位置:成果数据库 > 期刊 > 期刊详情页
富有机物流体中一些重要Ge同位素的平衡分馏参数
  • ISSN号:0379-1726
  • 期刊名称:《地球化学》
  • 时间:0
  • 分类:P597[天文地球—地球化学;天文地球—地质学] P593[天文地球—地球化学;天文地球—地质学]
  • 作者机构:[1]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,贵州贵阳550002
  • 相关基金:国家自然科学基金(40803004,40672033,40773005)
中文摘要:

锗(Ge)同位素在地球化学领域有着潜在的应用意义,但是Ge同位素平衡分馏参数的缺乏,严重制约了其在相关研究中的应用。本研究提供了富有机物流体中物种Ge(OH)4、GeO(OH)3^-以及Ge的一些亲有机质络合物(Ge与邻苯二酚、柠檬酸以及草酸配合形成的络合物)之间的Ge同位素平衡分馏参数。用基于Urey模型(或称Bigeleisen-Mayer公式)理论,结合量子化学计算的方法,在B3LYP/6-311+G(d,p)理论水平下计算了这些Ge同位素平衡分馏系数,其中,溶液效应用精确的“水滴法”来处理。预测这些基本分馏参数的误差约为±0.2‰。纯水溶液中,△Ge(OH)4-GeO(OH)3^-约为0.6‰,海水中稍小,约为0.3‰;而△Ge(OH)4-Ge-邻苯二酚、△Ge(OH)4-Ge-草酸、△Ge(OH)4-Ge-柠檬酸(c)和△Ge(OH)4-Ge柠檬酸(d)非常大,分别约为4.4‰、3.5‰、3.8‰和3.9‰。这些大的分馏或许可以用来示踪生物作用参与过程。结果表明,轻的Ge同位素将富集在富有机质的环境,如煤系、黑色页岩及一些缺氧的条件下,因此这些环境可能存在一个轻Ge同位素的“汇”。

英文摘要:

Germanium (Ge) isotope has a great potential that has not been well recognized in the field of geochemistry. Our ability to explore the unknown world for Ge isotope, however, has been severely limited by the lack of the basic isotope fractionation parameters. In this study, we provided some important Ge isotope equilibrium fractionation coefficients between the dominant Ge (OH)4, GeO(OH)3^- species in solutions and several Ge-bearing organic complexes (including Ge-catechol, Ge-oxalic acid, and Ge-citric acid) in organic-rich fluids, based on the Urey model (or Bigeleisen and Mayer equation) and the quantum chemistry calculations. The calculations were made using Gaussian03 at the B3LYP/6-311 + G(d, p) level. Solvent effect was modeled using the "water droplet" method. The accuracy of the parameters are estimated to be around 0. 2%0. The △Ge(OH)4-GeO(OH)3^- is 0. 6‰ in pure water, and is slightly lower (about 0. 3‰) in sea water. In comparison, the △Ge(OH)4-Ge-catechol,△Ge(OH)4-Ge-oxalic acid, △Ge(OH)4-Ge-citric acid(c) and △Ge(OH)4-Ge-citric acid(d) are much larger, around 4. 4‰, 3.5‰, 3.7‰ and 3.9‰, respectively. The large fractionations might suggest a new way to distinguish the possible bio-interference process. Furthermore, our calculations indicated that light Ge isotopes should be enriched in organic-rich environments like the coal-bearing series and blank shale series formed under anoxic conditions, therefore such environments might represent a reservoir of light Ge isotopes.

同期刊论文项目
同项目期刊论文
期刊信息
  • 《地球化学》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院广州地球化学研究所 中国矿物岩石地球化学学会
  • 主编:傅家谟
  • 地址:广州市五山1131信箱
  • 邮编:510640
  • 邮箱:DQHX@GIG.AC.CN
  • 电话:020-85290046
  • 国际标准刊号:ISSN:0379-1726
  • 国内统一刊号:ISSN:44-1398/P
  • 邮发代号:2-813
  • 获奖情况:
  • 中国自然科学核心期刊,2000年中国科学院优秀期刊一等奖,百种中国杰出学术期刊,中国科协优秀期刊,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:18850