镉稳定同位素研究进展

李海涛， 杨鑫， 雷华基， 杨艳， 靳兰兰， 胡圣虹

(中国地质大学(武汉)地球科学学院， 生物地质与环境地质国家重点实验室， 湖北 武汉 430074)

高精度的多接收器电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS)和热电离质谱仪(TIMS)同位素分析技术的进步，推动了非传统稳定同位素(Mg[1]、Fe[2-5]、Cu[6-7]、Zn[8-10]等)地球化学的发展。镉(Cd)因其独特的地球化学性质及同位素分馏机制，显示其地球化学示踪的潜力[11-15]。已有研究表明，蒸发/冷凝[16-17]、生物作用[18-20]及沉淀/吸附过程[21-25]是导致镉同位素分馏的主要机制。Cd易以类质同象的形式取代Zn而进入矿物晶格中，其同位素变化可用于矿床成因、成矿流体演化及矿物风化过程研究；海洋环境体系中Cd作为微量营养元素被浮游生物吸收利用而产生明显同位素分馏，可用于营养物质生物循环和初级生产力指示研究；在高温工业过程中,镉同位素因蒸发/冷凝过程发生分馏，成为工业污染源区判别的示踪指标。然而，大多地质及环境样品中Cd含量极低，痕量、超痕量Cd元素含量的准确测定及高精度的同位素分析仍是一项具有挑战性的研究工作。

图1 (a)镉同位素每年发表的应用类文献量统计；(b)镉同位素每年在各领域发表的文献量统计Fig.1 (a) The volume of applied literature published annually on Cd isotopes; (b) The volume of literature published annually on Cd isotopes in research areas

尽管镉同位素的研究还处于起步发展阶段，但从图1统计的每年发表的镉同位素研究论文来看，呈现出论文数量上的明显增长和应用领域的拓展趋势，说明镉同位素及其应用研究正逐渐被研究者关注并有望成为一种重要的地球化学示踪手段和方法。……