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大洋富钴结壳(以下简称CoRC)的生长速率及年代学分析在研究古大洋环流、古环境以及古气候变迁方面具有重要意义,宇宙成因核素10Be(T1/2=1.386±0.012Ma)、26Al(T1/2=0.705±0.176Ma)因为其半衰期长、受环境因素影响较小等特点,而被视为富钴结壳年代测定的最有效方法之一。本工作在前人研究的基础上,通过优化CoRC中自生相Be、Al元素的提取、分离和纯化方法,探索并建立了CoRC中自生相10Be、26Al的定年新方法。本研究对太平洋两块CoRC样品中的自生相进行连续的淋滤实验以及后续的化学分离和纯化。运用电感耦合等离子质谱(ICP-MS)和加速器质谱(AMS)技术,获得了CoRC样品中的稳定同位素9Be、27Al的含量和其对应的放射性核素10Be、26Al含量的剖面分布,并利用宇宙成因核素年代学方法确定了采自太平洋的两块CoRC的生长和年代信息。本研究获得的成果主要有以下几个方面:
(1)淋滤实验结果表明:在以25%(V/V)的CH3COOH为介质的酸溶液中,CoRC样品经0.04MNH2O?HCl三次淋滤之后,其中自生相Be、Al的提取率分别为~99%和~85%,经过6次淋滤之后,Be、Al提取率分别达~99.7%和~95%;
(2)利用10Be浓度和10Be/9Be比值计算得到结壳CXD08-1,在5-30mm范围内的平均生长速率分别为(10.23?+00..4572)mm/Ma和(14.25?+01..8092)mm/Ma,据此推算出结壳CXD08-1各个层位的生长年代信息。而26Al由于衰变和27Al载体的加入未得到可靠的实验结果;
(3)利用10Be浓度和10Be/9Be计算得到结壳MDD46-1,在0-10.66mm范围内的平均生长速率分别为(2.56?+00..1123)mm/Ma和(2.12?+0.080.09)mm/Ma,而利用26Al浓度和26Al/27Al得到其在0-8.48mm范围内的平均生长速率为(5.17?+22..3353)mm/Ma和(6.22?+26..9278)mm/Ma,放射性核素与其同位素比值计算结果在1σ范围内一致,并由此推算出各个层位对应的生长年代信息;
(4)结壳MDD46-1的生长可以分为三个阶段,其不同时期生长速率不同,对应的时间约为1.2Ma和3.5Ma。通过与前人的研究对比发现,结壳生长速率变化与古海洋事件和海洋底层水流变化相关;
(5)利用宇生放射性核素10Be和26Al计算所得的CoRC平均生长速率,在1σ误差范围内结果一致,初步建立了CoRC中10Be和26Al的剖面定年方法。
(1)淋滤实验结果表明:在以25%(V/V)的CH3COOH为介质的酸溶液中,CoRC样品经0.04MNH2O?HCl三次淋滤之后,其中自生相Be、Al的提取率分别为~99%和~85%,经过6次淋滤之后,Be、Al提取率分别达~99.7%和~95%;
(2)利用10Be浓度和10Be/9Be比值计算得到结壳CXD08-1,在5-30mm范围内的平均生长速率分别为(10.23?+00..4572)mm/Ma和(14.25?+01..8092)mm/Ma,据此推算出结壳CXD08-1各个层位的生长年代信息。而26Al由于衰变和27Al载体的加入未得到可靠的实验结果;
(3)利用10Be浓度和10Be/9Be计算得到结壳MDD46-1,在0-10.66mm范围内的平均生长速率分别为(2.56?+00..1123)mm/Ma和(2.12?+0.080.09)mm/Ma,而利用26Al浓度和26Al/27Al得到其在0-8.48mm范围内的平均生长速率为(5.17?+22..3353)mm/Ma和(6.22?+26..9278)mm/Ma,放射性核素与其同位素比值计算结果在1σ范围内一致,并由此推算出各个层位对应的生长年代信息;
(4)结壳MDD46-1的生长可以分为三个阶段,其不同时期生长速率不同,对应的时间约为1.2Ma和3.5Ma。通过与前人的研究对比发现,结壳生长速率变化与古海洋事件和海洋底层水流变化相关;
(5)利用宇生放射性核素10Be和26Al计算所得的CoRC平均生长速率,在1σ误差范围内结果一致,初步建立了CoRC中10Be和26Al的剖面定年方法。