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  1)研究自然界同位素的来源、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派、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、衰变与增加的规律；阐明同位素构成变异的因素。据此来探讨地质作用的演化历史及物质来源；
3)运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办法，测定不同天体事件和地质事件的年纪，并作出合理的解释，为地球和太阳系的演化拟定时标。
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。
同位素地球化学的某些基本概念
核素  同位素 同量异位素  稳定同位素  放射性同位素  重稳定同位素  轻稳定同位素
               质谱仪的基本构造
四个部分：进样系统 离子源 质量分析器 离子接受器
  衡量质谱仪的技术原则有哪些
质量数范畴 分辨率 敏捷度 精密度与精确度
固体质谱分析为什么要进行化学分离
具相似质量的原子和分子离子的干扰;  重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。
  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
   氢气的制取办法？(有哪些还原剂)
U－还原法  Zn －还原法  Mg －还原法  Cr －还原法
  氧同位素的制样办法有哪些？
大量水样氧同位素制样办法？
硅酸盐氧同位素的BrF5法制样原理？
碳酸盐样品的磷酸盐制样法(McCrea法)
       水中溶解碳的提取与制样McCrea法
硫化物硫同位素直接制样法
(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。
  理解下列质谱仪
热电离质谱仪 (MAT260，261，262，Triton，GV354)
气体质谱仪(MAT251，252，253，Delta Plus， GV Isoprime 等)
惰性气体质谱仪，如 MM1200、MI1201-IG、 GV5400
MC-ICP-MS (LA-MC-ICP-MS)：如Neptune 、Nu Plasma
SHRIMP ： SHRIMP II离子探针质谱
本章重点
?         同位素分析成果的体现方式
?         稳定同位素（C、H、O、S)的国际原则
?         同位素分馏基本理论
–     热力学分馏
–     动力学分馏
?         分馏系数α及其与δ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
  同位素分析成果的体现方式
δ‰=(R样-R标)/R标×1000
        =(R样/R标-1) ×1000
δ‰=(R样-R标)/R标×1000
        =(R样/R标-1) ×1000
  分馏系数α及其与δ值之   间的关系
定义：αA-B= RA/RB
1000lnα≈△A-B＝δA－δB
  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δA>δB>δC，则
△A-C= △A-B + △B-C
△B-C= △A-C -△A-B
△A-B= △A-C - △B-C
  同位素地质温度计
?         同位素分馏方程
              1000lnα=A×106/T2+B
?         同位素馏分曲线
注意：分馏方程中T 为绝对温度(OK)
  同位素地质温度计
1000lnα石英-水=×106/T2 -
1000lnα石英-方解石=×106/T2
1000lnαPy-Gn=×106/T2
1000 lnαPy-Sp=×106/T2
4.  本章重点
氢-氧同位素的纬度效应、大陆效应、高度效应、季节效应
海水的氢-氧同位素构成是多少？引发海水的δ18O和δD微小变化的因素有哪些？
海底火山是如何影响局部海水同位素构成的？
大气降水来源的热泉水的氢氧同位素构成特性？
岩浆水、初生水的概念与氢氧同位素构成特性
火成岩的氢氧同位素构成特性、演化规律及其与矿物序列的关系？
？
8． Z=(δ13C+50)+(δ18O+50)是运用碳氧同位素来鉴别碳酸盐岩的沉积环境的鉴别方程，临界值是120。你能判断Z>120是属于海相还是属于淡水相吗？
  成矿温度、成矿液体的氧同位素值
已知  1000lnα石英-水=×106/T2-
            1000lnα方解石-水=×106/T2-
      计算成矿温度、成矿液体的氧同位素值。
  如何获得成矿热液的氢-氧同位素构成
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构成计算成矿溶液的氢氧同位素构成
  甲烷碳同位素构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，因此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
  在甲烷同系物烷类气中，热解成因的烃类气分子的δD值随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δD值随其碳数的增加而增大，即：
δDCH4<δDC2H6<δDC3H8< δDC4H10
   稳定碳同位素的比值是哪两个同位素       R=13C/12C
δ13C＝（R样品/R原则-1）×1000           国际原则：PDB
5. 3 是氧化型的碳富集13C还是还原型碳富集13C        （氧化型的）
  大气中的CO2的δ13C平均值是多少，海相碳酸盐岩的δ13C大概是多少
  海相碳酸盐和淡水碳酸盐哪个更富集13C
海相和非海相碳酸盐岩的碳同位素构成的这种差别要能重要是由沉积环境的不同所引发。在非海相碳酸盐形成过程中，土壤中的有机质不停进入沉积盆地，使沉积盆地12C浓度相对增加。
  变质作用会使碳酸盐岩的碳同位素构成更富集12C还是13C？
在变质反映过程中，释放出的CO2优先富集13C，从而使形成的碳酸盐矿物相对富12C。据预计，CO2中13C比方解石中高6‰左右。
  解读“δ13C等值线以及方解石和石墨的稳定场与热液物理化学条件的关系” 图(即 log fO2-pH 相图)
控制海水碳同位素构成的重要因素是什么？阐明理由。
?         有机碳库与无机碳库的相对比例：由于有机质优先富集12C，生物的大量绝灭将造成沉积物中有机质埋藏率的增加，从而使海洋沉积物中δ13C的值减少，相反，当生物出现复苏和大规模繁盛时，较轻的12C加入到有机质中，海洋沉积物中有机碳δ13C的值将会升高。
?         构造运动将深部贫13C的“毒化”水带至表层水，两种海水混合后以无机碳酸盐的形式沉淀下来
?         海平面下降，造成陆地和大陆架大面积暴露，有机碳的氧化强度增加
?         冰川作用，造成海平面升降，变化海洋和大陆架的生态环境，使生物发生集群绝灭
5. 10  海相有机碳和陆相有机碳哪个更富集12C？
?         海相沉积有机碳的δ13C值为-20‰左右，淡水沉积有机碳的平均δ13C值为-25 ‰左右，有的甚至低达-30‰。
5. 12   什么是原油碳同位素类型曲线？有什么意义？
?         原油中所含的分子含有完全不同的构造，其中最重要的类型有饱和烃、芳烃、非烃和沥青质，它们的同位素构成差别明显。由原油中这些组分的碳同位素构成按一定次序排列构成的曲线叫原油类型曲线。
5. 14  在天然气中，甲烷及其同系物的同位素构成与成熟度的关系是什么？
?         甲烷的δ13C值都随有机母质热成熟度的增加而增大。
？无机成因的天然气又是什么规律？
油型 气： δ13C1<δ13C2<δ13C3<δ13C4
煤型 气： δ13C1<δ13C2<δ13C3<δ13C4
无机成因：δ13C1>δ13C2>δ13C3>δ13C4
5. 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δ34S的体现式           R=34S/32S
δ34S＝（R样品/R原则-1）×1000          国际原则：CDT
6. 2 硫同位素平衡分馏的价态规则与矿物序列。
矿物序列；34S富集系列形成重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。
Ü      对硫化物矿物δ34S：辉鉍矿(Bi2S3)<辉锑矿(Sb2S3)<辉铜矿(Cu2S)<方铅矿(PbS)<斑铜矿(Cu5FeS4)<黄铜矿(CuFeS2)<闪锌矿(ZnS)<黄铁矿(FeS2)<辉钼矿(MoS2)
价态规则；氧化态富重硫，还原态富轻硫，同位素交换平衡时含硫化合物中34S的富集序列为：SO42-＞SO32-＞SO2＞SCO＞Sx≈H2S≈HS-＞S2-。在平衡条件下，两种含硫化合物中硫的氧化态差别越大，它们的同位素分馏系数越大。
6. 3 细菌还原作用形成的硫的同位素构成有什么特性？
有两个明显的特性:
①还原形成的硫化氢或硫化物中32S的富集明显超出原始硫酸盐,δ34S一般为负值;
②硫化氢或硫化物32S的富集随还原程度而变化,体现为δ34S含有大的波动范畴
6. 4 影响有机还原作用形成的H2S 的硫同位素构成的因素有哪些？
① 温度② 反映速度③ 反映物消耗程度④ 酶的作用
6. 5 影响岩浆岩中硫同位素构成的因素
岩浆源区的物质成分；岩浆结晶分异作用；同化混染作用
6. 6陨石、海水、地幔硫的同位素δ34S分别是多少？   0左右  ‰左右  0左右
6. 7 沉积岩的硫同位素构成特性是什么？
变化范畴大；分布弥散；相对富集32S同位素；这是硫在自然界经历生物循环的重要标志。
6. 8试叙述体系的开放性与还原作用形成的H2S的硫同位素构成的关系。
1. 对反映物与产物都是开放的；2. 对产物是开放的，对反映物是封闭的；3. 对产物和反映物都是封闭的
6. 9 影响热液矿床中硫化物硫同位素构成的因素有哪些？
f (δ34Si)=f (δ34SΣ, I, T, pH, fO2)
6. 10解读闪锌矿-重晶石体系中logfO2-pH-δ34S图解
6. 11热液系统中总硫同位素构成的拟定
物理-化学平衡法（ IgfO2-pH-δ34Si）
矿物共生组合比较法（这是根据矿物沉淀的化学环境来预计成矿溶液的总硫同位素构成的办法）
平克尼(pinckney)和拉芙特(Rafter)法
6. 12 硫同位素温度计的应用
已知 1000lnα黄铁矿-闪锌矿=×106/T2+
1000lnα闪锌矿-方铅矿=×106/T2-
   写出黄铁矿-方铅矿的硫同位素分馏方程    (1000lnα黄铁矿-方铅矿=？？)
重要放射性衰变形式
α；β； 电子捕获（K层捕获）
△N∝N?△t
 N/N0=e-λt    或    N=N0e-λt     (4)
Dr = N eλt –N=N(eλt-1)   (7)
(半衰期与衰变常数的换算关系)
半衰期(Half-life) ：母核衰变为其原核数的二分之一所经历的时间，用T1/2表达。               
N/N0=e-λt两边取对数：-ln2 =-λT1/2   T1/2 ≈                 等时线、等时线斜率及其与年纪年纪的关系
  87Sr = 87Sr0 +87Rb(eλt-1)          （13）
这样，我们就能够把Rb-Sr年纪的基本公式转变为始终线方程： Y=a+bX     其中b=eλt-1
 来源于直线斜率：b=eλt-1
 
原生铅  原始铅  初始铅  放射性成因铅  正常铅  异常铅  矿石铅  岩石铅
基本思路:的积累。自地球形成开始铅同位素在某一含有正常的U/Pb、Th/Pb比值的体系中演化，由于U、Th的衰变作用不停积累了放射成因的206Pb、207Pb、208Pb，直到形成含铅矿物，才脱离原来的体系。含铅矿物形成之后，直到测定时仍保持原有的封闭状态，该矿物的铅同位素构成基本保持不变，它统计了从地球形成到矿物结晶这段时间放射成因铅
⑴ 地球形成早期U、Th、Pb的分布是均匀的，地球形成后U/Pb、Th/Pb比值才出现区域性的差别。
⑵ 地球早期原始铅的同位素构成为Canyon Diablo陨硫铁铅同位素构成(a0、b0、c0)。
⑶ 体系保持封闭系统，即自始至终在一种正常的U、Th-Pb系统中衰变。
⑷ 普通铅矿物形成之后Pb与U、Th分离,其同位素构成基本保持不变。
(μ、ω、Th/U比值)的计算办法与公式
该模式假定，普通铅的演化从地球形成时(×108a前)开始直到37×108a前为第一演化阶段，其238U/，282Th/，Th/。大概在37×108a前，由于发生分离事件，正常铅的演化进入第二阶段，即地壳阶段。由于地壳比地幔富含铀和钍，因此第二阶段的238U/，232Th/204Pb ，Th/。在上述两个阶段中，铅同位素都是在封闭的系统内演化的。
铅同位素地幔不均一性的证据有哪些？
?         分布分散，不同构造环境中的地幔铅的同位素构成不同
?         铅－铅二次等时线的存在
铅同位素构成的块体效应与铅同位素构造省
地质研究表明，地壳是由大大小小的块体(板块、微板块等)拼合而成，不同的构造块体含有不同的演化历史，加之深部地幔也存在不均一性，造成了不同的块体含有不同的构造及地球物理与地球化学特性。地壳的大规模横向化学不均一性已从地壳厚度、波速构造与热流的区域性明显差别得到证明。不同的构造块体含有明显不同地地球化学特性。无论是元素还是同位素，不同的构造块体间都显示出明显的差别。
  血型铅及其J型铅的意义
Ø       不同矿种或不同类型矿床的Pb同位素构成都有自已特定的变化范畴，有人把这种Pb同位素构成的特定变化称为“血型铅”。血型铅可作为找矿评价标志。
Ø       放射成因Pb高，Pb模式年纪不大于地层年纪或为负值的J型铅是密西西比河谷型Pb-Zn矿的血型铅206Pb/-。
BABI的含意？其值是><？（170页）
？
基性－超基性岩；碳酸岩；碱性岩；金伯利岩及其中的包体
？
不同区域内的玄武岩含有明显不同的初始87Sr/86Sr，，，。
因此地幔Rb-Sr等时线的出现乃是地幔中锶同位素长久处在不均一状态的一种重要证据。
碳酸岩的锶同位素构成反映这些岩石的初始87Sr/86Sr也含有较明显的变化，表明地幔的锶同位素构成是不均一的。
上地幔中锶同位素构成的不均一性有随时间而变化的趋势
一中生代花岗岩体，其 (87Sr/86Sr)i=，试应用右图阐明它的可能成因（图 9-18）
，阐明了什么问题？（图 9-19）
？
?          海水的87Sr/86Sr是变化的(~ )。这种变化重要决定于海水锶的3个来源区的锶同位素构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，海水的锶同位素构成可由下列公式表达：
        写出(143Nd/144Nd)的增加方程
=×10--1 ，计算147Sm的半衰期。
tDM、t2DM、tCHUR、εNd、fSm/Nd和fRb/Sr的含意是什么，及计算公式
  tDM、t2DM、tCHUR、εNd、fSm/Nd和fRb/Sr的含意是什么，及计算公式
，钐钕法测年重要应用对象有哪些？
超镁铁质岩石 ； 前寒武纪变质岩的原岩年纪； 高级变质岩的变质年纪（运用变生矿物）； 金属矿床测年
-钕同位素的地幔 系（排）列？
幔源岩浆岩的锶-钕同位素构成之间存在明显的负有关关系。在143Nd/144Nd— 78Sr/86Sr图上及εNd(t)—εSr(t)图上，这些幔源岩石的数据点沿始终线分布，该直线即称地幔系列，代表幔源物质的锶-钕同位素构成范畴。
地幔与地壳相比，哪个143Nd/144Nd比值相对大某些
εNd(t)是幔源岩石大还是壳源岩石大？εSr(t)呢？
？
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，其模式年纪代表岩体侵入年纪。
，如果能证明没有任何年轻的幔源组分加入，其模式年纪就是大范畴内花岗岩源岩年纪的平均值，亦即下伏原始陆壳的形成年纪。
-幔混合型花岗岩类的Nd模式年纪没有严格的时间意义，但在成因研究中含有重要意义，能够批示形成花岗岩的构造环境。