稳定同位素

研究各种地质体中同位素丰度的变化是稳定同位素地球化学的基础。对于有两种以上稳定同位素的元素，多研究其中两种丰度较大的同位素的行为。 一种元素的同位素组成表示方法可用同位素绝对比值，例如迪亚布洛峡谷的铁陨石中32S/34S=22.22，或34S/32S=0.0450045。但在地球化学研究中常用的方法是与标准样品相应的同位素比值相比较，并用偏差千分率表示出来，上述定义用公式表示如下： 地球化学原理（第三版） 为了便于对比，世界各国所采用的标准样品已基本统一。国际氢、碳、氧、硫同位素标准样品的名称及其同位素绝对比值见表3-4。 表3-4 氢、碳、氧、硫同位素标准样品 每个测定样品的偏差值可正可负，正值表示与标准相比所测样品中重同位素有一定富集，而负值则表示重同位素有一定的贫化，亦即轻同位素有所富集。

一、δ表示法 稳定同位素比值上的变化典型的是在千分之几到百分之几的范围内，并且通常以与某标准的千分偏差——δ，来表示。 氧同位素，已开发出报告其组成的两个标准。地球化学家对非碳酸盐岩物质以相对于SMOW（标准平均海水）的千分偏差来报告氧同位素比值： 同位素地质年代学与地球化学 对于碳酸盐岩物质则以相对于PDB（皮狄拟箭石）碳酸盐标准来报告δ18O。此任一样品相对两标准之间的δ值的关系为 同位素地质年代学与地球化学 氢同位素比值，δD以相对于SMOW报告；碳同位素，δ13C以相对于PDB表示；氮同位素，δ15N以相对于大气氮表示（表示为ATM）；硫同位素，δ34S以相对于狄亚布洛峡谷铁陨石中的陨硫铁表示（表示为CDT）。表11-1为这些标准的同位素组成。 表11-1 稳定同位素标准的同位素组成 二、分馏因子 分馏因子α是两相中同位素比值的比： 同位素地质年代学与地球化学 两相间同位素的分馏也可表示为：ΔA-B=δA-δB，Δ与α之间的关系为 同位素地质年代学与地球化学 正如我们将见到的，在平衡时，α与热力学平衡常数有关： 同位素地质年代学与地球化学 式中n是交换的原子数，K∞是无限高温度处的平衡常数，K为通常所述的平衡常数（除了使用浓度而不是活度外，因为活度系数的比等于1，即活度系数对同位素没有影响）。