簡(jiǎn)述非傳統(tǒng)同位素的應(yīng)用與研究進(jìn)展-以鐵同位素為例

簡(jiǎn)述非傳統(tǒng)同位素的應(yīng)用與研究進(jìn)展——以鐵同位素為例摘要：由于同位素分析方法的改進(jìn)和多接收電感耦合等離子體質(zhì)譜儀的使用，近年來(lái)以鐵同位素為代表的非傳統(tǒng)穩(wěn)定同位素研究有了很大進(jìn)展，鐵元素在自然界中廣泛存在并參與成巖成礦作用，熱液活動(dòng)，以及生命活動(dòng)過(guò)程，對(duì)鐵同位素的研究具有重大的意義和巨大的潛在應(yīng)用價(jià)值。本文主要介紹了鐵同位素基本概念及其組成分布特征、鐵同位素在不同過(guò)程中的分餾機(jī)理研究進(jìn)展以及該技術(shù)在環(huán)境地球化學(xué)、生物示蹤、人類(lèi)健康、古海洋學(xué)研究等領(lǐng)域中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：非傳統(tǒng)同位素鐵同位素MC-ICP-MS一、前言非傳統(tǒng)穩(wěn)定同位素是相對(duì)于氫、碳、氧、硫等傳統(tǒng)穩(wěn)定同位素而言的，包括鐵、銅、鋅、鉬、硒、汞、鋰、鎂等同位素體系。在近十年里，隨著各種同位素質(zhì)譜測(cè)試技術(shù)的大幅提升，特別是多接受電感耦合等離子體質(zhì)譜（MC-IPC-MS）的出現(xiàn)，使得人們對(duì)這些以往不為人熟知的同位素進(jìn)入我們視野，十年里人們對(duì)非傳統(tǒng)穩(wěn)定同位素體系的開(kāi)發(fā)與利用蓬勃發(fā)展，目前已開(kāi)展的非傳統(tǒng)同位素研究包括：鋰[1]、鎂[2-3]、鈣[4]、鈦[5]、釩[6]、鉻[7]，鐵[8]、鎳[9]、銅[10-11]、鋅[12]、鍺[13]、鍶[14]、鉬[15-16]、汞[17-18]、鉈[19]等元素。其中尤以鐵、鉬、鋰、鎂、銅、鋅、汞、鉈、硒等元素的同位素研究備受矚目。鐵是地球上豐度最高的變價(jià)元素，以不同的價(jià)態(tài)(0,+2,+3)賦存于各類(lèi)巖石、礦物、流體和生物體中，并廣泛參與多種地球化學(xué)和生物化學(xué)過(guò)程。它是重要的成礦元素，主要工業(yè)礦物有磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦、針鐵礦、菱鐵礦和含鐵綠泥石等，是礦床學(xué)研究中重點(diǎn)關(guān)注的元素之一；它是與生命活動(dòng)密切相關(guān)的元素，在自然界中的分布對(duì)生物活動(dòng)有著重要影響；因此，鐵同位素組成的研究在示蹤成礦作用和生物演化等方面具有重要潛力。鐵同位素的研究也可以為揭示自然界中各類(lèi)生物作用過(guò)程和地質(zhì)作用過(guò)程提供新的線索和證據(jù)[20]。鐵同位素在生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、海洋學(xué)及地球與行星科學(xué)等領(lǐng)域都備受關(guān)注。對(duì)鐵同位素的研究可以追溯到半個(gè)世紀(jì)以前[21]，隨著分析技術(shù)的進(jìn)步，在上世紀(jì)八九十年代，一些科研人員開(kāi)始用熱離子質(zhì)譜(TIMS)對(duì)鐵同位素進(jìn)行分析研究[22-25]，但分析精度只有1‰一3‰，跟自然界中鐵同位素的組成變化范圍在同一數(shù)量級(jí)，不足以用于研究自然界中鐵同位素分餾過(guò)程，這主要是因?yàn)殍F的電離勢(shì)太高，而TIMS的離子化效率太低。近年來(lái)多接收電感耦合等離子體質(zhì)譜(MC-ICP-MS)的引入為此領(lǐng)域的發(fā)展開(kāi)拓了新的前景，其分析精度可達(dá)±0.05‰（1S.D.），適于測(cè)量50×10-9-10×10二、鐵同位素研究歷史發(fā)展上世紀(jì)60年代部分學(xué)者曾對(duì)一系列元素進(jìn)行了同位素組成調(diào)查，但由于當(dāng)時(shí)測(cè)試精度較差，沒(méi)能發(fā)現(xiàn)自然界中這些元素的同位素分餾[26-27]。90年代末，受火星上是否存在生命這一重大科學(xué)問(wèn)題的驅(qū)使，部分美國(guó)學(xué)者研發(fā)了鐵同位素的雙方稀釋劑熱電離質(zhì)譜(DS-TIMS)測(cè)試技術(shù)[28]，認(rèn)為鐵同位素組成是生物活動(dòng)的標(biāo)志特征，即自然界中只有生物過(guò)程才能使鐵同位素發(fā)生分餾[28]。盡管這一觀點(diǎn)被很快否定，但激發(fā)了人們對(duì)鐵、銅、鋅等被生物利用的金屬元素同位素研究的極大興趣。鐵同位素的MC-ICP—MS高精度測(cè)定是非傳統(tǒng)穩(wěn)定同位素發(fā)展史上一項(xiàng)里程碑式的進(jìn)展。由于等離子體中產(chǎn)生的ArN+和ArO+的干擾，當(dāng)時(shí)大部分學(xué)者認(rèn)為運(yùn)用MC-ICP-MS進(jìn)行鐵同位素高精度測(cè)定難以實(shí)現(xiàn)MC-ICP-MS當(dāng)時(shí)還沒(méi)有高分辨模式。然而，通過(guò)一系列技術(shù)操作，Belshaw等[29]成功研發(fā)了低分辨下鐵同位素的MC-ICP-MS測(cè)試技術(shù)。與DS-TIMS相比，該方法不僅測(cè)試效率高，而且測(cè)試精度提高了近一個(gè)數(shù)量級(jí)，開(kāi)啟了真正意義上的鐵同位素地球化學(xué)研究之門(mén)。在本世紀(jì)開(kāi)始的頭兩三年內(nèi)，鐵、銅、鋅、鎂、鈣、鉬、鉈、鈦等元素的同位素測(cè)試方法研發(fā)出來(lái)。隨后，MC-ICP-MS實(shí)驗(yàn)室如雨后春筍般在世界各地建立起來(lái)，非傳統(tǒng)穩(wěn)定同位素地球化學(xué)進(jìn)入了群雄并起的蓬勃發(fā)展階段，研究重點(diǎn)也由測(cè)試方法研發(fā)逐步轉(zhuǎn)向同位素分餾研究和應(yīng)用潛力探索。與國(guó)際發(fā)展方向一致，我國(guó)學(xué)者也適時(shí)開(kāi)展了非傳統(tǒng)穩(wěn)定同位素地球化學(xué)研究[30-31]。經(jīng)過(guò)近十年的努力，先后建立了鐵、銅、鋅、鉬、鈦、鋰、鎂等元素的同位素測(cè)定方法[32-39]，并進(jìn)行了相關(guān)同位素的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研制[33]。三、鐵同位素概況3.1鐵同位素基本概念鐵共有二十五個(gè)同位素，其中四個(gè)是可自然存在的穩(wěn)定同位素，其他都是實(shí)驗(yàn)室存在的放射性同位素。鐵穩(wěn)定同位素的基本情況見(jiàn)表1[40]。表1鐵的穩(wěn)定同位素及其基本參數(shù)元素符號(hào)原子序數(shù)質(zhì)量數(shù)中子數(shù)相對(duì)原子質(zhì)量平均同位素豐度（%）標(biāo)準(zhǔn)原子質(zhì)量Fe26542853.9396215.84555.847563055.93493291.754573156.9353942.1192583257.9332720.2818注：表中后兩項(xiàng)以C12=12.000000為單位。目前，國(guó)際上主要存在兩種Fe同位素組成的表示方式：δ(千分偏差)和ε(萬(wàn)分偏差)。Fe同位素的δ表達(dá)式為：δ56Fe=［(56Fe/54Fe)樣品/(56Fe/54Fe)標(biāo)樣－1］×1000，δ57Fe=［(57Fe/54Fe)樣品/(57Fe/54Fe)標(biāo)樣－1］×1000，△57FeA-B2=δ57FeA-δ57FeB。對(duì)于質(zhì)量分餾而言，δ56Fe=0.678δ57Fe。由于自然界中有些樣品的Fe同位素組成變化較小，千分偏差無(wú)法直觀地顯示Fe同位素的變化，所以有時(shí)采用萬(wàn)分偏差表示:ε56Fe=［(56Fe/54Fe)樣品/(56Fe/54Fe)標(biāo)樣－1］×10000，ε57Fe=［(57Fe/54Fe)樣品/(57Fe/54Fe)標(biāo)樣－1］×10000。兩者之間的換算關(guān)系為:ε56Fe=10δ56Fe，ε57Fe=10δ57Fe。國(guó)際通用的鐵同位素標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)有兩種，一種是火成巖標(biāo)樣：15塊地球火成巖和5塊月球高鈦玄武巖的平均值；一種是歐洲委員會(huì)參考物質(zhì)及測(cè)量協(xié)會(huì)提供的IRMM-014(Tayloretal.,1992)。兩種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)之間的換算關(guān)系為：δ56Fe火成巖=δ56FeIRMM-014－0.09‰，δ57Fe火成巖=δ57FeIRMM-014－0.11‰(Johnsonetal.，2021)。3.2鐵同位素分布特征已知的地球物質(zhì)的δ57Fe的總體分布范圍為-5.18‰~4.65‰，平均值為-0.34‰±1.79(n=1857)，其中δ57Fe的最大值和最小值分別出現(xiàn)在條帶狀鐵礦的磁鐵礦單礦物樣品(WhitehouseandFedo，2021)和黑色頁(yè)巖中的黃鐵礦單礦物樣品(Rouxeletal.，2021)中。從全巖尺度上講，地幔包體、火成巖、變質(zhì)巖、沉積巖、黃土和風(fēng)塵、沉積物以及洋底熱液和海水均呈現(xiàn)出較小的鐵同位素組成分布范圍，鐵同位素組成相對(duì)均一，而條帶狀鐵建造和河水樣品具有較大的鐵同位素組成變化范圍；條帶狀鐵建造呈現(xiàn)出富集鐵的重同位素的基本特征，碳酸鹽巖、鐵錳結(jié)核、海水、河水和洋中脊熱液流體呈現(xiàn)出富集鐵的輕同位素的特征，地幔包體、火成巖、黃土、風(fēng)塵和頁(yè)巖集中分布在零值附近，這種分布特征主要是由于地幔熔融、結(jié)晶分異等過(guò)程中鐵同位素的分餾程度相對(duì)較小，而氧化還原過(guò)程中的鐵同位素分餾相對(duì)較大所導(dǎo)致的。3.3不同儲(chǔ)庫(kù)中鐵同位素組成Beardetal.(2021b)最早通過(guò)對(duì)MORBs和OIBs的鐵同位素研究，結(jié)合Zhuetal.(2021)的研究，對(duì)整體地球的平均鐵同位素組成進(jìn)行了約束。他們認(rèn)為，整體地球的δ57Fe平均值應(yīng)該位于0.15‰附近。其后的研究廣泛引用了這一平均值作為整體硅酸鹽地球的參考基點(diǎn)。但該數(shù)值是基于早期研究的有限樣品所得出的平均值，隨著近年來(lái)大量研究深入細(xì)致的開(kāi)展，鐵同位素組成的數(shù)據(jù)庫(kù)得到了極大程度的積累和更新，因此，重新對(duì)整體硅酸鹽地球的鐵同位素組成進(jìn)行約束非常必要。為此，王躍[41]等對(duì)近年來(lái)報(bào)道的隕石、上地幔和地殼的鐵同位素組成進(jìn)行了系統(tǒng)的總結(jié)和討論：隕石：普通球粒隕石的δ56Fe為-0.13‰～0.18‰，平均值為(0.03±0.10)‰；碳質(zhì)球粒隕石的δ56Fe為-0.15‰～0.13‰，平均值為(0.01±0.11)‰；頑火輝石球粒隕石的δ56Fe為一0.03‰～0.02‰，平均值為(-0.01±0.04)‰；無(wú)球粒隕石的δ56Fe為-0.05‰～0.17‰，平均值為(0.01±0.05)‰；鐵隕石的δ56Fe為0.01‰～0.15‰，平均值為(0.074-0.10)‰[41]。上述統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，不同類(lèi)型的隕石具有大致相同的鐵同位素組成分布范圍和基本一致的平均值，說(shuō)明不同類(lèi)型的隕石具有均一的鐵同位素組成。因此，有理由認(rèn)為，地球物質(zhì)的鐵同位素組成應(yīng)該與隕石的總體平均值接近，位于(0.01±0.11)‰附近。上地幔：上地幔的鐵同位素組成可以通過(guò)地幔包體的平均鐵同位素組成進(jìn)行約束。地幔δ56Fe的總體變化范圍為-0.43‰~0.27‰，平均值為0.01±0.15‰(砣一126)。其中，純橄欖巖的δ56Fe為-0.38‰~0.19‰，平均值為-0.02±0.16‰；尖晶石二輝橄欖巖的δ56Fe為-0.21‰~0.10‰，平均值為-0.01±0.10‰；斜方橄欖巖的δ56Fe為-0.07‰~0.16‰，平均值為-0.014~0.08‰；二輝橄欖巖的艿拍Fe為-0.43‰~0.09‰，平均值為-0.04±0.23‰；二輝輝石巖的δ56Fe為-0.43‰~0.27‰，平均值為0.034~0.24‰。上述統(tǒng)計(jì)結(jié)果說(shuō)明，上地幔的鐵同位素組成并不均一，但全巖樣品的變化范圍不是很大。已分析的樣品包括不同大地構(gòu)造背景和不同的巖石類(lèi)型，因此這些樣品的平均值應(yīng)基本代表上地幔的平均鐵同位素組成，即δ56Fe-(0.01±0.15)‰。實(shí)際上，這一平均值與碳質(zhì)球粒隕石的鐵同位素組成平均值一致。玄武巖是地幔部分熔融的產(chǎn)物，如果地幔部分熔融過(guò)程中沒(méi)有發(fā)生明顯的鐵同位素分餾，玄武巖的鐵同位素組成就能夠代表地幔的平均鐵同位素組成。前人對(duì)不同地區(qū)和構(gòu)造背景下形成的玄武巖進(jìn)行了鐵同位素組成的測(cè)定分析，得玄武巖的δ56Fe值為-0.37‰～0.25‰，平均值為0.07±0.13‰。相對(duì)于地幔橄欖巖富集Fe的重同位素，說(shuō)明部分熔融過(guò)程中鐵同位素發(fā)生了分餾，玄武巖的鐵同位素組成不能代表上地幔的鐵同位素組成。地殼：上地殼的鐵同位素組成可以通過(guò)頁(yè)巖和黃土的平均鐵同位素組成進(jìn)行約束。通過(guò)對(duì)前人報(bào)道的收集，得知了中國(guó)、美國(guó)、德國(guó)和新西蘭的黃土樣品的鐵同位素組成，δ56Fe的變化范圍為-0.04‰～0.32‰，平均值為0.14±0.16‰。頁(yè)巖樣品δ56Fe的變化范圍為-0.26‰～0.47‰，集中于0～0.20‰，平均值為0.07±0.28‰。結(jié)合頁(yè)巖和黃土的鐵同位素?cái)?shù)據(jù)，推測(cè)上地殼的平均鐵同位素組成為(0.10±0.25)‰。水圈：AnbarandRouxel[42]對(duì)現(xiàn)代海洋中鐵的地球化學(xué)循環(huán)做過(guò)系統(tǒng)總結(jié)。海水中的鐵源主要有大氣塵降、河流、地下水、大陸架孔隙水、熱液流體、洋殼蝕變等，其中，除了大氣塵降的鐵同位素組成和玄武巖類(lèi)似(δ56Fe≈0.1‰)外，其他源的δ56Fe基本都小于0，并且變化相對(duì)較大。鐵匯主要有Fe-Mn結(jié)殼、海洋沉積物等。Fe-Mn結(jié)殼在一定程度上反映了海水鐵同位素的信息，它相對(duì)硅酸鹽地球平均值富集鐵的輕同位素。生物圈：總體上，生物傾向于優(yōu)先吸收輕的鐵同位素，而且在食物鏈中隨著級(jí)別的升高，這種情況越明顯。相對(duì)于硅酸鹽地球平均值，自然界中生物體的各種器官或細(xì)胞的δ56Fe約為-3.5‰～0‰[43-46]。由于鐵是生物的必需元素，且生物化學(xué)作用可以發(fā)生較大的鐵同位素分餾，鐵同位素在示蹤鐵的地球化學(xué)循環(huán)方面具有重要意義。四、鐵同位素分餾機(jī)理4.1生物過(guò)程很多人認(rèn)為鐵同位素是“獨(dú)特的生物活動(dòng)示蹤劑”，因此鐵同位素很多被用來(lái)指示遠(yuǎn)古或地外生命的活動(dòng)事件[47]，換言之就是只有生物作用才能使鐵同位素發(fā)生分餾。鑒于鐵同位素可能存在的這一獨(dú)特性質(zhì)，研究生物過(guò)程中的鐵同位素分餾就顯得尤其重要。通過(guò)收集前人研究報(bào)道[47-49]，得知，受生物控制的過(guò)程能夠產(chǎn)生明顯的鐵同位素分餾?？傮w上，生物傾向于優(yōu)先吸收輕的鐵同位素，而且在食物鏈中隨著級(jí)別的升高，這種情況越明顯。生物過(guò)程中鐵同位素分餾的控制因素目前仍不太清楚，但并非所有生物過(guò)程都能產(chǎn)生鐵同位素分餾。生物吸收Fe過(guò)程中鐵同位素的分餾很有可能受生物吸收和運(yùn)移過(guò)程所控制，特別是與Fe的價(jià)態(tài)轉(zhuǎn)換有關(guān)。生物誘發(fā)過(guò)程雖然有生物參與，但Fe并沒(méi)有真正進(jìn)入細(xì)胞體內(nèi)，F(xiàn)e只是提供或接受電子，而鐵同位素分餾的結(jié)果也與無(wú)生物參與的氧化還原結(jié)果類(lèi)似，F(xiàn)e2+和Fe3+之間的分餾趨勢(shì)一致。因此，這種生物誘發(fā)的氧化還原過(guò)程其實(shí)與無(wú)生物參與的氧化還原過(guò)程在本質(zhì)上是一樣的?，F(xiàn)在看來(lái)，只有生物活動(dòng)才能產(chǎn)生鐵同位素分餾的認(rèn)識(shí)是不正確的，后續(xù)的大量研究表明，無(wú)機(jī)過(guò)程同樣會(huì)產(chǎn)生明顯的Fe同位素分餾。4.2氧化還原過(guò)程由于鐵是變價(jià)元素(Fe2+，F(xiàn)e3+)，氧化還原是控制Fe的地球化學(xué)循環(huán)的主要條件。而氧化還原過(guò)程中Fe同位素能夠發(fā)生明顯的分餾。因此，氧化還原過(guò)程是鐵同位素分餾極其重要的方面?；瘜W(xué)氧化還原過(guò)程能夠使鐵同位素發(fā)生明顯分餾，這一認(rèn)識(shí)最初由Bullen等[50]通過(guò)實(shí)驗(yàn)所證明。氧化還原是控制鐵同位素分餾的主要過(guò)程，F(xiàn)e2+的同位素組成要比Fe3+的同位素組成輕。4.3硫化物的結(jié)晶沉淀過(guò)程鐵硫化物的形成是鐵地球化學(xué)循環(huán)中很重要的一個(gè)過(guò)程。自然界中鐵的主要硫化物有黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦等，其中最主要的是黃鐵礦?？偟膩?lái)看，自然界中沉積黃鐵礦的沉淀過(guò)程富集Fe的輕同位素。由于黃鐵礦的溶解度極低，其形成可看成是單向過(guò)程。因此，自然界中黃鐵礦的形成過(guò)程也有可能是個(gè)動(dòng)力學(xué)分餾過(guò)程。有人還認(rèn)為太古宙或古元古代黃鐵礦鐵同位素明顯偏負(fù)的現(xiàn)象可以由這一分餾結(jié)果來(lái)解釋。但仍然存在爭(zhēng)議[51-52]。此外，研究發(fā)現(xiàn)，在成礦流體演化過(guò)程中，硫化物結(jié)晶沉淀過(guò)程中的鐵同位素分餾可導(dǎo)致鐵同位素發(fā)生系統(tǒng)變化。流體在演化過(guò)程中，隨著礦物的結(jié)晶沉淀，流體和礦物間發(fā)生鐵同位素分餾(黃鐵礦富集Fe的輕同位素)，同時(shí)流體的鐵同位素也會(huì)隨之發(fā)生變化[53]。4.4風(fēng)化作用風(fēng)化過(guò)程是地球表層重要的地質(zhì)過(guò)程。總體上火成巖的鐵同位素組成比較均一，δ56Fe集中在0.1‰附近。研究發(fā)現(xiàn)[54]，風(fēng)化作用形成的黃土和頁(yè)巖的δ56Fe集中在-0.15‰~0.35‰。風(fēng)化過(guò)程中，溶液中的Fe主要以Fe2+形式存在，而在巖石或固體顆粒中以Fe3+(鐵氧化物／氫氧化物等)和Fe2+(硅酸鹽等)形式存在。風(fēng)化作用涉及到礦物的溶解淋濾作用、沉淀作用、吸附作用、生物作用、氧化還原作用等。在Fe的價(jià)態(tài)不發(fā)生改變的情況，溶解、沉淀、吸附過(guò)程中所產(chǎn)生的鐵同位素分餾要比氧化還原作用產(chǎn)生的鐵同位素分餾小得多。因此，風(fēng)化過(guò)程中，氧化還原作用仍然是控制鐵同位素分餾的主要因素[55]。此外，在一些生物大量參與的條件，生物作用也是控制風(fēng)化過(guò)程鐵同位素分餾的重要因素[56]。五、鐵同位素的應(yīng)用前景金屬元素Fe，是太陽(yáng)系最豐富的元素之一，已經(jīng)獲得了人類(lèi)濃厚的研究興趣，隨著前處理純化分離技術(shù)和質(zhì)譜技術(shù)的逐步發(fā)展提高，越來(lái)越多的研究人員開(kāi)始著手對(duì)Fe同位素的研究，并取得了一些成果，初步揭示了Fe同位素在環(huán)境地球化學(xué)，生物示蹤，古海洋學(xué)等研究領(lǐng)域的重要研究和應(yīng)用前景5.1鐵同位素在示生物活動(dòng)中的應(yīng)用在示蹤生物活動(dòng)方面，F(xiàn)e同位素比傳統(tǒng)的輕同位素C、N、O、S等更有優(yōu)勢(shì)，作為過(guò)度元素，F(xiàn)e在生物體內(nèi)十分活躍。因此Fe同位素的組成變化可以用于示蹤生物圈和地圈之間的相互作用并用于示蹤其進(jìn)人生物體的途徑和在生物體生長(zhǎng)過(guò)程中所起的重要作用[57]Beard等[47]分析了太平洋和大西洋的鐵錳結(jié)核類(lèi)沉積物和古代沉積鐵建造，發(fā)現(xiàn)這些沉積物的Fe同位素變化在2‰～3‰(δ56Fe)之間，并解釋這可能是生物分餾作用的參與所致，以此可以推斷現(xiàn)代和古代地球上生物的存在情況及其分布特征。通過(guò)對(duì)原生代沉積鐵建造的研究發(fā)現(xiàn)，深色層的鐵沉積物的δ56Fe低，約為-0.34‰，淺色層的δ56Fe高，約為+0.91‰二者相差恰恰約為1.3‰，因此他們認(rèn)為深色層和淺色層之間Fe同位素值的差異是由細(xì)菌還原所產(chǎn)生的分餾作用造成的。5.2鐵同位素在人類(lèi)健康中的應(yīng)用Ohno等[58]對(duì)人體紅細(xì)胞中Fe同位素進(jìn)行了研究得出，相對(duì)標(biāo)樣IRMM來(lái)說(shuō)，人體紅細(xì)胞中的Fe同位素的分餾非常大。據(jù)walczyk等[44]報(bào)導(dǎo)，植物體中Fe同位素組成δ56Fe約為1.5‰一0.1‰；而動(dòng)物體，如牛肉、雞肉和蝦肉，δ56Fe為-2.5‰一-0.5‰。對(duì)比以上數(shù)據(jù)我們不難看出，沿植物一動(dòng)物一人這個(gè)簡(jiǎn)單的生物鏈方向，輕Fe同位素的含量呈現(xiàn)金字塔式的變化。這說(shuō)明，無(wú)論是植物、動(dòng)物還是人類(lèi)對(duì)Fe的吸收都是有選擇性的，均傾向于優(yōu)先吸收輕的Fe同位素，而且在食物鏈中隨著級(jí)別的提高，這種情況越明顯，這對(duì)確定一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中的生物鏈排序有著重要的參考價(jià)值。此外，不同人體之間的紅細(xì)胞中Fe同位素的分析顯示，四位男性之間Fe同位素的組成δ56Fe和δ57Fe變化并不顯著，而女性紅細(xì)胞中Fe同位素的組成δ56Fe明顯要比男性的平均值高約+0.3‰/amu。這種不同性別的個(gè)體之間紅細(xì)胞中Fe同位素組成的差異，可能是由于飲食過(guò)程中不同個(gè)體之間對(duì)Fe同位素吸收和代謝效率的不同所致[40]。事實(shí)上，人體所能夠吸收的活性Fe對(duì)于病原菌的存活和免疫系統(tǒng)都有著重要的影響作用，所以我們對(duì)于人體各種器官及組織中Fe同位素的分析研究可以提供大量飲食和健康方面的信息，更進(jìn)一步，我們還可以通過(guò)控制藥物中活性Fe的量來(lái)增強(qiáng)抵抗疾病的能力，所以Fe同位素的分餾在生物制藥方面和關(guān)注人類(lèi)健康方面都具有潛在的重要應(yīng)用價(jià)值。5.3鐵同位素在古海洋研究中的應(yīng)用過(guò)渡金屬元素Fe在海洋生物地球化學(xué)研究中起著重要的作用，甚至在某些海域中鐵元素甚至可以限制生物的活性，從而起控制海洋生物生產(chǎn)力的作用，進(jìn)而影響了大氣C02的變化，而海水中的Fe主要由大陸風(fēng)化作用提供，因此輸入海洋的Fe通量的變化與全球氣候變化有著間接的關(guān)系，所以Fe同位素的研究將為全球變化研究提供有力的手段和工具。六、結(jié)束語(yǔ)隨著人類(lèi)研究測(cè)試方法的不管更迭，測(cè)量精度不斷提高，在近十年來(lái)，多接受電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（MC-ICP-MS）的興起更是為以鐵同位素為代表的非傳統(tǒng)同位素的研究提供了精度保障。越來(lái)越多的研究者投入非傳統(tǒng)同位素的開(kāi)發(fā)與研究當(dāng)中，也在近些年有了很大的進(jìn)展和累累碩果。非傳統(tǒng)同位素的地位在各個(gè)領(lǐng)域正飛速提升著，在實(shí)際應(yīng)用中逐步成為不可或缺的一塊。但是就鐵同位素而言，盡管其展現(xiàn)出廣闊的研究前景和潛在的重要應(yīng)用價(jià)值，人類(lèi)對(duì)其也有了一定的了解（包括初步查明了地外物質(zhì)和地球各主要儲(chǔ)庫(kù)的鐵同位素組成，并對(duì)沉淀溶解、氧化還原、吸附和生物作用等過(guò)程中的Fe同位素分餾有了初步認(rèn)識(shí)），但相對(duì)與傳統(tǒng)穩(wěn)定同位素C、O、N、S等我們對(duì)其分餾機(jī)理的掌握還未徹底摸清，還需要我們投入更多的時(shí)間實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)一步研究，但是鐵同位素的研究精度要求極高，所以一起分辨率和樣品提純分離技術(shù)需進(jìn)一步提高；目前已有多種同位素結(jié)合分析的研究出現(xiàn)，拓寬了鐵同位素的研究領(lǐng)域，同時(shí)也使得其研究更加嚴(yán)謹(jǐn)。無(wú)疑，鐵同位素方法同其他非傳統(tǒng)同位素方法一起作為一種新的分析方法和示蹤手段將在更多的領(lǐng)域中展現(xiàn)其巨大的應(yīng)用價(jià)值。七、參考文獻(xiàn)[1]TomascakPB，RyanJO，DefantMJ．LithiumisotopeevidenceforlightelementdcouplinginthePanamasubarcmantie[J]．Geology，2021，28(6)：507—510．[2]GalyA，BelshawNS，HaliczL，O’NionsRK．High—precisionmeasurementofmagnesiumisotopesbymultiple—collectorinductivelycoupledplasmamassectrometry[J]．InternationalJournalofMassSpectrometry，2021，208(1)：89—98．[3]PearsonN，GriffinW，AlardO，O’ReillySY．Theisotopiccompositionofmagnesiuminmantleolivine：recordsofdeple—tionandmetasomatism[J]．ChemicalGeology，2021.226(3—4)：115—133．[4]GussoneN，BohmF，EisenhauerA，DietzelM，HeuserA，TeichertB，ReitnerJ，WorheideG，DulloWC．Calciumisotopefractionationincalciteandaragonite[J]．Geochim．Cosmochim．Acta，2021，69(18)：4485—4494．[5]ZhuX，MakishimaA，GuoY，BelshawN，O’NionsR．Highprecisionmeasurementoftitaniumisotoperatiosbyplasmasourcemassspectrometry[J]．InternationalJournalofMassSpectrometry，2021，220(1)：21—29．[6]PrytulakJ，NielsenS，IonovD，HallidayA，HarveyJ，KelleyK，NiuY，PeateD，ShimizuK，SimsK．Thestablevanadiumisotopecompositionofthemantleandmaficlavas[J]．EarthPlanet．Sci．Lett．，2021，365：177—189．[7]ZinkS，SchoenbergR，StaubwasserM．IsotopicfractionationandreactionkineticsbetweenCr(III)andCr(VI)inaqueousmedia[J]．Oeochim．Cosmochim．Acta，2021，74(20)：5729—5745．[8]AnbarA，RoeJ，BarlingJ，NealsonK．Nonbiologicalfractionationofironisotopes[J]．Science，2021，288(5463)：126—128．[9]MoynierF，Blichert—ToftJ，TeloukP，LuckJ，AlbarhdeF．ComparativestableisotopegeochemistryofNi，Cu，Zn，andFeinchondritesandironmeteorites[J]．Geochim．Cosmochim．Aeta，2021，71：4365—4379．[10]MarehalCN，TeloukP，AlbaredeF．Preciseanalysisofcopperandzincisotopiccompositionsbyplasma—sourcemassspectrometry[J]．ChemicalGeology，2021，156(1-4)：251—273．[11]ZhuXK，O’NionsRK，GuoY，BelshawNS，RickardD．DeterminationofnaturalCu—-isotopevariationbyplasma—sourcemassspectrometry：Implicationsforuseasgeochemi—caltracers[J]．ChemicalGeology，2021，163(1-4)：139—149．[12]ArcherC，VanceD，ButlerI．AbioticZnisotopefractionationsassociatedwithZnSprecipitation[J]．Geochim．Cos—mochim．Acta，2021，68：A325．[13]SiebertC，RossA，McManusJ．GermaniumisotopemeasurementsofhightemperaturegeothermalfluidsusingdoublespikehydridegenerationMC-ICP-MS[J]．Geochim．Cosmochim．Acta，2021，70(15)：3986-3995．[14]MoynierF，AgranierA，HezelDC，BouvierA．SrstableisotopecompositionofEarth，theMoon，Mars，Vestaandeteorites[J]．EarthPlanet．Sci．Lett．2021，300(3)：359—366．[15]AnbarAD，KnabKA，BarlingJ．PreciseDeterminationofMass—DependentVariationsintheIsotopicCompositionofMolybdenumUsingMC-ICP-MS[J]．Anal．Chem．273：1425-1431．[16]SiebertC，NaglerTF，vonBlanckenburgF，KramersMolybdenumisotoperecordsasapotentialnewproxyforpeleoceanography[J]．EarthPlanet．Sci．Lett．2021，211:159-171．[17]BergquistBA，BlumJD．Mass—dependentand—independentfractionationofHgisotopesbyphotoreductioninaquaticsysterns[J]．Science，2021，318(5849)：417-420．[18]YinR，F(xiàn)engX，ShiW．Applicationofthestable—isotopesystemtothestudyofsourcesandfateofHgintheenvironment：Areview[J]．AppliedGeochemistry，2021，25(10)：14671477．[19]NielsenSG，RehkaimperM，BrandonAD，NormanMD，TurnerS，OReillySY．ThalliumisotopesinIcelandandA-zoreslavas-implicationsfortheroleofalteredcrustandman-tiegeochemistry[J]．EarthPlanet．Sci．Lett．2021，264(1)：332-345．[20]蔣少涌．過(guò)渡族金屬元素同位素分析方法及其地質(zhì)應(yīng)用[J]．地學(xué)前緣，2021，10(2)：269—278.[21]ValleyGE，AndersonHH．Acomparisonoftheabundanceratiosoftheisotopesofterrestrialandofmeteoriticiron[J]．AmericanChemicalSociety，1947，69：1871-1875.[22]VolkeningJ，PapanastassiouDA．Ironisotopeanomalies[J]．AstrophysicalJournal，1989，347：L43-L46.[23]WalczykT．IronisotoperatiomeasurementsbynegativethermalionisationmassspeelrometryusingFeF4molecularions[J]．InternationalJournalofMassSpectrometryandIonProcesses，2021，161：217—227.[24]GotzA，HeumannKG．Ironisotoperatiomeasurements稍tllthethermalionizationte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咖啡店創(chuàng)業(yè)計(jì)劃書(shū)第一部分：背景在中國(guó)，人們?cè)絹?lái)越愛(ài)喝咖啡。隨之而來(lái)的咖啡文化充滿(mǎn)生活的每個(gè)時(shí)刻。無(wú)論在家里、還是在辦公室或各種社交場(chǎng)合，人們都在品著咖啡?？Х戎饾u與時(shí)尚、現(xiàn)代生活聯(lián)系在一齊。遍布各地的咖啡屋成為人們交談、聽(tīng)音樂(lè)、休息的好地方，咖啡豐富著我們的生活，也縮短了你我之間的距離，咖啡逐漸發(fā)展為一種文化。隨著咖啡這一有著悠久歷史飲品的廣為人知，咖啡正在被越來(lái)越多的中國(guó)人所理解。第二部分：項(xiàng)目介紹第三部分：創(chuàng)業(yè)優(yōu)勢(shì)目前大學(xué)校園的這片市場(chǎng)還是空白，競(jìng)爭(zhēng)壓力小。而且前期投資也不是很高，此刻國(guó)家鼓勵(lì)大學(xué)生畢業(yè)后自主創(chuàng)業(yè)，有一系列的優(yōu)惠政策以及貸款支持。再者大學(xué)生往往對(duì)未來(lái)充滿(mǎn)期望，他們有著年輕的血液、蓬勃的朝氣，以及初生牛犢不怕虎的精神，而這些都是一個(gè)創(chuàng)業(yè)者就應(yīng)具備的素質(zhì)。大學(xué)生在學(xué)校里學(xué)到了很多理論性的東西，有著較高層次的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)代大學(xué)生有創(chuàng)新精神，有對(duì)傳統(tǒng)觀念和傳統(tǒng)行業(yè)挑戰(zhàn)的信心和欲望，而這種創(chuàng)新精神也往往造就了大學(xué)生創(chuàng)業(yè)的動(dòng)力源泉，成為成功創(chuàng)業(yè)的精神基礎(chǔ)。大學(xué)生創(chuàng)業(yè)的最大好處在于能提高自己的潛力、增長(zhǎng)經(jīng)驗(yàn)，以及學(xué)以致用;最大的誘人之處是透過(guò)成功創(chuàng)業(yè)，能夠?qū)崿F(xiàn)自己的理想，證明自己的價(jià)值。第四部分：預(yù)算1、咖啡店店面費(fèi)用咖啡店店面是租賃建筑物。與建筑物業(yè)主經(jīng)過(guò)協(xié)商，以合同形式達(dá)成房屋租賃協(xié)議。協(xié)議資料包括房屋地址、面積、結(jié)構(gòu)、使用年限、租賃費(fèi)用、支付費(fèi)用方法等。租賃的優(yōu)點(diǎn)是投資少、回收期限短。預(yù)算10-15平米店面，啟動(dòng)費(fèi)用大約在9-12萬(wàn)元。2、裝修設(shè)計(jì)費(fèi)用咖啡店的滿(mǎn)座率、桌面的周轉(zhuǎn)率以及氣候、節(jié)日等因素對(duì)收益影響較大?？Х瑞^的消費(fèi)卻相對(duì)較高，主要針對(duì)的也是學(xué)生人群，咖啡店布局、格調(diào)及采用何種材料和咖啡店效果圖、平面圖、施工圖的設(shè)計(jì)費(fèi)用，大約6000元左右3、裝修、裝飾費(fèi)用具體費(fèi)用包括以下幾種。(1)外墻裝飾費(fèi)用。包括招牌、墻面、裝飾費(fèi)用。(2)店內(nèi)裝修費(fèi)用。包括天花板、油漆、裝飾費(fèi)用，木工、等費(fèi)用。(3)其他裝修材料的費(fèi)用。玻璃、地板、燈具、人工費(fèi)用也應(yīng)計(jì)算在內(nèi)。整體預(yù)算按標(biāo)準(zhǔn)裝修費(fèi)用為360元/平米，裝修費(fèi)用共360*15=5400元。4、設(shè)備設(shè)施購(gòu)買(mǎi)費(fèi)用具體設(shè)備主要有以下種類(lèi)。(1)沙發(fā)、桌、椅、貨架。共計(jì)2250元(2)音響系統(tǒng)。共計(jì)450(3)吧臺(tái)所用的烹飪?cè)O(shè)備、儲(chǔ)存設(shè)備、洗滌設(shè)備、加工保溫設(shè)備。共計(jì)600(4)產(chǎn)品制造使用所需的吧臺(tái)、咖啡杯、沖茶器、各種小碟等。共計(jì)300凈水機(jī)，采用美的品牌，這種凈水器每一天能生產(chǎn)12l純凈水，每一天銷(xiāo)售咖啡及其他飲料100至200杯，價(jià)格大約在人民幣1200元上下?？Х葯C(jī)，咖啡機(jī)選取的是電控半自動(dòng)咖啡機(jī)，咖啡機(jī)的報(bào)價(jià)此刻就應(yīng)在人民幣350元左右，加上另外的附件也不會(huì)超過(guò)1200元。磨豆機(jī)，價(jià)格在330―480元之間。冰砂機(jī)，價(jià)格大約是400元一臺(tái)，有點(diǎn)要說(shuō)明的是，最好是買(mǎi)兩臺(tái)，不然夏天也許會(huì)不夠用。制冰機(jī)，從制冰量上來(lái)說(shuō)，一般是要留有富余?？钪票鶛C(jī)每一天的制冰量是12kg。價(jià)格稍高550元，質(zhì)量較好，所以能夠用很多年，這么算來(lái)也是比較合算的。5、首次備貨費(fèi)用包括購(gòu)買(mǎi)常用物品及低值易耗品，吧臺(tái)用各種咖啡豆、奶、茶、水果、冰淇淋等的費(fèi)用。大約1000元6、開(kāi)業(yè)費(fèi)用開(kāi)業(yè)費(fèi)用主要包括以下幾種。(1)營(yíng)業(yè)執(zhí)照辦理費(fèi)、登記費(fèi)、保險(xiǎn)費(fèi);預(yù)計(jì)3000元(2)營(yíng)銷(xiāo)廣告費(fèi)用;預(yù)計(jì)450元7、周轉(zhuǎn)金開(kāi)業(yè)初期，咖啡店要準(zhǔn)備必須量的流動(dòng)資金，主要用于咖啡店開(kāi)業(yè)初期的正常運(yùn)營(yíng)。預(yù)計(jì)2000元共計(jì)： 120000+6000+5400+2250+450+600+300+1200+1200+480+400+550+1000+3000+450+2000=145280元第五部分：發(fā)展