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生物增生结构都是经过一定的时间间隔在已有结构上添加新的一层物质。鱼耳石的生长始于鱼生命初期胚胎的形成,并每天形成新的环带(日轮),直到生命终止。鱼耳石的主要成份是碳酸钙,占96%以上,另外含有少量的有机质。碳酸钙在鱼耳石上沉积的同时,水体及环境中的其它元素取代钙的位置也被沉积在鱼耳石中,并且由于鱼耳石相对其它组织难以降解,这种元素的信息就可以一直保存下来。
ICP-MS是近年来发展迅速的高灵敏度、低检出限多元素同时检测技术,LA-ICP-MS则是结合高分辨的激光固体微区采样技术发展起来的一种极富潜力的微量元素微区分析技术。
本文主要以LA-ICP-MS技术为基础,对生物增生结构一鱼耳石中的微量化学进行了分析。主要内容如下:
1、建立了一种适用于LA-ICP-MS微区分析的鱼耳石样品制备的方法。在已有文献基础上,结合LA-ICP-MS微区分析要求,建立了“断头中开”采集微耳石、星耳石的提取方法,提取的鱼耳石制备成薄片然后用环氧树脂直接固定于载玻片上。这种方法不仅可以满足鲫鱼耳石LA-ICP-MS测定的需要又可以同时满足鱼耳石环带观察的需要。
2、建立了共沉淀基体匹配LA-ICP-MS测定鱼耳石中微量元素的方法。讨论了采用共沉淀基体匹配校正LA-ICP-MS对生物碳酸岩样品测定方法的可行性,与通常的NIST外标校正方法对比,测定的七种元素中有五种元素都获得了比NIST校正方法更低的检出限。由于采用CaCO<,3>共沉淀粉末压饼的方法与鱼耳石样品进行基体匹配,相对融熔制备的NIST玻璃标准系列,在化学组成和晶体结构的方面更接近实际测定的鱼耳石样品,所以采用CaCO<,3>共沉淀粉末压饼系列校正的测定结果更具实用性和可靠性。
3、结合采集自湖北省东湖和洪湖两个淡水湖的水样、鱼耳石样品,初步探讨鱼耳石对环境的指示作用。
采用溶液ICP-MS法比较了洪湖与东湖两个湖域水质、鱼耳石中的元素含量,发现不同湖泊的鲫鱼其耳石中的重金属含量可以反映出两个湖泊水体中微量元素含量的差异。
比较同一湖泊不同区域的水和鱼,通过测定发现,同一湖泊中不同的区域水体中微量元素的差异通过鱼耳石的测定也可以反映出来。
采用LA-ICP-MS法对鱼耳石的环带进行了测定,发现Sr在鱼耳石核心具有相对较高的含量,而在随后的环带中Sr含量高低呈有规律的波动,随季节变化;Cr、Mn、Cu、Zn、Pb等元素在不同的环带中有着不同的含量,并推测这些元素的差异主要是由于鱼的不同生长时期水环境中元素丰度的变化。
采用LA-ICP-MS对同一区域不同年龄的鱼的耳石核心中元素的含量进行测定,不同年龄的鱼的耳石核心中元素存在着一定的差异,实验结果表明这种差异同样与鱼的不同生长时期水环境中元素丰度的变化有关。