海洋沉积物不同相态中Sr、Nd 同位素提取方法研究

2020-03-12张颖张辉王小静刘季花汪虹敏朱爱美胡宁静

海洋学报 2020年2期

张颖，张辉，王小静，刘季花*，汪虹敏，朱爱美，胡宁静

( 1. 自然资源部第一海洋研究所，山东青岛 266061；2. 海洋沉积与环境地质自然资源部重点实验室，山东青岛 266061；3.青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室，山东青岛 266237)

1 引言

海洋沉积物的放射性成因Sr、Nd 同位素组成已成为示踪陆源风化输入[1–4]和洋流循环[5–8]最重要的手段之一，因此准确提取沉积物不同化学相态及测定赋存其中的元素和同位素组成成为深入开展古海洋学和沉积物来源研究的关键。目前，对沉积物中Fe-Mn 氧化物相和残渣态中同位素组成的研究引人关注。这是因为海洋沉积物中Fe-Mn 氧化物相多是海水自生成因，其Sr、Nd 同位素组成记录了沉积时底层海水的信息[9–11]，进而通过Nd 同位素的演化来示踪相关洋流循环和环境变化；同时，海洋沉积物的残渣态组分是陆源风化和海底火山物质风化产物，在河流、风力、海底水流和构造活动等作用下带入沉积场所而沉降，残渣态中Sr、Nd 同位素组成可揭示物质来源和运输机制[12–15]。

Tessier 等[16]根据元素进入沉积物的最初积聚机制不同, 将水体沉积物元素的赋存形态分为5 种：可交换态、碳酸盐结合态、Fe-Mn 氧化物结合态、有机物及硫化物结合态和残渣态。后人在Tessier 顺序提取法的基础上，对提取剂和提取条件进行了改进[8–10,17]，应用于相关领域研究。我国学者针对海洋沉积物热液源组分[18]、元素在不同相态分配特征[19–20]等方面的顺序提取方法开展了研究，取得了不少成果。但是，在针对沉积物Fe-Mn 氧化物相和残渣态等不同相态Sr、Nd 同位素的提取尚缺少有效的方法和流程，限制了我国古海洋学在这方面的研究，为此，迫切需要对海洋沉积物建立科学的相态实验方法。

目前，在对海洋沉积物 Fe-Mn 氧化物组分的顺序提取中，一般使用盐酸羟氨与醋酸混合溶液作为提取试剂，通过改变试剂浓度来对不同类型样品该相态进行提取。Bayon 等[9]针对东南大西洋的沉积物样品建立了 Fe-Mn 氧化物相和残渣态的提取方法，但将该方法应用于西北大西洋的沉积物样品时，发生了 Fe-Mn 氧化物相的过度提取，这是因为采用的提取试剂浓度过高，不适用于该海区的沉积物样品类型[10]。海洋沉积物中的Fe-Mn 氧化物主要吸附在沉积物颗粒的表面，在提取中很容易产生提取不完全或过度提取，会同时影响Fe-Mn 氧化物相态和其他相态的同位素结果，所以提取试剂浓度的选择至关重要。另外，在如何判断不同实验条件下各相态提取程度，国内外也没有统一的方法。我们将结合其他地球化学证据[8,10,21–22]，从多个角度对各相态的提取程度进行评价，为不同相态同位素数据的获得提供科学的实验方法。

本文选取了3 种不同成因类型沉积物样品（中印度洋海盆深海沸石黏土、北极格陵兰海半深海沉积物、安达曼海近海碎屑沉积物），在Bayon 等[9]分析方法的基础上，对盐酸羟氨(HH)与醋酸(HAc)混合溶液进行了多个浓度的配置，并将残渣态的熔样方法改为HNO3-HF 高压密闭消解法。采用不同浓度盐酸羟氨与醋酸混合溶液对样品中Fe-Mn 氧化物相和残渣态进行了顺序提取，并对其元素含量及同位素进行测定，从元素与同位素两方面评估了各提取条件下两相态的提取效率，针对不同类型样品确立了最佳提取条件，建立了提取Fe-Mn 氧化物组分和残渣态同位素的方法，该提取方法的应用将会为我们更好地了解各海域海水Nd 同位素演化及洋流、环境变化和沉积物物源信息提供精准、可靠的科学数据，为古海洋学研究提供方法支撑。

2 实验部分

2.1 样品描述

随着我国海洋科考任务的增多，取得了从近海到深海、赤道到极地等全球很多海区的沉积物样品。不同海区沉积物样品来源不同，元素赋存形态也有较大差别，应根据样品类型来建立不同相态提取方法。本文选取分别采自中印度洋海盆的深海黏土GC19（编号A）、北极格陵兰海半深海沉积物IS4C（编号B）以及安达曼海近海沉积物ADM-S18（编号C）为研究对象，具体采样信息见表1。

深海黏土是远洋沉积物的主要类型之一，物质组成较为复杂，在大洋中广泛分布，同时，我国在中印度洋海盆发现了大面积的富稀土沉积物，所以针对深海沉积物我们选择了中印度洋海盆的深海黏土为研究对象。北极海域具有特殊的地理环境和沉积特征，冰碛物和火山源沉积物是极地海洋沉积物的重要来源，极地半深海沉积物是研究中常见的沉积物类型之一，所以针对半深海沉积物本文选择北极格陵兰海沉积物为研究对象。安达曼海是印度洋东北部的边缘海，与世界各边缘海基本相同，沉积物来源主要为河流输入，沉积物类型主要为陆源碎屑沉积物，陆源碎屑沉积物作为研究中常见的沉积物类型之一，为了更好地了解陆源碎屑沉积物的相态提取条件，选择了安达曼海沉积物为研究对象。

表2 给出了3 个样品常、微量元素及稀土元素的含量。3 个样品采自不同的海区，沉积物类型不同，样品中各元素含量有很大差别。样品A 为深海沉积，根据显微镜下对沉积物A 的涂片鉴定，主要由黏土矿物、石英、长石、钙十字沸石和微结核组成。由于样品A 中含有铁锰微结核，元素Fe、方解石均为15%左右。Mn 和稀土元素含量明显高于样品B 和C。样品B 为半深海沉积，由原地浮游生物碎屑及平流缓慢扩散输入的悬浮陆源粉砂、黏土组成。样品B 的全岩X 射线衍射矿物组成分析显示，含有较多的基性斜长石、角闪石等组份。样品C 为近海沉积物，沉积物来源主要为伊洛瓦底江输入的陆源碎屑物质[23]，对样品C 进行了全岩X 射线衍射矿物组成分析，石英含量为44.8%，钾长石、云母、方解石均为15%左右。

表 1 3 个沉积物样品采样信息和特征Table 1 Sample locations and characteristics of sediments analyzed in this study

2.2 沉积物相态连续提取方法

在海洋沉积物Fe-Mn 氧化物相提取过程中，提取试剂及其浓度的选择是实验成功的关键。本文依盐酸羟胺和醋酸浓度针对3 个样品设计了12 组实验（表3）。

Fe-Mn 氧化物的提取方法综合了Bayon 等[9]与Gutjahr 等[10]流程，将沉积物分为可交换态、碳酸盐相、铁锰氧化物相和残渣态4 个部分，提取步骤说明如图1 所示。样品在实验前需研磨均匀，实验用水均为Milli-Q 水。

2.3 常微量元素及稀土元素分析方法

准确称取50 mg 残渣态样品于PTFE 内胆中，分别加入1.5 mL HNO3和HF，拧紧盖放入不锈钢套内，置于烘箱内190℃加热48 h。冷却后取出PTFE 内胆，置于电热板上加热蒸干两次，加入3 mL 高纯HNO3（1∶1，V/V）和0.5 mL 1 μg/mL 的Rh 内标溶液。拧紧盖放入不锈钢套内，置于烘箱内150℃加热12 h。冷却后取出PTFE 内胆，转移至100 mL PET 瓶内，用2%的HNO3定容，摇匀。全岩样品的预处理过程与残渣态样品相同。铁锰氧化物提取液在电热板上加热蒸干后加入2 mL 浓HNO3，以彻底除去过量的还原剂，然后用2% HNO3定容，上机测试。

全岩样品、铁锰氧化物提取液和残渣态中主量元素及部分微量元素（Ba、Co、Cr、Cu、Ni、Sr、Zn 和Zr）的浓度采用全谱直读电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP-OES，iCAP6300，美国Thermo Fisher 公司）测试，稀土元素和其他微量元素的浓度采用电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS，X series Ⅱ，美国Thermo Fisher 公司）测定，全岩样品的Si 采用波长色散X 射线荧光光谱（WDXRF，Zetium，荷兰PANalytical 公司）直接压片法测定，分析工作均在自然资源部海洋沉积与环境地质重点实验室完成。

表 2 3 个样品中主、微量元素及稀土元素含量(主量元素单位：%, 微量元素单位：10-6)Table 2 Contents of major(%), trace and rare earth elements(10-6) of 3 samples from different areas

表 3 不同浓度盐酸羟氨（CH·H）与不同质量百分比浓度醋酸（CHAc）混合溶液条件Table 3 The mixture of hydroxylamine hydrochloride and acetic acid at different concentrations

图 1 连续相态提取实验流程Fig. 1 Flowchart of the procedures for sequential extraction experiment

使用美国SPEX CertiPrep 公司生产的Multi-element solution 1、Multi-element solution 2 和Multi-element solution 4 三种多元素混合标准溶液逐级稀释的方法配制混合标准系列溶液，介质为2% HNO3。ICP-OES、ICP-MS 采用的标准系列溶液质量浓度分别见表4、表5。ICP-OES 和ICP-MS 均采用2% HNO3为空白，以质量浓度为横坐标、峰面积为纵坐标，绘制标准工作曲线。然后对样品溶液及标准监控溶液进行测定。测试的标准监控溶液REE 和微量元素测试相对误差为0.1%～7.5%，主量元素测试相对误差为0.5%～5.0%。

2.4 Sr、Nd 同位素分析方法

采用离子交换树脂分别对Fe-Mn 氧化物和残渣态提取液中的Sr、Nd 同位素进行分离纯化。用AG50WX12 树脂的离子交换柱分离总稀土和Sr，用P507 萃淋树脂的离子交换柱分离稀土中的Sm 和Nd，具体流程见文献[24]。样品的Sr、Nd 同位素在自然资源部第一海洋研究所海洋沉积与环境地质重点实验室采用英国Nu 公司生产的高精度多接收等离子体质谱（HRMC-ICP MS）进行分析。元素Sr、Nd 的全流程空白值分别为(10±5) ng、(1.9±0.1) ng，均小于样品含量的0.3%，可忽略不计。

Sr 同位素测定采用美国标准局NBS987 标样87Sr/86Sr=0.710 280±8(2σ，n = 48)来监控分析质量，标准化值86Sr/88Sr 为0.119 4[25]。Nd 同位素用标样Shin Etsu JNdi-1 来监控分析质量，143Nd/144Nd 的测试值为0.512 114±3 (2σ，n = 60)，标准化值146Nd/144Nd=0.712 9[26]。Nd 同位素组成用εNd来表示（εNd= [(143Nd/144＞Nd)样品/(143Nd/144Nd)球粒陨石−1]×10 000），其中现代球粒陨石的143Nd/144Nd 值为0.512 638[27]。

采用GBW04411 铷−锶年龄标准物质（武汉地质矿产研究所提供）监控实验样品前处理流程，测定的GBW04411 的87Sr/86Sr 比值为0.759 992±6，与参考值0.759 99±0.000 20 在误差范围内一致。采用GBW04419钐−钕地质年龄标准物质（中国计量科学研究院提供）监控实验样品前处理流程，测定的GBW04419 的143Nd/144Nd 比值为0.512 725±0.000 002，与参考值0.512 725±0.000 007 在误差范围内一致。

3 结果与讨论

3.1 不同实验条件下Fe-Mn 氧化物相和残渣态中元素提取率

对3 个样品分别按表3 中12 个条件进行化学相态提取，并计算常、微量元素在各化学相态中的提取比例。其中代表性元素在Fe-Mn 氧化物相及残渣态中所占全样比例见表6。可以看出，采用HH 与HAc的混合溶液对样品的Fe-Mn 氧化物相进行提取，Fe-Mn 氧化物相各元素浓度随着提取溶液中HH 浓度的升高而增加；在HH 浓度相同的条件下，15%（V/V）和25%（V/V）两个配比HAc 对Fe-Mn 氧化物相中各元素的提取比影响很小，基本可忽略。

不同类型沉积物样品中各元素的赋存形态很不均衡，除Al 和Fe 主要以残渣态为赋存形式外，3 个样品中其他元素在Fe-Mn 氧化物相和残渣态中的比例存在明显差别。样品A 中Ca 在Fe-Mn 氧化物相的比例为13%～29%，远高于样品B（约1.5%）和C（约3%），而且Fe-Mn 氧化物相Ca 随HH 浓度升高而增加，这是由于样品A 中含有钙十字沸石，可能在Fe-Mn 氧化物相提取中沸石中的元素也被溶出。样品B 和C 中Ca 基本以碳酸盐相为主。样品A 中Sr 在Fe-Mn 氧化物相的比例也远高于样品B 和C，也可能是铁锰结核中的生物碳酸盐未在碳酸盐相时溶解。Mn 在样品A 和B 中主要以Fe-Mn 氧化物相形式存在，Fe-Mn 氧化物相和残渣态含量占全样的80%左右，在样品C 中Fe-Mn 氧化物相和残渣态仅占全样的45%左右，从表2 可以看出，样品C 中MnO 的含量远低于其他两个样品。Nd 在样品B 和C 中主要以残渣态形式存在，样品A 中Nd 在Fe-Mn 氧化物相的比例随HH 浓度升高而增加，与Ca 的情况相同，这也进一步说明，Nd 有部分是来源于沸石。钙十字沸石作为海洋自生矿物，对稀土元素具有强的富集能力。

表 4 ICP-OES 标准溶液浓度Table 4 Concentrations of standard solutions measured by ICP-OES

表 5 ICP-MS 标准溶液浓度Table 5 Concentrations of standard solutions measured by ICP-MS

表 6 不同提取条件下Fe-Mn 氧化物相和残渣态元素在全样中的百分含量(%)Table 6 Percentage of representative elements in different chemical phase from leaching tests(%)

3.2 不同实验条件下Fe-Mn 氧化物相和残渣态中Sr、Nd 同位素组成

表7 给出了不同实验条件下提取出的Fe-Mn 氧化物相和残渣态中Al、Sr 和Nd 元素含量，Al/Nd 比值及87Sr/86Sr、143Nd/144Nd 比值和εNd值。

一般认为，海洋沉积物提取出的Fe-Mn 氧化物相在没有残渣态混入的情况下，87Sr/86Sr 比值应该与海水的比值一致。Sr 元素在海水中的停留时间长达数百万年，远长于海水的混合时间，所以现代各大洋中的Sr 浓度及其同位素组成（87Sr/86Sr）基本一致[28–29]，现代海水87Sr/86Sr 比值为0.709 18[29–30]。因此，可通过提取出的Fe-Mn 氧化物组分Sr 同位素值来评价Fe-Mn 氧化物相是否有残渣态的混入[8,21–22]。

从图2d 可以看出，样品A 的残渣中Sr 浓度随着HH 提取浓度的升高逐渐降低，同时，残渣态中87Sr/86Sr比值逐渐增加（图2a）。在a3、a4、b2 和b3 实验条件下，Fe-Mn 氧化物相中87Sr/86Sr 比值基本接近现代海水的比值0.709 18，说明在HH 浓度低于一定值时，样品Fe-Mn 相的Sr 未提取完全，残渣态中有Fe-Mn 氧化物相的混入，使残渣态中87Sr/86Sr 比值偏低；HH 浓度过高，又会造成Fe-Mn 氧化物相中Sr 的过量提取，发生残渣态的混入，使Fe-Mn 氧化物相中87Sr/86Sr 比值偏高。

样品B 的残渣态中Sr 浓度在HH 浓度相同的条件下，采用25% HAc 提取后残渣态中Sr 含量高于15% HAc 提取条件（图2e），87Sr/86Sr 比值与之相反（图2b），说明对于样品B 来说15% HAc 条件更合适。在15%HAc 条件下，残渣态中87Sr/86Sr 比值随着HH 提取浓度的升高而增加，达到0.5 mol/L 时基本保持稳定，说明HH 浓度低于0.5 mol/L 时Fe-Mn 氧化物相中Sr 依然残留在残渣态中，未提取完全；HH 浓度为2 mol/L 时Fe-Mn 氧化物相中87Sr/86Sr 比值升高，说明Fe-Mn 氧化物相混入了残渣态Sr，发生了过量提取。值得注意的是，样品B 的Fe-Mn 氧化物相87Sr/86Sr 比值在0.708 52～0.708 70 之间，低于现代海水的比值0.709 18，火山物源具有较低的87Sr/86Sr 比值，说明该区有火山物源的混入，格陵兰海紧邻冰岛，该火山灰很可能来自于冰岛的火山喷发。

样品C 的Fe-Mn 氧化物相和残渣态中Sr 浓度与87Sr/86Sr 比值随着HH 提取浓度的升高变化不大（图2f），Fe-Mn 相中87Sr/86Sr 比值基本接近现代海水的比值0.709 18（图2c）。

从图2 可以看出，3 个沉积物Fe-Mn 氧化物相中Nd 的含量随着提取试剂HH 浓度的升高而增加，相对于HH 浓度HAc 浓度的影响基本可忽略，而εNd值并未随着提取试剂HH 和HAc 浓度而发生明显变化，波动范围基本在误差范围内（±0.27εNd）。从图中εNd与Nd 含量的关系可以看出，残渣态εNd值随着HH 浓度变化范围较大，Fe-Mn 氧化物相的Nd 逐渐从残渣态中提取出来。所以在HH 低于一定浓度时，Fe-Mn氧化物相的Nd 未提取完全，残渣态有Fe-Mn 氧化物相中Nd 的混入，但提取的Fe-Mn 氧化物相中Nd 都是海水来源的，未受残渣态中Nd 的影响[31]，可以反映沉积时底层海水的Nd 同位素组成信息。

从以上Fe-Mn 氧化物相和残渣态中Sr、Nd 同位素组成来看，样品A 在a3、a4、b2 和b3 实验条件下，样品B 在a2、a3 条件下，样品C 在a3、b3 条件下，提取出的Fe-Mn 氧化物相中Nd 均是海水自生成因的，残渣态的Sr 也基本无Fe-Mn 氧化物相的混入。

海水中的Nd 主要通过陆源物质和海底火山物质输入。由于不同陆源区域输入海洋的Nd 同位素比值不同，从而使海洋各水团获得了不同的Nd 同位素信息[32–35]。Nd 在海水中的停留时间约400～2 000 a[6,36–38]，而大洋洋流的混合时间约为1 500 a[39]，所以Nd 被认为是洋流示踪的保守元素。3 个样品在上述各实验条件下，样品A 得到的Fe-Mn 氧化物相的εNd值为−7.0 左右，与印度洋现代深层水的Nd 同位素值（−7～−8）[40]一致。样品B 的Fe-Mn 氧化物相εNd值为−3.5 左右，也进一步说明有火山活动发生，火山物质富含放射性成因Nd。样品C 的Fe-Mn 氧化物相εNd值接近−10，与测得的伊洛瓦底江εNd值（−10.7）[41]基本一致，更进一步说明该区域海水的Nd 同位素主要来源于伊洛瓦底江陆源物质的输入。

3.3 不同实验条件下Fe-Mn 氧化物相和残渣态中稀土元素配分模式

海洋沉积物中Fe-Mn 氧化物相和残渣态的稀土分布模式也是评价Fe-Mn 氧化物相中是否有残渣态混入的主要方法[9,31]。从3 个沉积物样品Fe-Mn 氧化物相和残渣态中稀土元素含量对后太古宙澳大利亚页岩(PAAS)[42]标准化模式图（图3）可以看出，3 个样品的Fe-Mn 氧化物相与残渣态稀土分布模式有明显的差异。从图3a、图3d 样品A 的两个相态稀土分布模式可以看出，与海水的稀土分布模式相似，均显示出显著的负Ce 异常特征和中稀土元素（MREE）富

集，随着HH 浓度升高，Fe-Mn 氧化物相的MREE 富集越来越明显，残渣态稀土元素分布模式图趋于平缓型，这是由于残渣态的钙十字沸石与铁锰氧化物形成的海水条件一致，随着HH 浓度升高，钙十字沸石中稀土元素被提取到Fe-Mn 氧化物相。

表 7 不同提取条件下Fe-Mn 氧化物相和残渣态中元素浓度及Sr、Nd 同位素比值Table 7 Al, Sr and Nd concentration and Sr, Nd isotope ratios of Fe-Mn oxyhydroxide leaching phases and the respective detrital fraction

样品B 在不同HH 提取浓度下，Fe-Mn 氧化物相PAAS 标准化模式都表现为MREE 富集和Ce 弱正异常的特征。随着HH 提取浓度升高，Ce 正异常越来越明显，表明该样品中Fe-Mn 相的稀土元素特征与海洋自生作用形成的铁锰结壳相似[43]；残渣态组分则表现出Eu 正异常的平缓线型，这一特征也正说明该样品中有较明显的基性火山物质。样品C 中Fe-Mn 相的稀土元素PAAS 标准化模式也表现出MREE 富集的特征，随着HH 提取浓度升高，Ce 正异常越来越明显；残渣态呈现为无明显Ce、Eu 异常、重稀土稍有富集的分布模式，与地壳稀土分布模式相似。

图 2 不同实验条件下Sr、Nd 同位素结果Fig. 2 Sr and Nd isotope results from experimental investigations

图 3 3 种类型沉积物中Fe-Mn 氧化物相和残渣态的稀土元素后太古宙澳大利亚页岩标准化模式图Fig. 3 Normalized REE with Post-Archean Australian Shale Composite of both Fe-Mn fraction and residue from three types of sediments

沉积物残渣态与Fe-Mn 相中稀土元素表现为不同的配分模式，也可进一步说明HH 在一定浓度条件下，沉积物的Fe-Mn 相REE 已提取完全，Fe-Mn 相REE 主要是海水来源的，未有残渣态REE 信号的混入。

3.4 不同实验条件下Fe-Mn 氧化物相和残渣态中元素比

评估海洋沉积物中各相态提取情况的另一种方法是其Al 元素含量[10]。海洋沉积物中Al 主要来自于陆源碎屑物质，与岩石或碎屑沉积物相比，水成型Fe-Mn 结壳具有低的Al/Nd 比值，这是因为Fe-Mn 氧化物结壳对微量元素的吸附能力远强于Al[44]，稀土元素以氧化物形式与铁锰氧化物共沉淀。

对本文3 个沉积物样品的残渣态与Fe-Mn 氧化物相中Al/Nd 比值进行了计算（见表7），可以看出，Fe-Mn 氧化物相中Al 和Nd 元素含量都随着HH 浓度升高而增加，但Al/Nd 比值在逐渐减小，残渣态中Al/Nd 比值在逐渐增大（图4）。样品A 的Fe-Mn 氧化物相中Al/Nd 比值基本在10 左右，低于Fe-Mn 结壳的Al/Nd 比值70[44]，在HH 浓度为1 mol/L 条件下，Fe-Mn 相中Al/Nd 比值达到最低；样品B 和C 的残渣态与Fe-Mn 氧化物相中Al/Nd 比值随着HH 浓度的增加相差逐渐增大，在HH 浓度大于0.5 mol/L 条件下，可达到10 倍左右。其他相关研究中得到的残渣态中的Al/Nd 比值一般为Fe-Mn 氧化物相的一到两个数量级[31]，与本文得到的结果一致。

由此认为，沉积物提取出的Fe-Mn 氧化物相中Al/Nd 比值越小，残渣态与Fe-Mn 氧化物相中Al/Nd比值相差越大，说明提取的Fe-Mn 氧化物相都是自生成因的[10]。

通过结合样品在不同实验条件下Sr、Nd 同位素组成，Fe-Mn 氧化物相与残渣态的REE 配分模式和Al/Nd 比值，分别选择实验条件a4（0.25 mol/L HH,15% HAc）、a3（0.5 mol/L HH, 15% HAc）、a3（0.5 mol/L HH, 15% HAc）为样品A（印度洋深海黏土）、样品B（北极半深海沉积物）、样品C（安达曼海近海碎屑沉积物）的标准提取方法。在以上条件下，基本可以确定沉积物Fe-Mn 氧化物相中87Sr/86Sr 与海水一致，Fe-Mn 氧化物相未受到残渣态的污染，同时残渣态中无Fe-Mn 相Sr 的混入，残渣态的Sr 同位素组成可提供沉积物物源信息；提取出的Fe-Mn 氧化物相中Nd是海水来源的，能够准确提供沉积时周围海水的Nd同位素组成信息。

4 结论

本文对采自不同海区的海洋沉积物样品开展了一系列顺序淋滤提取实验，首先用去离子水去除了沉积物的可交换态，然后用10%的醋酸溶液提取出碳酸盐相，后采用不同浓度的盐酸羟氨和醋酸混合溶液对海洋沉积物样品的铁锰氧化物相进行提取，对各试剂条件下提取出的铁锰氧化物相与残渣态中Sr、Nd 同位素组成、REE 配分模式和Al/Nd 比值进行分析，建立了不同成因类型海洋沉积物的相态提取方法。分别选择0.25 mol/L HH 和15% HAc 试剂条件为深海沸石黏土，0.5 mol/L HH 和15% HAc 为北极火山碎屑沉积物和近海陆源碎屑沉积物铁锰氧化物相的最佳提取条件。该提取方法的建立对于研究各海区沉积物元素在不同相态中的分布及赋存形式具有重要意义，各相态同位素组成的分析可为古海洋学研究提供更精确、丰富的沉积物同位素信息。但是本文只针对3 种类型的海洋沉积物样品建立了各相态的提取方法，以后工作中我们还需针对其他类型的样品开展研究。