稳定同位素地质温度计

H.Urey(1947)在其经典著作《同位素物质的热力学性质》中曾预言,轻元素的稳定同位素在化学性质上的微小差异将被用于地质测温。四十年过去了,稳定同位素地球化学作为一门比较年轻的科学得到了蓬勃发展,稳定同位素地质测温法也在地球科学的各个领域得到了广泛应用。本文拟在大量收集稳定同位素地球化学理论受其地质应用等方面资料的基础上,从热力学角度推导同位素分馏与温度的关系,扼要概述氧硫碳氢同位素地质温度计及其有关评述。     

石英-水体系氧同位素平衡再研究——盐同位素效应及其它

<正> 在地壳的岩石和矿石中,由于石英是最普遍的和最主要的矿物,而且其形成温度和压力范围最宽,因而石英在氧同位素地球化学中最为重要。由于石英-黑钨矿/锡石/磁铁矿的氧同位素分馏系数最大,所以它是最灵敏的地质温度计之一。正由于这个原因,石英-氧同位素平衡分馏曲线和方程式的研究,也就成为稳定同位素地球化学方面最有意义的课题之一。     

地质流体中络合物同位素平衡分馏系数的第一性原理计算

地质流体中不同络合物之间的稳定同位素平衡分馏系数是利用稳定同位素示踪地质流体演化过程的必要前提.但由于受实验条件的限制,流体中部分元素不同络合物之间的同位素分馏系数难以通过实验精确测定.基于第一性原理的理论计算是获得溶液中不同络合物之间稳定同位素平衡分馏系数的一种重要手段,能够获取各种极端条件下同位素分馏系数.在应用第...     

氢氧同位素在矿床研究中的应用

近年来稳定同位素已广泛应用于地质科学研究中,特别是在经济领域内的作用倍受重视。目前世界上有上百个实验室从事这方面的工作,涉及面很广。主要是用稳定同位素研究地质体中的地质温度、成岩成矿条件、找矿评价,以及生物地球化学、海洋学、冰川学、水文学、古地理古气候环境科学和宇宙学等方面的有关问题。在我国,稳定同位素的研究是从     

同位素地质样品的采集与要求

在采集同位素地质样品时,无论用于同位素地质年龄样,还是使用于矿床稳定同位素研究的样品,采样的基本要求都是要具有代表性、新鲜。所谓代表性就是所测的样品结果能反映地质事件的本来面貌。所谓新鲜,就是地质事件发生之后,没有受到后期地质作用的强烈     

稳定同位素交换反应动力学

稳定同位素交换反应动力学储雪蕾（中国科学院地质研究所１０００２９）关键词稳定同位素地球化学，同位素交换反应，化学反应动力学稳定同位素（如氢、碳、氧和硫等）被广泛用于地学研究中，它们或作为示踪剂指示物质来源，或作为温度计用来讨论地质体形成温度或地质作用...     

全国稳定同位素地球化学学术讨论会纪要

全国稳定同位素地球化学学术讨论会纪要全国稳定同位素地球化学学术讨论会于１９９５年９月２０～２４日在山东青岛市举行。会议由中国地质学会同位素地质专业委员会和中国矿物岩石地球化学学会同位素地球化学专业委员会共同举办，地质矿产部同位素地质开放研究实验室和国...     

新书要览

高温地质过程中的稳定同位素是为美国矿物学会举办的第十三次讲座准备的讲座材料,也是以美国矿物学会年会和美国地质学会年会名义出版的第16卷《矿物学评论》。全书共分十四章,前三章主要介绍地质上重要的矿物和流体稳定同位素的交换反应动力学、平衡和非平衡过程的理论和实验数据。第四章讨论地球形成以前,太阳系中最初的同位素差异及陨石中的同位素异常。第五章讨论地幔中同位素异常。第六章研究和讨论了地球上天然水的     

地下水放射性碳年龄测定

最近30年,地质学在利用现代科学技术来发展自己的学科方面取得了许多重要的进展,如同位素地质年代学及稳定同位素地球化学的诞生,为研究地质作用的发生,发展过程提供了关于时、空及环境条件方面的重要情报。在水文学的研究领域,近来也发展起一门新的边緣学科——同位素水文学,它是通过研究天然水中碳,氢,氧,氮,硫,氦等同位素丰度的变化,探讨天然水循环过程中遇到的各类水文学问题,目前已被用于地下水的来源,补给,运动及贮存等方面课题的研究。在一些水文地质基本资料贫乏的边远及待开发地区,同位素水文学的方法可以代替一些复     

现代地球化学的进展与趋向(下)

2.较稳定同位素地球化学“H、C、O、S等元素同位素相对丰度在自然界受物理、化学和生物作用发生明显的分馏.分馏作用的方向和程度受环境物理化学条件控制,在平衡条件下,根据地质体两相之间的同位素丰度可以定量计算成岩成矿作用的温度等参数.因此,稳定同位素是地质作用的示踪剂,是地质环境的指示剂.     

稳定同位素在农业地质和环境地质中的应用研究

<正> 随着科学技术的发展,同位素质谱测试水平不断提高,稳定同位素在农业地质、环境地质等应用科学方面的研究也已开展,并取得了不少成果。稳定同位素在农业地质上的应用研究在农业生产活动中,一般认为,化肥施用得越多,农作物越增产,其实不尽然。盲目施用过量的化肥,不仅违背土壤地球化学规律,不利于土壤改良,而且有时农作物不但没有受益,反而污染了水体,破坏了土壤结构,造成无法挽救的危害。近年来,人们把稳定同位素示踪技术应用在农业地质上,取得了可喜的成果。在国外,大多的研究是围绕农作物对氮肥的吸收利用及氮元素或其他营养液在农作物体内     

若干金属稳定同位素体系的研究进展:以中国科大实验室为例

多接收电感耦合等离子体质谱(MC-ICP-MS)的应用,引发了金属稳定同位素分析技术的重大突破,使得高精度测定众多金属元素的稳定同位素组成成为可能,金属稳定同位素地球化学因此成为最近二十年来国际上最激动人心、发展最迅速的地球科学新兴领域。本文以中国科技大学金属稳定同位素实验室近年来在Mg、Si、Ca、V、Zn、Cu、Ba等体系的研究进展为例,说明该领域的工作方法、重要问题和发展趋势。金属稳定同位素地球化学的主要功能是示踪物质迁移和地质过程。首先,要根据MC-ICP-MS的特点,建立高精度的分析方法。其次,要研究同位素示踪的基本原理,包括测定地球主要储库的同位素组成,掌握同位素分馏机理。最后,在前两项工作的基础上,针对重要的地质问题开展应用。可以预见,金属稳定同位素地球化学有良好的发展前景,在地球科学乃至其他学科都有广泛的交叉和应用。     

激光探针质谱研究新进展

激光探针质谱 最近发展起来的分析微量地质样口同位素和高空间分辨率的新方法,介绍了激光探针质谱的基本原原理和间述了国内外的研究进展及其在同位素地质年代学和稳定同位素地球化学方面的应用状况。     

稳定同位素在煤田地质工作中的应用

稳定同位素在海洋、天体地球化学、核能、医疗、食品、农业、水利工程等领域中都取得了明显效果。在地质研究中,应用更为广泛。目前,应用于地质的稳定同位素有氧、碳、氢、硫、氮、铅。      

三峡“盖帽”白云岩的碳、硫稳定同位素研究及其成因探讨

新元古代南沱组冰碛层之上的“盖帽”白云岩在全球分布广泛, 碳稳定同位素表现出强烈的负偏移, 其成因被认为与甲烷的碳源有关。通过对湖北三峡庙河地区出露的“盖帽”白云岩的野外地质构造、碳 -氧稳定同位素和重晶石夹层的硫稳定同位素特征的研究, 发现除了明显的碳稳定同位素的负偏移之外, 重晶石的硫同位素值表现出明显的正偏移, 其数值可与现代海底甲烷喷气孔附近的自生重晶石矿物的同位素组成相对比, 进而认为“盖帽”白云岩的成因是末元古代“雪球”事件之后天然气水合物的释放与全球环境突变背景下的沉积产物。该研究成果将有助于对地史时期类似地质背景下古天然气水合物背景的识别和环境效应评价。     

Pb-Sr-Nd-Hf同位素参数计算及程序设计

Pb、Sr、Nd、Hf同位素都是放射性成因的重稳定同位素,地质过程中不发生同位素分馏,因而其同位素组成只与来源有关而与过程无关.这些同位素组成是成岩(成矿)物质来源及其构造环境判别的重要标志,特别是在研究壳幔分离与壳幔相互作用中起着不可替代的作用.由于这些参数的计算涉及相对复杂的公式推导,许多地质工作者并未系统学习过同...     

钛同位素地球化学综述

随着分析技术的进步,非传统稳定同位素体系在地球化学、天体化学和生物地球化学等研究领域的应用日益广泛。钛(Ti)是一个非常重要的过渡族金属元素,在地球和其他类地球行星中广泛存在。但是由于Ti是一种难熔的、流体不活动性元素,高温地质过程中Ti同位素分馏很小。人们对Ti同位素体系的地球化学应用的关注相对其他非传统稳定同位非常有限。而近年来,随着化学纯化方案的优化以及双稀释剂方法的改进和仪器质谱性能的提高,Ti同位素组成的高精度测试已经能够实现。天然样品中Ti同位素组成的变化随之得以发现,使得学者们能够利用这一新的稳定同位素体系来解决与高温和低温地球化学相关的问题。很快Ti同位素体系地球化学研究成为当前国际地质学界的前沿研究课题和新的发展方向之一。本文首先在简要介绍Ti元素和Ti同位素体地球化学性质的基础上,介绍了Ti元素化学分离和Ti同位素分析方法。随后笔者总结了已有的不同类型球粒陨石和地球样品的质量相关Ti同位素组成研究结果,对硅酸盐地球的Ti同位素组成做了初步评估。前人对高温地质样品的Ti同位素组成研究初步探明Ti同位素在岩浆演化过程,例如部分熔融和结晶分异等重要地质过程中的分馏行为。笔者在此基础上探讨了结晶分异过程中引起Ti同位素分馏的主要控制因素,指出Ti同位素是潜在的研究岩浆演化过程的新工具。最后笔者探讨了Ti同位素地球化学未来的发展方向,以加速我国在Ti同位素地球化学方面的应用研究。     

稳定同位素地质测温的理论和方法

稳定同位素测温是现代地球化学中迅速发展的一个分支。近年来,对～18O/～16O、～34S/～32S、～13C/～12C和D/H同位素比值,在平衡固-液相和多种共生矿物对之间的分馏系数进行了实验测定和理论计算,制定出适用于各种地质条件的同位素温度计。同位素测温方法应用于地质科学,不但能提供各种成岩、成矿环境的温度数据,而且近年来已开始应用实测同位素分馏系数,探讨地质作用的平衡性质及其他物理化学条件指标。同其他地质测温技术相比,同位素测温法具有适用范围广和基本不受压力因素影响的特点。随着实验数据的积累和质谱分析技术的改进,同位素测温的精度不断提高,方法日趋完善。同位素测温已成为地质工作者手中又一有力工具。     

伊郎同位素研究新资料及其地质解释

配合《伊朗古生代地层与古生物》课题，于1991年6－12月开展伊郎同位素地质研究。重点是提供早古生代界线地质年龄。同时，亦对伊郎地质中具有意义的其它岩石进行同位素测试，由此建立伊郎古生代岩浆活动期次、地质运动分阶、重要矿床的成矿时代及物质来源，特别着力于研究界线附近沉积岩、蛇绿岩、花岗岩以及火山岩的同位素地质。在伊郎全境11地区的33地质点，采集约2000kg各类岩矿标志，全部运回中国以代选集用于同位素测试目的矿物。全部测试都在中国国内完成，获得的一大批成果对解决伊郎诸多基础地质问题具有重要的价值和意义：成矿机制，物质来源，地幔时代，基底年代以及地球化学信息。据此，提出初步地质解释，在伊郎如此复杂地质环境中系统研究同位素地质并取得重要成果尚属首次。     

稳定同位素动力学及其地质意义

稳定同位素平衡分馏资料已广泛应用于地质研究中,对探讨成矿物质、成矿流体来源、矿床成因及成矿机理等起了重要作用。然而其应用的前提必须假设:(1)地质体系中共生矿物间及与介质流体间已达到同位素平衡;(2)矿物的形成温度作为终止同位素交换的封闭温度。但大量的资料表明,许多地质体中共生矿物间并非都达到了同位素平衡,矿物的形成温度并非就是同位素交换的封闭温度,这正是目前一些同位素资料互相矛盾,不能得到合理介释的原因所在。例如,同位素地温计与相平衡证据不符,共生矿物之间没有统一的同位素平衡关系,由共生矿物对计算的同位素温度不一致;同一矿物或共生矿物的氧、氧同位素组成之间及硫酸盐矿物中硫、氧同位素组成之间的不一致等等。这些都反映出仅用平衡分馏原理不能全面、合理地解释地质问题。地质过程是一个漫长而复杂的演化发展过程,许多矿