩相关的浅成热液金矿床Hg同位素组成。
作者排除了同化混染或后期表生物质加入，表明了Hg的MIF源自源区岩浆结晶后流体出溶，其考虑到浅成热液型和斑岩型金矿床与俯冲环境的相关性指出，矿床Δ199Hg特征源自洋壳、海相沉积物和海水等挥发性成分在俯冲时的脱流体作用，具有正Δ199Hg的海相流体引发可地幔楔的部分熔融输送到上地壳。左图MIF-MDF之间的负相关关系显示出此区域矿床所具有的地幔Hg与海洋沉积物二端员混合特征；而右图展示出从大陆基岩中获得了负Δ199Hg信息的汞矿床、具有地幔Δ199Hg特征的板内镁铁质岩浆汞矿床与俯冲成因的具有洋壳正Δ199Hg特征的三类矿床，通过对在活动大陆边缘-板内矿床间Hg的MIF对比体现出了俯冲带内脱水过程为上覆地幔楔输送的海洋的Hg-MIF信号。
为探究全球范围不同地幔中Hg同位素组成与源区的异质性，前人对来自南大西洋、印度洋、东太平洋的洋中脊玄武岩，西伯利亚溢流玄武岩，马里亚纳岛弧火山岩与麦哲伦火山链洋岛玄武岩Hg组成与含量进行了分析。对于所研究的所有玄武岩，δ202Hg变化大（-2.13～0.13‰），MORB、IAB、OIB和CFB的δ202Hg平均值分别为-0.93±0.62‰、-0.80±1.22‰、-1.85±0.30‰、-1.66±0.54‰，其被认为是由岩浆挥发过程的MDF所主导且具复杂成因的；而Δ199Hg则表明，CFB与OIB中仅存在有限的MIF，位于原始地幔组成范围中；而MORB与IAB则直接表现出从地幔到海洋储库之间的Δ199Hg组成。
作者基于前述Hg同位素的储库观测结果与地球动力学模型指出，IAB的Δ199Hg信号源自会聚板块边缘俯冲海洋沉积物相关的熔流体交代，大部分俯冲的汞很可能通过弧火山作用释放回地表环境，同先前在板内矿床中的相关观测解释一致；而MORB的正Δ199Hg也可能是洋壳循环的结果，其源自俯冲后未完全释放出Hg的俯冲板片，其中剩余的Hg下降到软流圈地幔中，通过大洋中脊玄武质岩浆作用带回地球表面，体现出了上地幔同位素组成的异质性。而对于与下地幔源区相关的CFB与OIB，由于下地幔中再循环地表物质少，其展示出接近0的MIF；由此，作者基于Hg的MIF建立了一套全球尺度的Hg循环模型。
你必须登录之后才可以参与讨论。