[理学]08 碳同位素地球化学a.pdf

第八章 碳同位素地球化学  碳在地球中是作为一种微量元素出现的，但 分布广泛。  碳是地球上生命赖以存在的基础，它主要出 现在生物圈，也分布在地球其它层圈，包括 地壳、地幔、水圈、大气圈中。  碳在自然界的存在形式可分为三类：  以氧化形式存在的碳有CO ，CO ， 2 H2CO3 ，HCO31- ，CO32-及各种成因的碳酸 盐矿物。  以还原形式出现的碳，主要是存在于有机 化合物中的CH4等各类碳氢化合物和矿物燃 料。  还有一部分以石墨和金刚石等自然元素形 式存在。 12 13 自然界碳有二种稳定同位素 C和 C ，其丰 度分别为98.89 ％和1.11 ％。 自然界碳同位素分馏可达到160‰。最重的 碳发现在碳质球粒陨石中的碳酸盐，δ13C达 70‰；白云石中最重的碳δ13C达55‰。最轻 的碳是天然气甲烷，δ13C值低至-90‰。 碳同位素测试的国际标准是PDB。 13 12 常用的碳同位素标准的 C/ C值 13 δ C （‰ ， 标准名称 13C/12C PDB ） PDB （加哥标准） 1123.72 ×10 －5 0 BaCO3 （斯德哥尔摩标准） 1112.15 ×10 －5 －10.3 石墨（NBS ，No.21 ） 1092.48 ×10 －5 －27.8 石油（NBS ，No.22 ） 1090.68 ×10 －5 －29.4 周口店灰岩（中国标准） 1123.60 ×10 －5 －0.1 福一井甲烷（中国四川） 1084.40 ×10 －5 －26.08 第一节 自然界的碳循环 自然界的碳循环包括无机循环和有机循 环两大类，其循环方式分别如下： 大气中CO2 水体中HCO 1- 岩石中CaCO 、 3 3 CO 2-、CO 等 Ca(HCO ) 等 3 2 3 2 无机碳循环 呼吸作用 大气 体 物 动 光合作用 高等植物 食物链 CO 2 烧 燃 呼吸作用 菌类 食物链