地球化學第四講：同位素地球化學

地球化學第四講：同位素地球化學

同位素地球化學的基本概念01同位素的定義與分類同位素的定義同位素是指原子序數相同，質量數不同的原子核同位素具有相同的化學性質，但具有不同的物理性質同位素的分類根據原子核中質子的數量，將同位素分為整數同位素和奇數同位素根據原子核中中子的數量，將同位素分為輕同位素和重同位素同位素地球化學的奠基人弗雷德里克·桑格（FrederickSoddy）威廉·弗里克（WilliamFleck）同位素地球化學的發(fā)展階段20世紀初，同位素概念的誕生20世紀30年代，同位素分離技術的突破20世紀50年代，同位素地球化學的興起20世紀70年代，同位素地球化學的廣泛應用同位素地球化學的發(fā)展歷程同位素地球化學的研究意義同位素地球化學的研究意義揭示地球物質的來源、演化和分布探討地球內外過程的相互作用和影響提供地球史和地球動力學的重要信息同位素地球化學的應用領域地質學、環(huán)境科學、地球物理學等礦產資源勘查、環(huán)境污染防治、地殼穩(wěn)定性研究等同位素地球化學的基本原理02同位素分餾的概念同位素分餾是指在地殼和地球內部過程中，不同同位素的相對豐度發(fā)生變化的現象同位素分餾是同位素地球化學研究的基本原理之一同位素分餾的原理物理分餾：由于同位素質量不同，導致物質在物理過程中的分餾化學分餾：由于同位素化學性質差異，導致物質在化學反應過程中的分餾動力學分餾：由于同位素反應速率的差異，導致物質在動力學過程中的分餾同位素分餾原理同位素地球化學測定方法質譜法：用于測定同位素豐度，具有較高的靈敏度和精度核磁共振法：用于測定同位素豐度和結構，具有較高的分辨率和準確度射線熒光光譜法：用于測定同位素豐度，具有較高的靈敏度和速度同位素地球化學測定技術的發(fā)展20世紀50年代，放射性同位素測定方法的發(fā)展20世紀60年代，非放射性同位素測定方法的發(fā)展20世紀70年代，多同位素聯合測定方法的發(fā)展同位素地球化學的測定方法同位素年齡測定的原理同位素年齡是指物質中特定同位素的豐度與其生成時間之間的關系通過測定特定同位素的豐度，可以推算出物質的年齡同位素年齡測定的方法放射性同位素定年法：如鉀-氬定年法、鍶-鍶定年法、鈾-鉛定年法等非放射性同位素定年法：如鍶-鍶定年法、碳-14定年法等同位素地層學方法：如磁性地層學、生物地層學等同位素年齡測定的原理與方法同位素地球化學在地質學中的應用03同位素地層學的概念同位素地層學是通過測定地層樣品中同位素的豐度，研究地層時代、沉積環(huán)境和地層演化的學科同位素地層學是地質年代學的重要分支之一同位素地層學的方法和應用放射性同位素定年法：如鉀-氬定年法、鍶-鍶定年法、鈾-鉛定年法等非放射性同位素定年法：如鍶-鍶定年法、碳-14定年法等同位素地層學在地質年代學、沉積學、石油地質等領域的應用同位素地層學同位素構造地質學同位素構造地質學的概念同位素構造地質學是通過測定構造地質體中同位素的豐度，研究構造形成、演化和地球動力學過程的學科同位素構造地質學是構造地質學的重要分支之一同位素構造地質學的方法和應用同位素地球化學在板塊構造、地殼形變、地震地質等領域的應用同位素礦物學同位素礦物學的概念同位素礦物學是通過測定礦物中同位素的豐度，研究礦物成因、演化和地球化學過程的學科同位素礦物學是礦物學的重要分支之一同位素礦物學的方法和應用同位素地球化學在礦物成因、巖石學、地球化學等領域的應用同位素地球化學在環(huán)境科學中的應用04同位素水文地質學同位素水文地質學的概念同位素水文地質學是通過測定地下水、地表水、降水等水體中同位素的豐度，研究水循環(huán)、水文地球化學過程和資源評價的學科同位素水文地質學是水文地質學的重要分支之一同位素水文地質學的方法和應用同位素地球化學在水文地球化學、地下水循環(huán)、水資源評價等領域的應用同位素大氣化學的概念同位素大氣化學是通過測定大氣中同位素的豐度，研究大氣化學過程、大氣污染和氣候變遷的學科同位素大氣化學是大氣科學的重要分支之一同位素大氣化學的方法和應用同位素地球化學在大氣化學、大氣污染、氣候變化等領域的應用同位素大氣化學同位素生態(tài)學同位素生態(tài)學的概念同位素生態(tài)學是通過測定生物體中同位素的豐度，研究生物地球化學過程、生態(tài)系統(tǒng)結構和功能的學科同位素生態(tài)學是生態(tài)學的重要分支之一同位素生態(tài)學的方法和應用同位素地球化學在生物地球化學、生態(tài)毒理學、生態(tài)動力學等領域的應用同位素地球化學在地球物理學中的應用05同位素地熱學的概念同位素地熱學是通過測定地熱流體中同位素的豐度，研究地熱形成、演化和資源評價的學科同位素地熱學是地熱學的重要分支之一同位素地熱學的方法和應用同位素地球化學在地熱地球化學、地熱資源評價、地熱開發(fā)等領域的應用同位素地熱學同位素地球化學與地震學同位素地球化學與地震學的關系同位素地球化學可以為地震學提供地球內部物質成分、結構和演化的信息地震學可以為同位素地球化學提供地球內部過程的動力學和時序信息同位素地球化學與地震學的方法和應用同位素地球化學在地震機理、地震預測、地震地質等領域的應用同位素地球化學與重力的關系同位素地球化學可以為重力學提供地球內部物質成分、結構和演化的信息重力學可以為同位素地球化學提供地球內部過程的動力學和時序信息同位素地球化學與重力學的方法和應用同位素地球化學在重力場、地殼形變、地球動力學等領域的應用同位素地球化學與重力學同位素地球化學的發(fā)展趨勢與展望06高精度同位素分析技術的發(fā)展質譜儀、核磁共振儀、射線熒光光譜儀等儀器技術的不斷發(fā)展同位素分析技術的精度、靈敏度和準確度的提高高精度同位素分析技術在地球科學中的應用高精度同位素分析技術在地質學、環(huán)境科學、地球物理學等領域的應用高精度同位素分析技術的發(fā)展多同位素聯合分析多同位素聯合分析的概念多同位素聯合分析是指同時測定多個同位素，以揭示地球物質成分、結構和演化的綜合信息多同位素聯合分析是同位素地球化學的重要發(fā)展方向之一多同位素聯合分析的方法和應用多同位素聯合分析在地質學、環(huán)境科學、地球物理學等領域的應用同位素地球化學在地球系統(tǒng)科學中的應用地球系統(tǒng)科學的概念地球系統(tǒng)科學是研究地球系統(tǒng)各組成部分相互聯系、相互作用和演化的科學