Mg同位素的地球化学研究新进展
地球化学中的同位素研究及其应用
地球化学中的同位素研究及其应用地球化学是研究地球上各种化学现象和过程的科学学科。
同位素是元素具有相同的原子序数和化学性质，但质量数不同的不同种类的原子，其在地球化学研究中发挥着重要的作用。
本文将探讨地球化学中的同位素研究以及其在不同领域的应用。
一、同位素的定义和分类同位素是指具有相同原子序数（即原子核中质子的数量相同）但质量数（即原子核中质子和中子的数量之和）不同的原子。
同位素的存在使得地球化学研究可以根据元素的同位素组成来分析物质起源、演化和地球系统中的各种过程。
同位素一般可以分为稳定同位素和放射性同位素两类。
稳定同位素是指在地球化学研究中具有稳定存在状态的同位素，如氢的两种同位素氢-1和氢-2，氧的三种同位素氧-16、氧-17和氧-18。
放射性同位素是指具有不稳定存在状态的同位素，如铀系列的235U和238U以及镭系列的226Ra等。
二、地球化学中的同位素研究方法1. 同位素质谱法同位素质谱法是地球化学研究中常用的分析技术，它可以通过测量元素的同位素比例来获取有关地球物质起源和演化的信息。
该技术基于同位素质量分析仪器，可以对地球系统中的各种物质样品进行同位素组成的测定。
2. 同位素示踪法同位素示踪法是地球化学研究中常用的实验手段，它通过采集含有某种同位素标记的物质，并追踪其在地球系统中的传输和转化过程。
该方法可以帮助科学家们了解物质的迁移路径、生物地球化学循环等过程，为地球系统模型的构建和预测提供重要依据。
三、地球化学中的同位素研究应用1. 地质探测地球化学中的同位素研究可以用于地质探测，例如利用同位素示踪法可以追踪岩石中的放射性同位素衰变过程，从而确定岩石的年代和形成过程。
这对于研究地质构造、地壳运动以及矿床形成等具有重要意义。
2. 古气候研究同位素的组成可以反映地球气候变化的过程。
通过对冰川和海洋沉积物中的同位素比例进行分析，可以了解过去气候变化的规律和机制。
这对于预测未来气候变化趋势以及制定环境保护政策有重要意义。
稳定同位素地球化学研究进展
稳定同位素地球化学研究进展随着科学技术的进步，稳定同位素地球化学研究日益受到重视。
稳定同位素是某种元素的同位素，其原子核中的中子和质子的数量均相同，但质子数不确定。
与放射性同位素不同，稳定同位素不会衰变，因此能够在地球化学和生物地球化学等领域中广泛应用。
本文将从研究意义、研究方法、应用领域等方面进行探讨。
一、研究意义稳定同位素研究在地球科学、环境科学、生物地球化学等学科领域中有着重要的作用。
其中，稳定同位素地球化学的主要研究内容是掌握地球化学过程和环境演化的规律及机制。
例如，在构造地质学中，稳定同位素可以用于推测岩浆源区的成分和动力学过程；在古环境学中，稳定同位素可以用于重现气候变化和环境演化过程；在地球化学污染评价中，稳定同位素可以用于追踪污染物来源和迁移路径。
另外，在生物地球化学中，稳定同位素也发挥着重要的作用。
例如，在动物和植物的生物地球化学循环中，利用稳定同位素可以探究其食物链和生长状态；在微生物地球化学中，通过稳定同位素的应用，可以研究氮、硫、铁、碳等元素的循环和代谢规律。
综上，稳定同位素地球化学研究的意义在于提高对地球化学过程和环境演变规律的认识，为生态保护和资源管理提供科学依据。
二、研究方法稳定同位素研究主要依靠仪器分析技术和数据统计方法。
目前，应用最广泛的稳定同位素测量仪器为质谱仪，在气体、液体和固体样品的分析中均有广泛应用。
根据不同的研究对象和分析场合，稳定同位素分析方法有以下几种：1. 气体-稳定同位素分析法：适用于大气、水体、土壤及生物样品中的小分子有机化合物、气态元素、气体分子等的同位素分析。
2. 液体-稳定同位素分析法：适用于水体、沉积物、岩石、矿物等大分子有机化合物和元素化合物的同位素分析。
3. 固体-稳定同位素分析法：适用于岩石、矿物、古生物化石等固体样品中的元素同位素分析。
另外，数据统计方法也是稳定同位素研究的重要手段之一，例如稳定同位素分馏和稳定同位素混合模型等。
盐湖硼、锂、锶、氯同位素地球化学研究进展
盐湖硼、锂、锶、氯同位素地球化学研究进展盐湖硼、锂、锶、氯同位素地球化学研究进展盐湖是一类独特的地质环境，以其丰富的地球化学元素和同位素组成而著名。
在盐湖研究中，硼、锂、锶和氯等元素同位素研究在现代地球科学中变得越来越重要。
本文将对盐湖硼、锂、锶和氯同位素地球化学研究的进展进行综述。
盐湖硼同位素地球化学研究的进展盐湖中硼同位素是独特的，同时还被广泛用于岩石圈和生物圈的研究。
硼同位素的成分和分布与年代、成因、大气环境和地质环境密切相关。
通过硼同位素研究，可以了解盐湖的成因、演化过程和地球系统的环境变化。
近年来，盐湖硼同位素的研究工作得到了很大的发展，主要有以下几个方面：1. 盐湖硼同位素地球化学的理论研究：针对盐湖硼同位素地球化学的特点，其物理化学性质和化学成分进行系统的探究和分析，为下一步研究提供了理论基础。
2. 盐湖硼同位素应用于环境和气候变化：硼同位素可以间接记录大气二氧化碳浓度、环境变化及过去气候变化的历史。
硼同位素在盐湖研究中的应用也在逐渐扩大，以探究地球系统的环境变化和气候变化过程。
3. 盐湖中硼同位素与盐生生物的研究：盐湖是一种充满活力和独特性的生态系统，硼同位素记录了盐湖中不同生物形态的进化和生态系统的形成及演化过程。
盐湖锂同位素地球化学研究的进展盐湖中的锂同位素是表征盐湖成因、演化和环境变化的重要指标。
锂同位素对环境变化、大气二氧化碳浓度和岩浆过程有很强的响应性，因此在盐湖研究中有着广泛的应用。
近年来，盐湖锂同位素的研究工作主要集中在以下几个方面：1. 盐湖锂同位素的分析方法：随着技术的发展，越来越多的研究者使用了新的分析方法，如热离子化质谱技术、电感耦合等离子体质谱技术等。
2. 盐湖锂同位素的地球化学特征和环境变化：研究表明，盐湖锂同位素组成和形成环境和历史、盐湖深度、微生物作用等因素都有关系。
因此，盐湖锂同位素在探究盐湖成因、演化和环境变化过程中具有重要意义。
盐湖锶同位素地球化学研究的进展盐湖中的锶同位素是记录盐湖成因、演化过程以及与其他构造单元的联系的重要指标。
镁同位素研究进展及在沉积地质学中的应用前景
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（ 资料来源 ：参考文献 ［］ ３ 柯珊等，２ １ ，有删改 ） ０１ 近年 来 ，随着 同位 素理论和 方法 的进步 ，分析技 术 的 成 熟 ， 已经可 以用 多接 收 电感耦 合等 离 子体质 谱 仪 （ ｃ Ｍ—
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７ ． ９ ， １． ０ 和 １． １Ⅲ。Ｍ 是 一 种 主 要 的造 岩 元 素 ，在 ８ ９ ％ ０ ｏ％ １ ０％ ｇ
随着地球 化学理 论的发 展和测 试手段 的进步 ，一些 新
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的方 向，如Ｍ 同位素 ，日益 受到人们的关注 。Ｍ 是ｌ Ａ ｇ ｇ ｌ族碱
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１ ）×１０ ００
标样为ＳＭ ８ 美国国家 标准 技术研 究院）或Ｄ Ｍ 以 Ｒ ９０（ Ｓ３（ 色列死海镁业公司）。之前大部分测试采用 的均是，￣９０ Ｓ ８ ，其 Ｐ
Mg同位素的地球化学研究新进展
稳定同位素分馏的根本原因是含不同同位素的分子具有不 同的零点振动能。随着温度的升高，不同分子之间零点振动能 的差异减小。理论上，当温度趋于无限高时，任何两相之间的 零点振动能的差异将趋于无限小，因此同位素分馏也将变得无 限小；而温度降低时，平衡同位素分馏程度则会逐步增大。因 此，低温水-岩交换过程可以产生显著的同位素分馏，而高温岩 浆过程中平衡同位素分馏往往很小。但是，高精度分析方法的 发展及对非传统稳定同位素的研究表明高温过程中也可能发生 显著的动力学同位素分馏，从而极大的推动了稳定同位素高温 分馏机制的研究及其示踪一系列高温地质过程的应用。
谢谢 !
一、高温Mg同位素分馏 1、平衡Mg同位素分馏
岩浆在部分熔融和结晶分异过程中Mg同位素组成没有显著变化的结 论得到了岩浆岩中共生含镁矿物之间Mg同位素组成研究的支持。对地幔 橄榄岩包体中共生的橄榄石、斜方辉石、单斜辉石的研究表明它们在现 有分析精度下具有一致的Mg同位素组成。对中国东部大别山中生代花岗 岩和花岗闪长岩中共生的黑云母和角闪石的系统研究也得出类似的结果, 这些研究表明在橄榄岩和花岗岩中共生的主要含Mg硅酸盐矿物之间都没 有显著的Mg 同位素分馏。 理论上,稳定同位素在不同共生矿物之间分配达到平衡时,同位素分馏 程度主要取决于该元素在不同矿物相中相应化学键的键长或键能的强度, 即重同位素相对富集在具有较短化学键( 相应具有较强键能) 的矿物中。 一般地, 键长决定了阳离子的配位数, 其次是阴离子(大多数情况下是O) 的配位数, 即键越长、配位数越高, 键能就越弱。因此, 具有低Mg 配位数 的矿物倾向于富集重的Mg同位素, 反之则富集轻的Mg同位素。在高温下 的几种主要硅酸盐矿物中, Mg的配位数都是6, 这决定了这些矿物之间的 平衡Mg同位素分馏很小。然而, 与Mg原子相连的氧原子在这些矿物中的 配位数是不同的, 从高到低顺序依次是橄榄石> 辉石> 角闪石> 黑云母。 由于具有较高的O配位数, 即弱的Mg-O 键键能, 因此当共生矿物间同位 素配分达到平衡时, 理论上, 橄榄石或角闪石就分别较共生的辉石和黑云 母富集轻的Mg同位素。
近十年我国非传统稳定同位素地球化学研究进展
近十年我国非传统稳定同位素地球化学研究进展一、本文概述在过去的十年中，我国非传统稳定同位素地球化学研究取得了显著的进展，不仅在理论探索上取得了重大突破，还在实际应用中发挥了重要作用。
非传统稳定同位素，如硼、锌、镁等同位素，在地球化学领域的应用逐渐受到重视，为研究地球物质循环、生态环境变化、气候变化等科学问题提供了新的视角和工具。
本文将对近十年我国非传统稳定同位素地球化学研究的进展进行全面的概述和梳理。
我们将介绍非传统稳定同位素地球化学的基本概念和研究意义，阐述其在地球科学研究中的重要性。
我们将从研究方法和技术手段的角度，介绍我国在这一领域取得的创新性成果和突破。
我们还将探讨非传统稳定同位素在地球化学各个分支领域中的应用，如地壳演化、地幔动力学、海洋化学、生物地球化学等，展示其在解决实际问题中的潜力和价值。
我们将总结近十年我国非传统稳定同位素地球化学研究的成果和经验，展望未来的研究方向和前景。
我们相信，随着科学技术的不断发展和研究方法的不断创新，非传统稳定同位素地球化学将在地球科学研究中发挥越来越重要的作用，为我国地球科学事业的发展做出更大的贡献。
二、非传统稳定同位素地球化学的理论基础与技术方法非传统稳定同位素地球化学作为地球科学的一个分支，主要研究非传统稳定同位素（如锂、镁、硅、铁等元素的同位素）在地球系统中的分布、行为及其变化，从而揭示地球的形成、演化及环境变迁等科学问题。
其理论基础主要建立在大质量分馏理论、同位素地球化学平衡及同位素分馏动力学之上。
大质量分馏理论是指同位素之间由于质量差异导致的物理和化学行为的差异，这是非传统稳定同位素研究的基础。
同位素地球化学平衡则是指在一定条件下，同位素之间达到动态平衡，其比值反映了地球化学过程的信息。
同位素分馏动力学则关注同位素分馏过程中速率的变化，为理解地球化学过程的机制提供了重要线索。
在技术方法上，非传统稳定同位素地球化学主要依赖于高精度的同位素分析技术，如多接收电感耦合等离子体质谱（MC-ICP-MS）和二次离子质谱（SIMS）等。
洋壳蚀变过程中的镁同位素分馏机理研究进展
第49卷 第6期Vol.49, No.6, 591–6012020年11月GEOCHIMICANov., 2020收稿日期(Received): 2020-12-14; 改回日期(Revised): 2021-02-08; 接受日期(Accepted): 2021-03-03 基金项目: 云南省基础研究专项重点基金(202001BB050015)作者简介: 赵欢(1995–), 男, 硕士研究生, 地球化学专业。
E-mail: 1397509110@* 通讯作者(Corresponding author): WANG Xuan-Ce, E-mail: x.wang4@.au; Tel: +86-29-82339083Geochimica ▌ Vol. 49 ▌ No. 6 ▌ pp. 591–601▌ Nov., 2020洋壳蚀变过程中的镁同位素分馏机理研究进展赵 欢1, 王选策2*, 宫迎增2, 翟华烨2, 李劭杰2,雷 凯3, 田丽艳4, 庞崇进5(1. 长安大学 地球科学与资源学院, 陕西 西安 710054; 2. 云南大学 地球科学学院, 云南 昆明 650500; 3. 中国科学院 地质与地球物理研究所, 北京 100029; 4. 中国科学院 深海科学与工程研究所, 海南 三亚 572000; 5. 桂林理工大学 广西隐伏金属矿产勘查重点实验室, 广西 桂林 541004)摘 要: 板块运动驱动的洋壳再循环一直被认为是造成地幔化学成分不均一的主要原因。
洋壳在从洋中脊形成到俯冲进入地幔的过程中, 持续遭受一系列蚀变改造。
这一过程不仅影响海水化学成分, 同时也会改变洋壳的化学组成, 尤其是一些易活泼元素及相应同位素体系的改变会更加显著。
洋壳蚀变造成的影响会通过洋壳俯冲再循环而传递到地幔, 进而影响到对地幔化学组成不均一性的认识。
镁(Mg)同位素是研究深部碳循环和壳幔物质相互作用的一个新兴示踪计, 已进入深部地幔的俯冲洋壳Mg 同位素组成有可能受高温岩浆过程、俯冲变质过程以及低温蚀变过程的影响。
镁同位素在“白云岩问题”研究中的应用及进展
镁同位素在“白云岩问题”研究中的应用及进展甯濛;黄康俊;沈冰【期刊名称】《岩石学报》【年(卷),期】2018(034)012【摘要】困扰几代地质学家的“白云岩问题”不仅是重要的基础地质问题,而且与油气勘探开发实践密切相关.传统岩石学、地球化学研究手段在白云岩成因研究中起了重要作用,但均不能对其形成过程及Mg离子来源提供很好的约束.作为一种新兴的非传统稳定同位素,镁(Mg)同位素已经在白云岩问题研究领域受到了广泛关注.随着Mg同位素地球化学体系研究的不断深入,目前已经积累了大量不同时代、不同类型白云岩的Mg同位素数据.此外,通过理论计算、模拟实验与实际观测等方法,对白云岩(石)形成过程中的Mg同位素分馏研究已取得较大进展,为Mg同位素在白云岩问题研究中的应用奠定了坚实的理论基础.理论计算、实验模拟和实际观测的Mg同位素分馏存在较大差异,造成这种差异的原因一方面可能是模拟或实际观测的Mg同位素分馏未达到平衡,另一方面可能是实际白云岩的形成过程与理论过程不同.由于直接根据Mg同位素值判断白云岩成因存在较大难度,基于典型的白云石化地质模式,最新的研究建立了两个Mg同位素地球化学数值模型(DAR模型、AF模型),用于模拟不同白云石化过程中的Mg同位素变化,可对白云石化过程及Mg离子来源进行定量-半定量研究.其中DAR模型用于模拟海水白云石化过程的Mg同位素地球化学特征,而AF模型用于模拟流动水体白云石化过程的Mg同位素地球化学特征.通过这两个模型可以示踪白云岩的Mg离子来源并区分不同白云石化过程.尽管目前已建立的Mg同位素地球化学模型总体框架正确,但在适用范围和参数设置等方面存在一定不足,仍需要在后期研究中不断完善.【总页数】19页(P3690-3708)【作者】甯濛;黄康俊;沈冰【作者单位】造山带与地壳演化教育部重点实验室,北京大学地球与空间科学学院,北京100871;西北大学地质学系,大陆动力学国家重点实验室,西安710069;造山带与地壳演化教育部重点实验室,北京大学地球与空间科学学院,北京100871【正文语种】中文【中图分类】P588.245;P597.2【相关文献】1.镁同位素研究进展及在沉积地质学中的应用前景 [J], 张超2.激光显微取样技术在川东北飞仙关组鲕粒白云岩碳氧同位素特征研究中的应用[J], 罗平;苏立萍;罗忠;崔京钢;闫继红3.二元同位素测温技术r及其在白云岩储层成因研究中的应用r——以塔里木盆地中下寒武统为例 [J], 郑剑锋;李晋;季汉成;黄理力;胡安平;马明璇4.镁铁-超镁铁质层状岩体锆石原位Hf-O同位素研究新进展 [J], 袁超;Wang M X;Nebel O;Wang C Y5.氧、碳同位素在白云岩成因研究中的应用 [J], 余志伟因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
地球化学研究中的同位素分析技术
地球化学研究中的同位素分析技术地球化学研究是研究地球和行星体中的元素组成、地球历史演化以及地球的生命起源和演化等问题的学科。
同位素分析技术在地球化学研究领域中起着重要作用。
同位素是同一元素的不同质量核素，具有不同的原子质量，通过同位素的测量，可以揭示地球和宇宙中的一些重要物理、化学和生物过程。
本文将介绍地球化学研究中常用的同位素分析技术。
一、同位素分析技术的原理同位素分析技术是基于同位素的相对丰度差异进行的一种分析方法。
同位素相对丰度的测量可以通过质谱仪、质光谱仪、中子活化分析等手段进行。
这些方法通过测量同位素的质量、电荷、光谱峰位置等特性，从而确定样品中不同同位素的相对含量。
二、同位素分析技术的应用1. 放射性同位素分析放射性同位素是一种具有放射性衰变性质的同位素，通过测量放射性同位素的衰变速率，可以推断出地质历史、地球年龄以及地球内部的物质循环过程。
常用的放射性同位素分析技术包括铀系列、钍系列和钾系列等。
2. 稳定同位素分析稳定同位素是指不发生放射性衰变的同位素。
稳定同位素分析常用于研究地球系统中的元素循环、生物地球化学循环以及古气候变化等问题。
例如，氧同位素分析技术可以用于研究古气候变化、古海洋生物演化等；碳同位素分析技术可以用于研究碳循环、生物地球化学循环等。
3. 稳定同位素示踪技术稳定同位素示踪技术是通过测量示踪物中同位素的相对含量变化来研究地质过程和环境变化的方法。
例如，氧同位素示踪技术可以用于研究水循环、地下水补给和河流水源等；硫同位素示踪技术可以用于研究硫的来源、硫循环以及硫化物的形成和分解等。
三、同位素分析技术的挑战和发展趋势同位素分析技术在地球化学研究中起着重要作用，但也存在一些挑战。
首先，同位素分析技术需要高精度的仪器设备和实验条件，成本较高。
其次，样品准备和分析过程中存在一定的干扰因素，影响测量的准确性和可重复性。
此外，某些同位素的测量范围和准确性仍然有待提高。
为了克服这些挑战，同位素分析技术正在不断发展。
地表及海洋环境的镁同位素地球化学研究进展
摘 要 ： 镁（ Ｍｇ ） 是主要造岩元素， 其 地 球 丰 度 仅 次 于 铁 和 氧 。Ｍｇ几 乎参 与 了地 表 所 有 圈层 间 的 物 理 、 化学和 生物作用 。随
着 多接 收器 等 离子 质 谱 等 分 析 方 法 的 改进 和 完 善 ， Ｍｇ同 位 素 显 示 出更 加 广 阔 的应 用 前 景 。 同 时 ， Ｍｇ独特 的 地 球 化 学 特 征 ， 使 其 在 地 表 及 海 洋 地 球 化 学 领 域 的 应 用 日益广 泛 。本 文 主要 就 近 几 十 年 来 Ｍｇ同位 素在 地 表 及 海 洋 地 球 化 学 领 域 的研 究 现 状、 存在 的 问 题 以及 发 展 趋 势进 行 系统 的总 结 与 探 讨 。 虽 然 ， 目前 对 Ｍｇ 同 位 素 的 研 究还 处 于 早 期 阶 段 ， 但许 多研究成果 显 示， Ｍｇ 同位 素 具 有 很 大 潜 力 成为 环 境 变化 的新 的指 示 工 具 。
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同位素地球化学研究在矿床勘探中的应用
同位素地球化学研究在矿床勘探中的应用矿床勘探是寻找和评估矿产资源潜力的关键过程。
随着资源的不断枯竭和开发难度的增加，传统的勘探方法已经无法满足对矿床的准确评估和资源预测的需求。
而同位素地球化学研究作为一种先进的矿床勘探手段，逐渐受到广泛关注和应用。
同位素地球化学研究通过分析和测定矿石中稳定同位素的丰度和组成，揭示了地球系统中物质循环和地质过程的细微变化。
这种研究方法不仅可以提供关于矿床成因和演化历史的重要信息，还可以为勘探人员提供指导和决策的依据。
例如，在铀矿床勘探中，钍同位素具有明显的勘探指示意义。
铀矿床的形成与地球深部岩浆活动和流体作用密切相关。
通过测定矿石中钍同位素的比值，可以判断岩浆活动的程度和密度，进而预测铀矿床的丰度和分布情况。
这为矿床勘探提供了有力的工具和方法。
此外，在金矿床勘探中，氧同位素也被广泛运用。
金矿床的形成与地球表层的水体和热液作用密切相关。
通过测定矿石中氧同位素组成的变化，可以揭示矿床形成过程中的地质环境和物质来源。
这对于评估矿床的潜力和确定开采策略具有重要意义。
在铜矿床勘探中，硫同位素也被广泛应用。
硫同位素可以指示矿床成因和沉积环境，对于评估矿床的成矿潜力和寻找新的矿床类型具有重要的作用。
通过对硫同位素的测定和分析，勘探人员可以确定合适的勘探区域和方法，提高勘探效率和成功率。
总的来说，同位素地球化学研究在矿床勘探中具有广阔的应用前景和潜力。
通过分析和测定矿石中的稳定同位素，可以获取关于矿床成因、演化历史和矿产资源分布的重要信息。
这为矿床勘探提供了科学依据和技术支撑，显著提高了勘探工作的准确性和效率，降低了勘探风险和开发成本。
随着科学技术的不断进步和实验分析手段的完善，同位素地球化学研究在矿床勘探中的应用将更加广泛和深入。
研究人员可以通过不同同位素的测定和组合分析，建立更加精准和准确的矿床模型和预测模型。
这将为勘探工作提供更多的选择和决策依据，推动矿床勘探领域的发展和进步。
地球化学分析技术的新进展
地球化学分析技术的新进展近年来，随着科学技术的迅速发展，地球化学分析技术也取得了新的进展。
这些新技术的出现为地球化学研究提供了更加精确和全面的数据，对于揭示地球物质的成因和演化过程具有重要意义。
本文将重点介绍几种地球化学分析技术的新进展。
一、质谱技术的应用质谱技术是地球化学分析中常用的一种方法。
传统的质谱技术主要采用电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）或气相色谱质谱仪（GC-MS）进行分析。
然而，新近发展的高分辨质谱技术如飞行时间质谱（TOF-MS）和四极杆串联质谱（QqQ-MS）的引入，使得地球化学分析中可以更准确地确定元素的同位素组成及其丰度。
此外，多重反应监测质谱（MRM-MS）的应用也大大提高了分析的灵敏度和特异性，使得地球化学研究能够更加准确地分析微量元素和有机物。
二、同位素地球化学分析的发展同位素地球化学分析是研究地质样品中同位素组成变化的重要手段。
随着新型同位素质谱仪的发展，如电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）和热电离质谱（TIMS），同位素地球化学研究的分析精度得到了大幅度提高。
特别是高分辨质谱技术的应用，使得同位素地球化学分析能够对宇宙、地球和生物系统中微量同位素进行快速和准确的测定。
此外，辐射同位素和稳定同位素的组合分析也能够提供更全面的地球化学信息，用于研究大气、海洋和岩石圈中的物质迁移与循环。
三、纳米技术在地球化学分析中的应用纳米技术是近年来兴起的一种新型技术，其应用已经深入各个领域，地球化学分析也不例外。
纳米颗粒可以作为载体在地球化学分析中发挥作用。
通过将纳米颗粒与目标物质结合，可以提高分析的灵敏度和选择性。
此外，纳米尺度的材料还可以用于分离和富集地质样品中的微量元素。
纳米材料的表面增大效应使得地球化学分析具有更高的灵敏度和准确度。
四、遥感技术在地球化学研究中的应用遥感技术是一种非接触的观测手段，可以通过获取地球表面的光谱、热红外和雷达等信息来研究地球化学问题。
近年来，高光谱遥感技术的发展使得可以通过分析地表反射光谱特征来定量研究地球化学元素的分布和含量。
同位素应用的现状和新进展
目录
01 一、同位素应用的现 状
03 三、应用前景
02 二、同位素新进展 04 四、结论
同位素应用的现状与新进展：揭 示未来可能的发展趋势
同位素，原子核内具有相同数量的质子而中子数量不同的核素，在科学研究 和实际应用中具有重要意义。从20世纪初同位素的发现以来，其在医疗、工业、 环境监测等领域的应用不断拓展。本次演示将详细介绍同位素应用的现状、新进 展及未来可能的发展趋势。
2、同位素在环境监测和治理方面的应用将逐渐成熟。随着环境问题的日益 突出，利用同位素技术进行环境监测和治理将具有重要意义。
3、同位素在医疗领域的应用将更加精细化。随着医疗技术的不断进步和对 疾病认识的深入，同位素在肿瘤诊断和治疗等方面的应用将更加精确和个性化。
然而，同位素应用的发展也面临一些挑战，如新型同位素制备成本高昂、部 分同位素存在辐射危害等。因此，未来需要加强同位素应用的安全性和有效性研 究，推动同位素应用的可持续发展。
一、同位素应用的现状
1、医疗领域
同位素在医疗领域的应用历史悠久，且成效显著。以放射性同位素为例，其 在肿瘤诊断和治疗方面发挥关键作用。通过放射性同位素衰变过程中释放的射线， 可以对肿瘤进行定位、定性诊断，并达到一定的治疗目的。此外，放射性同位素 在心血管疾病、神经系统疾病等领域也有广泛应用。
然而，当前同位素在医疗领域的应用也存在一些问题和挑战。首先，放射性 同位素的半衰期较短，需要定期补充，给临床应用带来一定不便。其次，放射性 同位素可能对周围环境产生辐射危害，需要采取有效的防护措施。
然而，同位素新进展也存在一定的局限性。例如，新型同位素的制备成本较 高，可能限制了其广泛应用；另外，虽然新型监测技术具有很多优势，但其可靠 性、稳定性等方面还需要进一步验证和完善。
地球化学研究的新技术和进展
地球化学研究的新技术和进展地球化学研究是一门涉及到地球内部和地球表层各种元素、物质在地球界面和海洋中的运行轨迹、生态环境演变过程的学科。
地球化学研究对于我们解释地球长期环境变化、人类活动影响下的全球环境变化、自然灾害等具有重要的科学意义和现实价值。
随着科学技术的不断创新，地球化学研究的新技术和进展呈现出多样、复杂的趋势。
下面将从以下几个方面进行简要概括。
一、同位素技术同位素技术是化学研究中使用频率较高的技术之一，也是现代地球化学研究的重要手段之一。
同位素技术包括同位素质谱仪、同位素示踪方法、同位素比值测量方法等。
同位素技术可以用来追溯物质的来源和去向、检测环境的改变以及判断化学反应等。
例如，同位素示踪方法可以用来追踪元素和物质在地球界面和海洋中的运动轨迹，可以帮助我们了解地球表层环境的变化和灾害原因；同位素质谱仪可以用来分析元素的同位素比例，可以帮助我们了解元素的来源和地球历史进程等。
二、光谱技术光谱学研究对象是原子和分子的能级结构和粒子的辐射规律，利用能量量子化模型分析光谱图结果，可以分析出样品中各类元素、化合物的组成和反应机制，并且可以测定各种分子物质的参量和各种异构体的优势构象，是当前地球化学研究趋势进展中的重要技术之一。
例如，科学家利用表征组成、分子结构等特征的多种光谱手段，如红外光谱、拉曼光谱、紫外-可见光谱、X射线光电子能谱和热重分析等技术，来研究各种纳米颗粒的形貌、大小、结构以及性质等。
不仅如此，光谱技术还广泛应用于污染物的检测、生物医药行业的新药研发等领域。
三、分子生物学技术分子生物学技术中的基因组分析、RNA剪接、蛋白质组学等技术均可以用于解决生物活动过程中的化学反应、代谢途径等问题，帮助我们更深入地了解生命活动的神奇机制，为地球化学研究提供了新的手段和窗口。
例如，基于蛋白质组学的研究可以用于分析各种蛋白质组成和构造以及研究蛋白质在环境改变中的反应和生态生理过程等。
总的来说，地球化学研究的新技术和进展多样复杂，而这些技术和方法的不断革新和进化为地球化学研究提供了强有力的支持和促进推动作用。
镁同位素地球化学研究新进展及其应用
镁同位素地球化学研究新进展及其应用*柯珊1,2刘盛遨2,3李王晔2,3杨蔚2,4滕方振2**KE Shan1,2,L I U ShengA o2,3,L IW angY e2,3,YANG W e i2,4and TENG F angZhen2**11中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室,北京10008321Isotope Laboratory,Depart m ent ofG eos ciences and A rkan s as C enter f or Sp ace and Planetary Sciences,Un i versity ofA rkansas,Fayett eville,AR72701 31中国科学院壳-幔物质与环境重点实验室,中国科学技术大学地球与空间科学学院,合肥23002641中国科学院地质与地球物理研究所,岩石圈演化国家重点实验室,北京10002911S tate K e y Labora tory of G eol og ic a l Processes and M inera lR esou rces,C hina Un iversit y of G eosciences,B eiji ng100083,Ch ina21Isoto p e L abora t ory,D e pa rt m e n t o f G eoscie nces and Arkansa s C e n t er for Spa ce and P l ane t ary S ciences,Universit y of Arkansas,F ayette v ille, AR72701,USA31CAS K e y Labora tory of C ru st-M an tle M a terials and Env ironm ents,School of E art h and Spa ce Sciences,Un i versit y o f S cience and Techn ology o f Ch ina,H efe i230026,Ch i na41S tate K e y Labora tory of L it hosph e ric Evolution,In stit u te of Geology and G e ophysics,Chinese A c ade my of S ciences,B eiji ng100029,Ch ina2010-09-01收稿,2010-11-20改回1K e S,L i u SA,L iW Y,Y ang W and Teng FZ120111Ad vances and app licat i on i n magnesi um isotope geoche m istry1A cta Pe trol ogica S i n ica,27(2):383-397Abstrac t A s new g eo log ica l tracers,M g isotopes attract mo re and m ore a ttenti ons fro m i nterna ti ona l geo l og ists1G reat ach i eve m ents have been m ade i n the M g iso t ope geo che m i stry1R ecen t stud ies have been focusi ng on t w o aspects1F irst,M g i so top ic compositi ons of the m ajor te rrestr i a l reservo irs and chondr ites have been i nvestigated1Chondr ites and t he m antl e have hom og eneous and si m ilar M g iso t op i c compositi ons,w ith the average D26M g values of-0128?0106j and-0125?0107j,respectively1By contrast,the upper conti nen tal crust and hydro sphere are h i ghly hete rogeneous,w ith D26M g values va ry i ng fro m-4184j to+0192j and fro m-2193j to+1113j,respec tive l y1Second,studies on behav iors o fM g isotopes during geo l og ica l and physico che m ica l processes suggest that: (1)larg eM g iso t ope fractionation occurs du ri ng continenta lw eather i ng w ith heavy M g isotopes reta i ned i n t he wea t hered products and li ghtM g isotopes re l eased i nto t he hydrosphe re;(2)equ ili bri um M g isotope fracti ona ti on dur i ng m agm a d iffe renti a tion is li m ited;(3) si gnificant k i neticM g iso tope frac tiona tion occurs during che m i ca l and t her m a l d iffusi on at high te m peratures1Based on these studies, M g iso t opes have been used to trace accreti on of t he E art h and recycli ng of c rusta lm ate rials,and,i n the near future,m ay po tentiall y be appli ed to tracing che m i ca l evo l ution o f the conti nental crust and be used as geo l og ical ther m o m ete rs1K ey word s M g i sotopes;N on-trad iti onal stab le i so topes;Iso t ope fractionation摘要作为一种新兴的地质示踪剂,M g同位素正受到国际地学界日益广泛的关注。
镁同位素在地质学上的进展及应用
镁同位素在地质学上的进展及应用[摘要]镁是重要的成岩元素，也是海洋和生物系统中重要的元素，镁有3个稳定同位素分别是：24Mg、25Mg和26Mg。
Mg同位素地球化学的研究主要集中揭示地质历史时期海水的Mg同位素组成演化、估算大陆风化通量、追溯岩性来源、记录亏损地幔和地幔交代作用。
关于镁同位素的研究目前处于初级阶段，相关数据及成果非常少，但随着新技术的发展和对镁同位素分馏机制的深入了解，镁同位素的地质应用将会日益广泛。
[关键字]镁同位素测定方法地质应用1地质学上的应用地球表面的Mg循环在生物地球化学上尤为重要。
例如，Mg参与了控制气候的地球化学反应（Berner et al.，1983）和地质时间尺度上海水的碳酸盐矿物学（Hardie，1996）。
陨石、火成岩、沉积岩、水圈、生物圈是自然界Mg的主要储库。
近年来，随着分析方法的改进和现代质谱仪器的发展，MC-ICP-MS已经使得镁同位素比测量的精确度达到-0.10%每amu甚至于更好。
目前，镁同位素地球化学作为一个年轻的研究领域，主要集中在示踪太阳系星云形成过程、记录亏损地幔和地幔交代作用、估算大陆风化通量等方面。
1.1 海水中的Mg同位素海水中的镁同位素的组份在过去十年内被确定，δ25Mg值和δ26Mg值分别为-0.40 ‰到-0.77 ‰和-0.69‰到-1.47 ‰，目前大多数研究缩小了以上范围，即δ26Mg值为-0.69 ‰到-0.89 ‰。
明确提出此值的原因是以往不均一的同位素标准变得均一化。
δ25Mg和δ26Mg的均值分别为-0.41 ± 0.06 （n = 22；2 s.d.）和-0.81 ± 0.11 ‰ （n = 22；2 s.d.）。
各个实验室对镁同位素系统的认同比较高。
然而，由于镁同位素提纯的方法有很多，许多结果显示出显著分歧，而且很少有报告中海水中δ25Mg和δ26Mg值的测定来源超过三个地方，显而易见，需要有一个更综合的调查δ25Mg和δ26Mg在海水中的变化。
地球化学的研究进展与应用展望
地球化学的研究进展与应用展望地球化学是一门研究地球上元素循环和地球体系各种物质作用的科学。
近年来，随着科学技术的发展和研究方法的进步，地球化学领域取得了许多重要的研究进展。
从地球化学的角度，我们可以深入了解地球与人类的关系，探索地球上的自然现象和环境问题，为可持续发展和环境保护提供科学依据。
本文将从地球化学的基本概念、研究方法及应用展望等方面论述地球化学的研究进展。
地球化学起源于20世纪初叶，早期的地球化学主要研究岩石和矿物中的元素组成和地球内部的化学结构。
随着科学技术的发展，地球化学逐渐从宏观的岩石矿物研究转向微观的元素分析和环境监测。
现代地球化学已经形成了一个系统的研究领域，涉及地壳、地球内部、大气、海洋、生物圈等多个领域。
在地球化学的研究方法方面，随着仪器设备的进步，地球化学研究已经由传统的重金属分析向同位素分析、原子力显微镜、高性能液相色谱等先进技术方向转变。
这些新技术的应用，不仅提高了研究的准确性和精确性，而且拓宽了研究的范围和深度。
例如，同位素分析可以揭示元素的来源和去向，从而追踪物质的迁移路径和循环过程。
原子力显微镜可以直接观察材料的微观结构和组成，帮助科学家们了解其微观性质和演化历史。
高性能液相色谱则可以对复杂的地球化学物质进行分离和定量分析，为环境监测和地质勘探等方面提供了强有力的支持。
地球化学的研究进展不仅拓宽了我们对地球的认识，还促进了各个领域的交叉研究和应用发展。
例如，在环境领域，地球化学的研究成果可以用于评估和改善环境质量，预测和防治环境污染。
通过分析大气中的重金属和有机污染物元素组成，科学家们可以了解其来源和污染程度，从而制定相应的环境保护政策和措施。
在地质勘探和资源利用方面，地球化学也起到了关键的作用。
通过岩石和土壤中的元素分析，科学家们可以判断地下矿床的可能存在性和资源量，指导矿产勘探和开采活动。
此外，地球化学还在农业、地质灾害和药物研究等领域得到了广泛应用。
除了现有的应用，地球化学的未来发展还具有巨大的潜力。
深部碳循环的Mg同位素示踪
深部碳循环的Mg同位素示踪李曙光【期刊名称】《地学前缘》【年(卷),期】2015(022)005【摘要】大洋板块俯冲导致的深部碳循环可影响地球历史的大气CO2的收支情况及气候变化.沉积碳酸盐岩是地球中轻镁同位素的主要储库,它通过板块俯冲再循环进入地幔有可能引起地幔局部的Mg同位素组成不均一性.因此,在这样一个基本假设基础上,即俯冲岩石的镁同位素在变质脱水和岩浆过程中不发生显著变化,镁同位素有可能成为深部碳循环的示踪剂.前人研究已经证明岩浆过程不会发生显著锾同位素分馏.然而,至今对俯冲、变质过程镁同位素的分馏程度以及低δ26 Mg玄武岩成因还属未知.为此,本研究聚焦在高温高压条件下碳酸盐的稳定性和相转换、板块俯冲过程中的镁同位素行为、循环碳酸盐对地幔镁同位素组成可能产生的影响.【总页数】17页(P143-159)【作者】李曙光【作者单位】中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室,北京100083;中国科学技术大学地球与空间科学学院中国科学院壳幔物质与环境重点实验室,安徽合肥230026【正文语种】中文【中图分类】P597.2【相关文献】1.云南老王寨金矿床深部地质过程的流体包裹体与稀有气体同位素示踪 [J], 邓碧平;刘显凡;张民;赵甫峰;徐窑窑;田晓敏;李慧;胡琳2.稳定13C同位素示踪技术在农田土壤碳循环和团聚体固碳研究中的应用进展 [J], 金鑫鑫;汪景宽;孙良杰;王帅;裴久渤;安婷婷;丁凡;高晓丹;徐英德3.深部碳循环的Mg同位素示踪:2015-2016的进展与问题 [J], 李曙光4.板块俯冲和岩浆过程中碳循环及深部碳储库 [J], 张国良;战明君5.采动影响下矿区深部地下水循环氢氧稳定同位素示踪 [J], 陈陆望;殷晓曦;陈园平因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
同位素在地质研究中的应用
同位素在地质研究中的应用同位素是指原子核中质子数相同，但中子数不同的原子。
同位素具有相同的化学性质，但物理性质和放射性质可能不同。
同位素在地质研究中有着广泛的应用，它的应用不仅为我们探索地球的历史和演化提供了重要依据，也为我们了解自然界中各种现象提供了支持。
一、同位素测年法同位素测年法是同位素在地质研究中最为常用的方法之一。
该方法建立在同位素半衰期的基础上，可以通过测定不同同位素的相对含量来计算样品的年龄。
不同的同位素测年法适用于不同的年龄范围和材料类型。
1.铀系列测年法铀系列测年法是通过测定样品中铀、钍和铅同位素的相对含量来计算样品的年龄，适用于矿物、骨骼等寿命长的材料。
该方法应用广泛，可以测定数百年至数十万年的年龄。
例如，铀-钍-铅测年法被应用于研究早期人类和哺乳动物的演化与扩散过程。
2.钾-氩测年法钾-氩测年法是通过测定样品中钾-40和氩-40同位素的相对含量来计算样品的年龄，适用于火山岩、熔融岩石等寿命短的材料。
该方法可以测定数百万至数十亿年的年龄。
例如，在研究大陆漂移和板块构造等地质过程中，钾-氩测年法被广泛应用。
3.碳-14测年法碳-14测年法是通过测定样品中碳-14同位素的含量来确定样品的年龄，适用于有机、生物和古生物样品。
该方法可以测定最近5万年以内的年龄。
例如，该方法应用于研究气候变化、自然环境变化和生物演化等问题。
二、同位素地球化学同位素地球化学是通过测定地球化学元素中同位素的相对含量，来研究地球物质的来源、演化和过程。
同位素地球化学已经成为一个重要的研究领域。
1.同位素示踪同位素示踪是通过同位素的相对含量和比例来判断物质的来源和流动路径。
例如，氧同位素示踪被广泛应用于研究水循环、降水来源、地下水的形成、河流口水与海洋水的混合和周围环境和气候变化等问题。
2.同位素地球化学的前沿研究随着同位素分析技术的进步和对地球科学问题的深入挖掘，同位素地球化学的研究领域也在不断扩展。
例如，较新的前沿研究包括对稀土元素、锶、铌、钇、铥等元素同位素的分析和应用。
同位素地球化学研究进展及应用
同位素地球化学研究进展及应用I. 引言同位素地球化学是一门研究地球物质中同位素元素组成及其在地质过程中的变化的学科，具有独特的优势和广泛的应用价值。
同位素地球化学的应用可以帮助我们更好地了解地球的演化历程和探索自然环境中的一些谜团。
II. 同位素地球化学研究进展1. 同位素分析技术的不断发展同位素地球化学研究的基础是同位素分析技术的发展。
在过去的几十年中，同位素分析技术得到了长足的发展，涌现出了许多新的分析方法和技术。
例如，气体质谱法和质谱/质谱法可以实现对多种同位素同时进行分析，这种能力大大提高了数据的准确性和可靠性。
同位素稳定性自然丰度分析和示踪实验技术的不断完善也推动了同位素地球化学的研究进程。
2. 对地球演化史的研究同位素地球化学研究已经成为揭示地球演化历史的一种强有力的工具。
通过对地球上各种物质中同位素元素的组成进行分析，可以了解地球形成的时间和演化过程。
例如，通过对陨石的分析，科学家们发现地球的年龄约为45亿年。
同位素组成的对比分析还可以揭示地球上不同环境的地质过程，例如沉积作用、火山喷发和构造的演化。
3. 环境和生态学研究同位素地球化学技术在环境和生态学研究中也有着广泛的应用。
研究人员可以通过对环境样品中同位素元素的组成进行分析，进一步了解自然环境中的物质循环规律和污染过程。
例如，通过对植物组织中碳、氮同位素组成的分析，可以推断氮循环和碳生态系统的物质循环是否平衡，以及环境中对CO2的吸收和释放。
III. 应用案例分析1. 地下水资源管理同位素地球化学技术在地下水资源管理中也有着广泛的应用。
人们可以通过对地下水中同位素元素的比例进行分析，以区分不同来源地下水和地下水的流动方向等，从而更好地保护地下水资源。
例如，同位素元素中氢、氧同位素的比例可以用于判断地下水来源和流向，从而制定有效的地下水保护措施。
2. 稳定同位素示踪技术在烃类勘探和生产中的应用稳定同位素示踪技术也有重要应用，其中一个重要的应用领域就是在烃类勘探和生产中。
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稳定同位素分馏的根本原因是含不同同位素的分子具有不 同的零点振动能。随着温度的升高，不同分子之间零点振动能 的差异减小。理论上，当温度趋于无限高时，任何两相之间的 零点振动能的差异将趋于无限小，因此同位素分馏也将变得无 限小；而温度降低时，平衡同位素分馏程度则会逐步增大。因 此，低温水-岩交换过程可以产生显著的同位素分馏，而高温岩 浆过程中平衡同位素分馏往往很小。但是，高精度分析方法的 发展及对非传统稳定同位素的研究表明高温过程中也可能发生 显著的动力学同位素分馏，从而极大的推动了稳定同位素高温 分馏机制的研究及其示踪一系列高温地质过程的应用。
大陆地壳的Mg同位素组成
与地幔具有相对均一Mg同位 素组成的情况不同，上地壳 的Mg同位素组成很不均一。 其中花岗岩的变化范围相对 较小，碳酸盐岩以外的沉积 岩变化较大，碳酸盐岩的变 化最大。
沉积岩
花岗岩
地幔 碳酸盐岩
平 均 Mg 同 位 素 组 成
河水、海水
二、相关地质过程中Mg同位素的分馏行为及其机制
一、高温Mg同位素分馏 1、平衡Mg同位素分馏
岩浆在部分熔融和结晶分异过程中Mg同位素组成没有显著变化的结 论得到了岩浆岩中共生含镁矿物之间Mg同位素组成研究的支持。对地幔 橄榄岩包体中共生的橄榄石、斜方辉石、单斜辉石的研究表明它们在现 有分析精度下具有一致的Mg同位素组成。对中国东部大别山中生代花岗 岩和花岗闪长岩中共生的黑云母和角闪石的系统研究也得出类似的结果, 这些研究表明在橄榄岩和花岗岩中共生的主要含Mg硅酸盐矿物之间都没 有显著的Mg 同位素分馏。 理论上,稳定同位素在不同共生矿物之间分配达到平衡时,同位素分馏 程度主要取决于该元素在不同矿物相中相应化学键的键长或键能的强度, 即重同位素相对富集在具有较短化学键( 相应具有较强键能) 的矿物中。 一般地, 键长决定了阳离子的配位数, 其次是阴离子(大多数情况下是O) 的配位数, 即键越长、配位数越高, 键能就越弱。因此, 具有低Mg 配位数 的矿物倾向于富集重的Mg同位素, 反之则富集轻的Mg同位素。在高温下 的几种主要硅酸盐矿物中, Mg的配位数都是6, 这决定了这些矿物之间的 平衡Mg同位素分馏很小。然而, 与Mg原子相连的氧原子在这些矿物中的 配位数是不同的, 从高到低顺序依次是橄榄石> 辉石> 角闪石> 黑云母。 由于具有较高的O配位数, 即弱的Mg-O 键键能, 因此当共生矿物间同位 素配分达到平衡时, 理论上, 橄榄石或角闪石就分别较共生的辉石和黑云 母富集轻的Mg同位素。
一般地，流经不同岩性岩石(例如， 硅酸岩和碳酸盐岩) 的河流水具有 不同的Mg同位素组成。除此之外, 河水的Mg 同位素组成也受地表风 化过程中Mg同位素分馏作用的影 响。
地幔的Mg同位素组成
地幔具有均一的Mg同位素 组成, 其平均值与球粒陨石 大致相同。由于地幔的平 均Mg同位素组成基本上就 代表了地球的Mg同位素组 成，因此地球的平均Mg同 位素组成与球粒陨石相同。 这说明地球以及各种类型 的球粒陨石可能都源自一 个具有相同Mg同位素组成 的星云系统。
二、低温Mg同位素分馏 1、河、流及相关岩石的Mg同位素组成
Mg是流体活动性元素，风化过程中含Mg矿物(如橄榄石、 辉石、黑云母和角闪石等)分解释放出来的Mg在水-岩交换过程 中会发生从岩石向流体的迁移并伴随同位素分馏。因此对比研 究河流及相关岩石的Mg同位素组成有助于认识风化过程中Mg 同位素的分馏行为。
展望
• 下地壳的Mg同位素组成 • Mg同位素地幔温度计 • 大陆壳的化学演化模型
参考文献
1、柯珊,刘盛邀,李王晔等. 镁同位素地球化学研究新进展及其应用.岩石 学报,2011,27(2):383-394. 2、葛璐, 蒋少涌. 镁同位素地球化学研究进展. 岩石矿物学杂 志,2008,27( 4 ): 367- 374. 3、何学贤, 朱祥坤, 李世珍等. 多接收等离子体质谱(MC2ICP2MS )测定 M g同位素方法研究. 岩石矿物学杂志, 2008,27 ( 5 ): 441- 448. 4、何学贤, 李世珍, 唐索寒. M g同位素应用研究进展. 岩石矿物学杂志, 2008,27 ( 5) : 472-476. 5、Teng FZ, LiWY, KeS,et al. 2010 a. Magnesium isotopiccomposition of the Earthand chond rites. G eoch im. C osm och im. Acta, 74: 4150 - 4166
大部分河水都具有比 相应的河岸硅酸岩或者碳 酸盐岩轻的Mg同位素组 成；而风化产物，例如土 壤，则具有相对重的Mg 同位素组成。这种相关性 表明在地表风化过程中， Mg同位素会发生显著的 分馏，轻质量Mg同位素 倾向于进入河水，重的 Mg 同位素则相应地残留 在风化产物中。
2、风化剖面Mg同位素 组成的研究
这些辉绿岩风化形成的 腐岩样品的Mg同位素组成与 它们在风化剖面中的位置 ( 深度)及样品的密度之间存 在很好的相关性，即剖面中 越靠近顶部的腐岩样品经历 了越强的风化作用因而具有 越低的密度，同时它们具有 越重的Mg同位素组成。这些 特征表明Mg同位素在风化过g 同位素的分馏行为 很好地解释了相对 地幔而言，海水具 有显著轻的Mg同位 素组成，而沉积岩 相应具有较重的Mg 同位素组成。
谢谢 !
陨石的Mg同位素组成
在矿物尺度范围内, Mg同 位素组成非常不均一，但 是在全岩尺度上， Mg同 位素组成是非常均一的。 这种全岩尺度的均一性表 明Mg同位素在太阳星云 形成过程和球粒陨石母体 演化过程中都没有发生显 著分馏。
水圈的Mg同位素组成
对全球不同地区海水样品的研究 表明现今的海水具有非常均一的M g同位素组成。这种均一的同位素 组成与Mg 在海水中具有较长(大 于10Ma)的居留时间相一致，表明 Mg在海水中已经充分混合并达到 同位素组成均一。
Mg同位素的地球化学研究新进展
作为一种新兴的地质示踪剂，Mg同位素正受到国际地 学界日益广泛的关注。尤其是最近三、四年，Mg同位素 在地球化学领域取得了重大进展。
一、查明了陨石和地球各主要储库的Mg同位素组成。 二、探讨相关地质过程中（岩浆分异、地表风化、化学 扩散和热扩散等）Mg同位素的分馏行为及其机制。
2、动力学Mg同位素分馏
虽然高温岩浆分异过程中Mg 同位素分馏很小。但近期的实验研 究发现在硅酸盐熔体中，稳定同位素在经历化学扩散或热扩散时，会 发生巨大的动力学同位素分馏。 化学扩散引起同位素分馏的机制是当体系中存在化学势梯度时， 元素就会从化学势高的一端向化学势低的一端扩散；扩散过程中轻质 量同位素的扩散速率快于重质量同位素，从而产生同位素分馏。化学 扩散引起同位素分馏的大小程度主要取决于扩散两端初始MgO的活度 差， 即活度差越大，扩散引起的同位素分馏也就越大。 目前为止，热扩散过程引起的Mg同位素显著分馏在自然界地质样 品中还未发现，这可能是因为在熔体中热扩散比化学扩散快几个数量 级，较大的温度梯度难以长时间保持。但是硅酸盐熔融体系中，某些 热边界层因热对流有可能较长时间地保持一定温差，为热扩散作用驱 动的Mg同位素分馏提供前提条件。
由于热扩散过程中 不同同位素体系轻、重 同位素之间的扩散行为 类似，即轻质量同位素 趋向于富集在高温端, 而重质量同位素则富集 于低温端。因此同一热 扩散过程中不同稳定同 位素体系的分馏程度总 是呈线性正相关。这样， 依据某个研究对象中多 个稳定同位素体系组成 的系统分析结果，就可 以判断热扩散主导的同 位素分馏是否存在。