孙鹏程、范昌福等——沉积建造中大气成因硝酸盐的吸附保存及影响因素

大气成因硝酸盐是地球上氧同位素异常（O-MIF）最大的矿物，其氧同位素异常值(Δ17ONO3)是潜在的灵敏记录古老大气中氧气等氧化组分浓度及演化的有效指标。目前大气成因硝酸盐的O-MIF仅用于近现代大气过程和古代冰芯研究，未能将其应用拓展至晚更新世之前的沉积记录中。实际上，硝酸盐能够被黏土矿物、铁氧化物等吸附，而保存在沉积记录中。我们在硝酸盐氮/氧同位素分析过程中也发现了黏土矿物、铁氧化物等吸附硝酸盐的现象。在此基础上，我们通过实验模拟测定了不同矿物和岩石样品对溶液中硝酸盐的吸附情况。结果表明大部分样品的吸附率在20%左右，最高达32%。黏土矿物成分及其含量、铁氧化物及有机质含量、pH值等对硝酸盐的吸附量也有一定影响。吸附过程不会改变母液硝酸盐的初始氮/氧同位素组成，后期硝化和反硝化作用只会降低不会升高大气成因硝酸盐氧同位素非质量分馏值。岩芯样品能够避免近现代大气成因硝酸盐的污染影响，极端干旱、寒冷、生物活动极其微弱的沉积环境有利于大气成因硝酸盐的积累和原始氮氧同位素信号的保存，是示踪古老大气氧化组分含量及演化的研究理想对象。该研究为利用沉积岩中硝酸盐的氧氮同位素示踪地球早期大气成分及雪球地球等重大地质事件提供了依据。

不同矿物对硝酸盐的吸附率

论文信息：孙鹏程,范昌福,李延河,等.沉积建造中大气成因硝酸盐的吸附保存及影响因素[J].地质学报,2025,99(06):2171-2180.DOI:10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2025105.