Оглавление
Введение…………………………………………………………………………………….... 5
ГЛАВА 1. МАСС-НЕЗАВИСИМОЕ ФРАКЦИОНИРОВАНИЕ ИЗОТОПОВ:
ИСТОЧНИКИ И ПРОЦЕССЫ…………………………………………...…...... 15
1.1. Масс-зависимые и масс-независимые изотопные эффекты…………………...……… 15
1.1.1. Масс-зависимое фракционирование в равновесных и кинетических
процессах………………………………………………………………………….. 15
1.1.2. Масс-независимые изотопные эффекты………………………………………… 18
1.2. Масс-независимое фракционирования изотопов кислорода………………………… 19
1.2.1. Изотопные аномалии кислорода в атмосферном озоне: эксперимент и
теория……………………………………………………………………………… 19
1.2.2. Источники изотопных аномалий в кислородсодержащих компонентах
атмосферы Земли…………………………………………………………………. 23
1.2.2.1. Изотопные аномалии в Н2О2……………………………………………. 27
1.3. Масс-независимое фракционирования изотопов серы………………………………. 32
1.3.1. Масс-независимые изотопные эффекты в осадочных архейских породах….. 32
1.3.2. Концептуальная модель фотохимического атмосферного источника
масс-независимых изотопных эффектов в архейских породах…………….… 36
1.3.3. Экспериментальные и теоретические исследования изотопных
аномалий серы…………………………………………………………………..… 41
1.4. Обобщение: выводы и проблематика……………………………………………….… 49
ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ИЗОТОПНОГО АНАЛИЗА, РАЗРАБОТАННЫЕ И
ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ В РАБОТЕ…………………………………………….. 52
2.1. Метод локального анализа δ34S, δ33S и δ36S в сульфидах с использованием систем
лазерной абляции и фторирования образцов……………………………………… 52
2.1.1. Аналитическая система………………………………………………………..… 56
2.1.2. Интерфейс напуска газа в масс-спектрометр…………………………………... 58
2.1.3. Терморегулируемые криогенные ловушки для очистки SF6………………….. 59
2.1.4. Аналитическая процедура………………………………………………………. 63
2.1.5. Подготовка стандартных и анализируемых образцов………………………… 65
2.1.6. Факторы, влияющие на точность измерения величин δ34S, δ33S и δ36S и
определения Δ33S и Δ36S………………………………………………………….. 65
2.1.7. Параметры лазерной абляции………………………………………………..… 69
3
2.1.8. Параметры фторирования……………………………………………………… 70
2.1.9. Точность метода для анализа наноколичеств SF6 …………………………… 71
2.2. Измерение изотопного состава кислорода δ18О, δ17О и Δ17О в исследуемых
экспериментальных образцах…………………………………………………………. 77
Выводы к главе 2……………………………………………………………………………. 78
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТОВ
МАСС-НЕЗАВИСИМОГО ФРАКЦИОНИРОВАНИЯ ИЗОТОПОВ СЕРЫ
(Δ33S и Δ36S) В ПРОЦЕССАХ ФОТОЛИЗА SO2…………………………….. 80
3.1. Фотолиз SO2 действием излучения с длинами волн λ > 200 нм……………..……… 83
3.1.1. Фотохимические эксперименты………………………………………………… 83
3.1.2. Изотопные эффекты δ34S, Δ33S и Δ36S в продуктах фотолиза SO2 …………… 86
3.1.2.1. Зависимость от парциального давления SO2………………………………. 86
3.1.2.2. Зависимость от относительной интенсивности излучения……………….. 89
3.1.2.3. Зависимость от температуры………………………………………………… 98
3.2. Фотолиз SO2 действием излучения с длинами волн λ ≥ 184.9 нм…………………… 102
3.2.1. Фотохимические эксперименты………………………………………………… 102
3.2.2. Вариации величин δ34S, Δ33S и Δ36S и взаимоотношения между ними в продуктах фотолиза SO2 действием излучения λ ≈ 185 нм…………………… 107
3.2.2.1. Зависимость от парциального давления SO2………………………………. 107
3.2.2.2. Характер корреляционных зависимостей между величинами
δ34S, Δ33S и Δ36S……………………………………………………………… 111
3.2.2.3. Изотопные эффекты δ34S, Δ33S и Δ36S в продуктах фотолиза SO2
действием комбинированного излучения из коротковолнового и длинноволнового спектральных диапазонов……………………………… 113
3.3. Фотолиз SO2 в приложении к ранней атмосфере Земли…………………………….. 119
Выводы к главе 3……………………………………………………………………………. 127
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТОВ
МАСС-НЕЗАВИСИМОГО ФРАКЦИОНИРОВАНИЯ ИЗОТОПОВ
КИСЛОРОДА (Δ17О) ПРИ ФОРМИРОВАНИИ Н2O2 В ФОТОХИМИЧЕСКИХ
ПРОЦЕССАХ…………………………………………………………………… 131
4.1. Экспериментальное моделирование процессов формирования Н2О2……………… 133
4.1.1. Синтез Н2О2 при фотолизе Н2О под действием газового разряда…………… 133
4.1.2. Синтез Н2О2 при фотолизе Н2О под действием УФ излучения………………. 136
4.1.3. Метод выделения молекулярного кислорода из Н2О2 для изотопного
анализа δ17O и δ18O………………………………………………………………. 138
4
4. 2. Изотопные эффекты в продуктах фотолиза Н2О………………………………..….. 144
4.2.1. Эффект масс-независимого фракционирования изотопов кислорода в Н2О2 144
4.2.2. Магнитуда изотопной аномалии Δ17О в Н2О2 при диссоциации паров
воды действием электрического разряда и УФ-излучения……………..……. 149
4.2.3. Влияние отдельных газовых компонентовна изотопные эффекты в Н2О2... 152
4. 3. Механизм масс-независимого фракционирования изотопов кислорода в Н2О2…. 166
4. 4. Фотохимический Н2О2 как источник молекулярного кислорода
в ранней атмосфере Земли……………………………………………….…….……. 172
Выводы к главе 4…………………………….……………………………………………… 181
ГЛАВА 5. ИЗОТОПНЫЕ СВИДЕТЕЛЬСТВА ПРОИСХОЖДЕНИЯ СУЛЬФИДНОЙ
СЕРЫ В АРХЕЙСКИХ ТОЛЩАХ ФЕННОСКАНДИНАВСКОГО И
СИБИРСКОГО КРАТОНОВ……………………………………….……….… 183
5.1. Колчеданные рудопроявления Фенноскандинавского щита………….……………. 185
5.1.1. Мультиизотопные характеристики серы (δ34S и Δ33S) рудопроявлений
Карельской гранит-зеленокаменной области………………….………..…… 185
5.1.2. Мультиизотопные характеристики серы (δ34S и Δ33S) рудопроявлений
Кольской гранулит-гнейсовой области………………………………….… 211
5.2. Колчеданные рудопроявления в архейских породах Сибирского кратона….…… 222
Выводы к главе 5…………………………… …………………………………………… 234
ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………...…………………………………………… 237
Список работ автора по теме диссертации..............................................................................242
Список используемой литературы…………………………………...…………………… 245
