第一性原理计算矿物间钙同位素的平衡分馏系数
钙是第四周期IIA族元素,属于活泼的碱土金属,是地幔、地壳和沉积物等地质储库的主要组成元素.钙易随着熔体和流体在地球的各个圈层迁移.钙有六个稳定同位素(40Ca,42Ca,43Ca,44Ca,46Ca,48Ca),是除了H和He以外具有最大同位素相对质量差异的元素.这预示着钙同位素在自然界中可能存在较大的分馏,可以用来示踪多种地质过程.同位素平衡分馏系数是稳定同位素地球化学的基础参数,准确估计含钙矿物间平衡分馏系数是准确解读同位素数据的前提.基于此进行研究，结果显示，热力学平衡时，矿物富集重钙同位素的顺序为碳酸钾钙＞石灰石＞萤石＞透闪石＞磷灰石＞硬石膏~榍石＞钙钛矿~钙黄长石＞钾闪石＞镁黄长石。晶体化学参数中平均Ca-O键长与1000lnβ有明显的负相关关系，这与前人重钙同位素一般富集在较短的成键环境中的结论一致,而配位数与分馏未见明显的相关关系。透闪石和钾闪石有着非常相似的晶体结构和接近的化学组成，1000K下两者的δ44/40Ca平衡分馏却可以达到0.22‰。这与他们较大的Ca-O平均键长差异一致，说明矿物成分的变化可以显著影响Ca-O键长，进而影响矿物对重钙同位素的富集程度。
矿物质 钙同位素 平衡分馏系数 第一性原理
肖子聪 周陈 王文忠 黄方
中国科学技术大学地球和空间科学学院,合肥230000
国内会议
杭州
中文
933-933
2019-04-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）