碳同位素分析方法-1.ppt

稳定同位素质谱仪+ 碳酸盐装置 双路进样 稳定同位素质谱仪 双路进样 稳定同位素质谱仪 稳定同位素质谱仪+ 气相色谱 稳定同位素质谱仪+ 气相色谱 稳定同位素质谱仪+ 元素分析仪 稳定同位素质谱仪+ 元素分析仪 激光稳定同位素质谱仪 H2O 12C16O2 Light absorbed by molecule Color (frequency) 12C16O2 12C18O2 H2O 光学吸收光谱技术 每个分子均有其唯一的特征光谱吸收 三面镜子的腔室 激光源 进气口 出气口 样品腔室 光电 感应器 Picarro利用有样品气时和没有样品气时，激光在腔室内衰荡时间不同，计算出该样品气的浓度，由于不同同位素组成的水分子有其各自独特的衰荡峰，这样就能计算出不同同位素组成的水分子的绝对含量。 * * * * 碳同位素分析方法 （liuwg@loess.llqg.ac.cn） 刘卫国 主要参考书： 1，稳定同位素地球化学 郑永飞，陈江峰编著，科学出版社, 北京，2000 2，G.福尔著, 潘曙兰、乔广生译:《同位素地质学原理》，科学出版社，北京，1983。 (G.Faure, Principles of Isotope　Geology,John Wiley Sons,Inc.,New York,1977.) 3，J.Hoefs, Stable　Isotope Geochemistry,3rd ed., Springer-Verlag, Berlin, 1987 一，基本概念介绍二，同位素质谱介绍三，碳同位素分析技术 同位素：一个元素中核内质子数Z (protons)相同，而中子 数N (neutrons)不同的一组核素称为该元素的同位素: 如： 12O: 6 protons + 6 neutrons 13O: 6 protons + 7 neutrons 获取精确的同位素比值是同位素地球化学研究的基础。熟悉过程、自己动手。 一，基本概念介绍 同位素组成的表达方式 在同位素地球化学研究中，元素的同位素组成通常用千分馏（‰），即： (13C / 12C) 样品 – (13C / 12C)标准 δ13C (‰) = × 1000 (13C / 12C)标准 C同位素组成的差异用δ符号表示标样用PDB，即产于美国南卡罗莱纳州白垩系皮迪组(Pee Dee Formation)中的拟箭石，规定其δ13C为0%。 R X 同位素分馏：指由物理、化学以及生物作用所造成的某一元素的同位素在两种物质或两种物相间分配上的差异现象。同位素分馏效应：是指一种元素的同位素在物理、化学、生物学等变化过程中，由于质量的不同使得其同位素组成发生变化的现象。同位素分馏系数:表示某元素的同位素在两种物质（A和B）之间的分馏的程度, 即  αA-B= RA/RB 稳定同位素地球化学 1，元素同位素在自然过程有较大的同位素分馏，这样可以容易的观测。 如：H, O, C, N, B, Cl 等。 2，同位素分馏效应越小，对质谱测定的要求越高。 如： H和D, 35Cl 和37Cl 等。  同位素分馏和同位素分析 自然界的各种物理，化学和生物的反应和过程包括：蒸发作用，扩散作用，吸附作用，化学反应，生物化学反应等等。 在天然样品采集之后到得到碳同位素结果的每一个环节，避免样品的碳同位素发生分馏是至关重要的。 质谱分析中的主要概念 同位素分析和同位素分馏： 地球化学研究就是研究这个分馏的大小、变化的原因、包含的内在机制， 并 将这个机制应用到实际中。从地球化学研究的角度，同位素的分馏越大，易 于检测。 但对于同位素质谱分析，则希望同位素的分馏越小越好。 在地质样品形成之后、野外采样、样品处理、同位素分析，等等。每一个环 节都会存在同位素的变化，这些变化不是地质的原始记录。 样品处理和同位素分馏 如： 无机碳酸盐去除过程。 碳酸盐反应过程。 有机碳反应过程。 质谱分析和同位素分馏 如： 样品的充分反应。 质谱分析过程的动力学分馏。