isotope geochemistry是什么意思,isotope geochemistry的意思翻译、用法、同义词、例句
常用词典
[地化] 同位素地球化学
例句
Remarkable progress in stable isotope geochemistry solved many difficult geological problems effectively.
稳定同位素地球化学的迅猛发展,有效地解决了许多地质难题。
The hydrogen isotope equilibrium fractionation factors and kinetic fractionation parameters are the important basic data for the study of isotope geochemistry.
矿物水体系氢同位素平衡分馏系数和动力分馏系数是同位素地球化学研究中的重要参数。
To answer the problem needed integrated research of metamorphic petrology, geochemistry, isotope chronology, structural geology and so on.
这一问题的解答依赖变质岩石学、地球化学、同位素年代学和构造地质学等多学科综合研究。
专业解析
同位素地球化学(Isotope Geochemistry)是地球化学的重要分支学科,它通过研究自然界中化学元素同位素的组成、丰度、分布及其随时间、空间的变化规律,来揭示地球及其他天体的形成演化历史、地质作用过程、物质循环机制以及古环境变迁等信息。其核心在于利用同位素作为“天然示踪剂”或“地质时钟”。
以下是该学科的详细解释:
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核心研究对象:同位素
- 同位素定义: 指具有相同原子序数(即质子数相同,属于同一种化学元素)但不同质量数(即中子数不同)的原子。例如,碳元素有稳定同位素¹²C、¹³C和放射性同位素¹⁴C;氧元素有¹⁶O、¹⁷O、¹⁸O;锶元素有⁸⁷Sr、⁸⁶Sr等。
- 分类:
- 稳定同位素 (Stable Isotopes): 原子核不会自发衰变,如¹²C, ¹³C, ¹⁶O, ¹⁸O, D (²H), ³⁴S等。其丰度变化主要由物理、化学和生物过程中的同位素分馏效应引起。
- 放射性同位素 (Radioactive Isotopes / Radiogenic Isotopes): 原子核不稳定,会自发衰变形成其他元素(子体同位素),如⁴⁰K (衰变为⁴⁰Ar), ⁸⁷Rb (衰变为⁸⁷Sr), ¹⁴⁷Sm (衰变为¹⁴³Nd), ²³⁸U, ²³⁵U, ²³²Th (衰变系列最终形成Pb同位素)等。它们主要用于地质定年和示踪物质来源。
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核心研究内容与方法:
- 同位素分馏 (Isotope Fractionation): 物理、化学或生物过程(如蒸发、凝聚、扩散、化学反应、生物代谢)中,由于不同同位素原子质量的微小差异导致它们在反应物和产物之间、或不同相态之间分配比例发生改变的现象。分馏程度通常用δ值(δ¹³C, δ¹⁸O, δD等)表示,单位为‰(千分比)。研究分馏机制和δ值变化是稳定同位素地球化学的核心。
- 放射性衰变与地质年代学 (Geochronology): 利用放射性母体同位素衰变为子体同位素的规律(遵循指数衰变定律),通过测定岩石、矿物中母体和子体同位素的含量,计算其形成或经历重大热事件以来的时间。这是确定地球和太阳系年龄、地质事件序列的关键手段。
- 同位素示踪 (Isotope Tracers): 利用特定地质储库(如地幔、地壳、海水、大气)或特定过程(如沉积作用、岩浆活动)具有特征的同位素“指纹”(如Sr, Nd, Pb, Hf, Os等同位素比值),来追踪:
- 物质来源: 如岩浆岩的源区(地幔 vs 地壳),沉积物的物源区。
- 混合过程: 不同来源物质(如幔源与壳源岩浆)的混合比例。
- 循环过程: 如壳幔物质循环、水圈循环、生物地球化学循环(如碳、氮、硫循环)。
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主要应用领域:
- 地球与行星形成演化: 测定地球、月球、陨石、行星的年龄,研究太阳系早期分异过程。
- 岩石成因与地壳演化: 确定岩浆源区性质、岩浆演化过程、地壳生长与再造历史。
- 矿床成因: 示踪成矿物质来源(岩浆、地层、大气降水等),研究成矿流体演化。
- 古气候与古环境重建: 利用海洋沉积物、冰芯、碳酸盐岩(如贝壳、珊瑚、石笋)中的稳定同位素(δ¹⁸O, δD, δ¹³C)恢复古温度、古降雨量、古大气CO₂浓度、古海洋环流等信息。
- 水文地质与环境科学: 示踪地下水来源、补给、流动路径和污染源;研究全球水循环;追踪污染物迁移转化(如利用氮同位素研究硝酸盐污染)。
- 生物地球化学循环: 研究碳、氮、硫、氧等元素在生物圈、大气圈、水圈、岩石圈之间的循环通量和过程机制。
- 天体化学: 研究陨石、月岩、星际物质中的同位素异常,探索核合成过程、恒星演化及太阳系外物质。
权威参考来源:
- Geochemical Society: 国际权威地球化学专业组织,其网站和出版物是了解同位素地球化学前沿和基础知识的可靠来源。
- U.S. Geological Survey (USGS) - Isotope Geochemistry: 美国地质调查局提供关于同位素方法应用(如定年、示踪)的详细科学解释和实例。
- Clayton, R. N. (1981). Isotopic thermometers. In Stable isotope geochemistry (pp. 3-21). Mineralogical Society of America. 这是一篇关于稳定同位素地质温度计应用的经典综述论文(可通过学术数据库如Google Scholar查找)。
网络扩展资料
同位素地球化学(Isisotope Geochemistry)是地球化学的重要分支,主要研究自然界中同位素的分布、形成机制及其在地质过程中的应用。以下是详细解释:
1.基本定义
同位素地球化学结合了同位素科学(Isotope)和地球化学(Geochemistry),专注于分析元素同位素在地球系统中的行为。同位素指质子数相同但中子数不同的原子(如碳-12和碳-13),而地球化学研究地球各圈层的化学组成及演化。
2.研究内容
- 稳定同位素:如氢、氧、碳的稳定同位素,用于示踪地质流体来源、古气候重建等。
- 放射性同位素:如铀-铅、钾-氩,通过衰变规律测定岩石或矿物年龄(放射性定年)。
3.核心应用
- 地质年代学:通过放射性同位素衰变计算地质事件时间(如岩石形成年龄)。
- 环境示踪:稳定同位素可追踪污染物迁移路径或古环境变化(如氧同位素反映古温度)。
- 资源勘探:同位素分馏现象帮助定位矿床或油气资源。
4.学科分支
- 有机同位素地球化学:研究生物标志物中的同位素特征。
- 同位素水文地质学:分析地下水循环及污染过程。
5.重要性
同位素地球化学为理解地球演化、生命起源及环境变迁提供了关键工具,尤其在板块构造、气候变化等领域不可或缺。
如需更全面的信息,可参考地质学教材或专业文献(如、8、10)。
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