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海洋初级生产力控制着温室气体CO2在海洋和大气中的分配,进而影响着全球气候变迁,而要探讨地质历史上海洋初级生产力的变迁及其对气候的影响,只有通过运用不同的生产力标志物才能达到目的。目前国内外在古海洋生产力研究领域内使用的主要方法有生源物质累积率、底栖有孔虫标志物和地球化学标志物等,这些方法中的标志物主要是有机物、金属离子、营养元素和同位素;但是不同标志物存在不同适用性和局限性,因此,寻找新的生产力指标仍然是海洋化学工作者所面临的急迫任务。
氟是生物体内重要的微量元素之一,氟通过各种生物地球化学作用如生物的生产过程、食物链传递、产物的沉降和分解等,最终会停留在深海沉积物中,它们所保留的信息能够反映当时海洋以及沉积环境演化的很多信息;氟也是一种典型的亲石元素,能够活跃的参与成矿成岩作用。因此生物富集沉积而成的海相碳酸盐岩中的氟离子可能成为一种新的生产力指标。
本文探讨了酸蒸馏法、碱熔法、半熔法和热水解法等预处理方法及离子色谱法[7]和氟离子选择电极法[8]等分析方法。本文选择热水解方法对含氟地质标样进行预处理,采用氟离子选择电极法测定其中的氟。并采用上述化学分析方法快速、准确地测定了四川广元上寺二叠纪海相碳酸盐岩中的氟,并且通过与同种矿样中已知的有机C、P、Ba、Al等生产力指标进行的比对,对氟作为一种新的生产力指标的可行性进行了讨论。研究这些不仅在化学分析方法上有着现实意义,并且对于地球化学的研究及古海洋生产力研究至关重要。
研究结果表明,氟通过对海洋植物体的生理影响,反映了海洋初级生产力的变化,再通过各种生物地球化学作用把这些信息保存在海相碳酸盐岩中。采用热水解——离子选择电极法测定,精密度(RSD,n=11)为5.28%,检出限为25.1μg/g,回收率为83.80%~107.90%,结果令人满意。再根据与同种矿样中已知生产力指标的比对结果,本文认为氟可以作为一种新的古海洋生产力指标。