地化所在Cd穩定同位素地球化學示蹤研究中取得系列進展

2020-12-08 中國科學院

　　「非傳統穩定同位素」（包括Fe、Cu、Se、Mo、Cd、Cr、Zn、Hg、Ca、Mg 、Ge等）的研究是國際上同位素地球化學研究的一個前沿領域。作為一種新的、潛在的地球化學示蹤劑，近10餘年來「非傳統穩定同位素」的研究得到迅速發展。在這其中，由於Cd同位素體系具有十分特殊的分餾機理，已被廣泛應用於宇宙化學、礦床學、環境科學、海洋學等領域的研究，取得了顯著的成果。

　　近年來，中國科學院地球化學研究所研究員溫漢捷帶領研究團隊通過國內國際合作在Cd穩定同位素地球化學示蹤研究方面取得系列進展，包括：

　　（1）Cd同位素分析測試技術的建立：研發了針對不同類型樣品的Cd同位素分析測試技術，可測試包括高含量樣品（硫化物）、痕量樣品（碳酸鹽巖）、土壤、富有機質樣品（植物）等多種類型樣品，測試精度達到國際同類水平。

　　（2）同位素實驗地球化學研究：通過實驗研究和現場觀測，發現在風化過程中Cd同位素存在明顯的且有規律的分餾（可達0.5‰），這一發現豐富了Cd同位素的分餾理論，具有重要的應用價值。

　　（3）成礦作用研究：通過不同類型富Cd 鉛鋅礦床中Cd 同位素的研究發現，不同類型富Cd 鉛鋅礦床（巖漿熱液型、夕卡巖型、MVT 型、Sedex 型）具有明顯的元素和同位素分組，可作為礦床成因判別的重要標誌（如圖）。

　　（4）汙染物來源示蹤：重金屬汙染是當今全球面臨的嚴重環境問題，在所有的重金屬汙染元素中，Cd的毒性僅次於Hg而位居第二。通過對典型礦區的研究，發現Cd同位素能很好地指示不同來源Cd的汙染和相對貢獻，可為汙染源的追溯提供「舉證支持」的作用，為環境治理提供基礎數據資料。

　　上述研究成果已發表在Scientific Reports、Ore Geology Reviews、Applied Geochemistry、Analytical Method 等期刊上，這一系列性成果在國際相關領域的研究佔據了重要的一席之地。

　　參考文獻：

　　1) Hanjie Wen, Chuanwei Zhu, Yuxu Zhang, Christophe Cloquet, et al. (2016) Zn/Cd ratios and cadmium isotope evidence for the classification of lead-zinc deposits. Scientific Reports, 6, 25273; doi: 10.1038/srep25273.

　　2) Rongfei Wei, Qingjun Guo, Hanjie Wen, Congqiang Liu, et al. (2016) Fractionation of Stable Cadmium Isotopes in the Cadmium Tolerant Ricinus communis and Hyperaccumulator Solanum nigrum. Scientific Reports, 6, 24309; doi: 10.1038/srep24309 (2016).

　　3) Yuxu Zhang, Hanjie Wen, Chuanwei Zhu, Haifeng Fan, et al. (2016) Cd isotope fractionation during simulated and natural weathering. Environmental Pollution,  10.1016/j.envpol.2016.04.060.

　　4) Chuanwei Zhu, Hanjie Wen, Yuxu Zhang, Haifeng Fan, (2016) Cadmium and sulfur isotopic compositions of the Tianbaoshan Zn–Pb–Cd deposit, Sichuan Province, China. Ore Geology Reviews, 76: 152-162.

　　5) Hanjie Wen, Yuxu Zhang, Christophe Cloquet, Chuanwei Zhu, et al. (2015) Tracing sources of pollution in soils from the Jinding Pb–Zn mining district in China using cadmium and lead isotopes. Applied Geochemistry, 52: 147-154.

　　6) Rongfei Wei, Qingjun Guo, Hanjie Wen, Junxing Yang, et al. (2015) An analytical method for precise determination of the cadmium isotopic composition in plant samples using multiple collector inductively coupled plasma mass spectrometry. Analytical Methods, 7: 2479-2487.

　　7) Chuanwei Zhu, Hanjie Wen, Yuxu Zhang, et al. (2013) Characteristics of Cd isotopic compositions and their genetic significance in the lead-zinc deposits of SW China. Science in China, 56: 2056-2065.

　　8) 朱傳威，溫漢捷，張羽旭，樊海峰，劉潔，周正兵，(2015) Cd穩定同位素測試技術進展及其應用，地學前緣，05: 115-123.

　　9) 張羽旭，周倩，朱傳威，賀茂勇，樊海峰，羅重光，杜勝江，溫漢捷，(2013)表生風化淋濾遷移過程的Cd同位素分餾及其指示意義，地球與環境，06: 612-617.

利用Zn/Cd比值和Cd同位素判別鉛鋅礦床成因（Scientific Reports, 2016）

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