(通訊員 黃月)近日,永利6774app手机版官网21級本科生(現在讀大四)陳思钰在《地質學報》上發表了題為《镓同位素在地球科學研究中的進展與挑戰》的論文(共17頁)。全部作者均來自永利6774app手机版官网師生,本科生陳思钰為論文第一作者,其導師朱光有教授為通訊作者。論文分析了镓(Ga)同位素在地球科學中的研究進展與面臨的挑戰,重點讨論了镓同位素的地球化學性質、實驗測試方法、儲庫與循環、分餾機理及地質應用。

圖1 論文首頁
镓是一種低熔點、高沸點的柔軟金屬,具有良好的導電性和導熱性,因此被廣泛應用于電子、導彈工業和電源等高科技領域。镓同位素地球化學研究曾因樣品純化及同位素比值測定技術的限制而進展緩慢。近年來,化學分離純化方法的改進以及多接收電感耦合等離子質譜儀(MC-ICP-MS)的出現使Ga同位素測試精度不斷提高。不僅推動了镓同位素在風化、高溫蒸發、吸附、氧化還原等過程中的分餾機理的深入認識,也拓展了镓同位素在追蹤地表風化、約束岩漿演化、表征海陸環境變化、追蹤天體演變、劃分隕石類别、預測礦源的礦物組成和熔融程度、恢複古環境等方面的應用前景。
本文在總結镓元素及其同位素的地化性質的基礎上,詳細歸納了镓同位素分析測試方法,探讨了镓的儲庫與循環,系統梳理了镓同位素分餾機理以及在地球科學領域中的應用,并揭示了非傳統镓同位素作為示蹤劑在解決地質問題中的潛力和未來發展方向。

表1 镓同位素在地球科學領域中的應用
镓的化學形态和鍵合特征,會随着地質條件的變化而發生改變。這些變化可能導緻镓同位素在不同地質儲庫中發生顯著的分餾,從而使得各個儲庫中的镓同位素組成信息存在差異。基于不同地質儲層中镓儲量以及镓的跨儲庫通量等數據,以海洋镓的收支過程為基礎,得以構建岩石圈→海洋→洋殼→岩石圈的镓元素與同位素循環框架(圖2)。

圖2 镓循環示意圖
國内外關于镓同位素的研究仍處在起步階段,面臨着分餾機制理論模型構建不完善、在不同地質儲庫之間的遷移路徑與動力學機制不清晰、在資源勘探以及
古氣候示蹤中的應用較少等許多挑戰。進一步改進镓同位素測試分析技術,建全镓同位素在各儲庫中的組成與循環數據庫,深入探究镓同位素在地球科學領域中的應用,是未來镓同位素研究過程中需要側重的方向。
網絡首發地址:https://doi.org/10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2025138
陳思钰簡介:陳思钰,中共黨員,永利6774app手机版官网資源勘查工程專業22101班學生。入學以來先後獲李建華一等獎學金、中國石油獎學金、國家獎學金;被評為“優秀共青團員”2次、“三好學生”1次、“三好學生标兵”1次、“優秀心育幹部”1次。必修平均績點4.03,專業排名第一名,學期最高績點4.81。獲第七屆全國油氣地質大賽一等獎、第七屆全國大學生地質技能競賽一等獎。去年9月,以前6學期首考必修平均績點年級第一(1/339)、綜合成績專業第一(1/113)、複試成績第一名,推免至永利6774app手机版官网攻讀碩士研究生學位。
(審核 朱光有 編輯 韓靜)