同位素地球化學英文解釋翻譯、同位素地球化學的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【化】 isotope geochemistry
分詞翻譯:
同位素的英語翻譯:
isotope; isotopes
【化】 isotope; isotopes
【醫】 isotope
地球化學的英語翻譯:
geochemistry
【化】 geochemistry
【醫】 geochemistry
專業解析
同位素地球化學(Isotope Geochemistry)是地球化學的重要分支學科,它運用同位素示蹤和定年技術,研究地球及其他天體物質中同位素的組成、分布、豐度變化及其地質意義,以揭示自然過程的機制和演化曆史。其核心在于分析穩定同位素和放射性同位素的行為,服務于地質年代學、成岩成礦過程、古環境重建、資源勘探等多個領域。
詳細解釋:
-
研究對象與方法
該學科聚焦于自然界中元素的同位素(質子數相同、中子數不同的原子),主要分為兩類:
- 穩定同位素(如氫-2(D)、碳-13(¹³C)、氧-18(¹⁸O)、硫-34(³⁴S)):不隨時間發生放射性衰變,其豐度變化主要由物理、化學和生物過程(如分餾作用)引起。通過測量樣品中穩定同位素的比值(如δ¹³C, δ¹⁸O),可追溯物質來源、反應路徑和環境條件(如古溫度、古鹽度、生物活動)。
- 放射性同位素(如鈾-238(²³⁸U)、鉀-40(⁴⁰K)、铷-87(⁸⁷Rb)、碳-14(¹⁴C)):具有不穩定性,會衰變成子體同位素。利用已知的衰變速率(半衰期),通過測量母體與子體同位素的比值,可精确測定岩石、礦物、化石或考古樣品的形成年齡(地質年代學),或示蹤地質過程的時限。
-
核心應用領域
- 地質年代學:是構建地球和太陽系時間标尺的基礎。例如,鈾-鉛法測定古老锆石年齡确立早期地殼形成時間,鉀-氩法确定火山岩噴發時代,碳-14法用于年輕地質體和考古樣品定年。
- 示蹤物質來源與過程:穩定同位素如同“天然指紋”。如鉛同位素比值可區分不同礦床或污染源;锶、钕同位素揭示岩石圈地幔或地殼的貢獻;碳、氧同位素組合指示古海洋溫度變化和碳循環擾動。
- 成岩成礦與流體研究:分析礦物或流體包裹體中的氫、氧、硫等同位素,可确定成礦流體來源(岩漿水、大氣水、海水)、演化及礦床成因機制。
- 古氣候與古環境重建:深海沉積物、冰芯、碳酸鹽岩中的氧同位素記錄(δ¹⁸O)是全球氣候變化研究的關鍵指标;碳同位素異常(δ¹³C)常關聯重大生物滅絕或甲烷釋放事件。
- 行星科學與天體化學:研究隕石、月岩的同位素組成,為太陽系形成、行星演化及地外物質輸入地球提供證據。
權威來源參考:
- 國際地球化學協會(IAGC)對同位素地球化學研究範疇的定義與應用案例(來源:IAGC官網專題介紹)。
- 《地球化學原理》(White, W. M. 著)系統闡述了同位素分餾理論、放射性衰變體系原理及應用(來源:Elsevier 學術出版社)。
- 《Reviews in Mineralogy and Geochemistry》系列專輯常收錄同位素地球化學前沿綜述(來源:Mineralogical Society of America)。
- 中國地質學會同位素地質專業委員會發布的《同位素地質學》學科發展報告(來源:《地質學報》專刊)。
網絡擴展解釋
同位素地球化學是地球科學的重要分支學科,主要研究地球物質中同位素的分布、分餾規律及其在地質過程中的應用。以下是綜合多個來源的詳細解釋:
一、定義與研究對象
同位素地球化學以同位素分布特征為核心,通過測定岩石、礦物、水體等物質中同位素組成,揭示地球物質的形成、演化及地球系統曆史。研究對象包括穩定同位素(如碳、氫、氧)和放射性同位素(如鈾、钍、鉀)。
二、核心原理
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同位素分餾
指物理或化學過程導緻同位素比值變化的現象,分為:
- 質量分餾:由同位素質量差異引起(如蒸發作用中的氧同位素分餾)
- 熱力學分餾:由化學反應平衡狀态變化引起(如碳酸鹽形成時的碳同位素分餾)
-
放射性衰變定律
用于地質年代學測定,公式為:
$$
t = frac{1}{lambda} lnleft(1 + frac{D}{N}right)
$$
其中$t$為年齡,$lambda$為衰變常數,$D$為子體同位素含量,$N$為母體同位素含量。
三、主要研究方向
-
同位素地質年代學
通過放射性同位素(如U-Pb、Rb-Sr)測定岩石年齡,重建地質事件時間序列。
-
同位素示蹤技術
利用穩定同位素比值(如δ¹⁸O、δ¹³C)追蹤物質來源與遷移路徑,例如:
-
同位素動力學
研究同位素在高溫高壓條件下的分餾機制,揭示地球内部物質循環過程。
四、應用領域
領域 |
典型應用案例 |
參考來源 |
地質年代學 |
锆石U-Pb定年确定岩漿活動時間 |
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環境科學 |
碳-14測定古氣候溫度 |
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礦産資源勘查 |
硫同位素示蹤礦床成因 |
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行星科學 |
隕石同位素分析揭示太陽系形成過程 |
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五、學科特點
作為交叉學科,它融合了地球科學、核物理學和化學方法。中國已建立同位素地球化學數據庫,整合了超過50萬組同位素數據,支持地質年齡測定、礦産資源評估等研究。
如需更完整的學科發展史或具體技術細節,可查閱道客巴巴及原創力文檔的原始文獻。
分類
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