会议专题

固体的间隙扩散同位素动力学效应:理论和应用

随着高空间分辨率质谱仪的不断发展,研究单矿物中同位素的分布已经成为热点.矿物在熔融、变质等热事件中,同位素会发生差异性迁移,导致同位素进一步重新分布.虽然矿物颗粒尺度的同位素分布数据正在快速积累,但是由于缺乏固体中同位素扩散的理论基础而没有得到很好的解释,这严重影响了拟从更微观的尺度诠释同位素在一个动力学背景下的分布规律,更好地解释地质体热演化历史。所以,基于微观尺度的固体同位素动力学扩散效应的理论急需建立。先从间隙扩散机制出发,结合统计力学理论,建立了统一的计算固体中扩散的动力学同位素效应的理论公式。该公式不含通常使用的几个近似处理,能够极大提升计算的准确性。用基于该公式的计算可以得到众多同位素体系在几乎所有固体矿物中的同位素动力学效应,以及和温度、压力的关系,从而将扩散过程的热历史的讨论深化到分子级的层面。还用He在固体矿物中的扩散来显示了如何应用该理论公式。通过对数据的分析以限制地球中He的budget.

矿物学 同位素 间隙扩散机制 动力学效应

李雪芳 张一宁 刘耘

中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室,贵阳550002

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2019-04-19(万方平台首次上网日期,不代表论文的发表时间)