澳大利亚北部的锶同位素分布图

锶同位素（⁸⁷Sr/⁸⁶Sr）在地球科学以及法医学、考古学、古生物学和生态学等领域中都有用途。由于澳大利亚缺乏大规模的Sr同位素分布图，本研究利用澳大利亚国家地球化学调查中的河流沉积物样本，测定了北部西澳大利亚、北领地和昆士兰北部（南纬21.5°以北）的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值。样品主要来自大流域（流域）的出口处或附近的洪泛平原沉积物，深度约为60-80厘米。粗砂粒（<2毫米）经过空气干燥、筛分、研磨和消化（氢氟酸+硝酸，然后是王水）释放出总Sr。然后通过色谱分离Sr，并通过多收集器电感耦合等离子体质谱法测定⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值。结果显示，调查区域的Sr同位素值范围广泛（0.7048至1.0330），反映出岩石岩相、地质过程和基岩年龄的多样性。⁸⁷Sr/⁸⁶Sr的空间分布呈现出一致的（多点异常和平滑梯度）、大尺度（>100公里）的模式，基本与表面地质、风化残积/土壤类型和/或附近露头基岩大致一致。例如，Barkly高原广泛的黑色粘土土壤定义了一个>500公里长的西北-东南趋势的非放射性异常（⁸⁷Sr/⁸⁶Sr <0.7182）。在沉积碳酸盐或镁铁质/超镁铁质火成岩占主导地位的地方，通常记录低至中等的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值（分别为0.7387和0.7422的中位数）。相反，在Tennant、McArthur、Murphy和Mount Isa地质区域露头的前寒武纪变质基底附近观察到放射性⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值（>0.7655）。这些地区矿化度和高⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值之间的潜在相关性需要进一步调查。迄今为止，我们的结果表明，在区域性的探测性地球科学调查中，将土壤/风化残积Sr同位素纳入其中可以帮助识别（浅）覆盖下的基底岩石类型，约束表面过程（例如风化和分散），并且可能识别矿物系统的组分。此外，由此产生的Sr同位素地图和未来的模型也可用于法医学、考古学、古生物学和生态学研究中，例如研究过去和现代动物（包括人类）的饮食习惯和迁徙。北部澳大利亚地区的新空间Sr同位素数据集是公开可用的。

方法

样品在伍伦贡同位素地质年代实验室（WIGL）进行Sr同位素（⁸⁷Sr/⁸⁶Sr）分析测试。约50毫克的样品称重后，在氢氟酸和硝酸的2：1混合物中消解。所有试剂均为SEASTAR&trade; BASELINE®级别，Sr浓度通常<10 ng kg^&minus;1。消解后，样品在王水中重新溶解（如果需要，可重复两次），以消除任何氟化物，然后再用硝酸溶解两次。最后，样品在2 M硝酸中重新溶解，然后进行离子交换色谱。使用自动低压色谱系统（Elemental Scientific prepFAST MC&trade;）和1 mL Sr–Ca柱（Romaniello等人，2015）从样品基质中分离锶。Sr洗脱物在0.3 M硝酸中重新溶解。使用多收集器电感耦合等离子体质谱仪（MC-ICP-MS）进行锶同位素分析。样品引入系统由Apex-ST PFA MicroFlow雾化器（Elemental Scientific，Inc.）组成，摄取速率约为0.1 mL min^&minus;1，石英SSI双重旋风喷雾室、喷嘴样品和X型抛物线锥。测量以低分辨率模式进行。在每个测试开始时，使用20 &micro;g kg^&minus;1 Sr溶液进行调谐，⁸⁸Sr的灵敏度通常约为4 V。Faraday杯收集88、87、86、85、84和83质量。使用测量的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr进行仪器质量偏差的内部校正。使用质量为85和83的数据进行⁸⁷Rb和⁸⁶Kr的同位素干扰校正。制作分布图，并应用等面积投影。这里用于显示⁸⁷Sr/⁸⁶Sr数据的符号化方法要么将点数据分类为八个相等的分位数类别（每个数据的12.5％，使用从绿色表示低到红色表示高的渐变）在采样点处，要么将相同的值和颜色归属于出口沉积物来自的整个流域，反映了采样介质流域出口沉积物是流域平均材料的代表性样本。