氢氧同位素ppt课件.ppt

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1、第三讲稳定同位素在矿床学中的应用思考题1、同位素的分馏有哪些形式？2、各种同位素平衡条件下，相对重同位素递减序列。3、主要的同位素分析标准有哪些？4、什么是氧同位素的内部温度计和外部温度计？应用时应该注意哪些问题？5、各种成因水的同位素组成的范围6、说出集中氧同位素在矿床研究中的应用。第一节概述一、同位素分馏不同的同位素组成的分子之间的相对质量差，会对分子中原子的振荡、化合物的一系列的物理常数和热力学函数产生一定成的影响，因此在物质运动过程中会表现出同位素的分馏现象。同位素分馏是指在一个系统中，某元素的同

2、位素以不同的比值分配到两种物质货物相中的现象。轻元素的同位素之间的相对质量差比较大，因此分馏比较明显，如H、O、C、S（Si、Cl、B）等；而重元素的同位素分馏不显著，如Pb、U、Th等。两种物质间的分馏程度以同位素分馏系数α表示αA-B=RA/RBRA和RB表示两种物质的同位素比值发生同位素交换反应有不同的类型：（一）热力学分馏：1、同位素交换（不发生化学反应，只有同位素的交换）：16O2(g)+C18O（g）=16O18O(g)+C16O(g)通式：A0X＋B＊X＝A＊X+B0X同位素交换平衡条件下，

3、重同位素递降序列：D：白云母→金云母→硬柱石→绿泥石→角闪石→十字石→黑云母18O：石英→白云母（硬石膏）→碱性长石、方解石、文石→白榴石→白云母、霞石→钙长石（蓝晶石）→蓝闪石（十字石）→硬柱石→石榴石、普通辉石、闪石→黑云母→橄榄石（榍石）→绿泥石→钛铁矿（金红石）→磁铁矿（赤铁矿）→烧绿石→13C：CO22-→CO2→C→CH4→CO34S：辉钼矿→黄铁矿→闪锌矿→磁黄铁矿→黄铜矿→斑铜矿→硫镉矿→铜蓝→方铅矿→辰砂→辉铜矿→辉锑矿→辉铋矿→辉银矿在一个矿床中不同的矿物的同位素交换是否达到平衡，上述

4、分配序列是一个判别标准。使用同位素温度计时，共存的矿物的同位素组成必须符合上述序列。2、蒸发-凝聚过程交换：25℃时，平衡条件下水蒸发的分馏系数：α18O=(18O/16O)液体/(18O/16O)蒸汽=1.0092αD=(D/H)液体/(D/H)蒸汽=1.074可见H同位素比O同位素分馏要显著（二）动力学分馏：1、扩散作用:V代表不同同位素组成的分子的扩散速度,m代表不同同位素组成的分子的质量数。如：VC16O/VC18O=1.0222、氧化作用不同的同位素化学反应的速度是有差别的。下式中A和＊A、P和

5、＊P分别表示某元素的轻、重同位素。AB+C=P(k1)*AB+C=*P(k2)动力学分馏系数＝k1/k2表生条件下，硫化物的氧化作用很快，分馏不明显，硫化物与氧化的硫酸盐的S同位素组成相似。内生的硫酸盐比内生的硫化物的δ34S值要高得多，可以以此区分硫酸盐的成因。3、 还原作用海水硫酸盐与岩石中Fe3+反应（无机作用）：SO42-+8Fe2++10H+==H2S+8Fe3++4H2Oδ34S：20‰（与还原程度有关）-5—20‰有机还原的同位素分馏要显著得多。曾在海相沉积物中发现硫化物比硫酸盐的δ34S低

6、60‰。4、 生物作用：光合作用、细菌作用等6CO2+6H2OC6H12O6+6HO212CO2的化学键比13CO2的容易断开，更容易进入有机质中。Epstein(1971)指出，绝大多数的陆生植物δ13C在-24—-34‰之间，水生、沙漠、泥沼的植物在-6—-19‰，水藻、地衣在-12—-23‰。二、标准O、H：SMOW标准(StandardMeanOceanWater):δ18O＝0，δD＝0D/HSMOW=1.050D/HNBS-118O/16OSMOW=1.00818O/16ONBS-1V-SMO

7、W（国际原子能委员会推荐标准，替代SMOW）：由蒸馏的海水与少量其他水混合而成。δ18O＝0，δD＝0NBS-1标准（Potome河水的蒸馏水制成）：δD＝-47.1‰，δ18O＝-7.89‰C、O：PDB标准（PeeDeeBelemnite，美国南卡罗来纳州白垩系PeeDee组中的拟箭石制成的CO2）：δ13C＝0，δ18O＝0PDB标准(拟箭石)与SMOW标准的转换:δXPDB=δXSMOW+δSMOW-PDB+10-3×δXSMOWδSMOW-PDB对于碳酸盐样品有:δ18OSMOW=1.0307δ

8、18OPDB+30.37S:CDT标准（CanyonDiabloTroilite）CanyonDiablo铁陨石中的陨硫铁相的硫同位素组成：34S／32S＝0.0450045，一般取δ34SCDT＝0Sr：美国国家标准局发布SRM987（纯碳酸锶）的87Sr／86Sr＝0.71014±0.00020Pb:CIT标准：18.625，15.475，36.300GS4标准：16.158，15.406，35.841NBS：16.937