同位素是什么

试题：

同位素是什么

答案：

具有相同质子数，不一样中子数（或不一样质量数）同一元素的不一样核素互为同位素。

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同位素（isotope）具有相同质子数，不一样中子数（或不一样质量数）同一元素的不一样核素互为同位素。自19世纪末发现了放射性以后，到20世纪初，人们发现的放射性元素已有30多种，到目前为止，己发现的元素有109种，只有20种元素未发现稳定的同位素，但所有的元素都有放射性同位素。大多数的天然元素都是由几种同位素组成的混合物，稳定同位素约300多种，而放射性同位素竟达1500种以上。而且证明，有些放

03 第三章(氢氧同位素)

---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 03 第三章(氢氧同位素) Theory, Technique and Application of Environmental Isotopes第三章氢氧稳定同位素Theory, Technique and Application of Environmental Isotopes 1/ 49

轻元素稳定同位素的基本特点1.原子量低，一般小于36。 2.同位素相对质量差大。 3.形成共价键，键性与同位素分馏有很大关系。 4.化学价可变，在化合价变化过程中会发生大的同位素分馏 5.小丰度同位素的相对丰度为千分之几到百分之几，便于精确测定。研究稳定同位素的组成特征、变化机理、分馏原理并应用它们作为地球化学示踪剂研究各种地质过程Theory, Technique and Application of Environmental Isotopes

---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ Outline1.氢氧同位素概述 2.天然水的氢氧同位素组成及分布特征3.氢氧稳定同位素的应用Theory, Technique and Application of Environmental Isotopes 3/ 49

同位素(名词解释填空)

1.同位素地球化学：研究地壳和地球中核素的形成丰度及其在地质作用中分馏和衰变规律，并利用这些规律解决有关地质地球化学问题的学科。 2.核素：具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子。 3.同量异位数：质子数不同而质量数相同的一组核素。 4.稳定同位素：目前技术条件下无可测放射性的元素。 5.放射性同位素：能自发的放出粒子并衰变为另一种核素的同位素。 6.重稳定同位素：质子数大于20的稳定同位素。 7.亲稳定同位素：质子数小于20的稳定同位素。 8.同位素效应：由同位素质量引起的物理和化学性质的差异。 9.同位素分馏：在同一系统中某些元素的同位素以不同的比值分配到两种物质或相态中的现象。 10.同位素热力学分馏：系统稳定时，导致轻重同位素在各化合物或物相中的分配差异。 11.同位素动力学分馏：不同的元素组成的分子具有不同的质量，由此而引起扩散速度、化学反应速度上的差异，由这种差异所产生的分馏效应称为同位素动力学分馏。 12.纬度效应：温度效应，随纬度升高，大气降水中的δD，δ18O降低。 13.大陆效应：海岸线效应，从海岸线到大陆内部，大气降水的δD，δ18O降低。14.高度效应：岁地形增高，大气降水δD，δ18O降低。 15.季节效应：夏季，大气降水δD，δ18O比冬季高。 16.岩浆水：与高温岩浆处于热力学平衡的水，其中来自地幔，与铁、镁超基性平衡的水称为原生水。 17.半衰期：母核衰变为其原子核数一半，所经历的时间。 18.原生铅：指地球物质形成之前，在宇宙原子核合成过程中，与其他元素同时形成的铅。 19.原始铅：地球形成最初时期的铅。 20.初始铅：（普通铅、正常铅）U/Pb、Th/Pb比值低的矿物和岩石中任何形式的铅。 21.异常铅：一种放射性成因铅含量升高的铅。 22.矿石铅：一般是指硫化物矿中所含的铅。 23.岩石铅：火成岩和其他岩石中所含的铅。 24.BABI：目前公认玄武质无球粒陨石的（87Sr/86Sr）。代表地球形成时的初始比值，其值为0.69897+-0.00003

锶同位素在自然科学中的应用综述

锶同位素在自然科学技术中的应用综述姚娟娟近年来，随着自然科学技术在考古学中的广泛应用，同位素分析方法作为其中之一，越来越得到考古学家的重视，并在考古遗址的分析研究中得以运用，取得较为显著的成果。此外锶同位素在考古学、地层学、沉积学、古气候、石油地质学和矿床学等领域中都有着广阔的应用前景。本文就锶同位素分析法在考古学、地层学、古季风研究方面的应用进行一些简单介绍。一、锶同位素在考古学中的应用。在考古学的新领域里，考古学家们广泛地运用同位素分析方法，获取了大量史前人类的信息。例如通过对骨骼中13C 和15N同位素的研究可以了解人们食物中C3、C4植物及海洋和陆生食物所占的比例；通过对骨骼中=5 L 30 比值的研究可以了解人们在食物链中所处的营养等级，并据此来探究古人类的食谱。Ericsion1985年首先提出了利用锶同位素来了解人们的迁移情况，近年来随着考古学家的尝试和分析技术的提高，已经成为一种比较成熟的考古学方法。在一些研究中已经取得了一些非常好的结果，比较成功地解决了一些考古学难题。锶同位素示踪技术在考古学中的运用已经越来越受到人们的关注。首先是对考古遗址中骨骼内锶同位素的测量已经成为研究史前人类迁移状况的一个有效方法。研究的材料主要是人骨和牙齿。在理想的情况下，迁移人口的牙釉质的锶同位素值应当与当地人的骨骼和牙釉质中的值完全不同，然而这种区别并不总是明显的。在这些研究中经常发现骨骼和牙釉质的同位素比值是一个范围。所测定的骨骼组织的值中那些特别高或者低的值很明显的是外来的个体，但是没有一个客观的标准来区别那些与当地值的范围接近的个体。进行研究的工作者建议用来区分当地和外来人口的置信界限应当用生物利用锶同位素比值的平均值（由动物样品确定）±2倍的标准偏差。虽然有时标准的选择是有些主观的，但按照习惯用这个来辨别史前人口迁移情况已经成为一个相对客观的标准。在欧洲史前史中，线纹陶文化的年代大约为公元前5700 年－公元前5000年，传统上被认为是中欧新石器的最初阶段，其源头是匈牙利平原的斯达克沃—克洛斯文化，后来扩展到其他地区，因此长期以来被当作史前时期人类迁移的经典例子。T.D.Price等人选取了莱茵河上游地区属于线纹陶文化的两处墓地进行锶同位素的研究，一处叫做福勒姆波恩一处叫做斯沃辛根。经研究确认，福勒波恩的11个个体中有7个是迁移来的，占总数的64%；斯沃辛根的21个个体中有7个是迁移来的，占总数的33%。研究结果表明两处墓地中的个体存在较高的迁移率，说明线纹陶文化中的农民有着高的迁移率并且与周围其他区域的农民有着交流。从中我们可以看出，一般情况下，用锶同位素来确定人类的迁移问题是一个直接而又有说服力的方法。牙釉质中的锶同位素反映人的出生地，骨骼中的反映出人的死亡地。同一个体的两者间存在差异，表明这个人在一生中曾经迁移过，并且由此还可能解决人类的

稳定同位素应用

高精度稳定同位素技术同位素指质子数相同而中子数不同的同种化学元素，最常用的稳定同位素有碳-13 (13C)、氮-15(15N)、氢-2 (2H即氘) 和氧(18O)等。因为这些同位素比普通元素重1到2个原子量单位，所以也叫作重元素。稳定同位素(stable isotope) 就是天然同位素或非放射性同位素(non-radioactive isotope)，即无辐射衰变，质量保持永恒不变。稳定同位素在自然界无处不在，包括所有化合物、水和大气，所以也就自然地存在于动植物和人体内。其物理化学性质与普通元素相同，所以可用作示踪剂来标记化合物用于科学研究、临床医学和药物生产等几乎所有自然领域。由于没有辐射污染，稳定同位素示踪剂可以用于任何对象，包括孕妇、婴儿和疾病患者，无论是口服还是注射，都绝对安全。稳定同位素技术的另一特点是其测试定量的高精度和超高精度，达到PPM级（即百万分之一精度)，而且同时也测定了化合物的浓度，事半功倍，且降低了测试误差。现在，利用同位素技术人们可以同时测定多个不同的样品，从而提高测定效率。这些高效率、高精度的特点是放射性同位素等技术所不可比拟的。稳定同位素技术的第三个特点是其示踪能力的微观性和灵活多变性。微观性是指它可以用来标记、追踪化合物分子内部某个或多个特定原子，比如葡萄糖分子中各个原子在人体内的不同代谢途径, 哪些原子进入三羧酸循环产生能量，而哪些原子进入脂肪代谢途径参与脂肪合成。多变性是指通过对同位素标记位点的合理选择和巧妙设计来追踪、定性定量测定化合物的不同代谢途径或者生成过程。由于以上特性，自上世纪中叶特别是70年代以来稳定同位素技术在科技先行国家被广泛应用于医学、营养、代谢、食品、农业、生态和地质等研究和生产领域。近年来在药物研发生产以及新兴的基因工程、蛋白质组学(proteomics)、代谢组学(metabolomics) 和代谢工程(metabolic engineering) 等前沿领域，稳定同位素技术已成为一种应用广泛、独特高效甚至必须的技术，显著地提高了解决科学问题的能力和生产效率。最新近的例子是德国科学家用碳13氨基酸通过三代喂养成功地标记了动物全身的所有蛋白质而获得了细胞代谢的重要发现。这一崭新的技术堪比当年的聚合酶连锁反应技术(PCR), 必将迅速得到广泛的推广和应用，有力地推动生命科学的发展。稳定同位素在自然界的无所不在意味着该技术应用的普遍性，有大自然显微镜的独特功能，将揭开越来越多的大自然和人体的奥秘。

锶同位素方法在油气储层成岩作用研究中的应用

第24卷　第2期2009年6月地　质　找　矿　论　丛 Vol .24　No .2Ju n .2009 收稿日期:　2007-12-17;　改回日期:　2009-03-24 基金项目:　国家自然科学基金(40672072)和教育部博士点基金(20050616005)联合资助。作者简介:　胡作维(1981-),男,广东佛山人,博士研究生,主要从事油气储层地质学研究。通信地址:四川省成都市成都理工大学沉积地质研究院;邮政编码:610059;E -mail :hzw cdu t @https://www.360docs.net/doc/f4318920.html, 锶同位素方法在油气储层成岩作用研究中的应用胡作维,黄思静,王春梅,邹明亮,孙　伟 (成都理工大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室,沉积地质研究院,成都610059)摘　要:　锶同位素地球化学方法在储层成岩作用研究中已得到了一定关注,文章介绍了国内外有关锶同位素地球化学在碳酸盐岩储层和碎屑岩储层成岩作用的应用研究现状,并对不同来源(海源、陆源和幔源)成岩流体的锶同位素特征进行了简述。关键词:　锶同位素;储层;成岩作用;地球化学;油气地质学doi :　10.3969/j .issn .1001-1412.2009.02.014 中图分类号:　P597;P 618.130　文献标识码:　A 文章编号:　1001-1412(2009)02-0160-06 0　引言近年,锶同位素研究方法已经成为一种新兴的沉积同位素地球化学研究工具。尽管锶同位素地球化学早在上世纪50年代已奠定了基础,其后得到了快速发展,被广泛用于测定复杂物质的年龄、探索火成岩和变质岩的成因及其对应的矿床成因、地壳及上地幔演化等问题的科学研究中[1],并取得了重要的成果,因而得到了国内外众多专家学者的密切注意,但是锶同位素地球化学在沉积地质学和油气地质学中一直未能得到广泛应用。虽然早在1948年著名的瑞典地球化学家Wickm an 已经认识到锶同位素在沉积地质学研究中有着重要价值[1] ,但直到34年后,Burke 等[2]文章的发表才使人们开始对用于锶同位素地球化学研究的沉积岩样品范围及其成岩蚀变对锶同位素分析的影响有了进一步的理解[3] ,并促使其在沉积地质学研究中进入了实用阶段,得到了深入研究和广泛应用。近20多年来,国内外出版了大量学术论文和著作[3-8],这方面的研究已经形成了一门新的学科分支———锶同位素地层学(S tro ntium Iso to pe Stratig raphy ,简称SIS )。近10年,为了满足日益增长的油气消费需求,各国均加强油气资源的勘探开发工作。锶同位素地球化学方法作为一种新的有效的地球科学研究手段,以及其在沉积地质学和地层学中的成功运用(锶同位素地层学),使得国内外众多专家学者迅速将其运用到油气勘探研究工作中,特别是在油气储层研究中。锶同位素地球化学的引入,使得储层成岩作用研究开创了新局面,并迅速有效地解决了一些长期争论的问题。同时在综合油气地质学、沉积地质学、水文地质学和地球化学等多学科的基础上,形成了锶同位素储层地球化学(S tro ntium Iso topic Res -ervoir Geochemistry ,简称SIRG )这一新的学科分支。目前,锶同位素地球化学已广泛用于储层地质学的各个领域中,包括成岩演化、沉积环境、地层划分和定年等诸多方面。 1　锶和锶同位素锶是化学元素周期表第二族(ⅡA )的主族元素之一,与镁、钙等同属碱土金属元素。地壳中锶的丰度为480×10-6,远远低于同族的镁(28000×10-6 )、钙(52000×10-6 );河水中锶的丰度为0.07×10-6,海水中锶的丰度平均为8.01×10-6[9]。由于化学性质活泼,锶属于典型的分散元素,只有少数的锶能形成自己的独立矿物(如天青石和菱锶矿等)。锶常常以下列方式进入矿物体系中:①作为杂质进入矿物;②占据晶格缺穴;③吸附在晶体表面;④与矿物的主要元素发生固相类质同象替换[10]。

碳稳定性同位素分析食物网中能量流动审批稿

碳稳定性同位素分析食物网中能量流动 YKK standardization office【 YKK5AB- YKK08- YKK2C- YKK18】

碳稳定性同位素分析食物网中能量流动摘要：随着科学技术发展，稳定性同位素已经广泛应用在生态学研究的诸多领域。在研究食物网中能量流动关系时，稳定性同位素能提供更迅速、客观的分析。此次实验利用碳稳定性同位素技术对受到人类破坏或其他因素影响的选定区域分析其食物网中的能量流动，旨在研究该区域生物之间的能量流动关系，从而对该区域采取合理的保护措施。关键词：碳稳定性同位素；食物网；能量流动；δ13C值 Carbon Stable Isotopeanalyzes Studies Energy Flux in Food Web ABSTRACT: Stable isotopehas been widely used in various fields in ecology studieswith the development of science and isotope can provide rapider and more objective analysis when researching energy flux relationship in the food web. In the process of this experiment, we analyze the energy flux relationship in the food web of the chosen areas that are destroyed by human beings or affected by other factors by means of carbon stable isotope technology, with the aim of researching the energy flux relationship among population in this area, consequently we can adopt reasonable protective measures in this areas. KEY WORDS: Carbon stable isotope；food web；energy flux；δ13C 一．研究背景随着世界人口的持续增长和人类活动范围与强度的扩展和增加，地球上的生物多样性逐渐降低。例如，持续不断地砍伐树木已经导致世界上大量树木物种面临灭种的危险；环境污染使得动植物的栖息地环境遭到严重的破坏，致使物种数量锐减[1]。在某一区域中，动植物数量的减少还有一个很重要的原因，即某些因素（例如栖息地减少和改变、滥捕乱猎、外来物种的引入、污染等[2]）导致该区域部分动植物数量的减少，而这进一步通过该区域的食物网影响到区域中其他动植物的种类和数量，进而对整个区域各种生物体造成影响。食物网是在生态系统中的生物成分之间通过能量传递关系存在着一种错综复杂的普遍联系，直接反映生态系统的结构和功能[3]。生产者制造有机物，各级消费者消耗这些有机物，生产者和消费者之间相互矛盾，又相互依存。不论是生产者还是消费者，其中某一种群数量突然发生变化，必然牵动整个食物网。食物网是生态系统长期发展的进化过程中形成的。人类活动使生态系统中某一生物体种群数量遭到破坏，将使生态平衡失调，甚至是生态系统崩溃[2]。因此，研究食物网中生物的能量流动关系，对于维持生态系统的稳定、利用动物间的相互制约来减缓人类活动对生态系统的破坏具有重要的意义。

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)。

稳定同位素技术的发展及其应用

核技术与核安全课程作业稳定同位素技术的发展及其应用

原子核内质子数相同而中子数不同的一类原子称为同位素，它们处在周期表上的同一位置，可分为稳定性同位素和放射性同位素。放射性同位素的原子核是不稳定的，它通过自发的放出粒子而衰变成另一种同位素。而不具有放射性的同位素称为稳定同位素，其中一部分是由放射性同位素通过衰变后形成的稳定产物，称为放射成因同位素；另一部分是天然的稳定同位素，是核合成以来就保持稳定，迄今为止还未发现它们能够自发衰变形成其他同位素。自然界中共有1700余种同位素，其中稳定同位素有270余种。有的元素由很多的稳定同位素组成，如第50号元素锡含有10个稳定同位素；而有的稳定同位素却仅仅只有一个稳定同位素，如元素氟、钠等。稳定同位素较放射性同位素具有安全、无污染、易控制的优点，在地质、生态、医药、农业等领域研究中得到广泛应用。 1.稳定同位素技术的发展过程稳定同位素的发现比放射性同位素要晚一些，1912年汤姆孙用电磁分析器（近代质谱计的雏形）才第一次确定了氖-20和氖-22的存在；1927年发现了氧的稳定同位素O 17和O 18 ；1932年发现了重氢（D ）。1936年尤里等用精馏法从水中富集了O 18，随后又用化学交换法富集了Li 8，C 13，N 15和S 34，不但证实了早年发表过的有关分离的计算理论，同时也发现了化学交换法对大量分离轻同位素很合适的。与此同时也采取了几种物理方法分离了若干种同位素。在1930-1941年期间稳定同位素分离还处于探索阶段，此时尚无工业规模的生产，少量分离物只是提供研究同位素本身的核性质以及作为示踪原子用。到20世纪50年代后期，由于科学技术的进步及稳定同位素特殊性质的逐步显示，才使之得以迅速发展。我国稳定同位素的研制工作起步于50年代中，60年代首先在农业上获得应用。之后，在医药学中的应用也取得初步成果。目前，我国已有一支稳定同位素的研究、生产机应用的技术队伍，个别产品进入了国际市场。 2.稳定同位素分析技术稳定同位素分析是分离研究、生产和应用的前提，它是稳定同位素科学技术中不可缺少的组成部分。其中最重要的方法是质谱分析，它用于同位素分析已有70年历史，是经典、常用，准确的方法，适用于各种元素同位素质量和浓度测定以及物质成分和结构分析。近来在样品引入、离子源、分析器以及检出系统等四个主要方面都有重大的改进。在样品引入部分加上气相色谱，构成色质联用仪器，可以分析复杂混合物样品而不必转化为简单气体。此外，现在又出现高压液相色谱与质谱联用的更新技术。在离子化方面出现了许多新型离子化型式，如化学离子化，在离子源中产生的离子基本上是分子离子，谱线要比普通的电子轰击离子化单纯得多，大大提高了检测灵敏度。又如场致离子化和场解吸离子化，它们都是不直接轰击样品分子，是一种软离子化技术，不出现离子碎片，基本上没有同位素效应的干扰问题，可以直接分析多成分的混合物样品，而且不必像GC-MS 那样需要引入适合于气相色谱的诱导体，所以操作更为简单。这对多重标记物的分析十分有利，能测定稀释了一百万倍的样品，最小检测量可低到fs(1510 g)。此外，还有激光离子化、大气压离子化和多点场离子化等。在分析器方面，除了磁场偏转形式外，还有一种简便的四重极质量过滤器，它是用四根圆棒电极(最好是双曲线断面型式)代替了笨重的磁铁。对角线上两根电极互成一对，分别加上高

Sr同位素地球化学

Sr同位素及其在地学研究中的应用摘要：Sr的同位素是非常有意义的地球化学指标，具有广泛的应用。包括Rb-Sr 法定年与其他的元素结合应用于岩浆岩的划分地层年代的确定,恢复古气候环境等。本文主要对Sr同位素特征及其在Rb-Sr定年中的应用做一定的探讨和总结，并对Sr同位素在其他地学研究中的应用做一些简单介绍。关键词:Sr同位素Rb-Sr测年Rb/Sr比值前言自然界中Sr有四个同位素包括84Sr、86Sr、87Sr和88Sr，其中87Sr 可以由87Rb通过衰变得到，因此最初用途是Rb-Sr法定年之后随着地球化学的发展Sr元素的用途逐渐扩展，现在其用途已是十分广泛。自40年代初Rb-Sr衰变开始被用于地质年龄测定以来,Rb-Sr同位素已在地球科学的各个领域获得了广泛的应用。尤其是近年来,随着 Rb-Sr同位素地球化学理论和测试技术的进一步成熟和完善,Sr 同位素作为研究风化系统中环境、水文、生物地球化学物质循环问题的有力工具。一、Sr同位素锶的原子序数是38，原子量为 87.62 ，位于元素周期表第五周期第ⅡA 族，属碱土金属元素。锶的离子半径（1.13?）稍大于钙的离子半径（0.99?），因而锶可以类质同象的方式分散在含钙的矿物

中，如斜长石、磷灰石和钙质碳酸盐（尤其是文石），但锶很少替换富钙辉石（如透辉石、普通辉石等）中的钙。由于锶和钾的离子半径相差不大，所以Sr2+也能被捕获在含钾矿物中K+ 的位置上。Sr有四种同位素：84Sr-0.56%,86Sr-9.86%,87Sr-7.02%,88Sr-82.56%。其中，87Sr 和87Rb通过β－衰变形成的放射性成因Sr同位素。在1906年，由 N. R. Campbell 和 A. Wood 首先发现铷的天然放射性。 1937年， O. F. Hahn 和 J. Mattauch 确定这种放射性是由87Rb引起的。O. F. Hahn 和 E. Walling 在1935年对应用87Rb 衰变成87Sr来确定含铷矿物年龄的可能性进行了讨论，并在1943年应用这种方法测定了第一个年龄值。不过，早期的测定对象仅限于富铷的矿物如锂云母、铯榴石等。自五十年代以来，由于同位素化学分离技术的改进，固体同位素质谱计和质谱同位素稀释法的应用，以及全岩 Rb－Sr 等时线法的应用和不断完善，因而锶同位素在地质科学领域内的应用获得了飞速的发展。 Rb-Sr 等时线法不仅适用于测定各种地质体的同位素年龄，而且更为重要的是，在年龄测定过程中，所获得的初始87Sr /86Sr是一个十分重要的地球化学参数。在解决诸如地球的演化、地壳的形成机理、岩浆作用、岩石与矿石的成因以及成岩成矿物质来源等许多重大地质问题上，初始87Sr /86Sr具有十分重要的意义。二、Rb-Sr法测年原理及其应用 2.1 Rb-Sr测年原理

稳定同位素比例质谱仪(IRMS)的原理和应用

稳定同位素比例质谱仪（IRMS）的原理和应用祁彪，崔杰华（中国科学院沈阳应用生态研究所农产品安全与环境质量检测中心，沈阳，110016）同位素质谱最初是伴随着核科学与核工业的发展而发展起来的，同位素质谱是同位素地质学发展的重要实验基础。当前我国同位素质谱技术已深入到矿床同位素地球化学、岩石年代学、有机稳定同位素地球化学、无机稳定同位素地球化学等各个方面，并在国家一系列重大攻关和研究课题中发挥重大作用，如金矿和石油天然气研究、水资源开发等。稳定同位素技术的出现加深了生态学家对生态系统过程的进一步了解，使生态学家可以探讨一些其它方法无法研究的问题。与其它技术相比，稳定同位素技术的优点在于使得这些生态和环境科学问题的研究能够定量化并且是在没有干扰（如没有放射性同位素的环境危害）的情况下进行。有些问题还只能通过利用稳定同位素技术来解决。现在，有许多农业研究机构和大学，已经开始使用高精度同位素质谱计从事合理用肥、果实营养、固氮分析、农药毒性、家畜气候对作物的影响以及食品质量控制等多方面的研究工作。与原子能和地质研究工作相比较，在农业和食品方面应用同位素方法从事科研和检测工作，正处于方兴未艾阶段，随着人类社会发展，对农业的要求越来越高，今后大力开展和普及用现代化方法研究农业增产、改善果实质量以及进行食品质量控制检测的工作前途无限广阔。一、有关同位素的基本概念 1、同位素（Isotope）由于原子核所含有的中子数不同，具有相同质子数的原子具有不同的质量，这些原子被称为同位素。例如，碳的3个主要同位素分别为12C、13C和14C，它们都有6个质子和6个电子，但中子数则分别为6、7和8。 2、稳定同位素（Stable isotope）同位素可分为两大类：放射性同位素（radioactive isotope）和稳定同位素（stable isotope）。凡能自发地放出粒子并衰变为另一种同位素者为放射性同位素。无可测放射性的同位素是稳定同位素。其中一部分是放射性同位素衰变的最终稳定产物。例如206Pb 和87Sr等。另一大部分是天然的稳定同位素，即自核合成以来就保持稳定的同位素，例如12C和13C、18O 和16O等。与质子相比，含有太多或太少中子均会导致同位素的不稳定性，如14C。这些不稳定的“放射性同位素”将会衰变成稳定同位素。 3、同位素丰度（Isotope abundance）

川东下三叠统飞仙关组—嘉陵江组界线附近的锶同位素组成

川东下三叠统飞仙关组—嘉陵江组界线附近的锶同位素组成1 胡作维，黄思静，王庆东，王春梅，郜晓勇成都理工大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室，沉积地质研究院，成都（610059） E-mail：huzuowei@https://www.360docs.net/doc/f4318920.html, 摘要：近年，锶同位素地层学已经逐步成为全球海平面变化、造山运动、古气候和古环境等全球事件研究和对比的有效工具，成为新兴的化学地层学的重要分支之一。本文根据锶同位素地层学的基本原理，在对这些样品进行沉积岩组构、化学成分分析和对同期海水代表性评估的基础上，测试了四川东部华蓥山地区下三叠统飞仙关组—嘉陵江组界线附近6个碳酸盐岩样品的锶同位素组成。结果表明，该界线附近的锶同位素组成与前人公布的早三叠世同期海水的锶同位素组成数据基本一致。锶同位素地层学研究方法的引入，将为今后上扬子地台三叠系的化学地层学和年代地层学对比研究提供一些有益的思路和参考。关键词：下三叠统，飞仙关组，嘉陵江组，锶同位素地层学，四川东部中图法分类号：P 534.53，P 539 文献标识码：A 1948年，瑞典地球化学家Wickman提出：由于锶在海水中的残留时间（≈106a）远远长于海水的混合时间（≈103a），地质时代中全球范围内海水锶在同位素组成上是均一的，海水的87Sr/86Sr值是时间的函数（Wickman, 1948）。但由于在海相碳酸盐矿物成岩蚀变的认识、分析方法与测定精度以及数据积累程度等问题（黄思静等，2005a），以致海相碳酸盐锶同位素研究并没有获得长足的进步。直到34年后，Burke等（Burke et al., 1982）的研究成果才使人们开始对用于锶同位素地球化学研究的沉积岩样品范围及其成岩蚀变对锶同位素分析的影响有了进一步的理解（黄思静等，2001a），并促使其在沉积地质学研究中进入了实用阶段，并得到了深入研究，进而形成了一门新的学科分支—锶同位素地层学（Strontium Isotope Stratigraphy，简称SIS）。早在上世纪80年代末，国内有关学者就对海相碳酸盐地层的锶同位素研究予以了广泛关注和重视，并进行了不少有益的探索和研究，主要研究领域集中于锶同位素组成及其控制因素上，如锶同位素组成与海平面变化或者其它地质事件之间关系的研究（Huang ea tl.,2005；黄思静等，1997、1999、2001b、2002、2004、2005b；杨杰东等，2000、2001；江茂生等，2002；石和等，2002、2003、2005、2006），但利用地质历史中海水的锶同位素组成和演化曲线进行海相地层研究正处于起步阶段，可以预见锶同位素地层学将会有更大的发展空间和应用前景。四川盆地的三叠系地层具有分布广泛，化石丰富，沉积类型多样等特点，可为三叠纪的研究提供优越的野外条件，同时前人在长期的研究中也积累了大量有重要参考价值的成果。然而，这些研究主要集中于岩石地层和生物地层等方面的研究，很少涉及到化学地层学方面的内容，尤其是锶同位素地层学方面。四川东部下三叠统飞仙关组和嘉陵江组作为我国南方海相三叠系两个重要的岩石地层单位，通常与国际通用的下三叠统印度阶和奥伦尼克阶对应(中国地层典编委会，2000)。其中印度阶和奥伦尼克阶之间界线附近的全球海水锶同位素组成在0.70720～0.70735附近（Veizer et al., 1999；Korte et al., 2003），而飞仙关组—嘉陵江组界线附近海相碳酸盐的锶同位素组成数据是多少，二者是否具有可对比性？这些问题的解决，对四川海相三叠系飞仙关组和嘉陵江组的年代地层学对比研究具有重要意义，并为今后 1本课题得到国家自然科学基金项目（40472068）和教育部博士点基金项目（20050616005）的资助。

氢及同位素

氢及同位素在《元素周期律表》中，排在第一位的元素就是——氕p i ē （氢）。氢的同位素有2个：氘dāo 、氚chuān 。一、氕氕（1H ）通常称为氢。原子核中只有1个质子（没有中子）。氕是宇宙中最多的元素，在地球上的含量仅次于氧。主要分布在：水、各种碳氢化合物中。氕的原子序数为：1。原子量为：1.007947。在常温常压的标准状态下，为无色无臭的气体。液态氕的沸点为：-252.8℃。固态氕的熔点为：-259.2℃。在气体中，它的导热系数最大。微溶于水和有机溶剂，易溶于金属钯中。高温下，能透过钢等材料。氕的制法：主要是用天然水电解、甲烷裂解和水煤气法等。二、氘氘（2H ）为氢的一种稳定形态同位素，也被称为重氢。原子核由1个质子和1个中子组成。在大自然中的含量，一般约为氢的1/7000，可以用于热核反应。重氢的质量数为2。在常温常压下为无色、无嗅、无毒、可燃性气体。化学性质与氕完全相同。但是，由于质量大，反应速度小一些。三、氚氚（3H ）是氢的一种放射性同位素，也被称为超重氢。原子核由1个质子和2个中子组成。自然界中存在极微少。主要用于热核反应。超重氢的质量数为3。具有放射性。但是，由于氚的β衰变，只会放出高速移动的电子，不会穿透人体。因此，人体只有大量地吸入氚，才会有害。四、氘氚聚合氘、氚2个轻原子核，在高温高压下，发生聚变反应，瞬时释放出巨大能量，也称为核聚变。用高爆炸弹引爆原子弹，再用原子弹来引爆氢弹。也就是说：“高爆炸弹是原子弹的雷管。原子弹则是氢弹的雷管。” 原子弹通常为几百~几万吨级TNT 当量。氢弹则可大至几千万吨级TNT 当量。苏联引爆的5500万吨级氢弹，是世界上威力最大的。

三叠纪全球海水的锶同位素组成及主要控制因素

卷(V o lum e )26,期(N um ber )1,总(To tal )103矿物岩石　　页(Pages )43-48,2006,3,(M ar ,2006) J M I N ERAL PETROL 三叠纪全球海水的锶同位素组成及主要控制因素黄思静,　孙治雷,　吴素娟,张　萌,　裴昌蓉,　胡作维成都理工大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室,地球科学学院,四川成都　610059 【摘　要】　三叠纪是地球环境的重大变革时期,海水锶同位素组成的研究也较为困难。三叠纪海水的87Sr 86Sr 值或是在短时间内剧烈变化(如早三叠世),或是在较长时间内保持稳定(如中三叠世—晚三叠世早期);已公布的全球海水锶同位素曲线也具有显著的不一致性。早三叠世约10M a 时间中海水87Sr 86Sr 值在海平面上升的背景下反而急剧增加,其控制因素与二叠三叠纪生物绝灭事件之后的生态空白、尤其是全球古陆缺乏植被的保护和相应的侵蚀作用加剧有关;早三叠世末全球生态环境的逐步恢复(尤其是大陆植被的复苏)以及该时间间隔中的火山作用是全球海平面上升背景下早三叠世末—中三叠世早期海水87Sr 86Sr 值的下降的主要控制因素;中三叠世—晚三叠世早期海水87Sr 86Sr 值的长时间稳定主要与全球海平面持续上升的背景下,大范围分布的陆表海对放射性成因锶的保护作用有关;古特提斯洋的关闭、西米里亚大陆与欧亚大陆的碰撞造山、以及全球海平面的显著下降造成了晚三叠世中期以后再次出现的海水87Sr 86Sr 值增加。【关键词】　三叠纪;二叠三叠纪界线;海水87Sr 86Sr 值;地质事件中图分类号:P 632. + 7 文献标识码:A 文章编号:1001-6872(2006)01-0043-06 收稿日期:2005-10-17 基金项目:国家自然科学基金资助项目(批准号:40472068);教育部博士点基金(20050616005) 作者简介:黄思静,男,57岁,教授(博士生导师),沉积地质学专业,研究方向:沉积地球化学和储层沉积学1 三叠纪是中生代的第一个纪,位于二叠三叠纪之交的全球生物绝灭事件之后,是地球环境的重大变革时期,也是海水锶同位素组成大幅度变化的时间间隔,早三叠世海水87Sr 86 Sr 值的上升速率以及早中三叠世界线附近海水87Sr 86 Sr 值的下降速率都分别是显生宙海水锶同位素比值上升和下降速率之最。三叠纪发生的众多地质事件倍受地质学家关注,如:1)晚二叠世末发生了广泛的火山喷发事件,我国华南地区界线处大都表现为火山成因的粘土层(细结构的火山碎屑岩)[1,2];2)二叠三叠纪之交发生了重要的全球生物绝灭事件[3～5],并出现了无机碳库的?13C 极小值[4,6,7];3)早三叠世是一个全球无煤时期,R etallack 等[8]认为与该时间间隔中成煤植物的绝灭有关,因而早三叠也是一个全球生态萧条的时间间隔[4];4)在中国南方的大多数地区,二叠纪—三叠纪是整合关系,但沉积环境发生了急剧的变化,如广元上寺地区,晚二叠世是相对深水的沉积环境(有放射虫硅质岩分布),早三叠世则是潮坪环境[4],因而界线附近显然存在巨大的环境变迁事件。这些重要的地质事件在二叠纪末—三叠纪全球海水的锶同位素组成中留下了怎样的记录,二叠纪末—三叠纪全球海水的锶同位素演化趋势是否与这些重

锶同位素在沉积学中的研究与进展

收稿日期:2007207227。本文由本刊编委郑荣才组稿并审稿。基金项目:国家自然科学基金/川渝地区海相三叠系的锶同位素研究0资助(编号:40472068)。作者简介:刘昊年,1976年生,男,硕士研究生,主要研究方向为沉积地质学。电话:(028)84079073。E 2mail:liable @https://www.360docs.net/doc/f4318920.html, 文章编号:167328926(2007)0320059207 锶同位素在沉积学中的研究与进展刘昊年,黄思静,胡作维,吴萌,王庆东 (成都理工大学/油气藏地质及开发工程0国家重点实验室,四川成都 610059) 摘要:随着海相碳酸盐锶同位素测试样品溶解技术和成岩蚀变检测方法以及地质历史中海相地层锶同位素数据库的不断完善,锶同位素在沉积学各领域的研究得到了突飞猛进的发展。文章综述了近年来国内在利用锶同位素进行物质来源分析、海相地层定年、古气候与古环境分析、水2岩相互作用研究、水文地球化学研究等领域的最新进展及发展方向。关键词:锶同位素;海相碳酸盐;示踪技术;水2岩相互作用中图分类号:P 597文献标识码:A Advances of strontium isotope in sedimentology LIU H ao 2nian,H UANG Si 2jing,H U Zuo 2wei,WU Meng,WANG Qing 2dong (S ta te Key La bor ator y of Oil &Gas Reser voir G eology a nd Exp loitation, Cheng du Univer sity of T echnology ,Chengd u 610059,China ) Abstr act:The studies on str ontium isotope have received r apid developments in all fields of sedimentology,with the continuous development of dissolution technology for strontium isotope samples of marine carbon 2ate,testing method for diagenetic alter ation and str ontium isotope database of marine sediments in the pe 2r iod of geologic history.Strontium isotope is applied to carry out the r esearches in the aspects of the prove 2nance analysis,dating mar ine sediments,paleoclimate and paleoenvironment analysis,water 2rock interac 2tion and hydrogeochemistry.The latest progr ess and development tr ends in these fields ar e discussed.Key words:strontium isotope;marine carbonate;tracer technology;water 2rock interaction 1 锶同位素的基本地球化学特征 (1)锶有4种天然同位素84 Sr 、86 Sr 、87 Sr 和88 Sr,它们都是稳定的。其中87Sr 是由87Rb 经B 衰变而成,故随着87Rb 的衰变,87Sr 在地质历史中是逐渐增多的。实际工作中,锶同位素的组成一般用87 Sr/86 Sr 值来表示。 (2)锶和钙在元素周期表中同属一个主族且位置相邻,并且锶的离子半径(0.113nm)与钙的离子半径(0.099nm)接近,同时锶与钾的离子半径(0.133nm)也相差不大,所以锶常常以类质同象的方式分散在含钙、钾的矿物中,如钙质碳酸盐(尤其是文石)、角闪石和磷灰石等,而很少形成自己独立的矿物。 (3)在化学与生物化学过程中,锶不会产生同位素分馏,因而在研究物质迁移和变化过程中, 87 Sr/ 86 Sr 是有效的示踪剂。 (4)锶在海水中的残留时间(U 106a)大大长于海水的混合时间(U 103a),因而任一时代全球海水锶元素在同位素组成上是均一的,不受纬度、深度的影响[1]。 (5)海水中锶同位素有2个来源:1大陆古老的硅铝质岩石化学风化所提供的相对富放射性成因的壳源锶,具有较高的87Sr/ 86 Sr 值,全球平均值为第19卷第3期 2007年9月岩性油气藏LITH OLOGIC RESERVOIRS Vol.19No.3 Sep.2007

稳定同位素分馏原理——大三下上课课堂笔记

2017.5.8： 1.δ：intrinsic（内在的，可独立存在），“R sample/R ref - 1”*1000%0 2.α---分馏系数（相关的），α越偏离1，代表二者分馏差距越大 3.原子质量的最基础的是12C定义为12 4.33A=33S/（34S+33S+32S+36S+.....）---丰度abundance 5.R：ratio，指的重的同位素比上轻的 6.18A=18O/（18O+17O+16） 7.δA’=ln（R A-sample/R A-ref），这个在值域上是对称的，但是图像不对称 8.Reference的选取：以O为例，最开始配了个SMOW水（与大西洋的水相近）、后来SMOW用完来又配了个PDB（peede beleanite---peede处的箭石），PDB一般只用于白云质的岩石的研究，剩下大多还是SMOW水（因为绝大多数理论是用的SMOW水），还有个TS是当时两个团队竞争时候其中有个人用厕所水做的标样（这两个团队参加曼哈顿计划当时） 9.法拉第杯：是质谱仪中的接收器 10.气相的同位素质谱仪中是钨丝发出电子打碎分子，比如CO2进入钨丝，会有CO2+、CO22+、CO+、O+等等，但是我们在设置法拉第杯的时候，选取我们需要的就好 11.GCISOLINK中需要将标样与所测气体都加进去，因为测绝对不好测试，但是测相对好测试（同样实验条件的相对比值是比较正确的，因为每次的以及不同的气体的电离情况不是绝对的，还存在） 12.Isotopologues（同位素异数体）：如果质谱的精度极其精确，那么就可以将同位素异数体的问题解决（比如46会有多个电子体，但是最后的小数点的数字会不同，因为每个核素的原子质量其实也是近整数，即核素的近似相对原子质量为整数） 13.C同位素的标样是VPDB（广海的碳酸盐） 14.Ultra公司----parorama公司的GCISOLINK的精度都很高，25000&70000（45.9-46.1中分成多少等分），其中后者现在只有UCLA有，但是属于试用版，精度比较低 2017.5.13： 1.δA-C=δA-B+δB-C+δA-B*δB-C 2.δA-C’=δA-B’+δB-C’ 3.目前测同位素比例的仪器 i.Mass spectrometry：（质谱） 1.Gas sample---gas ICMS 2.Solid sample---TIMS 3.Liquid---LA-ICP-MS 4.SS---Secondary Ion Ms（二次离子质谱） Ii. Spectroscopy（光谱）： 1.Cavity Ring-Down（前沿新的技术）