氢氧同位素交换动力学及其地质意义

氢氧同位素交换动力学是同位素地球化学学科的前沿。它使同位素地球化学的研究由静态向动态、定性向定量、封闭体系向开放体系发展 ;为各种天然地质过程的研究定量提供有关的时间、温度、作用机制、演化途径及地质体的冷却史等重要信息。本文概述了氢氧同位素交换动力学参数、同位素交换动力学模式、在地学研究中的应用及实验测试新技术等。     

锶同位素地质学

此书是新近问世的同位素地质学领域内综述性专著之一。作者根据大量的文献和分析资料(截止于1971年)及自己的研究成果,对应用锶同位素研究地球各岩类、陨石、月球的物质来源及其成因、演化历史、形成年代等方面的现状和各学派的一些观点作了比较客观系统的介绍。可供从事同位素地质、地球化学、地球物理、地质年代学、岩石学等方面的生产、教学、科研人员参考。对于研究同位素地质年龄测定、板块构造、深部地质、地球及陨石、月球演化等问题也有一定参考价值。     

锇同位素——岩石成因和地质的追踪剂

<正> 为了小规模地(岩石成因问题)以及大规模地(地质力学问题)探索地球的化学演化过程,业已证明,放射成因同位素是极其有效的工具。近年来,利用钕同位素作为地质追踪剂的结果表明,多追踪剂技术比单一的追踪剂技术优越得多。Nd和sr同位素之间的负相关性与Pb—Sr同位素之间的非相关性不同,因而给地球的化学演化提示了一个最重要的问题。 这些研究结果清楚地表明,需要有更多的、具有不同特点的地质追踪剂,以便对地球演化方面的普遍性问题提供新的制约因素。这些制约因素就是锇同位素。~(187)Re通过β~-衰变为~(187)Os,其衰变常数约为1.6×10~(-11)年~(-1)。铼与锇都是亲铁-亲铜元素,因此有人认     

陨石的硫同位素组成

根据现有资料认为,陨石和地球是由同一原始物质大致在同时形成。因而研究陨石中元素的同位素比值,并与地球相应的值进行对比就引起了人们极大的注意。 在硫同位素研究中采用的测量方法是与标准直接进行比较测量,并用千分差(б)表示。б的定义是:     

天然水及地质样品中磷酸盐氧同位素测试技术及其应用研究综述

磷酸盐氧同位素在古气候重建和地表水富营养化研究中得到了广泛的应用。本文介绍了自20世纪60年代以来磷酸盐中18 O同位素测试的8种方法,并对它们进行了对比和评价,认为最近发展起来的在线高温热解法(HTR-CF-IRMS)和激光技术在我国具有推广应用前景;对使用磷酸盐氧同位素恢复古气候做了详细报道,其优点是P-O键能够抵抗成岩蚀变作用,δ18 OPO4值反映了源的同位素组成,在平衡时水和磷酸盐之间的氧同位素分馏值仅仅是温度的函数,可用于计算古气温;大量资料证实,使用磷酸盐氧同位素可以识别河、湖泊和海洋中磷酸盐来源,指示富营养化程度,研究磷酸盐的生物地球化学演变过程,因此在我国应当使用磷酸盐18 O、硝酸盐15 N和18 O同位素组成大力开展富营养化研究;最后提出5点建议,特别是应当加强磷矿开采、矿山排水、尾矿淋滤扩散及生物地球化学作用中磷酸盐氧同位素的研究,从源头阻断污染源。     

世界各地古老岩石的同位素年代学研究

世界各地最古老岩石的同位素年龄测定是研究地球早期演化的重要的、必不可少的基础工作。70年代以来地球上各大洲均获得不少大于30亿年的同位素年龄测定数据,甚至有少量大于40亿年的测定结果,从而把有根据的地球史和生命史提前了十多亿年。人们现在可以几乎完整无缺地来探讨地球自形成到现在的整个历史了。     

质谱研究在同位素宇宙学中的应用

一、绪言通过测定地球、陨石或其他天体来源样品的同位素丰度,获得了有关稳定核和天然放射性核的宇宙丰度的大量资料,这将有助于探索化学元素起源的问题。关于地球和天体物质中微量元素同位素组成差异的研究,     

海洋环境中溶解氧稳定氧同位素研究进展

溶解氧(DO)的稳定氧同位素组成(δ18ODO)是水生系统DO生物地球化学循环研究的有效示踪剂之一,不同生物地球化学过程引起的氧同位素分馏会反馈到溶解氧同位素组成上。在近年来水生环境中溶解氧同位素研究的基础上,回顾了溶解氧同位素的分馏机理及其影响因素,以及氧同位素的测试技术和海洋环境中溶解氧同位素的应用。在现阶段取得的主要研究进展基础上,提出今后研究及发展趋势应侧重于同位素分析测试技术的提高,特别是高效、快速、连续预处理方法的建立,基础理论研究和关键物理过程在海洋环境溶解氧同位素分布中的作用及其控制机制等方面。     

碳同位素与矿物成因

<正> 含碳矿物的成因或起源常可用碳同位素分析来推断。传统方法主要是简单的统计类比。多年来,人们积累了自然界各地质体碳同位素组成的大量统计资料,对未知成因的碳矿物及含碳矿物,可以其δC~(13)值与上述统计资料对比而推断出碳源。随着对碳同位素分馏机理认识的深化,推断也更趋可靠。近年来,和其他地球化学研究手段相配合,碳同位素还被用来进     

镉同位素及其环境示踪

随着多道接收电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICPMS)的发展和广泛应用,镉(Cd)稳定同位素已成为当前非传统同位素地球化学的研究热点之一。本文对Cd同位素的分析方法、组成特征、变化规律、分馏机制及环境应用等问题进行了系统评述。总体来说,地球样品的Cd同位素组成(δ114/110 Cd)分馏较小(-2.47‰~+3.17‰),陨石等地外物质同位素分馏较大(-9.07‰~+16.13‰),已发现的分馏过程包括蒸发/冷凝过程、吸附沉淀/溶解过程、生物吸收过程。同时,Cd同位素作为一种全新的地球化学指标,可指示物源、天体演化、海洋初级生产力及营养物质循环、全球碳循环等过程;有效示踪环境介质与生物体中Cd的污染来源,为环境科学的研究提供新的视角和信息。     

Hg稳定同位素地球化学研究进展

近年来汞(Hg)稳定同位素研究进展显著。Hg具有七种稳定同位素。以往研究不但报道了Hg同位素质量分馏,也报道了Hg同位素非质量分馏,使Hg成为目前唯一在自然界中具有同位素非质量分馏的重金属元素。本文阐述了Hg同位素的研究背景,总结了Hg同位素分析方法和引起Hg同位素分馏的生物化学过程,介绍了地球各圈层样品中Hg同位素组成的国内外最新研究现状。而最新发现的大气降雨中异常的、呈季节性变化的偶数Hg同位素非质量分馏(Δ200 Hg),更开辟了Hg同位素研究的新领域。不同于奇数Hg同位素非质量分馏,偶数Hg同位素非质量分馏还未经任何实验验证,其分馏机理也完全不清楚,亟待深入研究。Hg可能的"三维"同位素体系(质量分馏、奇数以及偶数Hg同位素非质量分馏)的研究和应用将有希望为进一步认识Hg环境过程、生物累积、大尺度迁移以及全球性的生物地球化学循环提供更加丰富的信息,具有重要的科学意义。     

关于地球上最古老的全岩同位素地质年龄——西格陵兰地区年龄工作简介

前寒武纪同位素地质年代学研究是探索地球及地壳物质起源和早期演化历史的重要基础工作。它对于了解地球上生命起源及进化、全球地质年表对比及制定、重要成矿期及成矿省的划分等均具重要意义。除此之外,前寒武纪早期年代学的工作还可将作为太阳系一员的地球与陨石、月球物质进行整体的对比研究。多年来,世界各国对古老岩石年龄测定工作虽都颇为重视,但所得结果大于30—32亿年的一些地区大     

河流锶元素及其同位素地球化学研究现状与问题

文章系统阐述了近30年来河流锶元素及其同位素地球化学研究方面取得的进展、现状及目前存在的问题,这些问题主要包括:河流锶同位素比值对于源岩的解释问题、河流锶元素含量及其同位素组成的全球参比值问题、不同的端元输入对河流锶元素及其同位素组成的影响以及不同制约因素及研究方法对河流锶元素及其同位素组成的影响等问题。根据目前的研究资料,笔者指出在进行河流锶元素及其同位素地球化学研究过程中应当:(1)考虑矿物岩石在风化过程中锶元素的释放特征及其同位素演化规律;(2)结合同位素地球化学及雨水化学方法对大气及人类活动输入对河流锶元素及其同位素组成的贡献进行校正;(3)开展主要流域的研究工作,尤其是不同构造、地质及气候背景条件不同流域间的对比研究,建立河流锶元素及其同位素组成区域参比值;(4)在研究方法上,应该对区域内降雨、岩石、土壤、沉积物及地下水中的锶元素及其同位素地球化学特征进行系统分析,包括不同形态的锶元素及其同位素地球化学特征的研究。     

根据印度某些矿床的铅同位素研究来探讨内生矿床的成因

<正> 引言 本研究有两个目的。一是使人们对过去几年内新出现的某些应用铅同位素地球化学方法研究矿床的可能性引起注意,其二是对苏联科学院矿床地质、岩石、矿物和地球化学研究所(IGEM)最近所获得的印度地盾某些内生矿床的铅同位素数据进行讨论。 铅同位素和矿化时代 矿床的铅同位素组成与形成时代的依赖关系已为人们所熟知。这种关系可以用以下铅的同位素比值的逐渐增大来表示:矿床从老到新,其~(206)Pb/~(204)Pb,     

轻稀有气体同位素地球化学

介绍了轻稀有气体同位素的成因、性质和地球化学分布及其意义。     

陨石中同位素组成的异常及宇宙年代学的研究

在第四届国际地质年代学、宇宙年代学和同位素地质学会议上,约有30篇讨论陨石中同位素组成的异常和宇宙年代学的论义。近20年来,根据地球、月球、太阳和各类陨石中同位素组成的研究,证实了太阳星云经历过同位素均一化的过程,使太阳系各天体的同位素组成极其相似,因而整个太阳系是来自同一团星云物质,即太阳系的同源性。     

美国教授谈Sm-Nd同位素体系研究

<正> 在过去的四、五年中,对地壳演化有了比较深入的了解,同时对组成地壳和地幔的岩石也有了比较仔细的研究。取得这些成果的主要原因有两个方面,一是由于地球化学和同位素地质实验技术和理论研究取得了进展;二是由于地球化学的研究资料应用于地质构造的结果。     

原油对比中硫同位素比值的有用性

<正> 稳定同位素比值(即~(13)C/~(12)C,~(34)S/~(32)S,~(15)N/~(14)N)的天然变化,在测定特殊化学过程的产状中已成为重要的工具。例如,本实验室所进行的研究表明,在追索环境中化石燃料燃烧所产生的硫的命运方面,硫同位素比值的变化是有用的指示剂。同样,碳的稳定同位素比值已被用来评价从生物化学循环和地球化学循环输入的不同来源的碳的重要性。 碳,硫和氮稳定同位素比值在鉴定石油特性方面的应用已有证明。在地球化学的许多领域中,从地球化学勘探到油苗鉴定,原油及其来源的鉴定都具有重     

自然界中的氦同位素

本文研究了沉积岩、泥火山及喷出火山中天然气的氦同位素成份。查明了在天然气中 He~3/He~4有广泛的变动范围——10~(-10)—10~(-5),分析了地球深部 He~3及He~4性状的个别规律性。其中查明了在天然气成份中He~3和 He~4浓度之间的线性依赖关系——主要是证明He~3的核物理的来源,以及查明了地层分异:比值较低的是古地台气体的特征;比值较高的是海西后地台年青沉积,特别是深拗陷区的特征。根据喷出火山和陨石的氦同位素成份相近这一点得出结论,认为在地球深部保存有原始的氦。     

铅稳定同位素在示踪环境污染中的应用

根据Pb同位素的地球化学特点,分析了Pb同位素在示踪环境污染中的理论基础.从国内外大量研究实例出发,总结了近年来Pb同位素在示踪工业Pb污染的应用现状,肯定了Pb同位素在示踪Pb工业污染中的地位和作用.结合我国首次北极考察海洋大气气溶胶铅稳定同位素的初步研究,笔者认为研究环境系统有关对象(如大气、海水、冰雪和沉积物等)的Pb同位素组成,通过其Pb同位素混合模型计算和源区参数计算,可有效示踪Pb工业污染的来源、分布和远距离传输规律.