同步辐射射线荧光光谱研究台湾红珊瑚生长环带的元素分布

红珊瑚具有的生长环带结构可以记录生态环境变化的过程。采用同步辐射微聚焦X射线荧光光谱(SR-μXRF)技术研究红珊瑚横截面生长环带中主要元素Ca,过渡金属元素Cu、Fe、Mn和Zn,稀土元素Dy以及毒害元素Hg等含量的空间分布。结果显示,Ca元素随生命活动呈周期性变化,Fe元素含量变化能够反映出珊瑚生命活动的活跃程度,Hg元素能够反映珊瑚虫从幼年到成年的变化。应用同步辐射技术开展珊瑚横截面生长环带结构中元素分布和生态环境关系的研究,进而探讨珊瑚生态环境与海洋大环境关系,可以为了解海洋环境变化提供具有时间维度的信息。

红珊瑚的稀土元素特征及其生态环境意义

红珊瑚是珍稀的有机宝石。对35个不同产地不同属种的红珊瑚样品中的稀土元素组成特征及红珊瑚生态环境进行了研究。结果表明,红珊瑚的稀土元素富集主要受生物作用影响,其∑REE较低,轻稀土元素相对富集,重稀土元素相对亏损,δCe负异常为主,部分红珊瑚样品占Eu正异常;红珊瑚的稀土元素组成特征具有产地鉴定意义,也指示出红珊瑚的生态环境与海底火山热液活动密切相关,后者影响红珊瑚的生长物源供应;红珊瑚的生态环境的稀有性导致了红珊瑚的稀有性。

同步辐射X射线荧光成像揭示淡水珍珠的韵律环带

珍珠和贝壳是常见的生物矿物,也是广受人们喜爱的装饰品,其微量元素的组成和分布不仅与母贝的代谢活动密切相关,也在一定程度上反映母贝的生长环境。然而,有关珍珠和贝壳中元素分布的研究存在大量空白,这阻碍了我们对其矿化机理和生长过程的理解。本文采用同步辐射X射线荧光成像技术,对若干颗淡水珍珠和海水珍珠的元素时空分布进行了系统地研究。研究首次揭示淡水珍珠存在环带结构,如Mn、Fe和Ba韵律环带,这些环带与珍珠的生长轨迹耦合。测试的所有淡水珍珠(无核珍珠、Akoya珍珠和“爱迪生”珍珠)都有Mn环带,不同珍珠的Mn环带在数量、宽度、位置及Mn浓度变化等方面有所差异。部分珍珠表现Mn环带与Fe环带协同变化的现象。分析认为:淡水珍珠的韵律环带是一种耗散结构,其形成主要受控于母贝的新陈代谢速率的变化,而非环境因素的周期性变化。研究并未在海水有核珍珠中观察到类似的Mn环带,因而Mn环带有望成为区分淡水珍珠与海水珍珠的关键特点之一。