矿物微区原位分析与同位素地球化学分析技术在地学中的应用
矿物微区原位分析与同位素地球化学
分析技术在地学中的应用
收稿日期:20170807;修订日期:20190428;
编辑:陶卫卫支撑项目:山东省重点研发计划项目,2017C X G C 1601;山东省地质勘查项目,鲁勘字(2019)8号
作者简介:张伟(1970 ),女,山东临沂人,工程师,主要从事地质实验测试工作;E m a i l :746183987@q q
.c o m 张伟1,周夏青2,孙聪聪3,单伟1,熊玉新1
(1.
山东省地质科学研究院,国土资源部金矿成矿过程与资源利用重点实验室,山东省金属矿产成矿地质过程与资源利用重点实验室,山东济南 250013;2.济南市自然资源和规划局,山东济南 250013;3.山东省第一地质矿产勘查院,山东济南 250000
)摘要:微区原位分析以高空间分辨率和微量分析为核心,结合同位素地球化学的分析技术,满足了地质过程描述中对时间二物质来源二成因环境的识别需求三该文介绍了微区原位分析技术特点及同位素地球化学应用的基本原理三以锆石U P b 定年为例,回顾U P b 同位素测年的技术发展,介绍了S H R I M P 技术的发展三在此基础上,结合地学研究的需求,提出了未来微区分析技术的发展趋势三
关键词:微区原位分析技术;U P b 定年;同位素地球化学;S H R I M P 测试技术
中图分类号:P 575 文献标识码:A d o i :10.12128/j
.i s s n .16726979.2019.10.006引文格式:张伟,周夏青,孙聪聪,等.矿物微区原位分析与同位素地球化学分析技术在地学中的应用[J ].
山东国土资源,2019,35(10):3844.Z HA N G W e i ,Z HO U X i a q i n g ,S U N C o n g c o n g ,e t c .A p p
l i c a t i o no f I n s i t u M i n e r a l M i c r o a n a l y s i sT e c h n o l o g y a n dI s o t o p eG e o c h e m i c a lA n a l y s i sT e c h n o l o g y i n G e o l o g y [J ].S h a n d o n g L
a n da n d R e -s o u r c e s ,2019,35(10):3844.
矿物微区原位分析技术与同位素地球化学的结
合,对地质年代学研究起到了划时代的意义,同时在物源示踪二地质环境判别方面也具有独特的优势三矿物微区分析技术属当前地学研究中前缘分析技术,在一定时期内将代表地学分析技术的发展方向之一三以矿物微区结构观察二原位成分测试和放射性定年为手段的现代分析技术,为地学研究中地质过程的重构提供了大量的数据支撑,成为地质过程研究中重要约束条件时间二物质来源二作用过程的主
要数据来源[
14
]三1 微区原位分析与同位素分析的结合
1.1 微区原位分析技术
微区分析技术是适应地质过程研究中进行时间二空间过程区分的需求诞生并发展起来的以高空间分辨率和微量分析为核心的分析方法三通过对地
质体内矿物成分二结构和构造的微观变化的分析和测试,重新认识或构建地质过程三微区分析的技术关键在于空间分辨率以及灵敏度三
适应不同测试的需求,目前普遍使用的微区分析技术手段有以成分分析为主的电子探针二离子探针二激光探针(包括激光光谱仪),以微观结构构造分析为主的扫描电子显微镜二分析电子显微镜二光电子谱仪等三使用的微束种类有电子束二离子束二激光束二质子束等三激光剥蚀(包括纳秒二飞秒激光)电感耦合等离子质谱分析以及高灵敏度高分辨率二次离子探针质谱仪(S H R I M P )均是近年来快速发展的微区原位分析手段三
1.2 同位素分析地学应用原理
同位素地球化学与地球以及宇宙体中同位素的形成二丰度以及自然变化过程中的分馏二衰变规律为基础理论,进行的计时二示踪和测温等研究,在此基础上发展出一系列的测试技术三同位素在地学中的
四
83四第35卷第10期 山东国土资源 2019年10月
指南_地球化学勘查样品分析方法
地球化学勘查样品分析方法 24种主、次元素量的测定 波长色散X 射线荧光光谱法 1 范围 本方法规定了地球化学勘查试样中Al 2O 3、CaO 、Fe 2O 3、K 2O 、 MgO 、Na 2O 、SiO 2、Ce 、Cr 、Ga 、La 、Mn 、Nb 、P 、Pb 、Rb 、Sc 、Sr 、Th 、Ti 、V 、Y 、Zn 、Zr 等24种元素及氧化物的测定方法。 本方法适用于水系沉积物及土壤试样中以上各元素及氧化物量的测定。 本方法检出限：见表1。 表1 元素检出限 计量单位（μg/g ） 方法检出限按下式计算： L D = T I m 2 3B 式中： L D ——检出限； m ——1μg/g 元素含量的计数率； I B ——背景的计数率； T ——峰值和背景的总计数时间。 本方法测定范围：见表2。 表2 测定范围 计量单位 （%）
2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本方法的本部分的引用而成为本部分的条款。 下列不注日期的引用文件，其最新版本适用于本方法。 GB/T 20001.4 标准编写规则第4部分：化学分析方法。 GB/T 14505 岩石和矿石化学分析方法总则及一般规定。 GB 6379 测试方法的精密度通过实验室间试验确定标准测试方法的重复性和再现性。 GB/T 14496—93 地球化学勘查术语。 3 方法提要 样品经粉碎后，采用粉末压片法制样。用X射线荧光光谱仪直接进行测量。各分析元素采用经验系数法与散射线内标法校正元素间的基体效应。 4 试剂 4.1 微晶纤维素：在105℃烘2h～4h。 5 仪器及材料 5.1 压力机：压力不低于12.5MPa。 5.2 波长色散X射线荧光光谱仪：端窗铑靶X射线管（功率不低于3kW），仪器必须采用《波长色散X射线荧光光谱仪检定规程（JJG810—93）》检定合格。 5.3 氩甲烷(Ar/CH4)混合气体，混合比为9∶1。 5.4 低压聚乙烯塑料环，壁厚5 mm，环高 5 mm，内径φ30 mm, 外径φ40mm。 6 分析步骤 6.1 试料 6.1.1 试料粒径应小于0.074mm。 6.1.2 试料应在105℃烘6 h～8h，冷却后放入干燥器中备用。 6.2 试料片制备 称取试料（6.1）4g，均匀放入低压聚乙烯塑料环中（5.4），置于压力机（5.1）上，缓缓升压至10MPa，停留5s，减压取出。试料片表面应光滑，无裂纹。若试料不易成型，应用微晶纤维素（4.1）衬底，按上述步骤重新压制，直至达到要求为止，也可以使用微晶纤维素衬底和镶边的方法制备成试料片。
勘查地球化学习题集答案
地球化学找矿习题集 一、填空题 1．地球化学找矿具有对象的微观化，分析测试技术是基础，擅于寻找隐伏矿体和准确率高、速度快、成本低。的特点。 2．地球化学找矿的研究物质主要是岩石、土壤、水系沉积物、水、气体和生物。 3．地球化学找矿的研究对象是地球化学指标（或物质组成）。 4.应用地球化学解决地球表层系统物质与人类生存关系。 5.应用地球化学研究方法可以分为现场采样调查评价研究与实验研究。 6.元素在地壳的分布是不均匀的，不均匀性主要表现在空间和时间两方面。 7.克拉克值在0.1％以下的元素称为微量元素，其单位通常是ppm（或10-6）。 8.微量元素的含量不影响地壳各部分基本物理、化学性质，但是在特定的条件下，可以富集而形成矿床。 9.戈尔德施密特根据元素的地球化学亲和性，将元素分为亲铁元素、亲硫（亲铜）元素、亲氧（亲石）元素、亲气元素和亲生物元素。 10.元素迁移的方式主要有化学-物理化学迁移、机械迁移和生物-生物化学迁移。 11.热液矿床成矿过程中，成晕元素主要呈液相迁移，迁移方式主要有渗透迁移和扩散迁移两种。 12．影响元素沉淀的原因主要有PH变化、Eh变化、胶体吸附、温度变化和压力变化。 13.地壳中天然矿物按阴离子分类，常见有含氧化合物、硫化物、卤化物和自然元素。 14.地球化学异常包括异常现象、异常范围、异常值三层含义。 15.地球化学省实质是以全球地壳为背景的规模巨大的一级地球化学异常。 16.地壳元素的丰度是指地壳中化学元素的平均含量，又称为克拉克值。 17.地壳中元素的非矿物赋存形式包括超显微非结构混入物、类质同象结构混入物、胶体或离子吸附和与有机质结合。
区域地球化学样品分析方法第3部分：钡铍铋等15个元素量测定 方法验证报告
方法验证报告 检测项目：钡、铍、铋、铈、钴、铯、铜、镧、 锂、镍、铅、锑、钪、锶、钍 方法名称及编号: 《区域地球化学样品分析方法第3部分：钡、铍、铋等15个元素量的测定电感耦合等离子体质 谱法》DZ/T 0279.3-2016 二O二O年四月
一、方法依据： 根据DZ/T 0279.3-2016电感耦等离子体质谱法测定区域地球化学样品水系沉积物和土壤中钡、铍、铋等15个元素量的含量。 二、方法原理 试料用氢氟酸、硝酸、高氯酸分解，并赶尽高氯酸，用王水溶解后转移到聚四氟乙烯罐中，定容摇匀。分取澄清溶液，用硝酸（3+97）稀释至1000倍。将待测溶液以气动雾化方式引入射频等离子体，经过蒸发、原子化、电离后，根据待测元素的离子质荷比不同用四级杆电感耦合等离子体质谱仪进行分离并经过检测器检测，采用校准曲线法定量分析待测元素量。样品基体引起的仪器响应抑制或增强效应和仪器漂移可以使用内标补偿。 三、仪器、试剂及标准物质 3.1 仪器 电感耦合等离子体质谱仪--安捷伦7900 感量天平--赛多利斯科学仪器有限公司 3.2 试剂 3.3 标准物质
四、样品 4.1 样品采集和保存 按照HJ/T166的相关规定进行土壤样品的采样和保存，样品采集和保存应使用塑料或玻璃容器，采样量不少于500g，新鲜样品小于4℃时可保存180天。 4.2 样品的制备 将采集的土壤样品放置于风干盘中自然风干，适时压碎、翻动，检出砂砾、植物残体。 在研磨室将风干的样品倒在有机玻璃板上，用木锤敲打，压碎，过孔径2mm尼龙筛，过筛后的样品全部置于无色聚乙烯薄膜上，充分搅匀，用四分法取两份，一份留样保存，一份用作样品细磨。 用于细磨的样品混匀，再用四分法分成四份，取一份研磨到全部过孔径0.074mm筛，装袋待分析。 4.3 样品前处理 称取约0.10g（精确到0.0001g）样品，置于50ml聚四氟乙烯（PTFE）烧杯中，用少量水湿润，加10ml硝酸、10ml氢氟酸和2.0ml 高氯酸，将烧杯置于250℃的电热板上蒸发至高氯酸冒烟约3min，取
地球化学调查样品—三氧化二铁的测定—萃取光度法
FHZDZDQHX0065 地球化学调查样品三氧化二铁的测定萃取光度法 F-HZ-DZ-DQHX-0065 地球化学调查样品—三氧化二铁的测定—萃取光度法 1 范围 本方法适用于水系沉积物、土壤、岩石中三价铁的测定。 测定范围：质量百分数为2%~10%三氧化二铁。 2 原理 试样置于聚四氟乙烯坩埚中，以邻菲啰啉、硫酸(1+2)、氢氟酸低温加热分解。加入硼酸，用8-羟基喹啉-氯仿溶液萃取溶液中的Fe3+，所得氯仿萃取液用光度法测定Fe3+。 3 试剂 3.1 无水硫酸钠。 3.2 硫酸(1+1)。 3.3 硫酸(1+2)。 3.4 氢氟酸(ρ 1.15g/mL)。 3.5 邻菲啰啉(C12H8N2·H2O)溶液，8g/L。含8g/L的邻菲啰啉的硫酸(1+2)溶液。 3.6 饱和硼酸溶液。 3.7 8-羟基喹啉溶液于88mL水中加入1g 8-羟基喹啉、10g柠檬酸钠、12mL冰乙酸，搅匀。 3.8 氢氧化钠，c(NaOH)=7mol/L。 3.9 乙酸-乙酸钠缓冲溶液，pH 4 称取32g无水乙酸钠，加入120mL冰乙酸，加水溶解后稀释至1000mL。搅匀。 3.10 8-羟基喹啉-氯仿溶液，5g 8-羟基喹啉用500mL氯仿溶解。 3.11 三氧化二铁标准溶液 称取0.1000g预先经120℃烘干的光谱纯三氧化二铁于烧杯中，加20mL盐酸(1+1)，温热溶解后，冷却，移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。此溶液1mL含100μg Fe2O3。 4 仪器 分光光度计。 5 试样的制备 试样应粉碎至粒度小于74μm，在室温下自然风干，待用。 6 操作步骤 6.1 空白试验 随同试样的分析步骤进行多份空白试验，所用试剂须取自同一瓶试剂。 6.2 称样量 称取0.05g试样，精确至0.0001g。 6.3 试样的测定 称取50mg试样于聚四氟乙烯坩埚中，加5mL 8g/L的邻菲啰啉的硫酸(1+2)溶液，加15滴氢氟酸，盖上坩埚盖，低温加热至试样分解完全。取下稍冷，加入5mL饱和硼酸溶液，加热至沸。冷却后用棉花过滤入100mL容量瓶中，用热水洗净坩埚、漏斗，冷却至室温后稀释至刻度，摇匀。 吸取10mL溶液于60mL分液漏斗中，加入2mL 8-羟基喹啉溶液。以下分析手续同标准曲线的绘制。 注：按50mg称样计算，FeO含量为8%时对测定无影响。 6.4 标准曲线的绘制 1
水文地球化学
水文地球化学研究现状、基本模型与进展 摘要：1938 年, “水文地球化学”术语提出, 至今水文地球化学作为一门 独立的学科得到长足的发展, 其服务领域不断扩大。当今水文地球化学研究的理论已经广泛地应用在油田水、海洋水、地热水、地下水质与地方病以及地下水微生物等诸多领域的研究。其研究方法也日臻完善。随着化学热力学和化学动力学方法及同位素方法的深入研究, 以及人类开发资源和保护生态的需要, 水文地球化学必将在多学科的交叉和渗透中拓展研究领域, 并在基础理论及定量化研究方面取得新的进展。 早期的水文地球化学工作主要围绕查明区域水文地质条件而展开, 在地下水的勘探开发利用方面取得了可喜的成果( 沈照理, 1985) 。水文地球化学在利用地下水化学成分资料, 特别是在查明地下水 的补给、迳流与排泄条件及阐明地下水成因与资源的性质上卓有成效。20 世纪60 年代后, 水文地球化学向更深更广的领域延伸, 更多地是注重地下水在地壳层中所起的地球化学作用( 任福弘, 1993) 。 1981 年, Stumm W 等出版了5水化学) ) ) 天然水化学平衡导论6 专著, 较系统地提供了定量处理天然水环境中各种化学过程的方法。1992 年, C P 克拉依诺夫等著5水文地球化学6分为理论水文地球化学及应用水文地球化学两部分, 全面论述了地下水地球化学成分的形成、迁移及化学热力学引入水文地球化学研究的理论问题, 以及水文地球化学在饮用水、矿水、地下热水、工业原料水、找矿、地震预报、防止地下水污染、水文地球化学预测及模拟中的应用等, 概括了20 世纪80 年代末期水文地球化学的研究水平。特别是近二十年来计算机科学的飞速发展使得水文地球化学研究中的一些非线性问题得到解答( 谭凯旋, 1998) , 逐渐构架起更为严密的科学体系。 1 应用水文地球化学学科的研究现状 1. 1 油田水研究 水文地球化学的研究在对油气资源的勘查和预测以及提高勘探成效和采收率等方面作出了重要的贡献。早期油田水地球化学的研究只是对单个盆地或单个坳陷, 甚至单个凹陷进行研究, 并且对于找油标志存在不同见解。此时油田水化学成分分类主要沿用B A 苏林于1946 年形成的分类。1965 年, E C加费里连科在其所著5根据地下水化学组分和同位素成分确定含油气性的水文地球化学指标6中系统论述了油气田水文地球化学特征及寻找油气田的水文地球化学方法。1975 年, A G Collins 在其5油田水地球化学6中论述了油田水中有机及无机组分形成的地球化学作用( 汪蕴璞, 1987) 。1994 年, 汪蕴璞等对中国典型盆地油田水进行了系统和完整的研究, 总结了中国油田水化学成分的形成分布和成藏规律性, 特别是总结了陆相油田水地球化学理论, 对油田水中宏量组分、微量组分、同位素等开展了研究, 并对油田水成分进行种类计算, 从水化学的整体上研究其聚散、共生规律和综合评价找油标志和形成机理。同时还开展了模拟实验、化学动力学和热力学计算, 从定量上探索油田水化学组分的地球化学行为和形成机理。 1. 2 洋底矿藏研究
第十讲稳定同位素地球化学
第十讲 地质常用主要稳定同位素简介 18O Full atmospheric General Circulation Model (GCM) with water isotope fractionation included.
内容提要 ●基本特征●氢同位素●碳同位素●氧同位素●硫同位素
10.1. 传统稳定同位素基本特征 ?只有在自然过程中其同位素分馏变化为可测量范围的元素，才能应用于地质研究用途，这些元素的质量范围多<40； ?多为能形成固、气、液多相态物质的元素，其稳定同位素组成可发生较大程度变化。总体上，重同位素趋于在结合紧密的固相物质中富集；重同位素趋于在氧化价态最高的物相中富集； ?生物系统中的同位素变化常用动力效应来解释。在生物作用过程中(如光合作用、细菌反应及其它微生物过程)，相对于反应初始组成，轻同位素趋于在反应生成物中富集。
10.2. 氢(hydrogen) ?直到1930年代，人们才发现H不是由1 个同位素，而是由两个同位素组成： 1H：99.9844% 2H(D)：0.0156% ?在SMOW中D/H=155.8 10-6 ?氢还有一个同位素氚(3H)，但为放射性核素，半衰期仅为~12.5y。
10.2.1 氢同位素基本特征 ?与多数重元素的同位素组成不同，太阳系物质具有高度不均一的氢(氧)同位素组成，尤其是内地行星与彗星之间； ?1H与D同位素间质量相对差最大，在地球样品中表现出最大的稳定同位素变化(分馏)范围； ?从大气圈、水圈直至地球深部，氢总是以H O、OH-， 2 H2、CH4等形式存在，即在各种地质过程中起着重要作用； ?氢同位素以 D表示，其同位素测量精度通常为0.5‰至2‰(相对其它稳定同位素偏低)。
地球化学稀土元素配分分析
《地球化学》实习测验 REE图表处理及参数计算 一、实习目的 1、掌握稀土元素组成模式图的制作方法。 2、掌握表征稀土元素组成的基本参数。 3、培养独立查阅文献及处理数据的能力。 二、基本原理 1、稀土元素组成模式图 1、原子序数为横坐标 2、标准化数据为纵坐标 3、对数刻度 2、表征稀土元素组成的基本参数 3、稀土总量 4、轻重稀土比值 5、轻稀土分异指数 6、重稀土分异指数 7、铕、铈异常 三、实习测验内容 1、绘制各类侵入岩的稀土元素组成模式图； 2、计算各类侵入岩稀土元素组成的基本参数； 3、对已绘制的图表和计算出的数据进行解释。 4、在以上实习内容掌握之后，自行查阅文献一篇，并进行以上3项操作。
四、实习测验步骤 1、根据查阅文献数据，找到自己想要的数据 表1 蒙库铁矿床岩石、矿石、矿物稀土元素成分分析（ppm） 2、选出自己要的数据建立表格 表2 稀土元素组成模式图（ppm） 3、对数据进行球粒陨石标准化 表3球粒陨石标准化后稀土元素组成模式图(ppm)
图1 蒙库铁矿床稀土元素配分图 5、计算稀土元素基本参数 表4 表征稀土元素组成的基本参数 6、数据及图表的解析 （1）绿帘石：∑REE=266.49ppm，表明稀土元素含量较高；LR/HR=4.98，表明轻重稀土元素间发生了较大的分异，轻稀土元素相对富集；(La/Sm)N=2.26，(Gd/Lu)N=1.47，显示轻重稀土元素内部都发生了分异作用，轻稀土元素分异更明显。Eu异常值=1.23，为强正异常；Ce异常值=0.95，表明Ce基本无异常；稀土元素配分模式为轻稀土富集，重稀土相对亏损的右倾型，图像具有左陡右缓特点，Eu正异常明显特征。 （2）磁铁矿矿石：∑REE=10.75ppm，表明稀土元素含量较低；LR/HR=3.15，表明轻重稀土元素间发生了较大的分异，轻稀土元素相对富集；(La/Sm)N=1.47，(Gd/Lu)N=0.88，显示轻重稀土元素内部都发生了分异作用，轻稀土元素分异更明显。Eu异常值=1.8，为强正异常；Ce异常值=0.84，位弱Ce异常；稀土元素配分模式为轻稀土富集，重稀土相对亏损的右倾型，图像具有左陡右缓特点，Eu正异常明显特征。 （3）块状黄铁矿：∑REE=225ppm，表明稀土元素含量较高；LR/HR=11.27，表明轻重稀土元素间发生了较大的分异，轻稀土元素相对富集；(La/Sm)N=2.61，(Gd/Lu)N=6.19，显示轻重稀土元素内部都发生了分异作用，轻稀土元素分异更明显。Eu异常值=2.96，为强正异常；Ce异常值=0.85，为Ce弱异常；稀土元素配分模式为轻稀土富集，重稀土相对亏损的右倾型，Eu正异常明显特征。
《水文地球化学》教学大纲
《水文地球化学》教学大纲 Hydrogeochemistry－Course Outline 第一部分大纲说明 一、课程的性质、目的与任务 《水文地球化学》是水文与水资源工程专业本科生必修的一门主要专业基础课。通过本课程的学习，使学生掌握水文地球化学的基本原理和学会初步运用化学原理解决天然水的地球化学问题和人类对天然水的影响问题的方法与手段，为学习后续课程和专业技术工作打下基础。 二、与其它课程的联系 学习本课程应具备普通地质学、综合地质学、工程化学和水文地质学的基础。后续课程为水质分析实验、铀水文地球化学、环境水文地质学和水文地质勘察。 三、课程的特点 1．对基本概念、基本规律与常见的应用方法的理解并重。 2．对基本理论与常见水文地球化学问题的定量计算方法的掌握并重。 3. 采用英文教材，中、英语混合授课。 四、教学总体要求 1．掌握水文地球化学的基本概念、基本规律与研究方法。 2．掌握控制地下水与地表水化学成分的主要作用：酸碱反应与碳酸盐系统；矿物风化与矿物表面过程；氧化－还原反应；有机水文地球化学作用等。 3．通过理论讲述、研究实例分析与习题课，使学生理解天然水中常见的化学组份与同位素组成，掌握最基本的地球化学模拟方法与整理水化学数据的能力。 五、本课程的学时分配表 编 号教学内容课堂讲 课学时 习题课 学时 实验课 学时 自学 学时 1 引言及化学背景 （Introduction and Chemical Background） 6 2 酸碱反应与碳酸盐系统 (Acid-Base Reactions and the Carbonate System) 4 2 3 矿物风化与矿物表面过程 Mineral weathering and mineral surface processes 6
全国多目标区域地球化学调查进展与成果
国土资源大调查 全国多目标区域地球化学调查进展与成果 中国地质调查局 基础调查部 二〇一〇年七月
目 录 一、工作概况 (1) 二、完成情况 (1) 三、主要成果 (3)
一、工作概况 紧密围绕国民经济和社会发展需求，中国地质调查局于1999－2001年开始在广东、湖北、四川等省实施多目标区域地球化学调查试点工作。从2002年起，全国多目标区域地球化学调查工作正式启动。国土资源部先后与浙江、四川、湖南等18个省区采取部省政府间合作方式，共计投入经费67059.45万元，其中地方经费35809.45万元，占53.4％。2005-2008年，经由温家宝总理批示，财政部设立“全国土壤现状调查及污染防治专项”，由我部与环保部共同负责，目前我部到位经费27511万元，对多目标区域地球化学调查进行专项支持，调查工作扩大到全国31省（区、市）。 二、完成情况 全国多目标区域地球化学调查工作分为调查、评价和评估三个层次开展。 调查阶段：主要任务是掌握情况。全国共计部署450万平方公里调查面积，截至2009年底，已经完成160万平方公里，覆盖我国东、中部平原盆地、湖泊湿地、近海滩涂、丘陵草原及黄土高原等主要农业产区。全国投入地质科技人员500余人，采样人员十余万人，选定部级重点实验室23个，采用大型精密仪器测试地球化学样品60万件，分析3240
万个元素指标。基本查明我国土地有益和有害组分等54种元素指标组成、类型、含量、强度及其分布地区、范围和面积等，填补了我国长期以来土地各项元素指标的空白。 图1 全国多目标区域地球化学工作程度图 评价阶段：针对调查发现问题，按照长江流域、黄河流域、东北平原及沿海经济带等我国主要农业经济区域开展生态地球化学评价，对影响农业经济发展的肥力组分和重金属污染问题进行科学研究，旨在查清土地有益和有害组分成因来源、迁移转化、生态效应和变化趋势等，为土地质量评估提供科学依据。共计采集各类样品12万件，分析各项指标数以百万计。 评估阶段：依据调查和评价结果，根据各省区具体情况，
水文地球化学分析
地下水受到污染后的修复技术研究 概况 我国的环境污染问题比较突出，生态环境脆弱，经济的发展使废物的排放量不断增大，使土壤和地下水的污染日益加重。如废水的排放、工业废渣和城市垃圾填埋场的泄漏、石油和化工原料的传输管线、储存罐的破损、农业灌溉等都有可能造成土壤和地下水的污染，使本来就紧张的水资源短缺问题更加严重。特别是北方城市，地下水在供水中占有很重要的地位，地下水的污染加剧了水资源的短缺，所以地下水污染的研究工作迫在眉睫。随着经济的快速发展，经济实力的不断提升，对地下水污染开展调查、进行污染控制甚至治理已经逐渐成为可能。地下水污染的控制与修复是我们面临的新的、极具挑战性的重要课题，需要进行多学科交叉和联合攻关。水的污染问题已经引起了人们的普遍关注，长期以来，我国把主要的注意力和研究、治理工作集中在地表水的污染，国家投入了大量的人力和物力进行地表水污染的防治，取得了一定的成效。而地下水污染由于其隐蔽性、复杂性、难以控制和治理的特性，以及治理、修复费用巨大，地下水污染的修复在我国尚未展开。近年来，随着一些突发地下水污染事件的发生，地下水污染问题也越来越引起人们的关注，国家有关部门也开始把地下水污染研究列为工作内容。如国土资源部已开始进行全国地下水污染的大调查；国家环保总局和国土资源部联合开展了“全国地下水污染防治规划”；在不同层次的科研项目中也出现了地下水污染控制和治理方面的课题。含水层的污染是一个缓慢的过程，污染具有累积和滞后效应，有
时在泄漏发生数年、甚至数十年后才会发现，如大多数的垃圾填埋场渗滤液泄漏导致的地下水污染等。所以，首先需要进行污染源的辨析、污染途径的分析、污染物在地下的迁移转化机理研究。在此基础上，开展地下水污染的控制、污染的修复工作。 地下水污染源成因分析 按照污染物产生的类型，可以将地下水污染源分为：工业污染源、农业污染源、生活污染源和自然污染源。 工业污染源 工业污染源主要指未经处理的工业“三废”，即废气、废水和废渣。工业废气如二氧化硫、二氧化碳、氮氧化物等物质会对大气产生严重的一次污染，而这些污染物又会随降雨落到地面，随地表径流下渗对地下水造成二次污染，未经处理的工业废水如电镀工业废水、工业酸洗污水、冶炼工业废水、石油化工有机废水等有毒有害废水直接流入或渗入地下水中，造成地下水污染；工业废渣如高炉矿渣、钢渣、粉煤灰、硫铁渣、电石渣、赤泥、洗煤泥、硅铁渣、矿场尾矿及污水处理厂的淤泥等，由于露天堆放或地下填埋隔水处理不合格，经风吹、雨水淋滤，其中的有毒有害物质随降水直接渗入地下水，或随地表径流往下游迁移过程下渗至地下水中，形成地下水污染。 农业污染源 农业用水占全部用水量的70％以上，污染的影响面广泛。一是过量
地球化学稀土元素配分分析
地球化学稀土元素配分分 析 Final revision by standardization team on December 10, 2020.
《地球化学》实习测验 REE图表处理及参数计算 一、实习目的 1、掌握稀土元素组成模式图的制作方法。 2、掌握表征稀土元素组成的基本参数。 3、培养独立查阅文献及处理数据的能力。 二、基本原理 1、稀土元素组成模式图 1、原子序数为横坐标 2、标准化数据为纵坐标 3、对数刻度 2、表征稀土元素组成的基本参数 3、稀土总量 4、轻重稀土比值 5、轻稀土分异指数 6、重稀土分异指数 7、铕、铈异常 三、实习测验内容 1、绘制各类侵入岩的稀土元素组成模式图； 2、计算各类侵入岩稀土元素组成的基本参数； 3、对已绘制的图表和计算出的数据进行解释。 4、在以上实习内容掌握之后，自行查阅文献一篇，并进行以上3项操作。 四、实习测验步骤 1、根据查阅文献数据，找到自己想要的数据 表1 蒙库铁矿床岩石、矿石、矿物稀土元素成分分析（ppm） 2、选出自己要的数据建立表格 表2 稀土元素组成模式图（ppm） 3、对数据进行球粒陨石标准化 表3球粒陨石标准化后稀土元素组成模式图(ppm) 图1 蒙库铁矿床稀土元素配分图 5、计算稀土元素基本参数
表4 表征稀土元素组成的基本参数 6、数据及图表的解析 （1）绿帘石：∑REE=，表明稀土元素含量较高；LR/HR=，表明轻重稀土元素间发生了较大的分异，轻稀土元素相对富集；(La/Sm)N=，(Gd/Lu)N=，显示轻重稀土元素内部都发生了分异作用，轻稀土元素分异更明显。Eu异常值=，为强正异常；Ce异常值=，表明Ce基本无异常；稀土元素配分模式为轻稀土富集，重稀土相对亏损的右倾型，图像具有左陡右缓特点，Eu正异常明显特征。 （2）磁铁矿矿石：∑REE=，表明稀土元素含量较低；LR/HR=，表明轻重稀土元素间发生了较大的分异，轻稀土元素相对富集；(La/Sm)N=， (Gd/Lu)N=，显示轻重稀土元素内部都发生了分异作用，轻稀土元素分异更明显。Eu异常值=，为强正异常；Ce异常值=，位弱Ce异常；稀土元素配分模式为轻稀土富集，重稀土相对亏损的右倾型，图像具有左陡右缓特点，Eu正异常明显特征。 （3）块状黄铁矿：∑REE=225ppm，表明稀土元素含量较高；LR/HR=，表明轻重稀土元素间发生了较大的分异，轻稀土元素相对富集；(La/Sm)N=，(Gd/Lu)N=，显示轻重稀土元素内部都发生了分异作用，轻稀土元素分异更明显。Eu异常值=，为强正异常；Ce异常值=，为Ce弱异常；稀土元素配分模式为轻稀土富集，重稀土相对亏损的右倾型，Eu正异常明显特征。 五、结论 1、绿帘石、磁铁矿矿石、块状黄铁矿的配分模式具有相似性，均为右倾型，正Eu 异常，富集轻稀土元素。差别在于（1）稀土元素含量，绿帘石和块状黄铁矿具有较丰
水文地球化学习题讲解学习
水文地球化学习题 第一章 第二章水溶液的物理化学基础 1．常规水质分析给出的某个水样的分析结果如下（浓度单位：mg/L）： Ca2+=93.9；Mg2+=22.9；Na+=19.1；HCO3-=334；SO42-=85.0；Cl-=9.0；pH=7.2。求： （1）各离子的体积摩尔浓度（M）、质量摩尔浓度（m）和毫克当量浓度（meq/L）。 （2）该水样的离子强度是多少？ （3）利用扩展的Debye-Huckel方程计算Ca2+和HCO3-的活度系数。 2．假定CO32-的活度为a CO32- =0.34?10-5，碳酸钙离解的平衡常数为4.27?10-9，第1题中的水样25℃时CaCO3饱和指数是多少？CaCO3在该水样中的饱和状态如何？ 3．假定某个水样的离子活度等于浓度，其NO3-，HS-，SO42-和NH4＋都等于10-4M。反应式如下： H+ + NO3- + HS- = SO42- + NH4＋ 问：25℃和pH为8时，该水样中硝酸盐能否氧化硫化物？ 4．A、B两个水样实测值如下（mg/L）： 组分Ca2+Mg2+Cl-SO42-HCO3-NO3- A水样706 51 881 310 204 4 5．请判断下列分析结果（mg/L）的可靠性，并说明原因。 组分Na+K+Ca2+Mg2+Cl-SO42-HCO3-CO32-pH A水样50 6 60 18 71 96 183 6 6.5 B水样10 20 70 13 36 48 214 4 8.8 6．某水样分析结果如下： 离子Na+Ca2+Mg2+SO42-Cl-CO32-HCO3-含量(mg/l) 8748 156 228 928 6720 336 1.320 试计算Ca2+的活度(25℃)。 4344 含量（mg/l）117 7 109 24 171 238 183 48 试问： （1）离子强度是多少？ （2）根据扩展的Debye-Huckel方程计算，Ca2+和SO42－的活度系数？ （3）石膏的饱和指数与饱和率是多少？ （4）使该水样淡化或浓集多少倍才能使之与石膏处于平衡状态？ 8．已知温度为298.15K（25℃），压力为105Pa（1atm）时，∑S=10-1mol/l。试作硫体系的Eh-pH图（或pE-pH图）。 9．简述水分子的结构。 10．试用水分子结构理论解释水的物理化学性质。 11．温、压条件对水的物理、化学性质的影响及其地球化学意义。 12．分别简述气、固、液体的溶解特点。
同位素水文地球化学
第四章同位素水文地球化学 环境同位素水文地球化学是一门具有良好的前景、发展迅速的新兴学科，也是水文地球化学的一个重要分支。目前，地下水资源可持续利用中的重要问题是地下水补给的更新能力及地下水污染程度的评价。用环境同位素技术研究地下水补给和可更新性，追踪地下水的污染是当前国内外较为新颖的方法之一。目前世界上许多国家已将同位素方法列为地下水资源调查中的常规方法。近年来，国内外环境同位素的研究从理论到实践都有较快的发展。除了应用氢氧稳定同位素确定地下水的起源与形成条件，应用氚、14C测定地下水年龄，追踪地下水运动，确定含水层参数等常规方法外；在应用3H-3He、CFCs示踪干旱、半干旱地区浅层地下水的补给，应用14C、36Cl确定深层地下水的年龄，追溯地下水的入渗史，应用34S研究地下水中硫酸盐的来源，分析地下水的迁移过程，应用11B/10B研究卤水成因等方面都有重要进展。 4.1 同位素基本理论 4.1.1 地下水中的同位素及分类 我们知道，原子是由原子核与其周围的电子组成的，通常用A Z X N来表示某一原子。这里，X为原子符号，Z为原子核中的质子数目，N为原子核中的中子数目，A为原子核的质量数，它等于原子核中的质子数与中子数之和，即： A=Z+N( 4-1-1 ) 为简便起见，也常用A X表示某一原子。 元素是原子核中质子数相同的一类原子的总称。同一元素由于其原子核中中子数不同可存在几种原子质量不同的原子，其中每一种原子称为一种核素，如C原子有12C、13C、14C等核素，氧原子有16O、17O、18O等核素。某元素的不同几种核素称为该元素的同位素(蔡炳新等，2002)，或者说同位素指的是在门捷列耶夫周期表中占有同一位置，其原子核中的质子数相同而中子数不同的某一元素的不同原子。同位素可分为稳定同位素和放射性同位素两类，稳定同位素是指迄今为止尚未发现有放射性衰变（即自发地放出粒子或射线）的同位素；反之，则称为放射性同位素。 地下水中的同位素一方面包括水自身的氢、氧同位素，另一方面还包括水中溶质的同位素。
地球化学调查样品分析
FHZDZDQHX0001 地球化学调查样品分析 F-HZ-DZ-DQHX-0001 地球化学调查样品分析 地球化学是研究化学元素在矿物、岩石、土壤、水和大气圈中的分布和含量以及这些元素在自然界的转移规律。勘查地球化学是地球化学在地质找矿工作中的具体运用，目前地球化学调查已成为地质勘查的重要组成部分。地球化学调查主要采用岩石、土壤、水系沉积物、水化学、生物（植被）、气体等地球化学调查方法，当前广泛应用的是岩石、土壤和水系沉积物三种地球化学调查方法。 我国属于发展中国家，除内地和沿海地区外，地质工作程度较低。内地和沿海地区除冲积平原和黄土覆盖区外，一般水系较发育，因此采用水系沉积物调查方法，可以低成本、高效率地扫视大面积范围内元素地球化学分布情况，从而发现潜在的矿化异常，取得区域地球化学填图和地质勘查效果。边远地区由于地质条件较复杂，常根据不同地球化学景观，综合应用相适应的地球化学调查方法。结合我国的实际情况，为便于资料对比和元素地球化学拼图，常使用水系沉积物为主，岩石和土壤为辅的地球化学调查方法。 我国勘查地球化学调查工作，五十年代开始以土壤的1/20万金属量测量方式开展，由于剖面间距大(2km)，对矿床的遥测能力差，而且元素受雨淋流失严重，再加上当时分析技术水平不高，因此难以取得良好效果。1978年地质矿产部确定在全国开展水系沉积物的1/20万区域地球化学调查（区域化探扫面），由于水系沉积物采样点的均匀布置及其形成特征，调查方式较能适应地质和表生环境条件的变化，可反映上游汇水盆地中元素的平均含量，再加上分析化学技术的进步，元素分析方法的检出限、精密度和准确度有较大提高，因此地质效果较显著，特别是包含潜水的运移，对寻找隐伏矿体有明显效果。在1/20万区域地球化学调查基础上，全国发现了大量的元素地球化学异常，通过筛选，选择有利地段开展1/5万区域地球化学调查（普查化探），缩小靶区，对异常进行验证和检查，直接取得地质找矿效果。进入21世纪后，人口、资源、环境的可持续发展已成为全球的发展主题，因此在新一轮国土资源大调查中，提出在全国平原覆盖区（黄土覆盖区）开展多目标区域地球化学调查，为农业、环境、国土规划、生态和基础地质等研究提供综合性基础地球化学资料。 元素在自然界中的活动规律与其本身的原子结构有密切关系，研究元素的化学特性及其在自然界中的共生组合关系，对发现元素在不同区域内的分布规律以及与区域成矿研究密切相关的区域地球化学研究具有一定的相关性，因此合理选择地球化学元素将反映区域地球化学调查的成果特征。1/20万区域地球化学调查的第一批39个元素，是在权衡当前勘查地球化学阶段性地质勘查的作用大小和研究深度，结合当前分析化学技术水平，并参照国外研究现状而作出的适当选择。1/5万区域地球化学调查的元素，一般选择与异常有关的几种或十几种特定元素，可根据地质体的岩性、矿性和元素的地球化学组合性等因素确定。平原覆盖区（黄土覆盖区）多目标区域地球化学调查，根据农业、环境、生态、地质等领域的需求，规定54个必测元素（项目），并参照地区特征，提出21项元素有效态分析、14项元素有机结合态分析以及6项有机污染物分析，是一项化学元素在土壤中的物理、化学和生物迁移转化过程的综合性研究，为国民经济和社会的可持续发展服务。随着分析化学技术和现代分析仪器的发展，许多痕量、次痕量元素分析方法的检出限、精密度和准确度近年来有极大的提高，中国地质调查局于1999年组织76个元素的区域地球化学调查（1/5万组合样），已在西南四省区开始试点，为地球化学填图、资源评估、环境监控、生命演化等研究提供基础资料。 区域地球化学调查样品分析的特点是要求分析元素多、样品数量多，要求分析方法检测限低、精密度好、准确度高，还要求分析周期短、分析效率高、分析成本低。因此在分析方法的 1
水文地球化学研究现状与进展
本文由国土资源部地质调查项目“全国水资源评价”和“鄂尔多斯自留盆地地下水赋存运移规律的研究”项目资助。改回日期:2001212217;责任编辑:宫月萱。 第一作者:叶思源,女,1963年生,在读博士生,副研究员,从事矿水、地热水及水文地球化学研究。 水文地球化学研究现状与进展 叶思源1) 孙继朝2) 姜春永3) (1)中国矿业大学,北京,100083;2)中国地质科学院水文地质环境地质研究所,河北正定,050803; 3)山东地质工程勘查院,山东济南,250014) 摘 要 1938年,“水文地球化学”术语提出,至今水文地球化学作为一门独立的学科得到长足的发展,其服务领域不断扩大。当今水文地球化学研究的理论已经广泛地应用在油田水、海洋水、地热水、地下水质与地方病以及地下水微生物等诸多领域的研究。其研究方法也日臻完善。随着化学热力学和化学动力学方法及同位素方法的深入研究,以及人类开发资源和保护生态的需要,水文地球化学必将在多学科的交叉和渗透中拓展研究领域,并在基础理论及定量化研究方面取得新的进展。关键词 水文地球化学 研究现状 进展 Current Situ ation and Advances in H ydrogeochemical R esearches YE Siyuan 1) SUN Jichao 2) J IAN G Chunyong 3 ) (1)Chi na U niversity of Mi ni ng and Technology ,Beiji ng ,100083;2)Instit ute of Hydrogeology and Envi ronmental Geology ,CA GS , Zhengdi ng ,Hebei ,050803;3)S handong Instit ute of Geological Engi neeri ng S urvey ,Ji nan ,S handong ,240014) Abstract Hydrogeochemistry ,as an independent discipline ,has made substantial development since the term “hydrogeochemistry ”was created in 1938.At present hydrogeochemical theories have been applied to various fields such as oil field water ,ocean water ,geothermal water ,groundwater quality ,endemic diseases and groundwater microorganism ,and related research methods have also become mature.With the further development of chemical thermodynamics ,kinetics method and isotope method ,hydrogeochemistry will surely extend its research fields in the course of multi 2discipline interaction and make new progress in basic theory and quantifica 2tion research ,so as to meet the demand of human exploration and exploitation as well as ecological protection.K ey w ords hydrogeochemistry current state of research advance 早期的水文地球化学工作主要围绕查明区域水文地质条件而展开,在地下水的勘探开发利用方面取得了可喜的成果(沈照理,1985)。水文地球化学在利用地下水化学成分资料,特别是在查明地下水的补给、迳流与排泄条件及阐明地下水成因与资源的性质上卓有成效。20世纪60年代后,水文地球化学向更深更广的领域延伸,更多地是注重地下水在地壳层中所起的地球化学作用(任福弘,1993)。1981年,Stumm W 等出版了《水化学———天然水化 学平衡导论》专著,较系统地提供了定量处理天然水环境中各种化学过程的方法。1992年,C P 克拉 依诺夫等著《水文地球化学》分为理论水文地球化学及应用水文地球化学两部分,全面论述了地下水地球化学成分的形成、迁移及化学热力学引入水文地球化学研究的理论问题,以及水文地球化学在饮用水、矿水、地下热水、工业原料水、找矿、地震预报、防止地下水污染、水文地球化学预测及模拟中的应用等,概括了20世纪80年代末期水文地球化学的研究水平。特别是近二十年来计算机科学的飞速发展使得水文地球化学研究中的一些非线性问题得到解 答(谭凯旋,1998),逐渐构架起更为严密的科学体系。 第23卷 第5期2002210/4772482 地 球 学 报ACTA GEOSCIEN TIA SIN ICA Vol.23 No.5 Oct.2002/4772482
1：5万地球化学普查技术要求
1：5万地球化学普查技术要求 一、野外工作准备 1、收集与测区有关的地理、地质、矿产、物探、化探资料，特别是要收集和本测区有关的1：200000区域化探异常及异常查证方面的资料；查明测区内矿产登记及矿山、民采等情况。 2、研究在本测区内进行1：50000化探普查的地质、地球化学和地球物理依据。要重点研究本测区范围内的1：200000区域化探异常的特征、异常分布地区所处的地质背景、地球物理特征等。也应研究区内1：200000化探异常查证的有关资料。 3、根据收集的前人工作成果及主要技术指标和方案，成果资料不足时必须补做实验，选择在本区进行1：50000化探工作的合理工作方法。如果测区从未进行过化探工作，或虽进行过化探工作但没有资料可供参考时，则应在1：50000普查化探工作开工前组织少数人员到工区进行踏查，同时选择若干已知矿床及周围不少于10km2的范围内进行方法试验。取样时要避免人为污染和人为因素。试验内容包括：采样介质、采样深度、层位、加工粒度、指示元素及指标等。 4、根据收集到的资料和方法试验结果，在本测区内进行1：50000地球化学普查工作的实施方案。 二、野外工作基本要求 1、应根据测区的地质—地理条件选用最合适的化探方法。可供选择的方法有：水系沉积物测量、土壤测量、岩石测量。在一个1：50000图幅中或在一个成矿远景区（带）的几个图幅中，尽可能选用一种化探方法，以
利于资料的对比研究和地球化学图的拼接。在某些特殊情况下，经方法试验证明，确因条件不同，采用一种方法不能取得效果时，允许采用两种或两种以上化探方法。 2、水系沉积物测量 a水系沉积物测量。适用于我国大部分山区，是目前各种化探方法中成本最低、工作效率最高、效果较好的普查找矿方法，应充分利用。 b 1：50000水系沉积物测量的采样密度一般可在4～8个点/km2之间选择。我国南方雨量充沛，水流速度中等山区，4个点/km2。我国北方某些干旱山区，元素分散距离较短，采样密度应适当加密6～8个点/km2。在一些陡峻山区，由于水流湍急，矿化物质遭到冲刷，采样密度也应增加。 c水系沉积物测量的采样物质一般以淤泥和粉砂为主，一般要求取 -0.216mm（60目）或-0.172mm（80目）筛孔粒径的物质。也可根据找矿目的、矿种另行试验确定。为减少在一个测区内元素含量的跳动，采样物质一定要保持一致，要避免采集表层物质，以减少有机质及铁锰类物质的影响。在我国北方某些干旱、半干旱地区（如内蒙中部和北部的一些地区、甘肃北山地区等），由于普遍发育风成砂，采取常规的-0.216mm（60目）或-0.172mm（80目）的水系沉积物，不能获得明显的异常显示。在这类地区的采样应根据不同自然景观区采用不同的取样粒级，水系发育的中山区取样粒度为-2mm（10目），水系不发育的残山丘陵区为-4.69～＋0.995mm 和-0.108mm混合粒级一般采样重量为200～300g。无论采用哪种过筛粒度，都要保证过筛后的样品重量不少于150g。 d水系沉积物的采样位臵应选择在河床底部或河道岸边与水面接触之处，
同位素地球化学 34
S TABLE I SOTOPES IN P ALEONTOLOGY AND A RCHEOLOGY I NTRODUCTION The isotopic composition of a given element in living tissue depends on: (1) the source of that ele-ment (e.g., atmospheric CO2 versus dissolved CO2; seawater O2 vs. meteoric water O2), (2) the proc-esses involved in initially fixing the element in organic matter (e.g., C3vs. C4photosynthesis), (3) subsequent fractionations as the organic matter passes up the food web. Besides these factors, the iso-topic composition of fossil material will depend on any isotopic changes associated with diagenesis, including microbial decomposition. In this lecture, we will see how this may be inverted to provide insights into the food sources of fossil organisms, including man. This, in turn, provides evidence about the environment in which these organisms lived. I SOTOPES AND D IET: Y OU ARE WHAT YOU EAT In Lecture 28 we saw that isotope ratios of carbon and nitrogen are fractionated during primary pro-duction of organic matter. Terrestrial C3 plants have d13C values between -23 and -34‰, with an av-erage of about -27‰. The C4 pathway involves a much smaller fractionation, so that C4 plants have d13C between -9 and -17‰, with an average of about -13‰. Marine plants, which are all C3, can util-ize dissolved bicarbonate as well as dissolved CO2. Seawater bicarbonate is about 8.5‰ heavier than atmospheric CO2; as a result, marine plants average about 7.5‰ heavier than terrestrial C3 plants. In contrast to the relatively (but not perfectly) uniform isotopic composition of atmospheric CO2, the carbon isotopic composition of seawater carbonate varies due to biological processes. Because the source of the carbon they fix is more variable, the isotopic composition of marine plants is also more variable. Finally, marine cyanobacteria (blue-green algae) tend to fractionate carbon isotopes less during photosynthesis than do true marine plants, so they tend to average 2 to 3 ‰ higher in d13C. Nitrogen isotopes are, as we saw, also fractionated during primary uptake. Based on their source of nitrogen, plants may also be divided into two types: those that can utilized N2directly, and those utilize only “fixed” nitrogen as ammonia and nitrate. The former include the legumes (e.g., beans, peas, etc.) and marine cyanobac-teria. The legumes, which are exclusively C3 plants, utilize both N2 and fixed nitrogen (though symbiotic bacteria), and have an average d15N of +1‰, whereas modern non-leguminous plants average about +3‰. However, it seems likely that prehistoric nonleguminous plants were more positive, averaging perhaps +9‰, because the iso-topic composition of present soil nitrogen has been affected by the use of chemical fer-tilizers. For both groups, there was proba-bly a range in d15N of ±4 or 5‰, because the isotopic composition of soil nitrogen varies and there is some fractionation involved in uptake. Marine plants have d15N of +7±5‰, whereas marine cyanobacteria have d15N of –1±3‰. Figure 34.1 summarizes the 15 10 5 --5 d13C PDB ‰ d15N ATM ‰ Figure 34.1. Relationship between d13C and d15N among the principal classes of autotrophs.