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第六章同位素地球化学第一节基本概念一、同位素的定义核素：是由一定数量的质子（P）和中子（N）构成的原子核。
核素具有质量、电荷、能量、放射性和丰度5中主要性质。
.同位素：原子核内质子数相同而中子数不同的一类原子叫做同位素(isotope)，他们处在周期表上的同一位置二、同位素的分类– 放射性同位素(radioactive isotope)：原子核是不稳定的，它们能够白发地衰变成其他的同位素。
最终衰变为稳定的放射性成因同位素。
目前已知的放射性同位素达1200种左右，由于大部分放射性同位素的半衰期较短，目前已知自然界中存在的天然放射性同位素只有60种左右。
放射性同位素例子：238U→234Th＋4He(α)＋Q→206Pb；235U→207Pb；232Th→208Pb– 稳定同位素(stable isotope)：原子核是稳定的，迄今还未发现它们能够自发衰变形成其他的同位素。
自然界中共有1700余种同位素，其中稳定同位素有260余种。
z轻稳定同位素，又称天然的稳定同位素，是核合成以来就保持稳定。
其特点是①原子量小，同—元素的各同位素间的相对质量差异较大；②轻稳定同位素变化主要原因是同位素分馏作用所造成的，其反应是可逆的。
如氢同位素（1H和2H）、氧同位素（16O和18O）、碳同位素（12C和13C）等。
z重稳定同位素，又称放射成因同位素(radiogenic isotope)：稳定同位素中部分是由放射性同位素通过衰变后形成的稳定产物。
其特点是①原子量大，同—元素的各同位素间的相对质量差异小（0.7%~1.2%）环境的物理和化学条件的变化通常不导致重稳定同位素组成改变；②重稳定同位素变化主要原因是放射性同位素衰败引起，这种变化是单向的不可逆的。
如87Sr是由放射性同位素87Rb衰变而来的；三、同位素丰度同位素丰度(isotope abundance)：可分为绝对丰度和相对丰度绝对丰度是指某一同位素在所有各种稳定同位素总量中的相对份额，常以该同位素与1H（取1H=1012）或28Si（取28Si=106）的比值表示。
地球化学的基本原理与应用地球化学是一门研究地球各部分以及地球与外部环境间元素、化学物质在地球上的分布、变化和相互关系的学科。
它是地球科学中的一个重要分支，具有广泛的应用领域。
下面将介绍地球化学的基本原理以及其在各个领域的应用。
一、地球化学基本原理1. 元素和同位素：地球化学研究中关注的核心是元素的存在形式和同位素的分布。
元素是组成地球和生物体的基本构成单元，而同位素则可用来追踪地球系统中的物质运移和循环过程。
2. 地质过程：地质过程是地球化学变化的根源。
包括岩浆活动、土壤形成、水文循环、生物地球化学等。
通过对地质过程和地球物质的研究，可以了解地球表层的演化历史和地壳成因。
3. 地球系统：地球是一个复杂的系统，包括大气、海洋、地壳和生物圈等多个组成部分。
地球化学通过研究这些组成部分之间的相互作用，揭示地球系统中物质循环的规律。
4. 化学平衡和反应：物理化学原理是地球化学中的基础。
化学平衡理论被应用于地球化学计算模型的构建，以揭示物质在地球系统中的分布和转化。
二、地球化学的应用领域1. 矿产资源勘探：地球化学可以应用于矿床勘探和矿产资源评价。
通过分析不同元素的分布和同位素组成，可以找到矿床的富集区域和找矿指示。
2. 环境污染与地质灾害：地球化学方法可以用于环境污染物迁移和转化的研究，例如水体中的重金属污染、土壤中的有机物污染等。
同时，地球化学还能够评估地震、火山和滑坡等地质灾害的潜在危险性。
3. 水文地质研究：地球化学可以用于水文地质研究，例如地下水的起源、成分及其与地下水补给区域的关系。
同时，地球化学方法也可以应用于地下水的污染源溯源。
4. 古气候与环境演化：地球化学分析在古气候和环境研究中起着重要作用。
通过分析沉积岩中的同位素组成和微量元素含量，可以重建过去气候变化和环境演化的历史。
5. 生物地球化学和生态系统研究：地球化学可以揭示生物地球化学循环的机制和影响因素，例如元素的生物地球化学循环过程、生态系统中的能量流动与物质转化等。
地球化学的基本原理和应用地球化学是地球科学的一个重要分支，它研究地球化学元素及其同位素在地球系统中的分布、变化和相互作用规律，探索地球内部和外部过程及其对环境的影响。
本文将介绍地球化学的基本原理和应用，并探讨其在环境科学、资源勘探以及地质学等领域的重要性。
一、地球化学的基本原理地球化学的研究基础主要建立在以下几个基本原理的基础上：1. 元素的宇宙起源：地球大部分化学元素的来源可以追溯到宇宙大爆炸的初期。
通过宇宙尘埃的云团和恒星演化过程，元素被逐渐合成并分布到宇宙各处。
2. 地球物质的成因：地球物质主要由岩石、矿物和土壤等构成。
通过研究地球各层物质的成分和性质，可以了解地球形成的历史和地球内部过程。
3. 地球化学元素的分布规律：地球化学元素分布受到地球内部地球化学循环和外部地球化学过程的影响。
研究地球物质中元素的含量和分布可以揭示地球内部地幔对地壳的物质供给和地球壳的物质循环规律。
4. 同位素的地球化学：同位素是具有相同原子序数但质量数不同的同一元素的不同种类。
通过研究同位素的分布和演化过程，可以追溯地球的演化历史、探索地球内部过程、判断化学反应过程以及解释大气和水体中的化学过程。
二、地球化学的应用领域1. 环境科学中的应用：地球化学研究对环境科学具有重要意义。
如通过研究地球化学元素在大气、水体和土壤中的分布和迁移规律，可以评估和监测环境污染，并为环境污染防治提供科学依据。
2. 资源勘探中的应用：地球化学在矿产资源勘探和开发中起着重要的作用。
通过研究地球化学元素的分布规律和同位素特征，可以指导找矿勘探活动，寻找矿床、矿体和矿化带。
3. 地质学中的应用：地球化学在地质学领域的应用广泛。
通过研究地球化学元素在岩石和矿物中的分布和特征，可以揭示地壳演化历史，研究岩石圈和火山作用，以及解释地质灾害等地质现象。
4. 生命科学中的应用：地球化学还应用于生命科学研究。
通过研究地球化学元素在生物体中的分布和转化规律，可以揭示生物地球化学循环的过程，研究生物地球化学效应，探索生物进化和生态系统过程。
