1、同位素地球化学复习题1.1 同位素地球化学的基本任务1)研究自然界同位素的起源、演化和衰亡历史；2)研究同位素在宇宙体、地球和各地质体中的分布分配、不同地质体中的丰度及典型地质过程中活化与迁移、富集与亏损、衰变与增长的规律；阐明同位素组成变异的原因。据此来探讨地质作用的演化历史及物质来源；3)利用放射性同位素的衰变定律建立一套行之有效的同位素计时方法，测定不同天体事件和地质事件的年龄，并作出合理的解释，为地球和太阳系的演化确定时标。4 )研究同位素分馏与温度的关系，建立同位素温度计，为地质体的形成与演化研究提供温标。1.2 同位素地球化学的一些基本概念核素 同位素 同量异位素 稳定同位素 放射
2、性同位素 重稳定同位素 轻稳定同位素2.1 质谱仪的基本结构四个部分：进样系统 离子源 质量分析器 离子接收器2.2 衡量质谱仪的技术标准有哪些质量数范围 分辨率 灵敏度 精密度与准确度2.3 固体质谱分析为什么要进行化学分离具相同质量的原子和分子离子的干扰; 主要元素基体中微量元素的稀释; 低的离子化效率; 不稳定发射。2.5 同位素稀释法是用于元素含量分析还是用于同位素比值分析？ 元素含量分析2.6 氢气的制取方法？(有哪些还原剂)U还原法 Zn 还原法 Mg 还原法 Cr 还原法2.7 氧同位素的制样方法有哪些？ 1. 大量水样氧同位素制样方法？2. 硅酸盐氧同位素的 BrF5 法制样原
3、理？3. 碳酸盐样品的磷酸盐制样法(McCrea 法)2.8 水中溶解碳的提取与制样 McCrea 法2.9 硫化物硫同位素直接制样法2.10 硫酸盐的硫同位素制样法(直接还原法)把硫酸盐、氧化铜、石英粉按一定比例混合（置于石英管中）在真空条件下加热到 1120 左右时，硫酸盐被还原而转变成二氧化硫。2.11 了解下列质谱仪 1. 热电离质谱仪 (MAT260，261，262，Triton ，GV354)2. 气体质谱仪(MAT251，252，253，Delta Plus， GV Isoprime 等)3. 惰性气体质谱仪，如 MM1200、MI1201-IG、 GV54004. MC-ICP
4、-MS (LA-MC-ICP-MS)：如 Neptune 、Nu Plasma 5. SHRIMP ： SHRIMP II 离子探针质谱 本章重点? 同位素分析结果的表达方式? 稳定同位素（C、H、O、S)的国际标准? 同位素分馏基本理论 热力学分馏 动力学分馏? 分馏系数 及其与 值之间的关系? 同位素相对富集系数（）及其加和性? 同位素地质温度计3.1 同位素分析结果的表达方式=(R 样-R 标)/R 标1000=(R 样/R 标-1) 1000=(R 样-R 标)/R 标1000=(R 样/R 标-1) 10003.3 分馏系数 及其与 值之 间的关系1. 定义：A-B= RA/RB2.
5、 1000lnA-BAB3.4 同位素相对富集系数（）及其加和性? 某同位素在 A-B-C 三种矿物中有 ABC，则A-C= A-B + B-CB-C= A-C -A-BA-B= A-C - B-C3.5 同位素地质温度计? 同位素分馏方程1000ln=A106/T2+B? 同位素馏分曲线注意：分馏方程中 T 为绝对温度(OK)3.5 同位素地质温度计1000ln 石英-水=3.38106/T2 - 3.401000ln 石英-方解石=0.6106/T21000lnPy-Gn=1.03106/T21000 lnPy-Sp=0.3106/T24. 本章重点 1. 氢-氧同位素的纬度效应、大陆效应
6、、高度效应、季节效应2. 海水的氢-氧同位素组成是多少？引起海水的 18O 和 D 微小变化的原因有哪些？3. 海底火山是怎样影响局部海水同位素组成的？4. 大气降水来源的热泉水的氢氧同位素组成特征？5. 岩浆水、初生水的概念与氢氧同位素组成特征6. 火成岩的氢氧同位素组成特征、演化规律及其与矿物序列的关系？7.影响火成岩氢氧同位素组成特征的因素有哪些？8 Z=2.048(13C+50)+0.498(18O+50)是利用碳氧同位素来判别碳酸盐岩的沉积环境的判别方程，临界值是 120。你能判断 Z120 是属于海相还是属于淡水相吗？4.9 成矿温度、成矿液体的氧同位素值已知 1000ln 石英
7、-水=3.38106/T2-3.401000ln 方解石-水=2.78106/T2-3.40计算成矿温度、成矿液体的氧同位素值。4.10 如何获得成矿热液的氢-氧同位素组成流体包裹体直接测定法二、同位素平衡温度计算法即根据矿物-水的平衡分馏方程由矿物的氢氧同位素组成计算成矿溶液的氢氧同位素组成4.11 甲烷碳同位素组成与母岩成熟度的关系?由于有机母质上的 CH2D 官能团内 C-C 键的亲和力要比 CH3 官能团内 C-C 键的强，所以只有在热力增强的条件下才可使 C-CH2D 键断开，这使得甲烷在成熟度增加时氘的浓度也会相对富集4.12 在甲烷同系物烷类气中，热解成因的烃类气分子的 D 值随
8、其碳数的增加而变化的规律是什?在甲烷同系物烷类气中，热解成因的烃类气分子的 D 值随其碳数的增加而增大，即：DCH413C213C313C45. 16 油型气与煤型气中甲烷同系物的碳同位素的区别？ （答案同上）6. 1 写出 34S 的表达式 R=34S/32S34S（ R 样品 /R 标准-1）1000 国际标准：CDT6. 2 硫同位素平衡分馏的价态规则与矿物序列。矿物序列；34S 富集系列形成主要取决矿物的晶体化学性质，化学键的特点，金属- 硫的键合强度越大，矿物越富集 34S。 对硫化物矿物 34S：辉鉍矿 (Bi2S3)0.7000 还是0.7000？（170 页）9.2 哪些岩石是
9、来自地幔的？基性超基性岩；碳酸岩；碱性岩；金伯利岩及其中的包体9.3 锶同位素地幔不均一性的证据有哪些？ 1. 不同区域内的玄武岩具有明显不同的初始 87Sr/86Sr，如海岛玄武岩的平均值为 0.7037，大陆玄武岩的平均值大于 0.7037，大洋中脊玄武岩的平均值则低于 0.7037。2. 因此地幔 Rb-Sr 等时线的出现乃是地幔中锶同位素长期处于不均一状态的一个重要证据。3. 碳酸岩的锶同位素组成反映这些岩石的初始 87Sr/86Sr 也具有较明显的变化，表明地幔的锶同位素组成是不均一的。4. 上地幔中锶同位素组成的不均一性有随时间而变化的趋势9.4 一中生代花岗岩体，其 (87Sr/
10、86Sr)i=0.7132，试应用右图说明它的可能成因（图 9-18）9.5 分析不同构造环境中的玄武岩的锶同位素组成分布直方图，说明了什么问题？（图 9-19）9.6 影响海水锶同位素组成的因素有哪些？? 海水的 87Sr/86Sr 是变化的 (0.70675 0.7090)。这种变化主要决定于海水锶的 3 个来源区的锶同位素组成以及由它们所提供的锶在海水锶中所占的比例。据 G Faure 等(1965) 研究，海水的锶同位素组成可由下列公式表示：10.1 写出(143Nd/144Nd)的增长方程10.2 已知 147Sm=6.5410-12 年-1 ，计算 147Sm 的半衰期。10.3
11、tDM、t2DM、tCHUR、Nd、fSm/Nd 和 fRb/Sr 的含意是什么，及计算公式10.3 tDM、t2DM、tCHUR、Nd、fSm/Nd 和 fRb/Sr 的含意是什么，及计算公式10.4 根据钐钕及其同位素的地球化学特点，钐钕法测年主要应用对象有哪些？超镁铁质岩石 ； 前寒武纪变质岩的原岩年龄； 高级变质岩的变质年龄（利用变生矿物）； 金属矿床测年10.5 什么是锶-钕同位素的地幔 系（排）列？幔源岩浆岩的锶-钕同位素组成之间存在明显的负相关关系。在 143Nd/144Nd 78Sr/86Sr 图上及Nd(t)Sr(t)图上，这些幔源岩石的数据点沿一直线分布，该直线即称地幔系列
12、，代表幔源物质的锶- 钕同位素组成范围。10.6 地幔与地壳相比，哪个 143Nd/144Nd 比值相对大一些10.7 Nd(t)是幔源岩石大还是壳源岩石大？ Sr(t)呢？10.8 花岗岩的钕模式年龄有什么地质意义？当通过地质与地球化学等多项研究，能够证明形成花岗岩的岩浆是直接衍生于地幔，又没有受到地壳物质污染时，其模式年龄代表岩体侵入年龄。 2.对于壳型花岗岩，如果能证明没有任何年轻的幔源组分加入，其模式年龄就是大范围内花岗岩源岩年龄的平均值，亦即下伏原始陆壳的形成年龄。 3.壳-幔混合型花岗岩类的 Nd 模式年龄没有严格的时间意义，但在成因研究中具有重要意义，能够指示形成花岗岩的构造环境。
