地球上氦同位素的起源及3He/4He比值变化特征

地球上氦同位素在地球化学和同位素示踪等方面深受关注。研究地球内部3 Ｈｅ与4 Ｈｅ同位素比值大小的分布有助于解决地球科学中的某些基本问题 ,例如地球增长物的详情 ,地球内部流体的历史和起源 ,以及地热的演化和起源。此外 ,3 Ｈｅ 4Ｈｅ值也有助于解决有些实际应用问题 ,例如铀矿的探测 ,地震预报等。研究上述诸方面同氦同位素的起源密切相关 ,有些问题目前也并不十分清楚。本文着重论述地球上氦同位素起源以及3 Ｈｅ 4Ｈｅ值变化特征。氦在太阳系中的元素丰度仅次于氢 ,属最高丰度元素之一。在地球上氦元素却成为一种稀有元素 ,Ｈｅ…     

元素丰度的应用

丰度一词是从英文Abundance翻译过来的,英文原义是丰富或丰富的量,因此五十年代有人曾译作富度,现在流行译作丰度.元素丰度(Elemental abundance)是地球化学上的一个专门术语.它是指各种化学元素(从氢到铀)在一定自然体系中的相对平均含量,例如地球化学教科书上经常引用的地壳元素丰度、地球元素丰度、宇宙元素丰度等. 元素丰度的数据不但广泛应用于天体化学和地球化学理论问题的定量研究,而且也广泛应用于解决各种实际问题.因此,各种     

氩同位素地球化学:探究地球演化和地质年代学工具

<正>在浩瀚的宇宙中，各种元素都在不断地生成和消亡，形成了一个复杂的元素循环过程。根据宇宙大爆炸理论，宇宙在起源时刻的高温和高能量环境下，仅有轻元素（如：氢、氦等），它们为宇宙的起源和演化提供了基础。随着宇宙的演化，更多的元素被合成，这些元素主要是在恒星内部的核聚变反应中形成，从而丰富了宇宙中的元素谱系。元素同位素组成和分布对于理解宇宙和地球演化历史至关重要。在这方面，稀有气体具有特殊的地位和作用，由于其化学稳定性，     

天体化学

天体化学欧阳自远（中国科学院地球化学研究所贵阳５５０００２）关键词天体化学，元素丰度与起源，太阳系化学，灾变事件１天体化学的诞生天体化学又称宇宙化学（Ｃｏｓｍｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）或空间化学（ＳｐａｃｅＣｈｅｍｉｓｔｒｙ），是地学、空间科学与天文学之...     

元素在不同自然体系的分布:偶数规则之后,还有一个普遍规律——以类地行星为例

在地球化学、天体化学乃至宇宙化学领域中,有一个应用十分广泛的著名的偶数规则(即Oddo-Harkins规律),该规律认为,元素在太阳系分布中,原子序数为偶数的元素丰度通常会比相邻的两个奇数元素丰度值高.通过研究发现,化学元素在宇宙不同自然体系中分布与分配,至少对非亲气元素而言,在统计上还呈周期性变化,而这种周期性变化恰好和元素周期律吻合.而偶数规则也和元素周期性变化规律存在着某种深刻的联系,实际上是同一地球化学现象不同侧面的反映.以地球和金星等自然体系的化学元素质量丰度的比值为例,说明任意两个自然体系,其形成与演化的历程、机制、程度、条件以及物质的来源和化学构成愈是接近,二者之间的元素比值的变化波形就愈符合元素周期律.定量地确定元素在自然体系中分布/分配曲线对元素周期性变化曲线的吻合程度.元素在自然体系分布上的元素周期性变化规律的发现及其量化描述的实现,为更科学地、精确地计算、校验和获取自然体系中化学元素的一些基础数据,提供了一个全新的思路.      

人体微量元素的分布及环境地球化学特点

人体的元素丰度与地壳的元素丰度有着密切的相关性。通常认为占人体总重量的万分之一以上者,如碳、氢、氧、氮、磷、钙、镁、钾、钠、氯、硫等,称为大量元素,这些元素总和约占99％以上。占人体总重量的万分之一以下者,如铁、铜、锌、钴、锰、铬、硒、碘,镍、氟、钼、钒、锡、硅等,则称之为微量元素,它们仅占人体总量的0.05左右。近年来,人们已经认识到微量元素对生物尤其是对人类有着重要的生理、生化及健康方     

《天体化学

获中国科学院1990年自然科学一等奖的《天体化学》专著,是中国科学院地球化学研究所欧阳自远教授的科研成果。该书以他从事天体化学研究27年来的科研成果为主导,并系统综合国内、外该研究各领域的最新进展。全书57万字,317幅图、178张表。 该专著的内容分四个部分共12章:一、化学元素的丰度与元素起源;二、太阳系的化学特征演化,即太阳系各层次天体的矿物组成、化学成分、同位素特征、形成环境与化学演化。包括太阳星云的物质来源与凝聚过程;行星化学及其大气化学、地形特征、模式成分、内部构造与演化特征、行星演化的能源与热历史;月球化学、月     

中国陆壳及其沉积层和上陆壳的化学元素丰度

中国陆壳的平均厚度为４７ｋｍ。其上地壳厚３１ｋｍ，沉积层厚５ｋｍ。质量分别为：中国陆壳１２．４３７×１０＾１＾７ｔ，上陆壳８．００５×１０＾１＾７ｔ，沉积层１．１４６×１０＾１＾７ｔ。上陆壳／下陆壳的质量比例为１．８：１。根据２２４６个岩石化学全分析资料和微量元素平均含量初充资料，求出了中国陆壳及其沉积和上陆壳的化学元素丰度。１３种常量元素的丰度总和，占中国陆壳质量的９９．６％，其余大量微量元素仅     

“矿物克拉克值”及其意义

各化学元素在地壳中的平均含量值为该元素的“克拉克值”,亦称为“地壳的元素丰度”。近年来将化学元素在各种矿物中的平均含量值称为各化学元素的“矿物克拉克值”(矿物的元素丰度)。这种“矿物克拉克值”对于某些金属矿产的地质找矿工作具有一定的实际意义。根据大量分析数据的统计,某些希有金属、分散元素之几种重要的金属矿物和造岩矿物中     

下地幔的氦化合物—FeO2He

氦(He)元素是地球上的稀有元素之一,宇宙中其含量仅次于氢,但由于其化学惰性不能像氢元素一样与其他元素反应生成稳定的化合物,因此只有少量的地球形成初期保留下来的原始氦气存在于大气中。然而,科学家们发现有氦气从地幔俯冲带喷发出来(比如洛杉矶金施,Newport-Inglewood断层带)。因此推测地幔中可能存在氦的化合物。尽管如此,科学工作者一直未发现含有He元素的矿物,甚至在地幔温度压力下也未合成相关的含有氦元素的化合物。     

大洋岩石圈和大陆岩石圈的元素丰度

根据大洋地壳、大陆地壳、上地幔和球岩石圈的元素丰度资料,本文初次分别求出大洋岩石圈和大陆岩石圈的元素丰度.可用作研究化学元素在洋圈或陆圈内各地区分布特征的地球化学背景值.     

地球化学若干领域的回顾与展望

对地球化学的某些领域，如元素的丰度和起源；地球与太阳系的化学演化；资源的勘察、利用与成因研究；元素的循环与示踪；环境地球化学；天体化学；分析与实验地球化学等在20世纪所取得的进展作了简短回顾。并对地球化学的某些领域，如全球变化研究与生态环境保护、新的洁净能源与矿产资源、防灾减灾和保障人群健康、征服太阳系并使之为人类社会的可持续发展服务等方面的发展前景作了简要论述。     

宁强陨石的化学元素丰度和宇宙成因核素的初步研究

利用仪器中子活化分析法、低水平r射线测定法和电子探针法,初步研究了宁强陨石的化学元素丰度、宇宙成因核素的含量以及少量单矿物化学组成。宁强陨石的难熔元素丰度相对于Cl的富集因子约为2,而一些易挥发元素显示不同程度的亏损。宁强陨石的元素丰度与阿仑德(Allende)陨石的丰度十分相似,意味着宁强陨石亦属CV群。根据测得的宁强陨石的[2]Al含量,估算出宁强陨石的宇宙线暴露年龄至少为3百万年。此外,用中子探针测定了从宁强陨石中挑出的13颗单矿物,其中有一颗熔为典型的富钙、铝包体,其难熔元素丰度相对于C1的平均富集因子为20—100。     

有关碳和碳材料的几点思考

碳是由母元素氢在热核反应中经氦聚合而成的,它是前地球期最重要的元素,也是地球最重要和最活泼的元素。在地球期中,碳的存在形式随时间的推移的演进特性和存在形式的多样性［１］。从原生碳可以演进到无机碳,演进到有机碳,甚或生命碳;从单一键态的多形式碳到复合键态的多形式碳;从单原子碳到碳原子集群（ｃｌｕｓｔｅｒ）到富氏碳（ｆｕｌｌｅｒｅｎｅｓ）、线结构碳、层结构碳和配位结构碳。在地球期,碳的空间分布的改变导致碳的存在形式的演变。１　地球上的碳圈层宇宙中丰度最大的元素是［２］：氢、氦、碳、氧、氮、氖、硅、铁…     

前寒武纪地球动力学(Ⅰ):从宇宙环境到原始地球

万物起源是自然科学永恒的主题和科学研究前沿。现代自然科学近100年来不断在与时俱进的高精尖技术推动下,新发现、新认识、新理论不断涌现。万物起源的探索也不再局限在单个现象的起源探索阶段,而表现为跨大学科的万物统一起源的认知时代。本文系统综合了与地球及其物质起源相关的研究进展,特别是近10年来的进展,以建立天文理论的各种大现象起源为主线,包括宇宙、元素、恒星、原始地球等起源问题。最新研究揭示宇宙起源于137亿年的大爆炸,空间膨胀速度比光速还快,因此爆涨理论是其理论的最新发展;大爆炸10-35 s后可能因自发性破缺,原始"超力"开始破裂,出现强核力、电弱力和引力,同时氘、氦类稳定原子出现;10-34 s,宇宙仍很小,只有目前太阳系大小,但温度降到1027 K,强核力与其他两种力分离,宇宙膨胀期结束,进入标准弗里德曼扩充期;宇宙由自由夸克、胶子和轻子的热等离子体"汤"组成,自由的夸克浓缩成质子和中子,物质与反物质互相湮灭,但物质超反物质十亿分之一;初始宇宙由各种微观粒子充斥,元素就起源于这些微观粒子的相互碰撞和熔合,现今认为元素形成经历了8个生成阶段;大爆炸10亿年后,宇宙进入恒星浓缩阶段,宇宙温度降至18K,出现第一个星系和恒星,星系内云雾状的尘埃和气体、星云开始聚集并形成恒星;U-Pb法最新测得太阳系的"时间零点"为(4 567±1)Ma;从宇宙起始到太阳系出现的约90亿年期间,宇宙可能已经发生了数百代巨大恒星的爆炸;现代星云说认为,原始地球的形成首先是星子聚集成行星胎,然后行星胎再逐渐增生,在约4 550Ma,地球的大小大概是现在的1/2以上,而且在4 530Ma左右早期地核就已经出现;初始比较冷的行星胎由于冲击、压缩和放射性衰变3个效应开始变热,原始地球不断产生热积累,并开始了全球性的发育过程。总之,本文简要介绍了诸多学科成就的菁华和前沿,也有助于全面认识与前地球演化相关的不同相关学科前沿的最新重大成就。     

中国最古老的气藏--四川威远震旦纪气藏

本文研究了中国最大的气田--四川威远气田的气体组分和碳、氢、硫、氩、氦同位素组成。其特征如下:（1）震旦纪气藏相对于其它气藏具有高氮（9％），高CO₂+H₂S（5％）和高氦（0.18％），高氩（0.05％）的特征；（2）震旦纪气藏的氩同位素组成为4400-9255，平均7000，显示了很高的年代积累效应。3He/4He比值低为n×10-8，这意味着威远气藏中的氦主要来自壳源物质；（3）He/Ar丰度为5.39-6.14，是笔者研究过的天然气中的最低值；（4）N₂/Ar,N₂/He浓度具有较好线性关系；（5）碳、氢、硫、氩同位素丰度比可将三叠纪、二叠纪、寒武纪、震旦纪气藏明显加以区分，证明各自属不同气源。（6）震旦系岩石吸咐烃和储气层气体的C₂/C₃有良好的对比性。因此，笔者认为:震旦系气藏为自生自储。稀有气体不具地幔物质特征，但不排斥有幔源物质加入的可能。     

地球深部分子氢（？）的发现

地球深部分子氢（？）的发现陈丰，丁振华（中国科学院地球化学研究所，贵阳５５０００２）薛理辉（武汉工业大学测试中心，武汉４３００７０）关键词金刚石，氢，深部地球化学氢是最简单的元素，也是宇宙中丰度最高的元素。高压下分子氢的相变是８０年代的热门课题。但在...     

中国花岗岩类地球化学图的多元素区域分布模式研究

花岗岩类化学元素丰度研究是花岗岩类地球化学和地壳丰度研究的一项重要内容,一直为国际上所关注,并有很多学者先后发表了不同的花岗岩类化学成分和元素丰度的数据,但迄今为止世界上还没有花岗岩类地球化学图的出版。本文以中国56种元素花岗岩类地球化学图为基础,探讨了中国大陆花岗岩类各元素地球化学图所展示的多元素的区域分布特征、空间分布规律和分布模式。结果显示,花岗岩类各元素的空间分布模式与中国花岗岩类的分布和特征密切相关。花岗岩类地球化学图能够清晰地反映出花岗岩类化学成份的空间变化规律和特征。     

中国东部地壳元素丰度与岩石平均化学组成研究

迄今我们习用的地壳化学元素丰度和岩石平均化学组成的文献值大多是收集的汇编数据,不少微量元素特别是贵金属等难测元素的丰度所依据的样品的代表性和测试质量难以考证,其值存在着颇大的不确定度。本研究立足于实测资料,在中国东部系统采集了各类火成岩和变质杂岩体及各时代的标准地层剖面岩石样品28253个,组合成2718个分析样。采用中子活化等15种可靠分析方法测试,以国家一级标准物质作质量监控。求得的华北地台地壳、中国东部上地壳和出露地壳及各类岩石的78种化学元素丰度,显著改善了地壳和岩石的化学元素丰度,填补了多种岩石微量元素丰度的空白。     

浙江泰顺洋滨黄玉斑岩地球化学特征和成因

浙江泰顺洋滨斑岩锡矿成矿母岩为黄玉斑岩类岩脉，长约２ｋｍ，宽２－２０ｍ，岩性可分黄玉钾长花岗斑岩、黄玉二长花岗斑岩和黄英斑岩三种。黄玉含量占１０％－２０％，具火成斑状结构。岩石为强过铝质（Ａ／ＮＫＣ＝１．５７４－１２．９４），高Ｆ／Ｃｌ值（１４６－３０３），高Ｒｂ／Ｓｒ值（５－１２２），高的不相容元素丰度（Ｓｎ＝３１３×１０－６－１０４２×１０－６）而相容元素丰度较低（Ｓｒ＝１０×１０－６－２８×１０－６），稀土配分呈海鸥型，成因上应是Ｓ型含锡斑岩。