第五章4同位素地球化學基礎

同位素地球化學基礎八、穩(wěn)定同位素地球化學（一）氫氧同位素地球化學1.氫和氧的基本性質(A/A)D/H=100%(A/A)O18/16=100%H,99.985;D,0.015%16O,99.756%;17O,0.039%;18O,0.205%同位素地球化學基礎2.自然界中氫和氧的分餾作用（1）蒸發(fā)-凝聚分餾H216Ol+H218OV<=>H218Ol+H216OV25oC下a(18O)=(18O/16O)l/(18O/16O)V=1.0029同位素地球化學基礎H216Ol+D216OV<=>D216Ol+H216OVa(D)=(D/H)l/(D/H)V=1.071D與18O之間有如下關系：D=818O+10同位素地球化學基礎(2)水-巖同位素平衡分餾1/2Si16O2+H218O<=>1/2Si18O2+H216Oa=(18O/16O)SiO2/(16O/16O)H2O=1.04921/3C16O32-

+H218O<=>1/3C18O32-+H216Oa=1.0286反應結果：巖石中富重同位素原因：鍵強度同位素地球化學基礎（3）礦物晶格的化學鍵對氧同位素的選擇離子與氧之間的鍵強度順序為：Si-O-Si>Si-O-Al>Si-O-Mg>Si-O-Fe18O的富集程度順序為：Si-O-Si>Si-O-Al>Si-O-Mg>Si-O-Fe同位素地球化學基礎同位素地球化學基礎（4）生物分餾作用植物通過光合作用，使18O富集在植物體中，釋放出16O2H216O+C18O2<=>2(HC18OH)n+16O2同位素地球化學基礎2.各種環(huán)境中水的氫氧同位素組成（1）大氣降水變化范圍大緯度效應內陸效應高程效應高程高，18O低溫度效應T高18O高同位素地球化學基礎（2）巖漿巖（3）沉積巖：最高的18O和變化范圍（4）變質巖：同位素地球化學基礎4.研究意義（1）礦物和礦床的成因根據(jù)礦物及其中的流體包裹體研究同位素地球化學基礎（2）花崗巖成因S型花崗巖：18O%o=10-12.5(Sedimenttype)I型花崗巖：18O%o=7.5-9.5(Igneoustype)（3）古環(huán)境（緯度）的確定同位素地球化學基礎（4）氧同位素溫度計分餾系數(shù)與溫度的關系1000ln=18O相1-18O相1=A(106T-2)+B式中是分餾系數(shù)；T為絕對溫度（K）;A和B對于給定的同位素交換反應為常數(shù)。同位素地球化學基礎同位素地球化學基礎（二）硫同位素地球化學1.硫的同位素A/A=6.25%32S33S34S36S95.020.754.210.02同位素地球化學基礎34S%o=[(34S/32S)樣品-

(34S/32S)標準]/(34S/32S)標準同位素地球化學基礎2.硫同位素分餾作用（1）平衡分餾-交換反應H234S+32SO42-<=>H232S+34SO42-25oC時，=(34S/32S)SO4/(34S/32S)H2S=1.075同位素地球化學基礎硫同位素分餾的一般規(guī)律：高價硫富34S，即SO42->SO32->SO2

>Sx

>H2S>S2-34S%o===========>降低同位素地球化學基礎3.自然環(huán)境中的硫同位素同位素地球化學基礎自然環(huán)境硫同位素特征巖漿巖具有很窄的34S變化范圍，其34S（%o）約為零；蒸發(fā)硫酸鹽和海水具有正的34S值；沉積巖具有寬廣的34S值，與其復雜的來源有關。同位素地球化學基礎4.研究意義（1）礦床物質來源（沉積巖，巖漿巖？）（2）硫同位素地質溫度計同位素地球化學基礎（三）碳同位素地球化學自然界中的碳同位素12C=98.89%13C=1.11%1.碳同位素的分餾反應：同位素地球化學基礎1.碳同位素的分餾反應：氧化-還原反應：CH4+2H2O<=>CO2+4H2

=1.010-1.035光合作用：6CO2+6H2O=>C2H12O6+6O2有機物中將富集12C(13C=-25%o)同位素地球化學基礎同位素交換反應13CO2(氣)+12CO32-(液)<=>12CO2(氣)+12CO32-(液)=1.012規(guī)律：

13C%o:CO<CH4<C<CO2<CO32-即有機物中富集12C,無機物中富集13C同位素地球化學基礎2.地殼中的碳同位素變異同位素地球化學基礎本章總結1.衰變反應與定年衰變反應的基本公式：ln(N/No)=-tD*=N(et-1)2.同位素年齡應用的條件同位素地球化學基礎2.同位素分餾與穩(wěn)定同位素的應用（1）穩(wěn)定同位素變異的原因（2）同位素示蹤劑同位素地球化學基礎思考題和習題：1.試說出Rb-Sr,Sm-Nd,K-Ar,14C等定年方法的原理和應用特點。2.有下列數(shù)據(jù)：礦物87Rb/86Sr87Sr/86Sr黑云母4.50.92白云母3.40.86斜長石2.1