稳定同位素C
稳定同位素地球化学-碳硫同位素
氟化法
利用BrF5把Ag2S转变为SF6，特别用于测定δ33S和δ36S。
硫酸盐岩：
• • • 直接高温分解法
加入Cu2O或 V2O5与SiO2在1100 ºC分解硫酸盐，经Cu炉转变为SO2。
三酸还原法
用混合酸（HI+HCl+H3PO2）将硫酸盐还原为H2S，转化为Ag2S。
Kiba试剂还原法
用Kiba试剂（SnCl2+H3PO4）还原，获H2S，转化为Ag2S。提岩石全部硫。
辉钼矿 ＞ 黄铁矿 ＞ 闪锌矿 ≈ 磁黄铁矿 ＞ H2S ＞ 黄铜矿 ＞ S ≈ HS- 铜蓝 ＞ 方铅矿 ＞ 辰砂 ＞ 辉 铜矿 ≈ 辉锑矿 ＞ 辉银矿 ＞ S2-
• 蒸发岩（石膏）与海水SO42-之间和硫酸盐矿物 （如重晶石、石膏）之间分馏可以忽略不计。
沉积的石膏与溶液SO42-之间的同位素分馏在室温下仅 为1.65±0.12‰，相对现代海水+20‰值它们之间的差值是 可以不计的。
2）细菌厌氧发酵
细菌厌氧发酵过程产生CO2和CH4， 发酵造成的碳同位素分馏远比热解过程 大，其分馏系数 αCO2-CH4 = 1.025 ～ 1.060 温度增加分馏变小，高温时接近热解时 的分馏系数。
3）细菌还原硫酸盐（Bacterial Sulfate Reduction）
厌氧条件下硫酸盐还原细菌的还原作用是造成全 球硫循环的最重要的分馏作用。实验表明各类硫酸盐还 原细菌产生的直接同位素分馏在0～46‰之间，即分馏 系数为： αSO4-H2S = 1.000x ～ 1.046 分馏系数的大小与硫酸盐的浓度有关（Canfield and Teske, 1996)。
13C/12C
= 0.0112372 (Craig, 1957)
C和O稳定同位素在矿层沉积环境分析方面的应用
C和O稳定同位素在矿层沉积环境分析方面的应用瞿 琮（东华理工大学地球科学学院，江西 南昌 ３３００１３）摘 要：为了精确恢复地区的矿层性质、沉积环境和沉积特征，对于稳定同位素的地球化学分析研究尤其重要，主要是对Ｃ和Ｏ同位素的分析，从而可推断出当时的沉积环境和气候条件。
对于样品中元素的异常进行了分析，采用多接收电感耦合等离子体质谱仪（ＭＣ－ＩＣＰ－ＭＳ）对同位素比值进行了测定，使用δ（‰）＝（Ｒ样品／Ｒ标准－１）×１０００来表示。
对于碳氧同位素的研究表明，其与沉积环境具有一定的相关性，同时古环境中各类碳酸盐岩的碳、氧稳定同位素组成也受到沉积作用和成岩作用的影响，随之发生变化，进而我们可以利用碳氧同位素的原始沉积信息来推断当时的沉积环境。
关键词：Ｃ和Ｏ同位素；同位素比值；沉积环境中图分类号：Ｐ６１８．２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２０）１９－０１７２－２Application of C and O stable isotopes in the analysis of deposit sedimentary environmentQU Cong（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅａｒｔｈ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｅａｓｔ Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｃｈａｎｇ ３３００１３，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ａｃｃｕｒａｔｅｌｙ ｒｅｓｔｏｒｅ ｔｈｅ ｏｒｅ ｂｅｄ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ， ｓｅｄｉｍｅｎｔａｒｙ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ａｎｄ ｓｅｄｉｍｅｎｔａｒｙ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ａｒｅａ， ｉｔ ｉｓ ｐａｒｔｉｃｕｌａｒｌｙ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｓｔａｂｌｅ ｉｓｏｔｏｐｅｓ， ｍａｉｎｌｙ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｃ ａｎｄ Ｏ ｉｓｏｔｏｐｅｓ， ｓｏ ａｓ ｔｏ ｉｎｆｅｒ ｔｈｅ ｓｅｄｉｍｅｎｔａｒｙ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ａｎｄ ｃｌｉｍａｔｉｃ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ａｔ ｔｈａｔ ｔｉｍｅ． Ｔｈｅ ａｎｏｍａｌｙ ｏｆ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ｉｎ ｔｈｅ ｓａｍｐｌｅ ｗａｓ ａｎａｌｙｚｅｄ， ａｎｄ ｔｈｅ ｉｓｏｔｏｐｅ ｒａｔｉｏ ｗａｓ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ ｂｙ ｍｕｌｔｉ ｒｅｃｅｉｖｅｒ ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ ｃｏｕｐｌｅｄ ｐｌａｓｍａ ｍａｓｓ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ （ＭＣ－ＩＣＰ－ＭＳ）， ｗｈｉｃｈ ｗａｓ ｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ｂｙ δ （‰） ＝ （ｒｓａｍｐｌｅ ／ ｒｓｔａｎｄａｒｄ－１） × １０００． Ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｃａｒｂｏｎ ａｎｄ ｏｘｙｇｅｎ ｉｓｏｔｏｐｅｓ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅｒｅ ｉｓ ａ ｃｅｒｔａｉｎ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｃａｒｂｏｎ ａｎｄ ｏｘｙｇｅｎ ｉｓｏｔｏｐｅｓ ａｎｄ ｓｅｄｉｍｅｎｔａｒｙ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ． Ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅ， ｔｈｅ ｓｔａｂｌｅ ｃａｒｂｏｎ ａｎｄ ｏｘｙｇｅｎ ｉｓｏｔｏｐｉｃ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｖａｒｉｏｕｓ ｃａｒｂｏｎａｔｅ ｒｏｃｋｓ ｉｎ Ｐａｌｅｏｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ａｒｅ ａｌｓｏ ａｆｆｅｃｔｅｄ ｂｙ ｓｅｄｉｍｅｎｔａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｉａｇｅｎｅｓｉｓ， ａｎｄ ｔｈｅｎ ｃｈａｎｇｅ ａｃｃｏｒｄｉｎｇｌｙ． Ｗｅ ｃａｎ ｉｎｆｅｒ ｔｈｅ ｓｅｄｉｍｅｎｔａｒｙ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｏｒｉｇｉｎａｌ ｓｅｄｉｍｅｎｔａｒｙ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｃａｒｂｏｎ ａｎｄ ｏｘｙｇｅｎ ｉｓｏｔｏｐｅｓ．Keywords: Ｃ ａｎｄ Ｏ ｉｓｏｔｏｐｅｓ； ｉｓｏｔｏｐｅ ｒａｔｉｏ； ｓｅｄｉｍｅｎｔａｒｙ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ对于研究某地区矿层的沉积环境，运用的常规方法有：沉积地质矿物的原生沉积构造、构造、古生物化石的分析、岩芯的观测和测井曲线等，但对于各个层段相似的冲积相特色，不便观察。
稳定同位素材料
稳定同位素材料
稳定同位素材料指的是某元素中不发生或极不易发生放射性衰变的同位素材料。
稳定同位素材料具有广泛的应用价值，包括但不限于以下几个方面：
1. 核工业：某些稳定同位素可用于制造中子计数管、反应堆的控制棒和热中子屏蔽材料。
2. 医学领域：某些稳定同位素可用于治疗癌症，例如硼中子俘获治疗。
3. 半导体行业：某些稳定同位素可作为掺杂剂，用于生产高度集成、高密度的微型芯片。
4. 钢材添加剂：某些稳定同位素可作为钢材的添加剂，提高反应器的耐高温、耐辐射性能。
此外，稳定同位素材料在地质学、生物学等领域也有广泛的应用。
13c稳定同位素
13c稳定同位素
13C稳定同位素是化学领域中一个重要的研究课题。
它涉及到一种放射性同位素,即13碳同位素,这种同位素具有非常长的半衰期,可以在实验室中进行研究和分析。
13碳同位素是一种放射性同位素,它的半衰期可以达到数千年。
这种同位素可以通过几种不同的方法进行研究,包括量子计算、核磁共振和化学实验等。
在量子计算方面,13碳同位素可以用来研究碳同系物的结构、性质和反应。
通过对13碳同位素的量子计算,可以获得有关碳同系物的重要信息,包括它们的分子结构、电子分布和反应特性等。
在核磁共振方面,13碳同位素可以用来研究碳同系物的化学性质和生物分子。
通过对13碳同位素的核磁共振研究,可以揭示碳同系物的化学键结构、电子状态和反应性等。
在化学实验方面,13碳同位素可以用来研究碳同系物的物理和化学性质。
通过对13碳同位素的化学实验研究,可以揭示碳同系物的物理和化学性质,包括它们的化学键结构、分子形态和反应性等。
13碳同位素在研究碳同系物的结构和性质方面具有重要的作用。
通过研究13碳同位素的行为,我们可以更好地了解碳同系物的特性,为开发新的材料和药物提供了重要的理论基础。
稳定同位素(13)C标记乙醇
第２ ３卷 第 ２ 期
２１ ０ ０年 ５ 月
同 位 素
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆＩｏｏ ｅ ｏ ｒ ａ ｓ ｔｐ ｓ ｏ
ห้องสมุดไป่ตู้
Ｖｏ ＿ ３ Ｎｏ ２ Ｉ２ ．
Ｍ ａ ０１ ｙ２ ０
稳定 同位 素 Ｃ标 记 乙醇
罗 勇 ， 晓 宁 ， 杜 谭树 波 ， 王 刚 ， 张 亮 ， 孙桂 香
Ｌ ０ ｎ Ｕ Ｙｏ ｇ，ＤＵ ａ — ｉ ｇ，ＴＡＮ ｈ － ｏ，Ｗ ＡＮＧ ｎ Ｘｉｏ ｎ ｎ Ｓ ｕｂ Ｇａ ｇ，ＺＨ ＡＮＧ ｉ ｎ Ｌ ａ ｇ，Ｓ Ｎ ｉｘ ａ ｇ Ｕ Ｇｕ — ｉ ｎ
（ ｈ ｎ ｈ ｉ ｇ ｎ ｅ ｉｇ Ｒｅｅ ｒ ｈ Ｃ ｎｅ ｆ ｔｂ ｅＩｏｏ ， Ｓ ａ ｇ ａ ｉ ｅｒｎ ｓａ ｃ ｅ ｔｒｏ Ｓ ａ ｌ ｓ ｔｐｅ Ｅｎ
（ 海 化工 研 究 院 上 海稳 定 同位 素 工 程 技 术 研 究 中 心 ，上 海 上 ２Ｏ ６ ） ＯＯ ２
摘 要 ：以 Ｂ ” ０ ａ Ｃ 为原 料 ， 用 碳 化 锂 方 法 制备 乙 炔 ， 经 催 化 水 合 法 和 Ｎａ Ｈ 采 再 Ｂ 还 原 ， 备 了”Ｃ 乙醇 。考 制 ＿ 察 了反 应温 度 、 催 化 剂 等 合 成 工 艺对 产 物 收率 的影 响 。设 计 的合 成 路 线 反 应 条 件 温 和 ， 收 率 高 于 ５ ％ 。 助 总 Ｏ 产 品经 红外 、 谱 和 核 磁 检 测 ， 学 纯 度 ＞ ９ ， 色 化 ９ ”Ｃ同位 素 丰度 ＞ ９ ， 物 的 同位 素 丰 度 相 对 原 料 而 言 降 ５ 产
同位素C-13简介演示
CHAPTER 04
C-13的研究前沿与展望
C-13在环境科学中的研究
环境示踪
C-13同位素被广泛应用于环境科学中，作为环境示踪剂，用于追 踪碳的来源和迁移路径，揭示碳在生态系统中的循环过程。
植物生理学研究
通过测定植物组织中的C-13同位素丰度，可以研究植物的光 合作用、呼吸作用和水分利用效率等生理过程，为提高农作 物产量和品质提供理论支持。
土壤碳循环研究
利用C-13同位素技术，可以研究土壤有机碳的分解、转化和 固定过程，为农业土壤管理和碳减排策略制定提供科学依据 。
CHAPTER 03
CHAPTER 02
C-13的应用领域
地球科学研究
环境监测
通过测量大气、水体和土壤中的C13同位素丰度，可以追踪碳元素的 循环和迁移转化过程，研究自然环境 和生态系统的变化和污染状况。
地质年代学
利用C-13同位素测定地质样品的年代 ，可以推断地质历史时期的气候变化 、生物演化和地壳运动等信息。
医学领域
的、高选择性的分析方法。
C-13质谱技术
01
定义
C-13质谱技术是利用C-13同位素在质谱中的离子化特性和质量差异进
行分子鉴定和定量分析的方法。
02 03
原理
通过将样品中的C-13同位素离子化，生成具有特征质量数的离子碎片 ，然后利用质谱仪对这些离子进行分离和检测，从而确定分子的结构和 浓度。
应用
糖尿病诊断
C-13同位素可用于糖尿病的诊断和监测。患者口服含有C-13标记葡萄糖的药 物后，通过测量呼出气体中的C-13同位素丰度，可以评估胰岛素分泌和葡萄糖 代谢情况。
海相和陆相沉积物稳定碳同位素比的比较及意义
海相和陆相沉积物稳定碳同位素比的比较及意义地球是一个充满活力的星球，它不断经历着各种自然环境的变化。
这些环境变化导致地球上的生物种群、气候和岩石的形成发生变化。
而这些变化在地质历史上留下了不可磨灭的印迹。
在这些历史变迁中，沉积物起着关键性的作用。
沉积物记录了地球上很长一段时间的环境变化，而碳同位素比则是研究这种变化的关键指标之一。
本文将重点讨论海相和陆相沉积物稳定碳同位素比之间的比较及其意义。
一、海相和陆相沉积物的碳同位素组成碳同位素组成是地球化学研究中的一个重要内容。
如今，碳同位素比已经成为研究各种岩石、土壤和沉积物环境变化的利器。
在大自然中，碳元素有两个稳定的同位素：碳-12和碳-13。
它们的化学性质相同，但在原子核中的中子数不同。
海相沉积物中的有机质主要来源于浮游生物、植物和腐殖质。
在这些有机物中，碳-12的含量相对较高，而碳-13的含量相对较低。
这是由于这些生物在自身的代谢过程中对碳的选择性。
因此，海相沉积物的碳同位素组成通常以负数表示，即δ13C。
例如，生物组织的δ13C值通常在−20‰到−30‰之间。
陆相沉积物中的有机质主要来源于陆生植物、土壤和腐殖质。
这些有机物的碳同位素组成不同于海相沉积物。
由于光合作用中植物与大气CO2之间的交换，陆生植物中的δ13C值通常为−23‰到−29‰。
而土壤和腐殖质中的碳同位素比通常在−21‰到−27‰之间。
因此，陆相沉积物的δ13C值相对海相沉积物较正。
二、海相和陆相沉积物的δ13C变化及其意义海相和陆相沉积物的δ13C值不仅反映了有机来源的不同，还反映了各自环境的不同。
1. 环境因素对海相沉积物δ13C值的影响海相沉积物的δ13C值与海洋环境变化密切相关。
其中最重要的因素是CO2 浓度的变化、海水温度的变化和盐度的变化。
这些环境变化形成了不同的生态系统，导致水下生物的生长、分布和代谢方式的改变，从而影响了碳同位素比的δ13C值。
例如，在中新世末期，热带太平洋的海洋环境发生了显著变化，导致海相沉积物δ13C值逐渐降低。
稳定同位素在地球科学中的应用
稳定同位素在地球科学中的应用稳定同位素在地球科学中的应用稳定同位素是指具有相同原子序数但不同中子数的同一元素的同位素。
相比于放射性同位素，稳定同位素具有更长的半衰期，不会放射出有害辐射。
它们在地球科学研究中具有广泛的应用。
本文将就稳定同位素在地球科学领域中的应用进行探讨。
首先，稳定同位素可以用于地质年代学研究。
地质年代学是研究地球历史演化和地质过程的学科。
通过分析含有稳定同位素的岩石、土壤或化石样品，可以确定它们的形成时间和地质历史。
例如，稳定同位素碳-13和氮-15可以用于研究生态系统中不同生物群落的演化历史和营养链结构。
通过分析不同组织中稳定同位素的比例，可以推断生物的食物来源和环境条件的变化。
其次，稳定同位素可以用于研究水文地质学。
水文地质学是研究地下水运动和分布的学科。
稳定同位素的水分馏分异质性可以反映不同地下水水源之间的关系。
例如，稳定同位素氢-2和氧-18在地下水中的比例可以用于确定地下水的来源、补给途径和水文循环过程。
通过分析地下水中稳定同位素的组成，可以揭示地下水运动的路径和速率，指导地下水资源的管理和保护。
此外，稳定同位素也在气候变化研究中扮演重要角色。
稳定同位素氧-18在海洋和冰川中的沉积物中广泛存在，可以用于重建古气候变化。
由于氧-18的同位素分馏效应与温度和降水量有关，因此可以通过分析古代沉积物中氧-18的比例来推断古气候条件。
此外，稳定同位素碳-13和氧-18可以用于研究碳循环和海洋生态系统的变化，为预测气候变化和海洋生物多样性的响应提供重要依据。
最后，稳定同位素在地质资源勘探中也有重要应用。
矿产资源勘探需要探明矿体的成因和分布规律。
稳定同位素地球化学可以帮助确定成矿流体来源和作用过程。
稳定同位素铅-206和铅-207可以用于铅锌矿和铀矿的成矿年龄测定。
通过分析稳定同位素的比例，可以判断矿体的成因类型和矿床的形成机制，指导矿产勘探和开发。
总之，稳定同位素在地球科学中具有广泛的应用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
在地表和近地表条件下，氧化反应是主 要的，所形成的二氧化碳的 δ13C 值与有 机碳的 δ13C 值相似；即 δ13C 值为 :-10 一 35‰。 在深部的高温变质条件下，氧化反应和 水解反应都存在，它们都能使源区中的 还原碳以氧化形式 (CO2)进入热液。
研究表明。在 350—600℃的温度条件下， 由水解反应产生的二氧化碳的 δ13C 值为 3—12‰ 。 13C 的富集可能同二氧化碳和 甲烷之间强烈的同位素分馏有关。
Ohmoto(1972) 指 出 ， 除 非 成 矿 热 液的温度、氧逸度和酸碱度已知，否则 不能认为δ13C值为-5—-8‰的碳酸盐是从 δ13C∑C为-5—-8‰的热液中沉淀的。
生物成因碳的 δ13C 值的变化是很大的， 但是，热液氧逸度和酸碱度的变化也能 使热液中沉淀的碳酸盐矿物的 δ13C 值发 生很明显的变化。
三、碳同位素在矿床成因研究 中的应用
（一）热液矿床的碳同位素组成 1、热液中碳的来源 归纳起来，成矿溶液中的碳有3个来源： 岩浆源或深部源，它们的δ13C值为-7‰左 右; 沉积碳酸盐来源，其δ13C值为0左右； 沉积岩、变质岩与火成岩中的有机碳 (还 原碳)，它们的δ13C值为-25‰左右。
根 据 图 6-8Craig 曲 线 查 得 平 衡 温 度 为 258℃，该值与 H. Craig(1953) 报道的黄 石 公 园 喷 泉 与 温 泉 的 温 度 值 以 及 J. R. Hulston和W. J. McCabe(1962)报道的新 西兰北岛地热区的温度值相似，因而上 述计算结果是比较合理的。
2、确定原油的形成环境
一般认为，石油是由海相或陆相盆地 沉积物中的动植物残体逐渐演化形成的; 而海相和陆相有机质的碳同位素组成是 不同的。
2、岩石圈中的碳同位素
地壳中碳按同位素成分大体可分四类： (1) 沉积的碳酸盐类矿物和岩石，如方解石、 石灰岩、白云岩，其δ13C＝0; (2) 岩浆成因的碳酸盐岩、金伯利岩中的碳 酸盐、金刚石、内生成因石墨等，其δ13C ＝ 5.3— -7.0‰; (3) 火成岩及其中的碳，金伯利岩中SiC和黑 金刚石，其δ13C=-17.9一-28‰，与陨石碳相近 似; (4) 有机沉积物、沉积岩中的有机质、石油、 油页岩、煤和天然气等，其δ13C= -24—-29‰。
但研究表明，温度下降100℃仅能使碳酸 盐矿物的δ13C值增加2‰。 因此在该矿床中，热液与渐冷的围岩中 的碳酸盐矿物之间同位素分馏的增强可 能是晚期碳酸盐矿物 δ13C 值增加的一个 重要原因。
(2) 热液氧逸度的降低 Pine Point矿床在 整个成矿过中，热液的总碳同位索组成 是稳定的。但由于晚期热液氧逸度降低， 因而热液中甲烷的数量增加，12C富集在 甲烷中， CO2则富集13C，从而导致晚期 形成的碳酸盐矿物具有较高的正δ13C。
总的趋势是，随着石油形成时代变老， 它的 δ13C 值趋向降低，但三叠纪原油富 含12C (图6-12)。产生这种变化的原因目 前还不甚清楚。有些研究人员认为可能 同光合作用强度的变化有关。因为光合 作用改变大气二氧化碳的同位素组成， 并影响由其合成的有机物中12C的富集。
图6-13列出了不同时代沉积物中有机碳 同位素组成的变化，它和图6-12 所显示 的不同时代石油碳同位素组成的变化趋 势十分相似。这种相似性不是偶然的， 它表明有机质在转变成为石油的过程中， 其原始同位素组成一般都能保存下来。 因此，石油 δ13C 值的年龄效应很可能是 其生油母质δ13C值年龄效应的反映。
由于这些矿床都不含石墨，因而这些矿 床中方解石的平均 δ13C 值可近似作为矿 床的δ13C值。由此可知，矿床的δ13CΣC值 既不同于岩浆碳的值的 δ13C值(-5一-8‰)， 也不同于海相碳酸盐碳的 δ13C 值（近于 零），它们很可能是岩浆碳和碳酸盐碳 按不同比例混合的产物。
3、沉积矿床的碳同位素组成
2 、斑岩型矿床的碳同位素组 成
下表列出了我国某些不同种类斑岩型矿床 的碳同位素组成。
矿床 多宝山Cu 团结沟金矿 冷水铅锌矿 样品数 δ13C‰ 10 5 4 -2.48 -1.11 -3.82 δ18O‰ 2.8—2.1 10.2—-9.36 11.29—5.21 来源 马德有 吴尚全 黄耀生
铁矿层 (Dales Gorge段)中绝大多数碳酸 盐矿物的δ13C值为-9—11‰。 位于铁矿层上、下的 Duck Creek 白云岩 和Wittenoom白云岩中，大部分碳酸盐矿 物的 δ13C 值为 -2—+2‰ ，这与现代海相 碳酸盐的δ13C值相似。
在排除了脱碳酸盐化和地下水循环引起 的可能性之后，根据同位素资料与地质 资料的综合研究，他们认为在铁矿层中， 13C 富集的原因是铁矿层的沉积环境，即 铁矿层形成于一个离海洋很近但又是封 闭的、不受海洋碳同位素组成影响的盆 地中。
H. Ohmoto和R. O. Rye(1979)指出， 热液矿床中一个潜在的地温计是方解石二氧化碳。 通 过 测 定 不 含 碳 的 寄 主 矿 物 (host mineral)如石英、硫化物的原生气液包裹 体中二氧化碳以及同时沉淀的方解石的 碳同位素组成，就可利用相应的分馏系 数计算其形成温度。即使在温度高达 300℃的情况下所获得的成矿温度也是比 较可靠的，误差在士 20℃范围内，因此， 碳同位素地温计也是有效的。
对热液总碳的估计
（二）某些热液矿床的碳同位 素组成
R. O. Rye和H. Ohmoto(1979)对某些热液矿 床中碳酸盐矿物及气液包裹体中二氧化碳的碳 同位素组成进行了研究，其结果示于图6-11。 早期形成的高温碳酸盐矿物一般以六面体晶体 为主，它们的δ13C值 (Panasqueira矿床除外)大 都在 -6 一 -9‰ 之间，反映出这些碳具有深部来 源的特点。
澳大利亚 Hamersley Range 铁矿是一 个十分有名的沉积矿床。尽管对该矿床 已作过十分详细的研究，但关于矿床的 成因，特别是铁矿层的沉积环境仍然在 争论之中，有些研究人者认为是浅海相， 有的认为是咸湖相，还有些认为是内陆 淡水湖相。
为了解决这一问题， R.H.Becker 和 R. N. Clayton(1979) 对该矿来进行了详细的碳 同位素研究。
热液的酸碱度变化主要影响热液中含 碳原子团的存在形式。 当热液的pH值小于6时，热液中H2CO3的 浓度大于 HCO3- 的浓度， CO32- 的浓度可 以忽略不计。 随着热液pH值逐渐增加至 12， HCO3-逐 渐居主要地位。当热液的 pH值大于12 时， 含碳组分则以CO32-为主。
根据对天然气、火山喷气、煤气以及沉 积物所含气体的研究，可将地壳气体划分如 下: (1) 生物化学带：这个带CO2=CH4 反应是 有机的，δ13C= -50—-80‰，是生物分馏作 用引起的。 ·
(2) 催化带：在这个带中，有机碳变 为甲烷。 (3) 热化学带：这个带中， CO2 ＝ CH4 反应是无机的。 (4) 深部带：地幔石墨是呈气体形式 存在的碳的来源。 表层生物化学带富含轻碳 (12C) ，愈向深 部愈富13C，深部带δ13C＝ -l0—-30‰。
铁矿层中轻碳主要来自由风化作用而被 带入沉积盆地的有机物。因为在与铁矿 层伴生的燧石中，已发现有微生物(藻类) 存在的证据； 铁矿层中已发现有同位素组成与有机物 相似的还原碳，整个铁矿层都含有少量 黄铁矿，一般认为它是在有机物存在的 情况下形成的。
由于火山气体的 δ13C 值一般为 -8 一 -12‰ ， 因而在铁矿层形成过程中，火山作用也 可能提供一部分轻碳。
穆治国等 (1981)和张大椿等 (1984)对 我国某些钨矿床的碳同位素组成进行了 研究。由于这些矿床不含石墨，因而方 解石的平均 δ13C 值可近似等于成矿溶液 的δ13C值。
δ13C -6.45（6） -3.70（14） -5.70（3） -8.0（4） 资料来源 穆治国 穆治国 张大椿 张大椿
2 、热液中碳同位素组成的 变化
碳是变价元素，电价的改变对于13C是 富集还是贫化影响极大。 H. Ohmoto(1972)在这方面作了详细的研 究，他的结论是：热液碳酸盐矿物的碳 同位素组成取决于热液的总碳同位素组 成以及矿物沉淀时热液的温度、氧逸度、 酸碱度和阳离子浓度的变化特征。
(3) 其 他 源 区 中 富 13C 的 碳 的 加 入 Bluebell ， Sunnyside ， Darwin ， Casapalca等矿床，有的赋存在石灰岩中， 有的赋存在有石灰岩出露的区域内。在 这些矿床中，成矿作用晚潮均有大气降 水参与。这种水在富 13C的石灰岩中对流 循环时，将石灰岩中的 13C带入成矿溶液， 这使热液的总碳同位素组成发生变化， 导致晚期碳酸盐矿物相对富集13C。
晚期碳酸盐矿物(Upper Mississippi alley 矿床除外)一般均富13C。但在不同的矿床 中， 13C富集的原因可能是不同的，归纳 起来主要有：
（ 1 ）温度降低 温度降低使热液中 CO2 的溶解度升高。含碳组分之间的同位素 交换，使 CO2 富集 13C ，导致晚期形成的 碳酸盐矿物碳同位素组成的 δ13C 值升高。
这些源区中的氧化碳是通过溶解反应，
即 CaCO3+2H+→ H2CO3+Ca2+ 和脱碳反应，即 3 白云石 +4 石英→滑石 +3 方解石 +3CO2进入热液体系
上述源区中的还原碳是通过氧化反应，