1、第十三章稀 有气体同位素地球化学第一节 稀有气体同位素地球化学研究概述v稀有气体，即氦 (He)、氖 (Ne)、氩 (Ar)、氪 (Kr) 、氙 (Xe)和氡 (Rn)， 又称惰性气体，系指化学元素周期表中的零族元素，以化学性质不活泼和在地球中含量稀少为特征。v正由于它的化学惰性和少的含量，稀有气体被发现、研究和应用都较晚。随着分析测试技术水平的提高，人们对稀有气体的物理化学性质有了较深的认识。v近三四十年来，稀有气体同位素地球化学作为地球化学的一个分支，在地质领域研究与应用日广，特别是在地球起源、形成、演化以及岩矿成因、来源的研究中被广泛应用。 v稀有气体元素是在 18941900 年间陆续
2、发现的。vArgon， 意为 “懒惰 ”的意思，中译名为 ”氩 ”。vHelium， 意为 “太阳元素 ” ，中译名为 “氦 ” 。vKrypton， 即 “隐藏 ”之意，它隐藏于空气中多年才被发现，中译名为 “氪 ” 。vNeon， 意为 “新的 ”，即从空气中发现的新气体，中译名为 “氖 ”。vXenon， 意为 “陌生的 ”，即人们所生疏的气体。中译名为 “氙 ”。vRadon，意为 “放射的 ”，中文音译成 “氡 ”v1991年，全国自然科学名词审定员会公布的 化学名词 中正式规定，把惰性气体改称为稀有气体。其理由在于惰性气体的 “惰性”是相对的。一、 稀有气体同位素地球化学研究现状u
3、稀有气体中，以 He、 Ar同位素在地质学中应用最早，范围最广，研究也最深入。uHe具两种稳定同位素： 3He 和 4HeuAr有三种稳定同位素： 40Ar、 38Ar、 36AruHe、 Ar同位素比值被用于追溯岩浆起源、地球分层等问题。目前已对大气、地壳、上、下地幔等不同来源物质的 He、 Ar同位素组成有了较为清晰的认识。u相对于 He、 Ar， Ne、 Kr、 Xe、 Rn的研究进展在过去相当长时间是缓慢的。特别是放射性的 Rn， 因其极微而难以测定的含量，目前研究极少。而 Ne、 Kr、 Xe的研究在近年却呈一种蓬勃之势，但对它们在地球中作用与意义认识分歧明显。u总之，稀有气体研究的
4、总趋势是： He、 Ar研究趋于成熟， Ne、 Kr、 Xe进展迅速 。二、稀有气体同位素比值的意义及应用领域v由于极微的含量，稀有气体元素用直接测试数据有一些缺陷：如表述不便，分析精度影响显著，极难发现规律性等。因而稀有气体分析中应用更多的是其同位素比值，这种方式运用最广，可在一定程度上克服上述缺陷或不足。这些比值被用于分析地球中的多种问题，如： 3He/4He等用于区分构造环境，探讨地球圈层结构； 3He/20Ne-4He/20Ne计算地幔氦输出量； 3He/4He、 20Ne/22Ne、 21Ne/22Ne、 40Ar/36Ar及 Xe同位素等追溯物质源区； 40Ar/39Ar， 40K/40Ar， U-Th/4He等用于岩体的测年； 3He, 21Ne（ 宇宙射线生氦氖） 计算火山岩的暴露年龄及侵蚀率； 4He/40Ar*(放射源 )讨论岩浆房深度； 40Ar/36Ar等用于大气混染程度分析，等等。
