文档介绍：同位素地质学
(同位素年代学-地球化学)
凌洪飞
******@nju.
0. 序言
同位素地质学(isotope geology)
是根据地球或星体的各种物质中,同位素的分布以及因稳定同位素分馏、放射性同位素衰变和母-子体元素分馏而造成的同位素成分的变化,来研究这些物质的年龄、来源、演化及其过程的一门学科。包含两个分支学科:
同位素地质年代学(isotope geochronology)
同位素地球化学(isotope geochemistry)
同位素地质年代学(isotope geochronology)
定年(Dating)::太阳系行星的起源—考古;
同位素地球化学(isotope geochemistry)
示踪(trace):以稳定同位素分馏和放射性母-:太阳系行星的早期演化—地质作用—人类活动
同位素
同位素(isotope)是指原子核内质子(proton)数相同而中子(neutron)数不同的一类原子。在元素周期表中占据一个位置。由于质子数相同,它们属于同一元素的一簇原子,所以它们的基本化学性质相同,仅质量不同而已。
A(质量数)=Z(质子数)+N(中子数)
同位素的发现可以追溯到1907年Boltwood发现放射性元素具有相同的化学性质和不同的质量;
Soddy (1914)称其为isotope(同位素);
1914年,Richards & Lembert发现了Pb有不同的原子质量;同年,Thomson 实现了不同质量的Ne离子束的分离;这些发现说明非放射性原子也有同位素。
. Urey理论预测H存在同位素,并且对6升水蒸发到最后的蒸汽用分光方法证实有2H存在,其质量几乎是H的两倍,命名为Deuterium,即第二的意思,当时还不知道为什么是这样,因为中子尚未被发现,中子是一年后才被发现的。
地质学中同位素比值的研究是二战后开始的,当时Urey认为自然过程中氧稳定同位素有可能发生分馏,并且分馏量与温度相关。这一想法引导了氧同位素方法的发展,引导了古温度计的发明。此后,开展了大量研究。
现在,多数同位素质谱的测量精度已不是问题,问题在于对数据的解释上,有时也在样品的准备上。
Harold Urey, circa 1963
Born
April 29, 1893
Walkerton, Indiana, USA
Died
January 5, 1981 (aged 87), California, USA
Nationality
United States
Fields
Physical chemistry
Institutions
University of Copenhagen Johns Hopkins University Columbia University Institute for Nuclear Studies University of Chicago University of California, San Diego
Alma mater
University of Montana, University of California, Berkeley
Doctoral advisor
Gilbert N. Lewis
Doctoral students
Stanley Miller
Known for
discovery of deuterium, Miller-Urey experiment
Notable awards
Nobel Prize for Chemistry (1934)