同位素地球化学示踪

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  同位素地球化学示踪汉语拼音:Tongweisu Diqiu Huaxue Shizong;英语:Isotope Geochemical Tracing),利用元素同位素作为示踪剂,追踪地球物质和地外物质的运动和变化的一种方法。由此获取岩石或其他天然物质形成的地球化学过程和成因信息,重现地质历史和天体演化历史。根据元素的同位素特性和同位素组成变化的机理不同,常用的同位素示踪手段有以下几种。

  稳定同位素示踪 利用氢、锂、硼、碳、氮、氧、镁、硅、硫、氯、钾、钙等轻元素以及铁、铜、锌和硒等较重元素的稳定同位素比值(以δ值表示)变化,示踪天然物质形成的地质和地球化学过程;在生态学研究中,用于示踪生态系统过程和了解生理过程。这些元素的同位素比值变化原因是与质量有关的同位素分馏

  放射成因同位素示踪 利用天然放射成因稳定核素的同位素组成变化作为示踪剂,研究岩石成因和金属矿床的成矿过程、追踪成岩成矿物质来源和地质储库如地幔中某些特定元素随时间的变化,或者用来区分地球组分与地外组分。这种示踪手段的应用统称为放射成因同位素地球化学,包括锶、铈、钕、铪、锇和铅同位素地球化学。

  宇宙成因同位素示踪 利用铍-10、铝-26、氯-36和碘-129等宇宙成因核素作为地球化学和地球物理过程的示踪剂。这一手段,除了半衰期较长的碘-129可以应用于较老的地质系统之外,主要用来研究现代或近期地表过程。

  稀有气体同位素示踪 利用稀有气体氦、氖、氩、氪、氙的稳定同位素比值,作为地球化学和宇宙化学过程示踪剂。这些元素分别有2、3、3、6和9种稳定同位素,目前应用较多的是氦、氖和氩同位素。这一示踪手段能提供来自地球内部的信息,了解地球脱气作用历史和不同地幔储库之间混合关系,也可以用于研究陨石和其他地外物质,提供洞悉太阳系早期历史的信息,了解和阐明太阳系物质来源、形成和演化。