isotope geochemistry是什麼意思，isotope geochemistry的意思翻譯、用法、同義詞、例句

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同位素地球化學（Isotope Geochemistry）是地球化學的重要分支學科，它通過研究自然界中化學元素同位素的組成、豐度、分布及其隨時間、空間的變化規律，來揭示地球及其他天體的形成演化曆史、地質作用過程、物質循環機制以及古環境變遷等信息。其核心在于利用同位素作為“天然示蹤劑”或“地質時鐘”。

以下是該學科的詳細解釋：

1. 核心研究對象：同位素

   • 同位素定義： 指具有相同原子序數（即質子數相同，屬于同一種化學元素）但不同質量數（即中子數不同）的原子。例如，碳元素有穩定同位素¹²C、¹³C和放射性同位素¹⁴C；氧元素有¹⁶O、¹⁷O、¹⁸O；锶元素有⁸⁷Sr、⁸⁶Sr等。
   • 分類：
     • 穩定同位素 (Stable Isotopes)： 原子核不會自發衰變，如¹²C, ¹³C, ¹⁶O, ¹⁸O, D (²H), ³⁴S等。其豐度變化主要由物理、化學和生物過程中的同位素分餾效應引起。
     • 放射性同位素 (Radioactive Isotopes / Radiogenic Isotopes)： 原子核不穩定，會自發衰變形成其他元素（子體同位素），如⁴⁰K (衰變為⁴⁰Ar), ⁸⁷Rb (衰變為⁸⁷Sr), ¹⁴⁷Sm (衰變為¹⁴³Nd), ²³⁸U, ²³⁵U, ²³²Th (衰變系列最終形成Pb同位素)等。它們主要用于地質定年和示蹤物質來源。

2. 核心研究内容與方法：

   • 同位素分餾 (Isotope Fractionation)： 物理、化學或生物過程（如蒸發、凝聚、擴散、化學反應、生物代謝）中，由于不同同位素原子質量的微小差異導緻它們在反應物和産物之間、或不同相态之間分配比例發生改變的現象。分餾程度通常用δ值（δ¹³C, δ¹⁸O, δD等）表示，單位為‰（千分比）。研究分餾機制和δ值變化是穩定同位素地球化學的核心。
   • 放射性衰變與地質年代學 (Geochronology)： 利用放射性母體同位素衰變為子體同位素的規律（遵循指數衰變定律），通過測定岩石、礦物中母體和子體同位素的含量，計算其形成或經曆重大熱事件以來的時間。這是确定地球和太陽系年齡、地質事件序列的關鍵手段。
   • 同位素示蹤 (Isotope Tracers)： 利用特定地質儲庫（如地幔、地殼、海水、大氣）或特定過程（如沉積作用、岩漿活動）具有特征的同位素“指紋”（如Sr, Nd, Pb, Hf, Os等同位素比值），來追蹤：
     • 物質來源： 如岩漿岩的源區（地幔 vs 地殼），沉積物的物源區。
     • 混合過程： 不同來源物質（如幔源與殼源岩漿）的混合比例。
     • 循環過程： 如殼幔物質循環、水圈循環、生物地球化學循環（如碳、氮、硫循環）。

3. 主要應用領域：

   • 地球與行星形成演化： 測定地球、月球、隕石、行星的年齡，研究太陽系早期分異過程。
   • 岩石成因與地殼演化： 确定岩漿源區性質、岩漿演化過程、地殼生長與再造曆史。
   • 礦床成因： 示蹤成礦物質來源（岩漿、地層、大氣降水等），研究成礦流體演化。
   • 古氣候與古環境重建： 利用海洋沉積物、冰芯、碳酸鹽岩（如貝殼、珊瑚、石筍）中的穩定同位素（δ¹⁸O, δD, δ¹³C）恢複古溫度、古降雨量、古大氣CO₂濃度、古海洋環流等信息。
   • 水文地質與環境科學： 示蹤地下水來源、補給、流動路徑和污染源；研究全球水循環；追蹤污染物遷移轉化（如利用氮同位素研究硝酸鹽污染）。
   • 生物地球化學循環： 研究碳、氮、硫、氧等元素在生物圈、大氣圈、水圈、岩石圈之間的循環通量和過程機制。
   • 天體化學： 研究隕石、月岩、星際物質中的同位素異常，探索核合成過程、恒星演化及太陽系外物質。

權威參考來源：

• Geochemical Society: 國際權威地球化學專業組織，其網站和出版物是了解同位素地球化學前沿和基礎知識的可靠來源。
• U.S. Geological Survey (USGS) - Isotope Geochemistry: 美國地質調查局提供關于同位素方法應用（如定年、示蹤）的詳細科學解釋和實例。
• Clayton, R. N. (1981). Isotopic thermometers. In Stable isotope geochemistry (pp. 3-21). Mineralogical Society of America. 這是一篇關于穩定同位素地質溫度計應用的經典綜述論文（可通過學術數據庫如Google Scholar查找）。

網絡擴展資料

同位素地球化學（Isisotope Geochemistry）是地球化學的重要分支，主要研究自然界中同位素的分布、形成機制及其在地質過程中的應用。以下是詳細解釋：

1.基本定義

同位素地球化學結合了同位素科學（Isotope）和地球化學（Geochemistry），專注于分析元素同位素在地球系統中的行為。同位素指質子數相同但中子數不同的原子（如碳-12和碳-13），而地球化學研究地球各圈層的化學組成及演化。

2.研究内容

• 穩定同位素：如氫、氧、碳的穩定同位素，用于示蹤地質流體來源、古氣候重建等。
• 放射性同位素：如鈾-鉛、鉀-氩，通過衰變規律測定岩石或礦物年齡（放射性定年）。

3.核心應用

• 地質年代學：通過放射性同位素衰變計算地質事件時間（如岩石形成年齡）。
• 環境示蹤：穩定同位素可追蹤污染物遷移路徑或古環境變化（如氧同位素反映古溫度）。
• 資源勘探：同位素分餾現象幫助定位礦床或油氣資源。

4.學科分支

• 有機同位素地球化學：研究生物标志物中的同位素特征。
• 同位素水文地質學：分析地下水循環及污染過程。

5.重要性

同位素地球化學為理解地球演化、生命起源及環境變遷提供了關鍵工具，尤其在闆塊構造、氣候變化等領域不可或缺。

如需更全面的信息，可參考地質學教材或專業文獻（如、8、10）。

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