碳酸钙-水体系氧同位素平衡及稳态分馏的低温实验研究

摘要

采用“一步”和“两步”的直接沉淀法和附晶生长法在50℃和70℃分别合成碳钡矿和文石,测定不同条件下合成矿物与水之间的氧同位素分馏,结果显示,文石-水体系氧同位素分馏机理分两步:(1)[CO<,3>]<'2->与H2O的氧同位素交换和平衡,此过程是文石-水氧同位素平衡的决速率步骤;(2)与H<,2>O平衡以后的[CO<,3.]<'2->与Ca<'2+>]结合生成文石,此过程体现矿物形成过程中氧同位素分馏的结构效应.在此基础上,采用缓慢沉淀法和"两步"的附晶生长法获得了0～70℃的文石-水体系氧同位素平衡分馏方程.采用“一步”和“两步”的附晶生长法在50℃和70℃合成文石,文石在溶液中经同质多象转变成次生方解石;结合文献数据,获得0～70℃范围内的方解石-水体系稳态氧同位素分馏方程.