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《氢氧同位素》课件

地球表面水体中的氢氧同位素分布
地球表面水体中的氢氧同位素分布受到多种因素的影响，如气候、地形、地质
等。
在不同地区和不同水体类型中，氢氧同位素的分布存在差异。例如，在冰川和雪水中，氢氧同位素的含量较低；而在湖泊和河流中，氢氧同位素的含量较高
。
地球表面水体中的氢氧同位素分布对于研究地球气候变化和地表水循环等方面
02 氢氧同位素的形成与转化
太阳辐射压的影响
太阳辐射压对地球大气层中的气体分子产生作用，使得氢氧同位素在大气中的分布发生变化。
太阳辐射压对大气中氢氧同位素的影响程度与太阳辐射的强度、波长以及大气层的厚度等因素有关。
在地球大气层中，太阳辐射压对氢氧同位素的影响较小，但在某些特定条件下，如极地的高空区域，其影响可能会更加显著。
具有重要意义。
氢氧同位素的转化机制
氢氧同位素在大气、地表水体和地下水体等不同环境中的转化机制存在差异。
在大气中，氢氧同位素的转化主要受到太阳辐射压、温度和湿度等因素的影响；而在地表水体和地下水体中，氢氧同位素的转化还受到水流、地质构造和生物作用等因素的影响。
了解不同环境中氢氧同位素的转化机制对于研究地球化学循环和水文循环等方面具有重要意义。
岩石年代测定
氢氧同位素可以用来确定岩石的形成年代。通过分析岩石中矿物和玻璃质中的氢氧同位素比率，可以推算出岩石的冷却时间和地质年代。
火山岩年代测定
火山岩中的氢氧同位素比率也可以用来确定其形成年代。通过分析火山岩中的矿物和玻璃质中的氢氧同位素比率，可以了解火山活动的历史和地质年代。
04 氢氧同位素在其他领域的应用
气候变化研究
通过氢氧同位素技术，深入理解气候变化的机制和过程，为应对气候变化提供支持。

同位素地球化学和分馏效应(氢氧同位素)

2 稳定同位素的标准值、实测值和成矿过程的
同位素效应
（1）氢-氧同位素 1)标准值(SMOW) The the Hydrogen isotope on Natural abundance: 2D: 1H=0.0156:99.9844; δDi(Pre mil)=[( D/H)i- (D/H )Standard]/ (D/H)Standard]×1000 Standard: Standard Mean ocean Water(SMOW) (D/H)SMOW=1.050(D/H)NBS-1 NBS-1:National Bureau of Sandards(USA)
一、稳定同位素
1. 轻元素的稳定同位素表示方法和分馏
（1）表示方法目前，以发现稳定同位素数目大约300多种，而
目前应用在矿床研究领域的稳定同位素主要有S、 H-O、C-O、N、Si、Li、B等。通常用轻稳定同位素的组成来表示（δ），这是因为： ①原子量小，同位素组成变化大； ②同一元素的轻同位素与重同位素的质量差大，如⊿21H/1H=100%、⊿13-12C/12C=8.3%、⊿18-16O/16O=12.5%、 ⊿34-32S/32S=6.3%； ③它们形成的化学键以强共价键为特征； ④碳、硫、氮具有可变的电价； ⑤同一元素的轻同位素比重同位素具有更高的丰度。
Gregory et al.（1986）和Criss et al.（1987）基于δ-δ图解原理，给出了开放体系中同位素交换反映的表达式。它们的结果可以直接转化为δ-△表达式。下面简要讨论的多相封闭体系中的同位素交换特征，根据质量守衡定律，有：
δx=x1δ1+x2δ2+x3δ3+x4δ4+xiδi
离图中的直线，说明体系为非平衡分馏（图1-1）。

第三讲 H-O同位素

3.6 同位素随气候的变化 Co-variation with Climate
3.6 同位素随气候的变化 Co-variation with Climate
3.6 同位素随气候的变化 Co-variation with Climate
黑河流域地下水同位素研究
主要问题
1、地表水和地下水的相互作用关系 2、地下水系统的补给和流动
1000
当水从海洋蒸发，然后又从云中凝结时造成了同位素分馏。结果降水普遍比海水减少δD和δ18O。
凝结雨滴δD和δ18O值成比例减少是瑞利条件下凝结分馏的特点。
3.2 O、H同位素分馏 The fractionation of O and H isotope
（3）瑞利条件下的凝结过程
3.2 O、H同位素分馏 The fractionation of O and H isotope
I
祁 2400 连山
2000 36
I'
龙首山
•
南部盆地以粗颗粒为主，含
高程 1600 (m)
1200
59 O 260
Q3
张掖市
C25 145 民参 1 2 185
山丹河
Q4 N16 16
Q3 C 136 184150
水层单层变为多层型，其中前一
Q2
种类型占绝对优势
北部盆地以细粒物质为主，含水层结构单层变为多层型，后者分布最广。
3.4 D-18O同位素系统
D-18O system: The Meteoric Water Line
• 大气降水中D-18O同位素组成取决于大气温度
3.2 O、H同位素分馏 The fractionation of O and H isotope

同位素地球化学5

5.3 稳定同位素地球化学
5.3.1
5.3.2 5.3.3 5.3.4
稳定同位素基础及分馏机理
氢、氧同位素地球化学硫同位素地球化学碳同位素地球化学
5.3.2 氢、氧同位素地球化学
➢ 5.3.2.1
➢5.3.2.2 ➢5.3.2.3 ➢5.3.2.4
自然界氢氧同位素的分馏各种自然产状水的氢氧同位素组成岩石中的氢氧同位素组成氢氧同位素地球化学应用
3、封存水大气降水和海水深循环后长期封存（不流动）的产物，以高温和高矿化度为特征。 ❖ δD=－120‰~ － 25‰； ❖ δ18O=－16‰~+25‰
4、变质水
❖ δD=－140‰~ － 20‰； ❖ δ18O=－16‰~+25‰ ❖ 高温变质水与岩石达到同位素交换平衡，
因此，变质热液的同位素组成指示变质环境、原岩性质和流体来源。
实验测试25℃时液相（l）和气相（v）间氢氧同位素分馏系数为：
αl-v= (18O / 16O)l/ (18O / 16O)v=1.0029 αl-v= (D/H)l/ (D/H)v =1.017
➢由于水分子经过反复多次蒸发~凝聚过程，
使得内陆及高纬度两极地区的蒸气相（雨、雪）中集中了最轻的水（ δ18O 、δD趋向更大负值）；
5、原生水及岩浆水☆
❖ 来自地幔的与铁、镁超基性岩平衡的水称为原生水；
❖
δD=－85‰~ －50‰；
δ18O=5‰~+9‰
❖ 岩浆水指的是高温硅酸盐熔体所含的水及其分异作用形成的水：
❖
δD=－80‰~ －50‰；
δ18O=6‰~+10‰
5.3.2.3 岩石中的氢氧同位素组成
1、岩浆岩 2、沉积岩 3、变质岩

3-同位素地球化学和分馏效应(氢氧同位素)

2）自然界不同环境的氢同位素特征
自然界不同时代的氧同位素特征根据
根据S.Epstein （1976）H.P.Taylor (1976)的研究，矿物中的18O(重同位素)的递减序列为：石英、白云母（硬石膏）→碱性长石、方解石、文石→白榴石→白云母、霞石→钙长石（蓝晶石）→蓝闪石（十字市） →硬柱石→石榴石、普通辉石、闪石→黑云母→橄榄石（榍石）→绿泥石→钛铁矿（金红石）→磁铁矿（赤铁矿）→烧绿石。
2 稳定同位素的标准值、实测值和成矿过程的
同位素效应
（1）氢-氧同位素 1)标准值(SMOW) The the Hydrogen isotope on Natural abundance: 2D: 1H=0.0156:99.9844; δDi(Pre mil)=[( D/H)i- (D/H )Standard]/ (D/H)Standard]×1000 Standard: Standard Mean ocean Water(SMOW) (D/H)SMOW=1.050(D/H)NBS-1
Gregory et al. （1986 ）和 Criss et al. （ 1987 ）基于 δ -δ 图解原理，给出了开放体系中同位素交换反映的表达式。它们的结果可以直接转化为δ -△表达式。下面简要讨论的多相封闭体系中的同位素交换特征，根据质量守衡定律，有： δ x=x1δ 1+x2δ 2+x3δ 3+x4δ 4+xiδ i 式中的x1+x2+x3+x4+xi+=1，若x1 和x3相与x2 和 x4、xi更富重同位素，且δ 1>x2≥δ 3>δ 4>xiδ i, 则条斜率符号相反的相关直线仍可以表达为： δ 1=α 2•△12+b δ 2= -α •△12+b 在平衡条件下，△ij只是温度的函数。在封闭体系下，两组共生矿物的彝族同位素数据在δ -△图解上呈两个斜率相反的线性展布。对应的同位素分馏即为平衡条件下的分馏值。因此得到有用的同位素温度，斜率的大小指示了体系中两种矿物的相对比值，高温端的最大最小δ 指指示两种流体的同位素组成，因此可以用来推断热液的源区。一般是从高到低温的演化过程。不遵从同位素平衡和质量守恒的岩石、矿床形成体系肯定是同位素非平衡或开放体系（混合体系），在非平衡条件下，△ij受动力学同位素效应的制约，在δ -△图解上直线的截距和斜率之取决于质量守恒。

氢氧同位素交换平衡

氢氧同位素交换平衡咱今儿个就来唠唠这个"氢氧同位素交换平衡"，听着挺拗口是不是？别急，我慢慢给你掰开揉碎了说。

你还记得小时候玩过的那种小水枪吗？就是那种你使劲一挤，水就喷得老远的那种。

咱就从这玩意儿说起吧。

氢和氧这俩元素，就像是水枪里的水和空气，挤来挤去，总是有那么点儿变化。

先说说氢吧。

这小东西平时不显山不露水的，但一到水里头就开始搞事情了。

它有几个兄弟姐妹，轻氢、重氢、超重氢，就像一家人似的。

轻氢就像家里的老大，稳重又多，但有时候老二重氢也想出来露露脸。

氧呢，也是个有意思的家伙。

它就像咱家里的厨娘，忙得不亦乐乎。

氧也有它的同位素，轻氧、重氧，这俩就像是厨娘的左右手，忙着做饭、洗碗，忙得像陀螺似的。

这时候，氢和氧就开始玩起了交换游戏。

轻氢和轻氧在一起，俩人相处得挺融洽的，但有时候重氢就想换个口味，跟重氧搭个伴儿。

它们就像是跳舞的舞伴，交换来交换去，换得天昏地暗。

你想啊，咱在水里头泡着的时候，水分子也在不停地跳舞。

轻氢和重氢、轻氧和重氧，就像一群舞者在水面上跳着华尔兹、探戈、甚至是街舞。

它们跳得那么投入，那么忘我，以至于我们都看不见它们在交换。

这时候，你可能会问了，"它们为什么要交换呢？"这就像是咱家里的孩子们，总得换换玩具，换换环境，不然老玩一个玩具，不就腻了吗？氢和氧也一样，它们不愿意老是跟同一个舞伴跳舞，想换个新鲜的。

但是，交换是有规矩的，不能乱来。

它们得遵循一个平衡，就像咱家里的规矩一样。

轻氢和轻氧在一起的时候，重氢和重氧也得凑一对儿。

这就是所谓的"氢氧同位素交换平衡"，一个均衡的状态，保证大家都能跳得开心。

你看，这不就像咱家里的年夜饭吗？每个人都有自己的位置，每道菜都有自己的味道，吃得大家都开心。

这就是平衡的艺术。

不过，咱得承认，生活中总有那么点儿意外。

就像你正吃着饭，突然发现少了一双筷子。

氢和氧也一样，有时候轻氢和重氧凑到了一起，搞得重氢和轻氧有点儿尴尬。

大气降水氢氧同位素组成特征及水汽来源探讨

大气降水氢氧同位素组成特征及水汽来源探讨1 引言氢(δD)、氧(δ18O)稳定同位素是广泛地存在于自然水体中的环境同位素.自然水体通过蒸发、凝聚、降落、渗透和径流等形成水分的循环，且在水分循环过程中产生同位素分馏现象，即较轻的同位素(1H和16O)会先蒸发到气相中，同时较重的同位素(2D和18O)则先凝结到液相.降水是水循环过程中的一个重要环节.大气降水中氢(δD)、氧(δ18O)稳定同位素组成及分布主要受到蒸发和凝结作用的制约，当云中的水蒸汽冷凝形成雨滴时，18O和D不断由潮湿的空气中优先冷凝，当降水不断进行，降水中中重的18O和D不断被淋洗，则表现为降水中δD和δ18O逐渐贫化.大气降水中稳定同位素组成及分布与产生降水水汽来源的初始状态及水汽输送过程发生的变化密切相关，同时，降水中氢氧同位素存在着大陆效应、温度效应、降水量效应和纬度效应等.不同时间和区域大气降水的同位素发生有规律的变化，因此，国内外学者常借助降水中氢氧稳定同位素变化来研究水汽的来源地域、水循环过程的历史信息、天气气候特征等.早在1961年，世界气象组织WMO和国际原子能机构IAEA就已建立全球大气降水同位素观测网络，开始对大气降水中同位素组成进行观测，为研究全球和局地大气环流及循环的机制提供同位素资料数据.我国对降水中氢氧同位素的研究起步较早，大量的研究对大气降水稳定同位素组成与温度、降水量、蒸发等因素进行了探讨分析并建立降水线方程，如我国较干旱的东北地区、西北内陆地区及华北地区，较湿润的西南地区、华东地区和华南地区，这些基础数据为研究水循环特征提供了依据.HYSPLIT后向轨迹模型主要用于降水水汽源的模拟和分析，确定各水汽源的来源和输送路径，特别是基于聚类分析的结果具有较好的可信性，可用于确定不同水汽输送路径的权重比例.厦门地处东南沿海地区，是典型的亚热带季风气候区.虽已有学者对厦门岛内大气降水的同位素分布特征及同位素值与温度、降水量等影响因素的关系进行了比较深入的探讨，积累了重要的原始数据基础，然而观测点主要局限于厦门岛内单个点，对于整个厦门地区的降水同位素情况了解不够全面.此外，对于降水水汽来源及输送路径缺乏模型模拟的分析，而关于水汽来源及输送路径所占的权重比例研究更是未见报道.因此，本研究同步采集厦门地区6个站点的典型月份降水来分析其降水中氢(δD)、氧(δ18O)同位素值的变化特征，同时，利用测定的降水中δD和δ18O 基础数据建立厦门地区大气降水线方程，并分析年尺度和月尺度下降水中稳定同位素值与降水量之间是否存在显著的“降水量效应”.同时，采用HYSPLIT后向模型模拟厦门地区的水汽来源及输送路径，并基于聚类分析的结果探讨不同水汽输送路径的权重比例.2 材料与方法2.1 监测布点本研究在厦门地区共设立6个雨水监测点(图 1)，分别为海沧新阳工业区(缩写XY)、翔安混合区(缩写XA)、洪文商住混合区(缩写HW)、鼓浪屿商住混合区(缩写GLY)、坂头水库区(缩写BT)、小坪森林公园(缩写XP).其中，坂头水库区和小坪森林公园为自然保护区，鼓浪屿作为厦门市重要的旅游区.图1 厦门地区大气降水采样点分布图2.2 样品的采集与贮存降水样品的收集采用智能降水采集器(ZJC-Ⅱ型，杭州恒达公司生产)自动搜集降雨.若一天中有几次降水过程，可合并为一个样品测定;若遇连续几天降雨，则收集当日上午8：00至次日上午8：00的降水，即24 h降水样品作为一个样品进行测定.为避免干沉降的影响，降水结束后0.5 h 内立即取回.采集的样品移入洁净干燥的聚乙烯塑料瓶中，密封保存.样品带回实验室后立即经0.45 μm的混合纤维素滤膜过滤后置于4 ℃冰箱保存待测.所有样品在10 d内完成从采样到分析的全过程.根据厦门沿海地区气象条件的特点，选取采样期降水量多的月份、并且可代表各个季节的典型月份.其中，以2012年12月、2013年4月和7月分别代表冬季、春季和夏季，在6个站位共收集到60个降水样品.2.3 样品的分析降水中氢氧同位素值的测定采用稳定同位素质谱仪(ThermoFisherTM MAT 253)、元素分析仪(ThermoFisherTM Flash 2000)和Con FloⅣ连续流模式同位素质谱仪联用.分析过程中采用手动进样，将0.1 μL降水样品注入裂解炉，在高温下形成的水蒸气与填充于裂解炉内的玻璃碳粒在1400 ℃下发生还原反应，形成的H2和CO混合气在He载气(流速100 mL · min-1)的携带下，通过柱温90 ℃、内填0.5 nm分子筛的气相色谱柱分离，然后依次通过Con Flo Ⅳ导入稳定同位素质谱仪的离子源内，实现单次分析中顺序同时测定δD和δ18O.样品的标准样品为国际标样SMOW(标准平均大洋水)，样品测试一定量间隔插入标准样品的测试，用于检测仪器是否稳定，偏差在5%以内可继续进行样品分析.测量精度δD为±0.3‰，δ18O为±0.1‰.2.4 轨迹模式简介本文中气团轨迹模型采用美国海洋大气研究中心空气资源实验室开发的HYSPLIT.模型所使用的气象资料来自美国国家环境预报中的全球再分析资料，可在ftp:///pub/下载.通过HYSPLIT后向轨迹追踪模式来追踪厦门地区大尺度上水汽输送路径，模式分别计算春季、夏季和冬季降水期间每天00：00、06：00、12：00和18：00到达厦门地区的气团轨迹，既可覆盖连续性降水，也可提高追踪水汽来源路径的精确性，并进行聚类分析计算出每组输送路径的比例权重.3 结果与分析3.1 大气降水δD和δ18O的分布特征图 2为厦门地区大气降水氢氧同位素的季节性分布图.厦门地区大气降水δD和δ18O的波动范围较大，δD在-93.61‰~16.14‰范围内波动，平均值为-32.29‰±26.69‰，而δ18O在-11.98‰~0.29‰范围内波动，平均值为-5.40‰±3.13‰.研究表明，我国大气降水δD的范围为-190‰~ 20‰，δ18O的范围为-24‰~2.0‰.与之比较，厦门地区大气降水的δD和δ18O均落在我国大气降水δD值和δ18O值的范围内.1998年厦门岛内大气降水δD值为-108‰~-3.0‰，δ18O值为-14.87‰~-2.17‰，而2004—2006年厦门岛大气降水δD值为-74.7‰~7.3‰，δ18O值为-10.30‰~-0.13‰.比较可知，本文研究期间厦门地区降水中δD和δ18O变化幅度(分别为109.75‰和12.27‰)与1998年厦门岛降水中δD和δ18O的变化幅度(分别为106‰和12.7‰)高度一致，且均高于2004—2006年间厦门岛降水中δD和δ18O的变化幅度(分别为82‰和10.7‰)，反映出本文研究期间和1998年研究期间厦门地区可能经历了极端气候的影响(如2013年的超级台风“苏力”和热带风暴“西马仑”，1998年的第10号台风).图2 大气降水δD和δ18O的分布厦门地区冬、春、夏3个季节δD值分别为-27.83‰±8.77‰、-7.86‰±8.07‰和-61.17‰±4.85‰;而冬、春、夏3个季节δ18O值分别为-5.62‰±1.14‰、-2.18‰±0.80‰和-8.42‰±0.62‰.厦门地区6个采样点δD值和δ18O值均表现出显著的季节性差异，不同采样点降水的δD和δ18O值均表现出春季最高，而夏季最低.厦门地区大气降水的氢氧同位素值呈现出显著的季节特征，这种季节特征主要受到两个方面的影响：一是大尺度上的水汽来源，包括水汽的蒸发来源和水汽在输送过程中同位素所发生的变化;另一方面是区域性的地理因素，其中，包含了温度、降水量、相对湿度、采样点等各项因素的共同作用.研究表明，厦门地区季节变化的主要决定性因素应是季风气候的影响.因此，本文首先利用HYSPLIT模式来模拟厦门地区春、秋和冬季降水期间水汽的输送情况，勾画大气气团在一定时间内的运动路径，从而判断降水水汽的来源和输送途径.后向轨迹聚类图(图 3)中，线条的指向表示水汽的来源，线条的起伏波动表示水汽输送的路径，线条的百分比表示该水汽输送路径占总的输送路径的比重.3.2 后向轨迹分析降水水汽的来源看厦门地区不同降水期间的后向轨迹图.根据后向轨迹的聚类分析，厦门地区夏季降水期间的气团均来自温暖湿润的低纬度地区，主要是南海(36%)和西太平洋地区(64%)，其具有湿度大、蒸发较弱的特点.海洋湿润气团在向大陆移动过程中，沿途气团中的重同位素受到较强的冲刷作用，使得其降水同位素值越来越贫化.由这两类气团带来的大量降水导致了厦门地区夏季降水的δD 和δ18O值最低(分别为-61.17‰±4.85‰和-8.42‰±0.62‰).卫克勤指出，台风中心经过的地区常有大暴雨或特大暴雨，由于气团长距离迁移和降水量效应(即降水中稳定同位素比值与降水量之间存在显著的负相关关系)导致台风雨δ值相当低.2013年7月13日和7月19日，厦门地区先后受到超级台风“苏力”和热带风暴“西马仑”的影响，由于该类气团本身的同位素值偏低并且伴随着大量的降水，因此，该时间段δD和δ18O值表现为全年最低值.“苏力”台风影响期间，厦门地区δD和δ18O最低值分别为-49.86‰和-10.06‰(坂头)，而热带风暴“西马仑”影响期间，δD和δ18O最低值分别为-86.01‰和-11.45‰(坂头).受此类水汽影响，厦门地区夏季δD值(-61.17‰±4.85‰)和δ18O值(-8.42‰±0.62‰)偏低，远低于冬季和春季的δD和δ18O 值.厦门地区冬季降水期间有部分受到来源于北方亚洲大陆的气团输送(4%来自哈萨克斯坦).这一气团经我国蒙古及华北地区，不经湿润的海域直接到达研究区域，气团输送过程中，由于气团干燥，蒸发作用强烈而产生同位素富集，使得蒸发水汽中同位素值偏高;另外，来自西部近地源(华中地区82%)的气团及14%来自俄罗斯的气团在传输过程中先进入东海海域再到达研究区域，从海上带来的较为湿润的水汽对冬季降水同位素值偏低作出贡献.厦门地区冬季δD值(-27.83‰±8.77‰)和δ18O值(-5.62‰±1.14‰)并未表现为年最高值，而低于春季的δD和δ18O值，说明带来低值同位素降水的水汽比带来高值同位素降水的水汽贡献大.春季降水期间气团来源较为复杂多样，有来自于俄罗斯(19%)和我国华北地区(52%)湿度低的冷空气，也有来自于南海及南亚国家湿润气团(28%)的贡献.春季厦门有一场降水的δD和δ18O值最高，分别为δD=5.782‰，δ18O=-0.929‰.厦门地区观测期间受到内陆(西北内陆及俄罗斯)冷气团的影响，由于其空气湿度较小，局地蒸发较快，因而降水中重同位素δD和δ18O富集，导致降水中同位值偏高.厦门地区春季(4月份)降水中同位素值最高，这与蔡明刚的研究结果是一致的.春季同位素值的偏高除了与水汽来源有关，还与雨水在下降过程中受到强烈的二次蒸发作用导致重同位素富集影响有关.厦门地区6个采样点降水的δD和δ18O值春季和夏季无明显的时空分布规律，而冬季表现出随地理位置由北至南逐渐富集的现象(具体地理位置分布见图 1)，即δXP<δBT<δXA<δXY<δHW<δGLY.由图 3后向气团轨迹图可知，冬季影响厦门地区降水气团相对来说较为单一，以内陆的干冷空气为主，因此，局部的地理因素是冬季δD和δ18O值空间规律性的主要影响因素，其中包括气象要素(如降水量、气温、湿度等)及经纬度、海拔高度、采样点的选择等.3.3 厦门地区大气降水线图 4为厦门地区大气降水线.由于水在蒸发和凝结过程中的同位素分馏，使大气降水的δD和δ18O之间存在着线性关系，这一关系用最小二乘法表示，即为大气降水线方程.大气降水线可以较好地反映某一地区的自然地理和气象条件，在解决气候变迁和水汽来源等方面具有明显的优势.由图 4可知，厦门当地大气降水线方程为δD=8.35δ18O+12.52，与Yurtsever提出的全球降水线方程(δD=8.17δ18O+10.56)近似.厦门地区降水线方程的R2=0.906，表明厦门地区降水的δD 和δ18O值有显著的相关性.表 1为国内城市降水线方程汇总表.本文研究期间厦门地区大气降水线方程与蔡明刚和陈锦芳等的方程相比较，截距及斜率略有偏高.但仍可发现，本次降水线与蔡明刚等的研究结果吻合度较高，这可能与两次研究期间，厦门地区均受到台风带来的强降水作用有关，而陈锦芳等研究期间，台风/热带风暴的影响相对较弱.图4 厦门地区大气降水线由于雨滴在降落过程中受到不平衡的二次蒸发作用而引起同位素分馏，降水中同位素值相应地会因蒸发而偏离全球大气降水线/全国大气降水线，从而表现为斜率及截距变小的当地大气降水线.空气相对湿度越低的地区，不平衡蒸发作用越强烈，则大气降水线的斜率和截距越小.由表 1可知，区域分布上，我国大气降水线总体表现为南方地区(主要包括华东、华南和华中地区)大气降水线的斜率及截距大于全球大气降水线/全国大气降水线的斜率及截距，而北方地区(主要包括东北、华北地区)则相反，反映出南方地区空气湿润多雨，北方地区干燥少雨的特点.位于湿润多雨的华南地区的厦门，在本文研究期间及1998年研究期间大气降水线的斜率和截距均高于全球大气降水线，而2004—2006年研究期间在受到二次蒸发作用的影响，大气降水线也有表现为斜率和截距低于全球大气降水线的情况.表1 我国主要城市的降水线方程我国地域辽阔，气候类型复杂多样，大气降水中氢氧同位素及大气降水线常出现一些特别的例子.如干旱、半干旱的西北地区，大气降水线总体表现为斜率及截距都低于全球大气降水线(表 1)，然而平凉、拉萨和银川(表 1)的大气降水线的斜率和截距高于全球大气降水线的斜率和截距，表明这些地区在形成降水的过程中受到温度、蒸发等因素的影响.在形成降水的水汽经过多次蒸发，分子质量小的氢同位素比分子质量大的氧同位素的分馏速度快，因此，在其他条件相同的情况下，降水中δD偏重的程度大于δ18O，表现为这些地区降水的斜率和截距都偏大.湿润温暖的西南地区，大气降水线的斜率及截距总体高于全球大气降水线(如表 1中西南地区的云南腾冲和重庆)，然而位于四川盆地的成都和黄龙大气降水线的斜率及截距表现为低于全球大气降水线的斜率和截距，这与四川盆地的地理位置有关.四川盆地地处西风带越过青藏高原后的背风区，盆地内的降水水汽主要来源于地表水的蒸发，所以降水中δ18O偏正，大气降水线的斜率和截距也就偏小.3.4 大气降水中氘剩余值图 5为厦门地区降水氘剩余值变化趋势，其中，氘剩余值(d值)用方程d=δD-8δ18O来表示.d 值的大小相当于某一地区降水线斜率ΔδD/Δδ18O为8时的截距，可直观地反映该地区大气降水蒸发、凝结过程的不平衡程度.一般而言，降水水汽来源于空气相对湿度越低的干燥地区，其不平衡蒸发越强烈，d值越高;而相对湿度越大的湿润地区，蒸发作用小，d值则越小.由图 5可知，厦门地区d值波动范围较大，在-5.13‰~32.25‰范围内变化，说明厦门地区降水的水汽来源较为多样，降雨条件较为复杂.厦门地区降水的d值的平均值为10.95‰±1.77‰，略高于全球d平均值(10‰).总体上，厦门地区全年d平均值表现为冬季最高，春季次之，夏季最低，甚至出现负值.综合HYSPLIT轨迹模型的分析，厦门地区d值出现夏低冬高的规律，主要与其水汽来源有关，夏季的水汽气团主要来自西太平洋和南海湿润地区，来自这些地区的气团湿度大、蒸发弱，则d值较低;而冬季则来自于干燥的亚欧大陆、俄罗斯地区，此外还有近地源(华中地区)的影响，来自这些地区的气团湿度小、蒸发大，则d值较高.由图 5还可知，春季降水d值在部分采样点(如XY和GLY)表现出较低值，这可能与春季有一场来自于南海湿润地区气团贡献的降水有关(图 3).理论上，大尺度的水气循环中，厦门地区6个采样点受到相同的水汽源的影响，应表现为相同的d值，而图中表现为不同采样点相同季节d值的差异.这与不同采样点周围环境的差异(如湿度、温度)导致其影响水汽二次蒸发的程度不同，从而表现为不同采样点相同季节d 值的差异.图5 厦门地区降水氘剩余值变化趋势3.5 大气降水量和同位素值相关性图 6为厦门地区大气降水量与同位素值的相关性分析结果.厦门地处东南沿海地区，受季风气候的影响较大.大量的研究表明，厦门地区由于受季风气候影响很大，降水量效应显著，掩盖了温度效应，即温度效应不明显，而降水量效应明显，因此，本研究只对降水量与同位素的关系进行探讨.由图 6可知，年尺度下，厦门地区氢氧同位素与降水量呈显著负相关关系(r分别为-0.477和-0.369，p<0.01)，即降水量效应.这种现象首先与厦门地处东南沿海地区，降水的水汽受到来自海洋的气团影响较大有关，海洋气团具有湿度大、蒸发弱、降水量大、氢氧同位素组成相对较低的特点;此外，厦门地区全年温度变化小、相对湿度大、降水量大，降水过程中空气饱和差容易得到补偿，随着降水的持续，余地蒸发浓缩作用不明显，导致降水同位素组成偏低.而厦门地区7月份降水量与δD值相关性不显著，而降水量与δ18O呈显著的正相关关系(r=0.716，p<0.05).这种月、季尺度出现氢氧同位素和降水量不呈负相关的现象在南京地区(王涛等，.2013)和华北地区等地均出现过.由于本文降水中氢氧同位素值是基于日降水所得的观测数据，因此，更易受到风速、大气稳定度、湿度及水汽来源等短期天气因素的影响，从而表现出反降水量效应的现象.图6 大气降水量与δD、δ18O值的相关性4 结论1)厦门地区大气降水中氢氧同位素组成具有明显季节性差异，其中，夏季降水中氢氧同位素最为贫化，春季降水氢氧同位素相对偏正.这种季节性差异与厦门地区水汽来源有重要的关系，夏季降水气团主要来自于湿润温暖的西太平洋和南海，而春季的气团主要来自于寒冷干燥的亚欧大陆、俄罗斯及我国华北地区.说明水汽来源是影响厦门地区大气降水稳定同位素组成的最重要原因.2)厦门当地大气降水线方程为δD=8.35δ18O+12.52，截距及斜率相较于全球大气降水线(δD=8.1718O+10.56)和全国大气降水线(δD=7.9δ18O+10.56)均略有偏高.汇总我国大气降水线，总体表现为南方地区(主要包括华东、华南和华中地区)大气降水线的斜率及截距大于全球大气降水线，而北方地区(主要包括东北、华北地区)则相反，反映出南方地区空气湿润多雨，北方地区干燥少雨的特点.厦门位于湿润多雨的南方地区，大气降水线一般表现为斜率及截距高于全球大气降水线，在受到二次蒸发作用的影响大气降水线也有表现为斜率和截距低于全球大气降水线的情况.3)厦门地区d值波动范围较大，在-5.13‰~32.25‰范围内变化，说明厦门地区降水的水汽来源较为多样，降雨条件较为复杂.总体上，厦门地区降水中d值表现为夏季低，冬季偏高，这与夏季降水气团来源于较湿润地区，冬季则相对干燥有关.具体参见污水宝商城资料或更多相关技术文档。

《氢氧同位素》PPT课件

1
思考题
1、同位素的分馏有哪些形式？ 2、各种同位素平衡条件下，相对重同位素递
减序列。 3、主要的同位素分析标准有哪些？ 4、什么是氧同位素的内部温度计和外部温度
计？应用时应该注意哪些问题？ 5、各种成因水的同位素组成的范围 6、说出集中氧同位素在矿床研究中的应用。
精选PPT
2
第一节概述
δD=[（D/H）样品-（D/H）smow]/ （D/H）smow ×1000 ‰
δ13C＝［（ 13C／ 13C）样品-（ 13C／ 13C）标准］／（ 13C／ 13C）标准×1000‰
δ34S ＝［（ 34S ／ 32S ）样品 - （ 34S ／ 32S ）标准］／（（ 34S／32S）标准×1000‰
δ18Owater=-44—+10 ‰ δDwater=-340—+15 ‰ 雨水（包括地下水）有以下关系：
δD=8δ18O+10 ‰
精选PPT
21
3、同生水 4、岩浆水
岩浆水可以用矿物-水得分馏系数计算得到。大多数新鲜的火山岩合深成岩 δD=-50—-90 ‰ δ18O=+5.5—+10 ‰
氧稳定同位素在硅质研究中的应用，主要有以下两个方面。 (1)判别硅质岩的形成环境在一定温度下，硅质岩的氧同位素组成是水介在质一氧定同温度位下素A组为成常的数函)，数(δ18Osio2=δ18OH2O+A，
而水介质的氧同位素组成又是盐度的函数(δ18O 水=BS+C，S代表盐度，B、C是常数)。
与正常的岩浆岩平衡的水
δD=-40—-80 ‰ δ18O=+5.5—+9.5 ‰
5、变质水

沪科版高中化学高一上册 1.2.2 同位素 PPT(25张)优质课件

质子数相同，中子数不同的同一元素的不同原子
由同种元素组成的结构和性质不同的单质
实例
H-氢元素 C-碳元素
11H、21H、31H
金刚石与石墨、氧气与臭氧
区别与联系： 1、联系：同位素属于同一元素的原子；
同素异形体由同一元素的原子构成。 2、区别：同位素有1800余种，元素只有100多种。
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[探究与深化]
同位素的应用十分广泛： 1、探测金属器件的缺陷。 2、粮食育种。 3、保存食物。 4、医疗疾病。 5、研究化学反应机理……
(7-7)
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[作业与拓展]
1.有关同位素概念的理解
(3-1)
⑴有关同位素的叙述，正确的是( B)
A.电子数相同，中子数不同的两种微粒的互称 B.质量数不同，核电核数相同的多种原子间的互称 C.质子数相同，电子数不同的同一元素微粒 D.质子数相同，中子数不同的元素微粒间的互称
(3-2)
（1）1H 2H 3H相组合能形成几种构成不同的分子？能形成几种相对分子质量不同的分子？能请列出式量。
H
D
T
H
H2（2） HD（3）
HT（4）
D DH（3）
D2（4）
DT（5）
T TH（4）
TD（5）
T2（6）
答：从表中可看出，一共是六种构成不同的分子，五种相对分子质量不同的分子。

氢氧同位素平均滞留时间-概述说明以及解释

氢氧同位素平均滞留时间-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分主要介绍本文的主题和背景信息，以及氢氧同位素平均滞留时间的相关概念。

氢氧同位素平均滞留时间是研究氢氧同位素在地球系统中循环过程中停留时间的一个重要指标。

在地球的水循环过程中，氢氧同位素起着至关重要的作用。

氢氧同位素是水分子中氢和氧原子的同质异位素，根据氢氧同位素的组合比例，可以推断出水分子在不同地方和不同过程中的来源和变化。

氢氧同位素平均滞留时间是指水分子中的氢氧同位素在地球系统中停留的平均时间。

它可以通过测量地球不同环境中的水样品中的氢氧同位素比例，并结合氢氧同位素的衰变率等因素进行计算。

这个指标是研究水循环和水资源管理的重要依据，可以帮助我们了解水资源的供应情况，预测未来的气候变化，以及评估人类活动对水循环的影响等。

本文将通过梳理相关文献和已有研究成果，系统地介绍氢氧同位素平均滞留时间的研究进展和应用情况。

在正文部分，我们将着重探讨氢氧同位素平均滞留时间在地球水循环、气象学、陆地生态系统和海洋环境等领域的应用，并阐述其在科学研究和社会实践中的意义和价值。

结论部分将对本文的主要内容进行总结，并展望未来氢氧同位素平均滞留时间研究的发展方向。

通过对氢氧同位素平均滞留时间的深入研究，我们可以更好地把握地球水循环的规律和变化趋势，为解决水资源问题、应对气候变化等提供科学依据和决策支持。

同时，这一研究领域的发展也将为我们更好地了解地球系统的运行机制和自然环境的演变提供重要线索。

1.2文章结构1.2 文章结构本文将按照以下结构进行说明和分析氢氧同位素平均滞留时间：1. 引言：在引言部分，将提供关于氢氧同位素平均滞留时间的背景和基本概念。

还将明确文章的目的和重要性，引导读者进入主题。

2. 正文：正文部分将分为两个要点进行阐述。

2.1 第一个要点：首先，将详细介绍氢氧同位素是什么以及其在自然界中的分布情况。

解释不同氢氧同位素的含义和特点，以及其在地球系统中的重要作用。

3-同位素地球化学和分馏效应(氢氧同位素)解析

①
一种元素的重同位素总是优先富集在化学键追强的分子中。因此。两种物质之间的化学键强度相差愈大，它们之间的分馏系数ɑ也愈大。 ② 分馏系数与元素的原子量数成反比，即同位素的分馏程度与随元素原子数的增大而减小。 ③ 分馏系数与分子能量有关，而分子的振动能量又与温度有关。温度愈高，因交化反映引起的同位素分馏与不明显，分馏系数与温度成反比。物理和化学过程中，同位素的分馏过程的热力学效应表现含轻同位素的分子比含重同位素的分子更活跃，更易参与作用。各实验是采用的标样不同，统一换算标准公式为： δ样-标=δ样-工 +δ工-标+δ样-工×δ工-标×10-3 δ样-标：以国际标准表示的样品的δ值；δ样-工：是以工作标准表示的样品的δ值；δ工-标：以国际标准表示的工作标准的δ值
一、稳定同位素
1. 轻元素的稳定同位素表示方法和分馏（1）表示方法目前，以发现稳定同位素数目大约 300 多种，而目前应用在矿床研究领域的稳定同位素主要有 S 、 H-O 、 C-O 、 N 、 Si 、 Li 、 B 等。通常用轻稳定同位素的组成来表示（δ），这是因为： ①原子量小，同位素组成变化大； ②同一元素的轻同位素与重同位素的质量差大，如⊿21H/1H=100%、⊿13-12C/12C=8.3%、⊿18-16O/16O=12.5%、 ⊿34-32S/32S=6.3%； ③它们形成的化学键以强共价键为特征； ④碳、硫、氮具有可变的电价； ⑤同一元素的轻同位素比重同位素具有更高的丰度。
轻稳定同位素的比值（ R ）可定义为样品中某种元素的两种稳定同位素比值（R样）相对标准样品中相应比值（R标）的千分差：
δ=[（R样- R标）]/ R标×1000
（2）轻同位素分馏
同位素分馏是指在一系统中，某元素的同位素以不同的比值分配到两种物质或物相中的现象；同位素分馏系数ɑ值，表达形式为： ɑA，B=RA/RB， R表示两种物质的同位素比值，当ɑA， B>1表示物质A 比物质 B 富集重同位素，相反表示物质 A 比物质 B 富集氢同位素。 ɑA-B=（1+δA/1000）/(1+δB/1000)= （1000+δA） /(1000+δB) 由此可见，只要测定一个体系内两种物质的 δ 值，便可以根据上是求得两种物质间的同位素分馏系数 ɑ 。 ɑA ， B≥1 时， δA≥δB ；当 ɑA ， B≤1 ， δA≤δB。根据热力学量子理论，同位素分馏系数ɑ 值的同下列因素有关：

氢氧同位素1

13
C：CO22- →CO2 →C →CH4 →CO
34

S：辉钼矿→黄铁矿→闪锌矿→磁黄铁矿→黄铜矿→斑铜矿→硫镉矿→铜蓝→方铅矿→辰砂→辉铜矿→辉锑矿→辉铋矿→ 辉银矿在一个矿床中不同的矿物的同位素交换是否达到平衡，上述分配序列是一个判别标准。使用同位素温度计时，共存的矿物的同位素组成必须符合上述序列。
第三讲
稳定同位素在矿床学中的应用

思考题

1、同位素的分馏有哪些形式？ 2、各种同位素平衡条件下，相对重同位素递减序列。 3、主要的同位素分析标准有哪些？ 4、什么是氧同位素的内部温度计和外部温度计？应用时应该注意哪些问题？ 5、各种成因水的同位素组成的范围 6、说出集中氧同位素在矿床研究中的应用。
Pb:
CIT标准：18.625，15.475，36.300 GS4标准：16.158，15.406，35.841 NBS： 16.937，15.491，36.721
三、样品的表示方法：

δ18O=[（18O/16O）样品-（18O/16O）smow]/ （18O/16O） smow ×1000 ‰
第一节概述

一、同位素分馏

不同的同位素组成的分子之间的相对质量差，会对分子中原子的振荡、化合物的一系列的物理常数和热力学函数产生一定成的影响，因此在物质运动过程中会表现出同位素的分馏现象。同位素分馏是指在一个系统中，某元素的同位素以不同的比值分配到两种物质货物相中的现象。

3、还原作用

海水硫酸盐与岩石中 Fe3+ 反应（无机作用）： SO42- + 8Fe2+ + 10H+==H2S + 8Fe3+ + 4H2O

地下水资源的氢氧同位素示踪应用

地下水资源的氢氧同位素示踪应用地下水资源是人类社会赖以生存和发展的重要水源之一，同时也是维持自然生态系统平衡的重要组成部分。

为了更好地管理和保护地下水资源，科学家和工程师们一直在寻找有效的方法来了解地下水系统的运动、补给来源以及存在的问题。

其中，氢氧同位素示踪技术的应用在地下水资源研究中显得尤为重要。

氢氧同位素是地球水文循环中的重要组成部分，它们的组成特征可以揭示水体的来源、历史和运动轨迹。

水分子中的氢和氧原子存在着多种同位素。

最稳定的氢同位素包括氢-1（氢元素最常见的同位素）和氢-2（氘），而最稳定的氧同位素包括氧-16（氧元素最常见的同位素）和氧-18。

这些同位素的比例可以用来区分不同水体之间的差异以及向地下水系统的补给。

在地下水资源的氢氧同位素示踪应用中，主要有以下几个方面的研究内容：1. 确定水体来源和补给途径：地下水的来源可以包括降雨、蒸发、河流渗漏等。

通过分析地下水中的氢氧同位素组成，可以推断水体的补给途径和来源。

例如，氧同位素的组成可以揭示水体是否来自降雨，以及经过何种地质层之后才进入地下水系统。

2. 评估地下水补给量：了解地下水补给量对于有效管理和保护地下水资源非常重要。

通过分析地下水中的氢氧同位素比例，可以估算出不同水体的补给量。

这对于合理规划水资源的开采和利用具有重要意义。

3. 揭示地下水补给时间和补给过程：地下水的补给过程往往需要经过一段时间。

通过分析地下水中的氢氧同位素比例，可以确定地下水补给的时间和过程。

这对于了解地下水系统的水动力学过程以及水循环的持续性非常重要。

4. 检测地下水的混合：地下水系统中不同水体的混合往往会导致水化学性质的变化。

通过分析地下水中的氢氧同位素比例，可以检测和区分不同水体的混合情况。

这对于评估地下水的质量和控制水污染具有重要意义。

5. 追踪地下水的流动路径和补给源：地下水系统中的水流动常受地质构造和覆盖层的限制。

通过分析地下水中的氢氧同位素比例，可以确定地下水的流动路径和补给源。

第三章-氢和氧的化学

4. 层间水：粘土等层型结构间的水。
5. 沸石水：沸石型骨架中孔穴内部吸附的水。
6. 蛋白质晶体中连续分布的水：
如三方二锌猪胰岛素 Zn2(C255H380O78N65S6)6·835H2O 1, 2, 3 组成确定；4, 5, 6 组成可变
硼砂Na2[B4O5(OH)4]·8H2O 结晶水为8个，加热时4个OH可变成H2O脱去，但化学式不应写成 Na2B4O7·10H2O
（b）探测星际空间的水分子。
§3.3.7 从物理学观点看水对生物和地球气候作用
1. 水的生物功能－－生命之源
食物、水、氧
物质
能量
体
生物
低熵
物质 (CO2, H2O, 排泄物)
能量成年生物体、基本平衡
高熵排熵
光合、吸热、熵减
6CO2 + 6H2O 氧化、放热、熵增 C6H12O6 + 6O2
H2S2O8+2H2O=2H2SO4+H2O2↑
性质
1、不稳定性
2H2O2＝2H2O +O2↑
2、弱酸性
H2O2 ＝ H+ + HO2-
H2O2+Ba(OH)2=BaO2+2H2O
3、氧化还原性
由于H2O2氧化数处于中间，因此它既显氧化性又显还原性，氧化还原能力与介质的酸碱性有关。以氧化性为主。例如：
（b）四面体取向的O-H···O氢键，是使水结晶成冰的共同特征和主要作用力。
（c）高压下密度的增加，不是靠压缩氢键键长，而是压短非键距离。
（d）O-H···O氢键中，H的分布多数（7种）是无序，少数（4种）有序。
§3.3.4 液态水的结构模型 1. 冰和液态水的径向分布[g(r)~r]图

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的风化和其他成岩后作用没有影响到高岭石δDkaol值。
热动力模式关键是要得到样品的 △(δDkaol)，也就是知道在始新世海岸处 δDkaol值。但古河流海拔为零的沉积地层没有暴露，无法得到始新世海岸参考值δDkaol，因此只能根据已有样品所得到的曲线截距，δDkaol =（-75±5）‰ （r2=0.76）。为使推测更为稳妥，取其最小值，海岸δDkaol=-80‰，这样取值会导致低估高程。
一、简介
地史时期上，地表起伏的状态能为地壳、岩石圈和上地馒动力学的研究提供第一手资料，用定量的方法精确刻画高大地形的古海拔演变，研究方法主要有3种：（1）古植物化石中叶片的形状特征与古气候多指标过程。（2）利用熔岩流气孔推测。（3）山间盆地沉积的自生矿物氢氧同位素含量。
二、基本原理
当气团沿高地形抬升时水汽冷凝，会导致氢氧同位素的动力学分馏。高程越高，降水中越贫 18O和D。这种分馏符合瑞利分馏规律，属于开放系统中动力系统分馏(图1) 。
若地史时期山间的河湖主要靠当地的降水补给，河湖水就能记录下降水中氢氧同位素含量随高程而变化这个规律。河湖中自生矿物沉淀过程中往往能够与河湖水达到氢氧同位素含量的平衡，这样就可以利用岩石中自生矿物研究古高程变化。
古高程计：氢氧同位素的应用
Paleohypsom etry：Application of Hydrogen Isotope and Oxygen Isotope
学生：任来君葛贤发程鹏彭三曦张群利苏玲燕刘伟王在敏
指导老师：谢先军 2009年3月19日
主要内容
一、简介二、基本原理三、热动力学模式四、应用实例五、误差分析六、优缺点
另外，造成计算误差的还有两类因素：
（1）方解石形成时由于气候干旱，水体大量蒸发，会导致方解石中δ18O值升高，低估古海拔值。
（2）方解石在成岩过程中，由于温度、压力和生物的作用改变方解石的δ18O值。
为避免这种误差，须对样品进行地球化学和矿物学的分析，判断样品是否受到蒸发作用和成岩作用的影响。
Δ（δ18Op）是某处降水的氢氧同位素含量与海平面降水同位素含量的差值。
四、应用实例
为了了解美国西部内华达山脉的演化历史，Mulch等用氢同位素作古高程计，恢复山脉在始新世(约 40- 50 M a)的高程。所用的样品是始新世河流沉积物中自生高岭石，记录了从上游沿河流走向的地表降水的氢同位素含量。
三、热动力学模式
通过对现代大气在冷凝过程中物理学和热动力学的研究，得到气团随海拔的升高过程中影响降水中氢氧同位素分馏递变的相关参数，推导出高程(h)与随地形而改变的氢、氧同位素变化值（Δ（δ18Op）)的近似关系(图2)。
根据Rowley的高程（h）与Δ（δ18Op）的关系图推导出以下关系式：
六、优缺点
古高程计的热动力模式适用地域范围广，应用便捷。热动力模式的计值作用就行，模式本身就可以提供普适性(纬度低于35o的地区)的古高程的计算公式(公式1)。
热动力模式这种方法的局限性也很明显，即误差较大。由于它是一个理想化的模型，无法针对不同地方的气候、地形等影响氢氧同位素的因素矫正误差。
为了恢复内华达山脉的始新世的高度，取河流上游样品的δDkaol值，得到ΔδDkaol的平均值为
-25‰，根据Rowley等的热动力模式，推测始新世的内华达的高程约为1500 m。用河流的高度与山脉实际高度的关系校准认为内华达山脉在始新世高度已达到2200 m 。
五、误差分析
地史时期在山间盆地沉积的自生矿物如方解石、高岭石、蒙脱石和针铁矿都可以作为方法的样品，就其分馏温度的敏感程度而言，蒙脱石和高岭石两种矿物可更准确地反映大气降水中同位素的含量。 4种矿物形成时与河湖水或土壤水 (它们的同位素含量近似等于降水)之间的氢氧同位素分馏的结果不同。
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研究中沿河流15个不同的地点取了44个样品(图3)，样品分为2类：一类是取自花岗岩碎屑的原地高岭石(图中用圆点和三角表示)；一类是取自河道砂岩中的碎屑高岭石(用黑色方块表示) 。
经过对样品的分析，原地高岭石δDkaol的值随地形高程的升高而减少，而相同高程的碎屑高岭石的 δDkaol值与原地高岭石的δDkaol值无法对应，不能作为样品值推测古高程。但2类样品的δDkaol值都随高程有规律的变化，说明始新世后