地質(zhì)流體穩(wěn)定同位素示蹤

《地質(zhì)流體穩(wěn)定同位素示蹤》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、地質(zhì)流體的穩(wěn)定同位素示蹤第一篇總論查閱資料重要periodical1.GCA（GeochimicaetCosmochimicaActa)2.Chemicalgeology3.EPSL(EarthandPlanetaryScienceLetters)４.AppliedGeochemistry5.EconomicGeology6.JournalofGeochemicalExploration7.Lithos8.MetamorphicGeology9.Science10.Nature序一、同位素及其分類1、同位素(isotope)質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同的元素。2、

2、放射性同位素(radioactiveisotope)放射性同位素:凡能自發(fā)地放出粒子而衰變?yōu)榱硪环N同位素者稱為放射性同位素。衰變類型(1)?(負(fù)電子)衰變一個(gè)中子轉(zhuǎn)變成一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子4019K?4020Ca+?－+ν+Q(2)正電子衰變質(zhì)子轉(zhuǎn)變成中子189F?188O+?++?+Q-(3)電子俘獲衰變4019K+?－?4018Ar+Q(4)?衰變23892U?23490Th+42He+Q(5)核裂變23892U?不同產(chǎn)物的核,典型的Zr(40)和Cs(55)伴隨其他粒子和大量能量3、穩(wěn)定同位素(stableisotope)及放射性成因同位素(radiog

3、enicisotope)穩(wěn)定同位素：無可測放射性的同位素。其中一部分是放射性同位素衰變的最終穩(wěn)定產(chǎn)物，稱之為放射成因同位素。另一部分是天然的穩(wěn)定同位素，即自核合成以來就保持穩(wěn)定的同位素。238U?234Th?234Pa?234U?230Th?226Ra?222Rn?218Po?214Pb?214Bi?214Tl(214Po)?210Pb?210Bi?210Po?206Pb二、同位素在地質(zhì)學(xué)上的應(yīng)用1、放射性成因同位素地質(zhì)事件的精確年齡；地質(zhì)過程的天然示蹤劑；地球主要儲庫Pb同位素組成圖1海洋玄武巖同位素組成變化范圍地質(zhì)演化的速率和途徑-利用不同封閉溫度K-A

4、r:角閃石520℃；白云母350℃；黑云母300℃；斜長石250℃；鉀長石160℃Rb-Sr：斜長石600℃；白云母550℃；黑云母350℃；2、穩(wěn)定同位素地球化學(xué)示蹤(流體和物質(zhì))地質(zhì)溫度計(jì)三、地質(zhì)流體的同位素示蹤意義——本課程重點(diǎn)應(yīng)用范圍：1、成礦流體的來源示蹤與礦床成因和找礦預(yù)測2、俯沖帶流體的來源示蹤與殼/幔演化3、地表流體的來源示蹤與環(huán)境地球化學(xué)第一節(jié)穩(wěn)定同位素基本知識第一章、穩(wěn)定同位素基礎(chǔ)一、同位素豐度絕對豐度：指某一同位素在所有各種穩(wěn)定同位素總量中的相對份額。通常取與1H(1012)或28Ｓi(106)的比值。相對豐度：指同一元素各同位素的相對

5、含量。1H(99.985%)，2D(0.015%)16O(99.762%)，17O(0.038%)，18O(0.200%)二、同位素效應(yīng)由同位素質(zhì)量差所引起的物理和化學(xué)性質(zhì)上的差異。第二節(jié)、同位素分析結(jié)果的表達(dá)和標(biāo)準(zhǔn)正是由于同位素效應(yīng)，造成了地質(zhì)過程中，兩相或多相共存時(shí)，不同相中同位素比值差異——使同位素示蹤成為可能。一、實(shí)測δ值δA=1000×(RSa－RSt)/RSt(單位：‰）SMOW(RSt)：18O/16O:2005.2×10-6；Rock（RSa)：18O/16O:2020×10-6則該巖石δ18O=1000×(2020×10-6－2005.2×

6、10-6)／2005.2×10-6=+9.4‰二、同位素標(biāo)準(zhǔn)要求：組成均一，性質(zhì)穩(wěn)定；數(shù)量相當(dāng)大，以便長期使用；化學(xué)置備和同位素測量的手續(xù)簡便；大致為天然同位素比值變化范圍的中值，以便用于絕大多數(shù)樣品的測定；可作為世界范圍的零點(diǎn)。H和O同位素標(biāo)準(zhǔn)：SMOW(standardmeanoceanwater)O同位素有時(shí)用PDBδ18OSMOW=1.03091δ18OPDB+30.91C同位素標(biāo)準(zhǔn)：PeeDeeBelemite(PDB)南卡羅林納州S同位素標(biāo)準(zhǔn)：亞歷桑那州CanyonDiabloTroilite鐵隕石的隕硫鐵(CDT)N同位素標(biāo)準(zhǔn)：空氣同位素之比縮

7、寫符號標(biāo)準(zhǔn)樣2D/1HSMOW標(biāo)準(zhǔn)平均大洋水18O/16OSMOW標(biāo)準(zhǔn)平均大洋水18O/16OPDB美國南卡羅林納州白晉系皮狄組的美洲似箭石13C/12CPDB美國南卡羅林納州白晉系皮狄組的美洲似箭石34S/32SCDT美國亞歷桑那州卡揚(yáng)迪阿布洛鐵隕石中的隕硫鐵三、自然界一般物質(zhì)的同位素值范圍第三節(jié)、同位素分餾（isotopefractionation）指在一系統(tǒng)中，某元素的同位素以不同的比值分配到兩種物質(zhì)或兩相中的現(xiàn)象，是同位素效應(yīng)的表現(xiàn)?！餆崃W(xué)平衡分餾熱力學(xué)平衡分餾可以有很多過程,但都達(dá)到平衡。例如：化學(xué)反應(yīng)、擴(kuò)散交換動力學(xué)非平衡分餾A.交換時(shí)未達(dá)到

8、平衡Ｂ．后期平衡被破壞非質(zhì)量相關(guān)分餾同位素質(zhì)量差一般