電子順磁共振在海洋科學(xué)中的應(yīng)用—— 珊瑚中 EPR 信號(hào)的研究

珊瑚之名來自古波斯語 sanga（石），是對(duì)珊瑚蟲群體及其骨骼的通稱。珊瑚蟲為刺胞動(dòng)物門珊瑚綱，身體呈圓筒狀，因?yàn)槎嗫仔院椭钌L，能給許多微生物和魚類居住，又被稱為活石，主要產(chǎn)在熱帶海洋中，如中國南海。白珊瑚的化學(xué)成分主要為 CaCO₃，并含有有機(jī)質(zhì)，稱為碳酸鹽型。金黃色、藍(lán)色、黑色珊瑚由角質(zhì)組成，稱為角質(zhì)型。red珊瑚(包括粉
紅、肉紅、玫瑰紅、淡紅到深紅色)殼體既有 CaCO₃，又有較多的角質(zhì)。珊瑚根據(jù)骨骼構(gòu)造特征．可分為板床珊瑚、四射珊瑚、六射珊瑚和八射珊瑚四大類，現(xiàn)代珊瑚多為后兩類。珊瑚是記錄海洋環(huán)境的重要載體，對(duì)于測定對(duì)古氣候?qū)W、古海平面變化和構(gòu)造運(yùn)動(dòng)等研究有著重要意義。

電子順磁共振(EPR)是研究未成對(duì)電子物質(zhì)的重要工具，其工作原理是測量可變磁場中特定共振頻率下未配對(duì)電子的能級(jí)躍遷。 目前， EPR 在珊瑚分析中的主要應(yīng)用為海洋環(huán)境分析和測年等。 例如，珊瑚中 Mn²⁺的 EPR 信號(hào)與古氣候有關(guān)，暖期 Mn²⁺的 EPR 信號(hào)大，出現(xiàn)急劇降溫時(shí) Mn²⁺的 EPR 信號(hào)急劇下降。珊瑚作為典型的海洋碳酸鹽巖，受天然輻射影響會(huì)產(chǎn)生晶格缺陷產(chǎn)生 EPR 信號(hào)，因此還可以用于 ESR 測年，進(jìn)行海洋碳酸鹽巖的絕對(duì)年代學(xué)研究。珊瑚的 EPR 譜圖包含豐富的信息，它反映了樣品中晶格及雜質(zhì)缺陷所捕獲的未成對(duì)電子濃度，也反映出樣品的礦物和雜質(zhì)成分，因此可以同時(shí)獲得有關(guān)樣品形成年代及結(jié)晶條件等方面的信息。接下來將使用國儀量子 X 波段脈沖/連續(xù)波電子順磁共振譜儀EPR100 分析珊瑚中的 EPR 信號(hào)，提供珊瑚中成分和缺陷空位的信息。

• X波段脈沖式電子順磁共振波譜儀

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