电子顺磁共振在海洋科学中的应用—— 珊瑚中 EPR 信号的研究

珊瑚之名来自古波斯语 sanga（石），是对珊瑚虫群体及其骨骼的通称。珊瑚虫为刺胞动物门珊瑚纲，身体呈圆筒状，因为多孔性和枝状生长，能给许多微生物和鱼类居住，又被称为活石，主要产在热带海洋中，如中国南海。白珊瑚的化学成分主要为 CaCO3，并含有有机质，称为碳酸盐型。金黄色、蓝色、黑色珊瑚由角质组成，称为角质型。红珊瑚(包括粉红、肉红、玫瑰红、淡红到深红色)壳体既有 CaCO3，又有较多的角质。珊瑚根据骨骼构造特征．可分为板床珊瑚、四射珊瑚、六射珊瑚和八射珊瑚四大类，现代珊瑚多为后两类。珊瑚是记录海洋环境的重要载体，对于测定对古气候学、古海平面变化和构造运动等研究有着重要意义。

电子顺磁共振(EPR)是研究未成对电子物质的重要工具，其工作原理是测量可变磁场中特定共振频率下未配对电子的能级跃迁。 目前， EPR 在珊瑚分析中的主要应用为海洋环境分析和测年等。 例如，珊瑚中 Mn2+的 EPR 信号与古气候有关，暖期 Mn2+的 EPR 信号大，出现急剧降温时 Mn2+的 EPR 信号急剧下降。珊瑚作为典型的海洋碳酸盐岩，受天然辐射影响会产生晶格缺陷产生 EPR 信号，因此还可以用于 ESR 测年，进行海洋碳酸盐岩的绝对年代学研究。珊瑚的 EPR 谱图包含丰富的信息，它反映了样品中晶格及杂质缺陷所捕获的未成对电子浓度，也反映出样品的矿物和杂质成分，因此可以同时获得有关样品形成年代及结晶条件等方面的信息。接下来将使用国仪量子 X 波段脉冲/连续波电子顺磁共振谱仪EPR100 分析珊瑚中的 EPR 信号，提供珊瑚中成分和缺陷空位的信息。