地質流體穩定同位素(Su)示蹤詳解演示文稿第一頁，共一百三十頁。優選地質流體穩定同位(Wei)素示蹤第二頁，共一百三十頁。二、示蹤原理不同的(De)庫具有不同的(De)同位素組成。第三頁，共一百三十頁。三、查閱資料(Liao)重要periodical

1.GCA（GeochimicaetCosmochimicaActa)2.Chemicalgeology3.EPSL(EarthandPlanetaryScienceLetters)４.AppliedGeochemistry5.EconomicGeology6.JournalofGeochemicalExploration7.Lithos8.MetamorphicGeology9.Science10.Nature

第四頁，共一百三十頁。四、同位素及其分類

1、同位素(isotope)

質子數相同，中子數不同的元素。

2、放射性同位素(radioactiveisotope)

放射性同位素:凡能自發地放出粒子而衰變為另一(Yi)種同位素者稱為放射性同位素。

第五頁，共一百三十頁。衰變類(Lei)型(1)(負電子)衰變一個中子轉變成一個質子和一個電子

4019K4020Ca+－+ν+Q(2)正電子衰變質子轉變成中子

189F188O++++Q第六頁，共一百三十頁。(3)電子俘獲衰變4019K+－

4018Ar+Q(4)衰變

23892U23490Th+42He+Q(5)核裂變

23892U不同產物的核,典型的Zr(40)和Cs(55)伴(Ban)隨其他粒子和大量能量第七頁，共一百三十頁。五、穩定同位素(stableisotope)及放射性成因同位素(radiogenicisotope)穩定同位素：無可測放射性的同位素。其中一部分是放射性同位素衰變的最終穩定產物，稱(Cheng)之為放射成因同位素。

238U234Th234Pa234U230Th226Ra222Rn218Po214Pb214Bi214Tl(214Po)210Pb210Bi210Po206Pb另一部分是天然的穩定同位素，即自核合成以來就保持穩定的同位素。16O、17O、18O；12C、13C（注：14C）第八頁，共一百三十頁。六、同位素在(Zai)地質學上的應用1、放射性成因同位素地質事件的精確年齡；地質過程的天然示蹤劑；地質演化的速率和途徑-利用不同封閉溫度K-Ar:角閃石520℃；白云母350℃；黑云母300℃；斜長石250℃；鉀長石160℃Rb-Sr：斜長石600℃；白云母550℃；黑云母350℃；第九頁，共一百三十頁。示(Shi)蹤第十頁，共一百三十頁。地球主要儲庫Pb同位素組(Zu)成第十一頁，共一百三十頁。圖1海洋玄武(Wu)巖同位素組成變化范圍第十二頁，共一百三十頁。2、穩定同位素

地球化學示蹤(流體(Ti)和物質)地質溫度計第十三頁，共一百三十頁。第十四頁，共一百三十頁。第十五頁，共一百三十頁。七、地質流體的(De)同位素示蹤意義

——本課程重點應用范圍：1、成礦流體的來源示蹤與礦床成因和找礦預測2、俯沖帶流體的來源示蹤與殼/幔演化3、地表流體的來源示蹤與環境地球化學第十六頁，共一百三十頁。第一節穩定同位(Wei)素基本知識

第一章、穩定同位素基礎第十七頁，共一百三十頁。一、同位素(Su)豐度絕對豐度：指某一同位素在所有各種穩定同位素總量中的相對份額。通常取與1H(1012)或28Ｓi(106)的比值。相對豐度：指同一元素各同位素的相對含量。1H(99.985%)，2D(0.015%)16O(99.762%)，17O(0.038%)，18O(0.200%)第十八頁，共一百三十頁。二(Er)、同位素效應

由同位素質量差所引起的物理和化學性質上的差異。第十九頁，共一百三十頁。第二節、同位素分析結果的表達和(He)標準正是由于同位素效應，造成了地質過程中，兩相或多相共存時，不同相中同位素比值差異——使同位素示蹤成為可能。一、實測δ值

δA=1000×(RSa－RSt)/RSt(單位：‰）

SMOW(RSt)：18O/16O:2005.2×10-6；Rock（RSa)：18O/16O:2020×10-6則該巖石δ18O=1000×(2020×10-6－2005.2×10-6)／2005.2×10-6

=+9.4‰第二十頁，共一百三十頁。二、同位素(Su)標準要求：組成均一，性質穩定；數量相當大，以便長期使用；化學置備和同位素測量的手續簡便；大致為天然同位素比值變化范圍的中值，以便用于絕大多數樣品的測定；可作為世界范圍的零點。H和O同位素標準：SMOW(standardmeanoceanwater)或PDBC同位素標準：PeeDeeBelemite(PDB)南卡羅林納州S同位素標準：亞歷桑那州CanyonDiabloTroilite鐵隕石的隕硫鐵(CDT)N同位素標準：空氣第二十一頁，共一百三十頁。同位素之比縮寫符號標準樣2D/1HSMOW標準平均大洋水18O/16OSMOW標準平均大洋水18O/16OPDB美國南卡羅林納州白晉系皮狄組的美洲似箭石13C/12CPDB美國南卡羅林納州白晉系皮狄組的美洲似箭石34S/32SCDT美國亞歷桑那州卡揚迪阿布洛鐵隕石中的隕硫鐵第二十二頁，共一百三十頁。三、自然界一般物質的同位素值范(Fan)圍第二十三頁，共一百三十頁。第二十四頁，共一百三十頁。第二十五頁，共一百三十頁。第二十六頁，共一百三十頁。第二十七頁，共一百三十頁。第二十八頁，共一百三十頁。第三節、同(Tong)位素分餾

（isotopefractionation）指在一系統中，某元素的同位素以不同的比值分配到兩種物質或兩相中的現象，是同位素效應的表現?！餆崃W平衡分餾熱力學平衡分餾可以有很多過程,但都達到平衡。例如：化學反應、擴散交換動力學非平衡分餾A.交換時未達到平衡Ｂ．后期平衡被破壞非質量相關分餾同位素質量差一般與分餾效應成正比。碳質球粒隕石的白色包體δ１８Ｏ不滿足質量相關分餾第二十九頁，共一百三十頁。第四節(Jie)、分餾系數由δ定義得:δA=(RA/Rst－1)×1000,即RA=(10-3δA+1)×Rst,同理RB=(10-3δB+1)×Rst代入α定義式αA-B=RA/RB=(10-3δA+1)/(10-3δB+1)……………(1)或=(δA+103)/(δB+103)……………..(2)公式(1)兩邊取自然對數㏑αA-B=㏑(10-3δA+1)－㏑(10-3δB+1),右邊泰勒展開得㏑αA-B≈10-3δA－10-3δB≈10-3(δA－δB)或103㏑αA-B≈δA－δB……………..(3)或:△≈103㏑αA-B,（富集系數△=δA－δB）由(2)得或△≈103(αA-B－1)…………(4)由上得：103㏑αA-B≈δA－δB≡△

≈103(αA-B－1)

第三十頁，共一百三十頁。第三十一頁，共一百三十頁。1.墨西哥某(Mou)礦床的閃鋅礦的δ34S值為+1.38‰，共生方鉛礦的δ34S值為-0.71‰，求此閃鋅礦對方鉛礦的分餾系數δph-gl值。

αA-B=RA/RB=(10-3δA+1)/(10-3δB+1）103㏑αA-B≈δA－δB≡

△≈103(αA-B－1)第三十二頁，共一百三十頁。第(Di)二章、穩定同位素分析方法（略）兩個步驟：樣品制備質譜測定第三十三頁，共一百三十頁。1.樣品制(Zhi)備具體要求1.1

氫同位素樣品(1)水，鈾或鋅還原法(2)含羥基礦物(3)氣液包裹體第三十四頁，共一百三十頁。1.2氧(Yang)同位素樣品水碳酸鹽－磷酸法硅酸鹽和氧化物第三十五頁，共一百三十頁。1.3碳同(Tong)位素樣品有機化合物碳酸鹽第三十六頁，共一百三十頁。1.4硫同(Tong)位素樣品硫化物直接氧化法，SF6法(2)自然硫和硫酸鹽三酸還原法碳還原法熱分解法第三十七頁，共一百三十頁。第三章、同位素熱力學(Xue)平衡分餾同位素交換反應：分餾系數理論計算：第一節、同位素分餾系數獲?。ㄐ剩┓椒ㄒ?、理論計算第三十八頁，共一百三十頁。第三十九頁，共一百三十頁。二、實驗測定１、雙向交(Jiao)換（Ｐ４４）

第四十頁，共一百三十頁。２、外推法（公式３．２３）設(She)：b=(?i-?f)/(?i-?e)b(?i-?e)=(?i-?f),兩邊乘１／b得：?i-?e=(?i-?f)／b,?i=?e+(?i-?f)／b或書上：?i=?e－(?f－?i)／b第四十一頁，共一百三十頁。三、經驗估計條件：１、假定平衡２、已知溫度（一系列溫度，線(Xian)性擬合）第四十二頁，共一百三十頁。第二節、影響同位素平衡分餾的(De)因素一、溫度103lnα=A×106/T2+B×103/T+C二、壓力三、組分

物質的同位素分餾行為最終決定于鍵性(氧化態、離子電荷、原子量、同位素原子及與之結合的元素的電子排布等)，所有這些都與振動頻率及其變化率有關。第四十三頁，共一百三十頁。一般地，重同位素傾向于富集在鍵性強的化合物中。H2O(l)+HDS(g)?HDO(l)+H2S(g)H-O鍵比H-S鍵強，所以(Yi)D富集在水分子中。第四十四頁，共一百三十頁。電位高、原子量低的陽離子優先結合18O。例如對于Si4+－O鍵到Al3+－O到Fe2+－O鍵，陽離子的電位逐漸降低，原子量逐漸升高，結果是18O富集程度逐漸降低。因此，在氧化物和硅酸鹽礦物中，石英(SiO2)最富18O，而磁鐵礦(Fe3O4)較貧18O。當鋁硅酸鹽格架中Al取代Si時，伴隨有18O虧損(Sun)，結果相對于石英，堿性長石(K,Na,Rb)AlSi3O8較貧18O，鈣長石Ca2Al2Si2O8更貧18O。第四十五頁，共一百三十頁。四、物質結(Jie)構在同一物質的三種不同物態之間，重同位素傾向于富集在較緊密或有序度高的物態中。冰>水>水蒸汽文石>方解石金剛石>石墨第四十六頁，共一百三十頁。第四(Si)章、動力學分餾第一節、同位素交換機理一、單向化學反應C+16O18O→12C16O18O（k1)C+16O2→12C16O2（k2)α=k1/k2二、擴散現象例如：12C16O2比12C16O18O平均運動快22%三、溶解－再結晶第四十七頁，共一百三十頁。第二節、地質過程中的動力學同位素(Su)分餾

－瑞利分餾在自然界存在一種特殊的體系，在一定的物理化學條件下發生物相分離。分離前不同物相之間保持著熱力學平衡并處于封閉狀態，但分離后一相物質不斷離開體系，不再與另一相保持平衡。這種在開放體系中進行的過程稱之為瑞利過程，在瑞利過程中發生的同位素分餾稱之為瑞利分餾。第四十八頁，共一百三十頁。在物相分離前，相A和相B處于同位素平衡狀態，分離后相A不斷離開體系，B為殘(Can)留體系，f為殘(Can)留分數，有：RB/R0=f(αA-B－1)…...……….(1)換算成常用的δ表示由公式：αA-B＝RＡ/RＢ＝（1+10-3δA)/(1+10-3

δB)得：RＢ/R０＝（1+10-3δＢ)/(1+10-3

δ０)代入（１），兩邊取自然對數得：㏑[（1+10-3δB)/(1+10-3δ0)]＝（αA-B－1）㏑f

右邊展開：㏑[（1+10-3δB)/(1+10-3δ0)]≈10-3δB－10-3δ010-3δB－10-3δ0≈（αA-B－1）㏑f整理得：δB≈δ0+

103

（αA-B－1）㏑f……殘留分數為f時殘留相的δ的計算公式第四十九頁，共一百三十頁。分離相Ａ的δ（平均值）計算公式：由質量平衡公式得：ＲB

f＋ＲA（１－

f)＝Ｒ０ＲA＝（Ｒ０－ＲB

f）／（１－

f)ＲB的計算公式代入得：ＲA＝（Ｒ０－R0f(αA-B－1

f）／（１－

f）＝Ｒ０（１

－fα）／（１－

f）ＲA／Ｒ０＝（１

－fα）／（１－

f）換算成常用的δ表示：｛利用RＡ/R０＝（1+10-3

δA)/(1+10-3δ０)｝㏑[（1+10-3

δA)/(1+10-3δ０)]＝㏑[（１

－fα）／（１－

f）]左(Zuo)邊≈10-3

δA－

10-3δ０δA＝δ０＋103

㏑[（１

－fα）／（１－

f）]第五十頁，共一百三十頁。另一種形(Xing)式(書上):由（1+10-3

δA)/(1+10-3δ０)=（１

－fα）／（１－

f）整理得:1+10-3

δA=(1+10-3δ０)(１

－fα）／（１－

f）δA=(1000+δ０)(１

－fα）／（１－

f）

－1000第五十一頁，共一百三十頁。例(Li)子書上Ｐ７９第五十二頁，共一百三十頁。地(Di)質應用瑞利分餾的地質上應用1、巖漿氣液礦床2、巖漿過程和性質3、水文環境4、冰雪與環境研究5、氣藏運聚過程第五十三頁，共一百三十頁。第五章、同(Tong)位素地質測溫第一節、方法原理對于兩種礦物或一種礦物與水間，分餾滿足方程：103lnα=A×106/T2+B×103/T+C，（同位素分餾方程）一、單個樣品測定兩種礦物M1和M2的δ1和δ2，計得Δ1-2=δ1－δ2∵103lnα≈Δ1-2=δ1－δ2∴Δ1-2=δ1－δ2≈A×106/T2+B×103/T+C……….(1)方程(1)中Ａ、Ｂ、Ｃ為常數，分餾方程表中查得，將實測的δ1和δ2代入解出Ｔ，單位為Ｋ，－273.15得℃二、Δ的加和性與未知分餾方程的獲得Δ１－３＝Δ１－２＋Δ２－３三、多組樣品或多組礦物對（下節同位素平衡檢查）第五十四頁，共一百三十頁。第二節、同位(Wei)素平衡檢查一、共生順序判別法（Ｐ１１７）例如：氧同位素有：石英>方解石>堿性長石>藍晶石>多硅白云母>鈣長石>白云母>…….硫同位素有：硫酸鹽>輝鉬礦>黃鐵礦>閃鋅礦>黃銅礦>斑銅礦>方鉛礦>輝銀礦第五十五頁，共一百三十頁。二、等溫線法(以P52分餾方程舉例）主要基于Δ1-2=A1-2×106/T2+C1-2（忽略B×103/T項）選擇一種礦物（一般(Ban)為富重同位素礦物）為參考礦物，以ΔＲ-Ｍ－ＣＲ-Ｍ為縱坐標，以AＲ-Ｍ為橫坐標礦物Ｍ１有：ΔＲ-Ｍ１－ＣＲ-Ｍ１=AＲ-Ｍ１×106/T2（斜率為106/T2）礦物Ｍ２有：ΔＲ-Ｍ２－ＣＲ-Ｍ２=AＲ-Ｍ２×106/T2（斜率為106/T2）礦物Ｍ３有：ΔＲ-Ｍ３－ＣＲ-Ｍ３=AＲ-Ｍ３×106/T2（斜率為106/T2）假如參考礦物、礦物Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３間在溫度Ｔ時同位素交換平衡，則在圖上落在斜率為106/T2的同一條直線上。其實很多分餾方程為Δ1-2=A1-2×106/T2形式（忽略B×103/T+C項，見Ｐ４６、Ｐ４８、Ｐ５２、Ｐ５４表）此時，以ΔＲ-Ｍ為縱坐標，以AＲ-Ｍ為橫坐標對于多種礦物對可根據擬合的直線斜率由Ｋ＝106/T2計算出Ｔ第五十六頁，共一百三十頁。三、δ-δ圖解法這是最常用的一種方法。對于兩種礦物Y和X（Y更富重同位素），當兩者處于熱力學平衡分餾時，有：δy－δx＝103lnαy-x,即：δy＝δx

＋103lnαy-x在以δy和δx為縱、橫坐標的圖解上，樣品將落在斜率為１的一條直線上，y軸上的截距為103lnαy-x，同一地質體不同點的樣品ＳＡ１、ＳＡ２、ＳＡ３、ＳＡ４、ＳＡ５………ＳＡi的礦物Y和X的δ測試值將落在斜率為１、截距為103lnαy-x的直線上。根據礦物Y和X的分餾方程(Cheng)：

103lnαy-x＝Ａ×１０６／Ｔ２＋Ｂ×１０３／Ｔ＋Ｃ可算出溫度Ｔ（截距為103lnαy-x可直接從圖上讀出）這就是多個樣品的溫度計算方法第五十七頁，共一百三十頁。T=50℃T=550℃T=600℃T=+∞T=300℃T=400℃T=600℃第五十八頁，共一百三十頁。四、圖解垂線判別法選擇一種物相（例如，熱液礦床可選水）為參考物相，以103lnαＭ-Ｒ為縱坐標、以106／T2為橫坐標作圖，當礦物Ｍ１和Ｍ２處于平衡分餾時，即Ｔ相同(Tong)（106／T2相同），具相同橫坐標，此時礦物Ｍ１和Ｍ２的投影點連線為垂直線。

前提：已知Ｔ。第五十九頁，共一百三十頁。第三節、同(Tong)位素地質溫度計一、氧同位素地質溫度計１、外部測溫法只測定一種礦物同位素，另一相（通常為液相）采用假定值），根據已知礦物－水間的分餾方程，計算溫度。

最常用于古溫度測定。都建立了經驗公式Ｐ１２４－１２５２、內部測溫法Ａ、礦物－水Ｂ、礦物－礦物前提：（１）礦物對間達到分餾平衡；（２）礦物對間△足夠大；（３）礦物對間103lnα隨溫度變化明顯；（４）有已知的分餾方程；（５）無后期同位素退化第六十頁，共一百三十頁。３、單礦物測溫法

主(Zhu)要利用大氣降水方程，測定粘土礦物δ

18O、δD。設某粘土礦物與水間氫、氧同位素間有分餾方程：103lnαＨ＝ＡＨ×10６/T2+BH…………….(1)103lnαO＝ＡO×10６/T2+BO…………….(2)大氣降水：δDＷ＝８δ

18OＷ＋１０……(3)103lnαＨ=δDM－δDＷ,即δDＷ=δDM－103lnαＨ＝δDM－ＡＨ×10６/T2+BH……….(４)同理δ

18O

Ｗ=δ

18

OＭ－103lnαＯ＝δ

18

OＭ－ＡO×10６/T2+BO…….(５)將（４）、（５）代入（３），整理得：（８ＡO－ＡＨ）10６/T2＝８δ

18

Ｍ－δDM＋（BH－BO＋１０）…….(６)方程(６)為單礦物測溫方程第六十一頁，共一百三十頁。二、硫同位素地質(Zhi)溫度計硫化物間，同氧同位素內部測溫法。三、碳同位素地質溫度計方解石－石墨第六十二頁，共一百三十頁。練(Lian)習１、單樣品礦物對溫度計算２、單樣品多礦物溫度圖解計算（等溫線法）３、多樣品礦物對溫度圖解計算（δ－δ圖解）第六十三頁，共一百三十頁。第二篇(Pian)同位素各論第六十四頁，共一百三十頁。第一章氫和(He)氧同位素地球化學1H(99.985%)，2D(0.015%)16O(99.762%)，17O(0.038%)，18O(0.200%)第六十五頁，共一百三十頁。第一節、天(Tian)然水一、物態轉變過程中的氫氧同位素分餾 蒸發25°C，α（18O）1.0092，α（D）1.074但海水緩沖 冰凍△18O冰-水=3.5‰，△D冰-水=21.2‰但同樣，海水緩沖第六十六頁，共一百三十頁。二、海(Hai)洋水的氫氧同位素組成短周期變化1、蒸發（鹽度變化）2、凍結（實際上主要因引起鹽度變化）3、混合（其他洋水體加入）長周期變化1、水－巖相互作用（大洋沉積物δ18O很高、δD低，礦物沉積導致洋水δ18O降低，δD升高）2、冰川融化第六十七頁，共一百三十頁。三、大氣(Qi)降水緯度效應，即隨著緯度升高(即年平均氣溫降低)，D和18O值下降；大陸效應，即從海岸向大陸內部，D和18O值下降；季節效應，即夏季溫度較高，大氣降水相對較“重”，富集18O和D；冬季反之；高度效應，即隨高度增加，D和18O值下降。第六十八頁，共一百三十頁。降雨(Yu)－Rayleigh分餾第六十九頁，共一百三十頁。第七十頁，共一百三十頁。大(Da)氣降水線中國現代：D=7.918O+8.2第七十一頁，共一百三十頁。巖漿侵入淺部地殼加熱圍巖和水導致水－巖相互作用；中性、“氯化物”地熱水H同位素組成與當地大氣降水類似，但18O值升高；酸(Suan)性富硫的地熱水H和O同位素組成均不同于當地大氣降水.三、地熱水第七十二頁，共一百三十頁。四、其(Qi)他水初生水（來自地幔未與水圈相遇）：D=-60±20‰，18O=6±1‰巖漿水：D=-80‰

～-50‰，18O=5‰

～7‰變質水：D=-40‰

～-100‰，18O=5‰

～25‰第七十三頁，共一百三十頁。第二節、水(Shui)－巖交換作用封閉體系根據質量守恒：W·Wi+R·ri=W·Wf+R·rf移項：W(Wi-

Wf)=R(rf-

ri)W/R=(rf-

ri)/(Wi-

Wf)第七十四頁，共一百三十頁。Wf用Rf—△代入，變(Bian)形：18ORf=[18ORi+W/R(18Owi+△)]/(1+W/R)18Owf=[18ORi+W/R(18Owi)－△]/(1+W/R)第七十五頁，共一百三十頁。練(Lian)習假如一花崗閃長巖，新鮮巖石的δ18O=8‰，δD值為－60‰，與大氣降水（初始δ18O=－15‰，δD值為－130‰）在一封閉體系內在溫度400～450°C下發生水/巖反應（氧同位素富積系數△rock-water=2‰，氫同位素富積系數△rock-water=10‰）。求當水巖比W/R為0.95、0.80、0.60、0.40、0.20、0.05時，蝕變巖石的δ18O和δD值，并作出蝕變巖石δ18O和δD隨水/巖比的變化圖解。設巖石含水量為0.7﹪。第七十六頁，共一百三十頁。開(Kai)放體系第七十七頁，共一百三十頁。第七十八頁，共一百三十頁。氧(Yang)同位素和礦床第七十九頁，共一百三十頁。Skaergaard侵(Qin)入體第八十頁，共一百三十頁。第八十一頁，共一百三十頁。第八十二頁，共一百三十頁。Athightemperatures(temperaturesoftheinterioroftheEarthormagmatictemperatures),oxygenisotoperatiosareminimallyaffectedbychemicalprocessesandcanbeusedastracersmuchasradiogenicisotoperatiosare.Thesegeneralizationsleadtoanaxiom:igneousrockswhoseoxygenisotopiccompositionsshowsignificantvariationsfromtheprimordialvalue(+6)musteitherhavebeenaffectedbylowtemperatureprocesses,ormustcontainacomponentthatwasatonetimeatthesurfaceoftheEarth(TaylorandSheppard,1986).第八十三頁，共一百三十頁。火成(Cheng)巖絕大多數火成巖的18O變化范圍為5~15‰，D范圍為-40~-100‰。一般來說，18O值隨SiO2含量增加而增加。造成火成巖氫氧同位素組成變化的因素第八十四頁，共一百三十頁。年青新鮮玄武(Wu)巖氧同位素組成第八十五頁，共一百三十頁。Oxygenisotoperatiosinolivinesandclinopyroxenesfrommantleperidotitexenoliths.DatafromMatteyetal.(1994).第八十六頁，共一百三十頁。第八十七頁，共一百三十頁。島弧火(Huo)山巖第八十八頁，共一百三十頁。蛇綠(Lv)巖第八十九頁，共一百三十頁。洋中脊玄武巖－海水(Shui)相互作用高溫氧同位素交換低溫氧同位素交換第九十頁，共一百三十頁。花(Hua)崗巖高18O花崗巖低18O花崗巖正常18O花崗巖第九十一頁，共一百三十頁。沉積(Ji)巖碎屑沉積巖粘土礦物化學沉積巖粘土礦物氫氧同位素組成第九十二頁，共一百三十頁。變質(Zhi)巖原巖性質變質改造第九十三頁，共一百三十頁。生物圈的氫和氧同(Tong)位素生物過程中的動力學分餾有機物中的同位素分餾第九十四頁，共一百三十頁。OxygenandHydrogenIsotope

FractionationbyPlantsCO2，H2O和O2進入生物(Wu)質；光合作用過程中氧同位素平衡；控制反應：Fractionationsof+16to+27‰第九十五頁，共一百三十頁。第九十六頁，共一百三十頁。古氣(Qi)候Urey(1947),碳酸鹽古溫度計方解石－水第九十七頁，共一百三十頁。第四紀海洋(Yang)18O記錄和Milankovitch循環生物體方解石O同位素古海洋溫度；復雜性：溫度，海水O同位素組成，分餾系數差異，埋藏后同位素交換；CesareEmiliani(1955)分析有孔蟲18O值，發現60萬年以來15個冰期－間冰期循環，第四紀以來氣候變化源于地球軌道參數的變化。第九十八頁，共一百三十頁。碳酸鹽(Yan)氧同位素變化海水氧同位素和溫度；CesareEmiliani(1955)溫度變化是主要因素；ShackletonandOpdyke(1973)，海水氧同位素組成變化是主要因素。第九十九頁，共一百三十頁。海水(Shui)氧同位素組成變化第一百頁，共一百三十頁。Milankovitch循(Xun)環第一百零一頁，共一百三十頁。軌道參數變(Bian)化第一百零二頁，共一百三十頁。冰的(De)記錄第一百零三頁，共一百三十頁。土壤(Rang)和古土壤(Rang)碳酸鹽氧同位素組成第一百零四頁，共一百三十頁。第二章(Zhang)、碳同位素地球化學12C(98.90%)，13C(1.10%)兩個主要儲庫：有機碳和碳酸鹽第一百零五頁，共一百三十頁。生物體系同(Tong)位素分餾生物過程同位素分餾；植物(光合作用)，細菌＋無機物能量有機物食物鏈(同位素分餾)第一百零六頁，共一百三十頁。CarbonIsotopeFractionationDuringPhotosynthesis光合作用；陸地植物利用大氣CO2(–4.4‰)；海(Hai)洋藻類和水生植物利用溶解CO2或[HCO3]-

0.9‰

+7.0to+8‰第一百零七頁，共一百三十頁。生物過(Guo)程的動力學效應光合作用：6CO2+11H2OC6H22O11+6O2三步：植物從大氣中優先吸收12CO2，使之溶解于細胞質中；溶解在細胞質中的12CO2通過酶的作用優先轉移到磷酸甘油酸中，使殘余的12CO2富集13C，這些重CO2在呼吸作用中排出；植物磷酸甘油酸合成各種有機組分時進一步分餾。生物分餾第一百零八頁，共一百三十頁。C3循(Xun)環(Calvin循(Xun)環)酶3C－磷酸甘油酸影響植物碳同位素分餾的內在因素此循環長，所以分餾大，13C=-23~-38‰C3植物占90%，包括藻類，自養細菌，和絕大多數種植植物如小麥，水稻和堅果等羧化過程動力學分餾，陸地植物(-29.4‰)，細菌(-20‰)第一百零九頁，共一百三十頁。C4(HatchandSlack)循(Xun)環分餾為-2.0to-2.5‰此循環是短循環，分餾小，13C=-12~-14‰，C4植物包括熱帶地區的草和相關農作物如玉米和甘蔗第一百一十頁，共一百三十頁。CAM循(Xun)環介于C3和C4循環二者之間。許多體內有