大西洋铁锰地壳中Pb同位素含量检测方案(激光剥蚀进样)

富氢铁锰结壳被认为真实记录了受大陆块风化作用影响的海水同位素的组成。鉴于它们普遍存在于海洋中，且埋深在400至7000米之间，它们成为了分布最广、最易获取的水质量混合物及气候记录样品之一。然而，迄今为止，它们缓慢的积累速度和短年龄制约限制了它们探索100ka内的古气候现象研究的用途。这里展示了东北大西洋Fe-Mn地壳的Pb同位素特征和主要元素含量如何响应西非季风降雨强度和地理范围的变化，这是受古新世气候进动控制的。所采用的高空间分辨率（4μm）激光剥蚀多收集器电感耦合等离子体质谱仪（LA-MC-ICP-MS）Pb同位素数据与微钻子样品相比，空间和时间分辨率提高了近2个数量级。该记录表明，在单个Fe-Mn氧化物层片的尺度上，206Pb/204Pb和208，207Pb/206Pb比值具有周期性，同时Fe/Mn比值、Al、Si和Ti含量也存在变化。Pb同位素数据的时频分析和天文调谐表明，气候岁差(∼20 ka)受到偏心率(∼100和405 ka)的调制，其增长率为1.5 ~ 3.5 mm/Ma，与以前的化学地层年龄模型一致。在这种情况下，近日点的北方夏季在西非造成更强的太阳辐射，导致与远日线北方夏季条件相比，季风降雨更加强烈和地理范围更广。这反过来影响了东北大西洋盆地的风化端部之间的平衡。这些结果为将Fe-Mn地壳记录校准为天文溶液提供了一种新的方法，并使其同位素和化学档案能够以1000–5000年的时间分辨率进行开发。使用LA-MC-ICP-MS获得高分辨率铅同位素数据，为在天文时间尺度上追踪这些档案的发展开辟了新的机会。事实上，考虑到Pb同位素数据的空间分辨率为4 μm，并且在40-80 μm范围内发生了~ 20 ka的周期，本研究获得的时间分辨率在1000-2000年之间。因此，它为补充的高分辨率铁锰结核剖面定年提供了一个强大的新工具。通过比较地壳最近部分(<10 Ma)的旋回地层学与其等效的10Be年代学、Th过量年代学和Co年代学，这也为评估各种Fe-Mn地壳测年技术的精度和准确性提供了可能性。由于本研究的需要，这样的比较需要最近Fe-Mn增长形成清晰层状的样品，以对所获得的数据及其时空分辨率提供良好的地层控制。虽然铁锰结核通常被认为是海水同位素和组成趋势的重要长期记录，但本研究的发现表明，使用该方法进行高时间分辨率古海洋重建有许多新的机会。