同位素地球化學(xué)基礎(chǔ)課件4

同位素地球化學(xué)基礎(chǔ)

八、穩(wěn)定同位素地球化學(xué)（一）氫氧同位素地球化學(xué)1.氫和氧的基本性質(zhì)(

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(xué)基礎(chǔ)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(xué)基礎(chǔ)H216Ol+D216OV<=>D216Ol+H216OVa(D)=(D/H)l/(D/H)V=1.071

D與

18O之間有如下關(guān)系：

D=8

18O+10同位素地球化學(xué)基礎(chǔ)(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(yīng)結(jié)果：巖石中富重同位素原因：鍵強(qiáng)度同位素地球化學(xué)基礎(chǔ)（3）礦物晶格的化學(xué)鍵對氧同位素的選擇離子與氧之間的鍵強(qiáng)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(xué)基礎(chǔ)同位素地球化學(xué)基礎(chǔ)（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(xué)基礎(chǔ)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(yīng)內(nèi)陸效應(yīng)高程效應(yīng)高程高，

18O低溫度效應(yīng)T高

18O高同位素地球化學(xué)基礎(chǔ)（2）巖漿巖（3）沉積巖：最高的

18O和變化范圍（4）變質(zhì)巖：同位素地球化學(xué)基礎(chǔ)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(xué)基礎(chǔ)（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(xué)基礎(chǔ)（4）氧同位素溫度計分餾系數(shù)與溫度的關(guān)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(yīng)為常數(shù)。同位素地球化學(xué)基礎(chǔ)同位素地球化學(xué)基礎(chǔ)（二）硫同位素地球化學(xué)1.硫的同位素

A/A=6.25%32S33S34S36S95.020.754.210.02同位素地球化學(xué)基礎(chǔ)

34S%o=[(34S/32S)樣品-

(34S/32S)標(biāo)準(zhǔn)]/(34S/32S)標(biāo)準(zhǔn)同位素地球化學(xué)基礎(chǔ)2.硫同位素分餾作用（1）平衡分餾-交換反應(yīng)H234S+32SO42-<=>H232S+34SO42-25oC時，=(34S/32S)SO4/(34S/32S)H2S=1.075同位素地球化學(xué)基礎(chǔ)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(xué)基礎(chǔ)3.自然環(huán)境中的硫同位素同位素地球化學(xué)基礎(chǔ)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(fù)雜的來源有關(guān)。同位素地球化學(xué)基礎(chǔ)4.研究意義（1）礦床物質(zhì)來源（沉積巖，巖漿巖？）（2）硫同位素地質(zhì)溫度計同位素地球化學(xué)基礎(chǔ)（三）碳同位素地球化學(xué)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(yīng)：同位素地球化學(xué)基礎(chǔ)1.碳同位素的分餾反應(yīng)：氧化-還原反應(yīng)：CH4+2H2O<=>CO2+4H2

=1.010-1.035光合作用：6CO2+6H2O=>C2H12O6+6O2有機(jī)物中將富集12C(

13C=-25%o)同位素地球化學(xué)基礎(chǔ)同位素交換反應(yīng)13CO2(氣)+12CO32-(液)<=>12CO2(氣)+12CO32-(液)=1.012規(guī)律：

13C%o:CO<CH4<C<CO2<CO32-即有機(jī)物中富集12C,無機(jī)物中富集13C同位素地球化學(xué)基礎(chǔ)2.地殼中的碳同位素變異同位素地球化學(xué)基礎(chǔ)本章總結(jié)1.衰變反應(yīng)與定年衰變反應(yīng)的基本公式：ln(N/No)=-

tD*=N(e

t-1)2.同位素年齡應(yīng)用的條件同位素地球化學(xué)基礎(chǔ)2.同位素分餾與穩(wěn)定同位素的應(yīng)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(xué)基礎(chǔ)思考題和習(xí)題：1.試說出Rb-Sr,Sm-Nd,K-Ar,14C等定年方法的原理和應(yīng)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