第三章 同位素在海洋地球化学中 的应用.ppt

太平洋铁锰结核大多数具有较低的206Pb/204Pb比值（类似地幔物质），而大西洋锰结核大多具有较高的206Pb/204Pb比值（古老陆壳物质）。同样，由于Pb在海水中的居留时间（几十年）短于大洋水之间的混合时间，因而彼此间铅同位素组成未受均匀混合而显得有所不同。 Sr的稳定同位素有84Sr 、 86Sr、 87Sr和88Sr，地球化学研究中通常用87Sr/86Sr来表示Sr同位素的组成。可以用来研究物质来源。其中： 故在地质历史中87Sr是逐渐增多的。故在古老的硅铝岩中87Sr/86Sr最高，现今平均0.720±0.005；而年青玄武岩的87Sr/86Sr最低，为0.704±0.002。显生宙以来海洋碳酸盐岩的 87Sr/86Sr平均为0.708±0.001。对于海水来说，由于要和这三者发生物质交换，所以其87Sr/86Sr受三者的共同控制： v、s、m表示各种来源的锶所占的比例 显生宙以来，海水的87Sr/86Sr在0.7065-0.7090范围内小幅变化。 锶同位素 全球海水中Sr的滞留时间为2.5-2.7Ma 而海水混合是千年尺度 海水中Sr及其同位素的分布是均匀的 海底热液 含有大量的Ca 87Sr/86Sr约为0.7028 海水中Sr/Ca 海水中87Sr/86Sr 怎样变化？ 大规模构造隆起 大面积古老岩石裸露风化 全球气候变化 海平面变化 大陆风化作用变化 海底热液活动 反映 海底扩张速率 反映大西洋中脊的快速或慢速扩张 冰川作用加强， 大陆侵蚀加剧， 更多的古老硅铝 岩进入海洋 火山作用加强， 同期大西洋裂开 地质历史时期海水锶同位素组成变化 本章结束，谢谢！！！ * 14C除了用于测定样品的年龄和沉积速率之外，还是研究海洋水团运动和海洋地球化学作用的重要示踪剂。 利用大洋表层水和深层水的14C丰度差别可得出大洋的垂直混合速率为300cm/a。 根据大洋14C丰度从北大西洋深水经南极深水、印度洋深水到东北太平洋深水（年龄最老）的逐渐降低，表明世界大洋深层水发源于西北大西洋和南极威德尔海并经印度洋流向东北太平洋。 其它沉降同位素测年 由于14C测年的成功利用，导致了对其他宇宙成因同位素的研究热潮。 （2.4×104年） 239Pu （2.3×107年） 236U （1.6×107年） 129I （2.1×105年） 99Tc （11年） 85Kr （1.5×106年） 60Fe （1.0×105年） 41Ca （269年） 39Ar （3.0×105年） 36Cl （172年） 32Si （7.5×105年） 26Al （5730年） 14C （1.5×106年） 10Be （12.33年） 3H 10Be和26Al法 10Be和26Al主要产生于大气圈并沉降入海。26Al由于浓度低，难于测定，目前还没有作为测年手段。10Be丰度较高，在适合条件下可进行精确测定。由于其半衰期很长，主要应用于测定铁锰结核的生长速率。 7Be法 7Be不同于10Be，半衰期只有53天，可用于测定温跃层的垂直涡动扩散系数。在浅海区，由于颗粒物质浓度高，7Be随颗粒物质很快进入沉积物，使其成为研究颗粒混合作用的有效指示剂。 32Si法 Lal等在1960年首次在海洋环境中鉴别出32Si，随后对硅质海绵和很多海水样品进行了大量测定。表明32Si可作为计时计以研究海洋的混合过程、海洋沉积物测年和海底生物扰动作用等。 放射性同位素测年的限制： 以目前的灵敏度，经过10个半衰期，母体的残存数量将非常稀少，无法准确测量。 必须要有足够的母体才能进行测量。 例如：有机物的U含量非常少，就不适合用U-Pb同位素测年。 1911年， Hevesy在英国卢瑟福实验室工作期间，因怀疑女房东总是把剩菜改头换面之后给他吃。于是，他在剩菜中放上微量的放射性钍，然后在下一次的菜中检验是否有放射性，结果他每次都能准确地判断出他所吃的菜是剩菜还是新菜。 在生物领域的应用 1923年， Hevesy在丹麦玻尔实验室工作期间，将豆科植物浸泡在含有放射性210Pb和212Pb的铅盐溶液中。结果发现：铅全部被吸附在根部，从而保护其它部位。 1949年，Calvin用14C揭示了光合作用 化学反应过程 在分子水平上，动态、定量地研究生命现象 免疫化学、疾病的诊断 工程问题 地质科学 放射性同位素示踪 放射性核素及它们的化合物，与自然界存在的相应普通元素及其化合物之间的化学性质和生物学性质相同。 利用放射性同位素不断地放出特征射线的核物理性质，就可以用核探测器随时追踪它在体内或体外的位置、数量及其转变等。 同位素示踪的原理 1、灵敏度高 放射性示踪法可测到10-14－10-18克水平 2、测量方