第五章 稳定同位素地球化学-1.pdf

第五章 同位素地球化学 第一节 基本概念 第二节 同位素分馏原理 第三节 同位素地质温度计 第四节 氢、氧同位素地球化学 第五节 碳同位素地球化学 第六节 硫同位素地球化学 有关参考书目： 郑永飞、陈江峰，《稳定同位素地球化学》，科学出版 社，2000. 沈渭洲，《同位素地质学教程》，原子能出版社，1997. J.Hoefs, Stable Isotope Geochemistry, 3rd edition, 1997. G. Faure, Principles of Isotope Geology, 2nd edition, 1986. H-G. Attendorn R.N.C. Bowen, Radioactive and Stable Isotope Geology, 1st edition, 1997. 基本概念 • 同位素：原子核内质子数相同而中子数不同的一 类原子叫做同位素(isotope) ，他们处在周期表上 的同一位置。 • 同位素可分为两种: – 稳定同位素(stable isotope) – 放射性同位素(radioactive isotope) 基本概念 • 放射性同位素: 一些同位素的核质量和能态可 自发地以一定速率蜕变，形成新的原子核。这部 分同位素称为放射性同位素。 • 稳定同位素：不具有放射性的同位素称为稳定同 位素 (Stable Isotope)。 基本概念 • 放射性同位素例子： 238 234 4 U⎯→ Th ＋ He(α) ＋Q ⎯→ 206Pb 235U⎯→ 207Pb 232Th⎯→ 208Pb 基本概念 • 稳定同位素中部分是由放射性同位素通过衰变后形成的 稳定产物，称为放射成因同位素(radiogenic isotope)， 如 87 87 Sr是由放射性同位素 Rb衰变而来的； • 另一部分是天然的稳定同位素，是核合成以来就保持稳 定。如氢同位素（1 2 16 18 H和 H ）、氧同位素（ O和 O ）、 碳同位素（12 13 C和 C ）等。自然界中共有1700余种同位 素，其中稳定同位素有260余种。 同位素丰度 • 同位素丰度(isotope abundance) 是指某一元 素中各同位素所占的原子百分比。 同位素丰度 • 同位素丰度(isotope abundance) 是指某一元 素中各同位素所占的原子百分比。 元 素 同位素 百分比（%） 氢 1H 99.985 2H 0.015 锂 6Li 7.5 7Li 92.5 硼 10B 19.9 11B 80.1 碳 12C 98.89 13C 1.11 同位素效应 由不同的同位素组成的分子之间存在相对 质量差，从而引起该分