钾同位素的高精度分析及深部过程的示踪应用

作者：顾海欧; 刘倩; 孙贺; 顾笑龑; 汪方跃

来源：地质学报, 2022, 96(12): 4331-4339.

DOI：10.3969/j.issn.0001-5717.2022.12.017

• K同位素
• MC-ICP-MS
• 地质储库
• 高温地球化学
• 壳幔相互作用
• 地质示踪

钾(K)是主要造岩元素之一，高水溶性，高活动性，同时具有高度的不相容性。尽管K同位素组成的测试始于20世纪初，但其高精度测试一直发展缓慢，直到近年来得益于多接收电感耦合等离子体质谱(MC-ICP-MS)的快速发展，K同位素的分析精度得到显著提升，极大地促进了K同位素地球化学的发展。目前已经基本查明地球各主要储库的K同位素组成，并对一些地质和物理化学过程中的K同位素分馏开展了研究工作。研究结果表明海水的K同位素组成(均值0.11‰±0.08‰)显著高于硅酸盐地球的K同位素组成(估计值-0.44‰±0.04‰);而主要地质过程中，低温风化过程中风化壳一般富集轻的同位素，而与之平衡的水体富集重的同位素；高温岩浆分异过程中目前尚未观察到显著的同位素分馏。目前K同位素已经被广泛应用于俯冲循环地壳物质或板片流体活动的示踪上，如幔源岩浆的地幔源区过程示踪等。由于浅部物质的K含量远高于地幔源区，在俯冲循环过程中，地幔源区的K同位素组成对于交代、混染等过程比较敏感。因此，K同位素在示踪地幔组成变化方面可能会具有广阔的应用前景。

• 单位
  合肥工业大学; 浙江大学