シムズを用いた硫黄同位体分析における原位置メタン胚胎堆積物から自生黄鉄鉱の準備
Summary
メタン胚胎堆積物中の黄鉄鉱の硫黄同位体比 (δ34S) の解析は、通常バルク サンプルを当てています。ここでは、グリーンランドの続成の歴史を理解する様々 な黄鉄鉱世代の δ34S 値を分析二次イオン質量分析法を適用されます。
Abstract
メタンの嫌気的酸化を硫酸駆動から通常発生する自生黄鉄鉱の異なる硫黄同位体組成 (その4– AOM) と海洋堆積物中の硫酸還元 (OSR) organiclastic。ただし、複雑なグリーンランドを解き明かすシーケンスは順次形成された黄鉄鉱異相共存のため挑戦です。本稿では、二次イオン質量分析 (SIMS) 様々 な黄鉄鉱世代の場でδ34S 値を取得する使用できるようにサンプルの準備手順について説明します。これにより、研究者を拘束するどのように4– AOM 影響グリーンランド メタン胚胎堆積物。SIMS 分析では、同じサンプルの従来のばら積み硫黄同位体分析によって得られた δ34S 値の範囲よりはるかに広いであるに-41.6 + 114.8‰ から及ぶ δ34S 値の極端な範囲を明らかにしました。浅い沈殿物中の黄鉄鉱は主に34S 枯渇フランボイダルパイ、osr の初期続成作用による形成を示唆しているので構成されます。深い, 堆積物中より多くの黄鉄鉱はスペリオルと、フランボイダルパイよりはるかに高いシムズの δ34S 値を表示、自形結晶として発生します。このような34S 濃縮黄鉄鉱、強化など4に関連して OSR をし硫酸メタン遷移帯で AOM-。高解像度その場でシムズ硫黄の同位体一括硫黄同位体分析では解決できないグリーンランドのプロセスの再構築を可能にする解析を実行します。
Introduction
大陸余白1,2に沿って堆積物からのメタン排出量は多い。ただし、拡散浸透の領域におけるメタンのほとんどはその4– AOM (式 1)3,4として知られているプロセス内堆積物, 硫酸を犠牲にして酸化されます。この過程で硫化物の生産は、一般的には、黄鉄鉱の沈殿物の結果します。また、OSR も硫化 (式 2)5を解放することによって黄鉄鉱の形成を駆動します。
CH4 + その42- → HS– HCO3– + H2O (1)
2 ch だから42- → H2S2O + 2HCO3– (2)
それはで発見されたその自生硫化硫酸メタン遷移ゾーン (SMTZ) 明らかに高 δ34S 値、強化など4によって引き起こされることが示唆されたが – 浸透6,7の分野で AOM 8。対照的に、一般の OSR による黄鉄鉱低い δ34S 値9が表示されます。ただし、それはこれらのプロセスによる黄鉄鉱の異なる世代を識別するために挑戦 (すなわちOSR とその4– AOM) 場合にのみ一括硫黄同位体測定を使用すると、連続して形成された以来黄鉄鉱の世代を interfingering別の同位体組成によって特徴付けられます。したがって、マイクロ スケールの in situ硫黄同位体分析は、実際鉱化プロセス10、11,12の私達の理解を改善するために必要です。その場で同位体分析のための汎用性の高い手法としてシムズのサンプルでは、非破壊検査技術としてその指定を引き起こした数ナノグラムのみが必要です。一次イオンビームは、13を測定する質量分析計に運ばれその後二次イオンの放出を引き起こしてターゲットを放出させます。初期の場で硫黄の同位体比分析シムズ、Pimmingerらのアプリケーションは正常に 10-30 μ m 径を用いてガリーナに δ34S 値を解析ビーム14です。このアプローチはますます両方測定精度と解像度11,12,13の大幅な改善と、硫化物の硫黄同位体組成の微量分析に適用されています。,14,15,16,17,18,19,20. 湧水、湧水性環境21,22,23,24から様々 な形態の属性と異なる硫黄安定同位体比パターンの黄鉄鉱が報告されています。しかし、最近シムズ研究6、1 つだけの研究を使用する前に、我々 の知識を最大限その場で硫黄の湧水環境の黄鉄鉱の同位体分析と明らかに生物起源黄鉄鉱25で大規模な硫黄同位体変動。
本研究では OSR ・その4– AOM 派生黄鉄鉱のマイクロ スケール差別の南シナ海で浸透サイトから自生黄鉄鉱のさまざまな世代の δ34S 値を分析するためのシムズを適用されます。
Protocol
Representative Results
Discussion
黄鉄鉱の硫黄同位体分析は有用なアプローチをグリーンランドに影響を与える生物地球化学的プロセスを識別するに役立ちます。ただし、一括硫黄同位体分析を適用すると場合、得られた硫黄同位体署名一般的表す混合信号堆積黄鉄鉱集計は通常複数の世代を密接に interfingering の構成として。紹介方法 (すなわち、 SIMS 分析) を分析するためその場で硫黄同位体様々 な黄鉄鉱世?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この研究は共同で資金が供給され、南シナ海ガス メタンハイド レート資源探査号の中国地質調査プロジェクト、自然科学基金、中国の (いいえ 91128101、41273054、および 41373007) でサポートされます。DD20160211)、中央大学 (第 16lgjc11)、基礎研究に資金を供給し、広東省大学とカレッジ珠江学者資金スキーム (2011 号)。智勇林中国公費 (号 201506380046) によって提供される財政援助を認めています。ヤン Lu (号広州エリート工事のおかげでください。JY201223) および中国ポスドク科学財団 (第 2016 M 592565)。サンプル、貴重なアドバイスを提供するため Shengxiong ヤン博士、Guangxue 張、広州海洋地質調査所の博士 Jinqiang 梁に感謝しております。SIMS 分析によるヘルプ、博士 Xianhua Li と地質学・地球物理学 (北京) 中国科学院のドクター レイに感謝します。博士小平夏はこの資料の撮影のため広州化学研究所、中国科学院のシムズ ラボを利用できるようにして感謝の意を。恩恵を受けて博士アリーシャ恵理子、ゼウス、編集長と 2 つの匿名レフェリーからのコメント原稿。
Materials
| secondary ion mass spectroscopy | Cameca | IMS-1280 | |
| thermal field emission scanning electron microscopy | Quanta | Quanta 400F | |
| elemental analyser – isotope ratio mass spectrometry | ThermoFinnigan | ThermoFinnigan Delta Plus | |
| binocular microscope | any | NA | |
| reflected light microscope | Carl Zeiss | 3519001617 | |
| polishing machicine | Struers | 60210535 | |
| cutting machicine | Struers | 50110202 | |
| carbon/gold coating machicine | any | NA | |
| ethanol | any | NA | |
| acetic acid | any | NA | |
| zinc acetate solution (3%) | any | NA | |
| HCl solution (25%) | any | NA | |
| 1 M CrCl2 solution | any | NA | |
| 0.1 M AgNO3 solution | any | NA | |
| V2O5 powder | any | NA | |
| pure nitrogen | any | NA | |
| syringe | any | NA | |
| filter(<0.45 µm) | any | NA | |
| tin cups | any | NA | |
| round bottom flasks | any | NA | |
| epoxy | Struers | 41000004 | |
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