第七届青年地学论坛

       钙元素（Ca）作为一种重要的碱土金属，其同位素应用近十年来受到了地球化学家的广泛关注。钙是地幔和地壳的主要组成元素，它所具有的流体活动性使其能够有效地在地球各个圈层间运移，并参与多种地球化学过程。例如，在地球表层，富钙碳酸盐的溶解与沉淀是平衡大气CO₂收支的重要机制；在地球深部，富钙地壳物质的再循环是导致地幔物理化学性质不均一的重要原因。最近十年来，钙同位素地球化学示踪发展十分迅速，已经涉及到了地球科学的各个层面，例如天体地球化学、高温岩石地球化学、表生地球化学等。
       钙有6个稳定同位素，包括⁴⁰Ca、⁴²Ca、⁴³Ca、⁴⁴Ca、⁴⁶Ca和⁴⁸Ca。⁴⁰Ca与⁴⁸Ca之间的相对质量差达到20%，是除了H与He以外同位素相对质量差异最大的元素，意味着在自然样品中能观测到较大的质量相关分馏。2010年之前，钙同位素的研究团队主要集中于欧美，我国的研究水平相对滞后。自2010年以来，国内多家单位建立了高精度钙同位素分析方法，并在钙同位素地球化学机理探索及地质应用方面取得了多项突破性的成果，使我国的钙同位素研究水平跻身世界前列。
       结合高精度的钙同位素分析以及基于第一性原理的理论计算，我们开展了一系列高温下Ca同位素地球化学研究，包括（1）探讨全硅酸盐地球储库钙同位素的组成（Kang et al., 2017）；（2）研究地幔熔融、交代、洋壳蚀变过程中钙同位素的分馏行为(Kang et al., 2016, 2019; Hu et al, in prepare)；（3）厘定富钙矿物间钙同位素的平衡分馏系数，并探讨其控制因素(Kang et al., 2020; Xiao et al., under review)；（4）根据全球典型岛弧岩浆岩的钙同位素组成，制约俯冲碳酸盐岩在大洋俯冲带的循环(Kang et al., 2021)。
       我们的研究为钙同位素示踪多种地质过程提供了重要的理论基础。
 

金属同位素,钙同位素,高温地质过程,同位素分馏