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钡(ba)同位素地球化学核裂变(Nuclear fission)，是一个原子核成几个原子核的物理变化，并释能量的过程。
大家耳熟能详的就是用铀235，或钚239核裂变材料制作的。
铀核裂变的产物有时裂变为氙Xe和锶Sr,有时裂变为钡Ba和氪Kr或者锑Sb和铌Nb，同时放出2～3个中子。
铀核还可能成三部分或四部分，不过这种情形比较少见。
在这个裂变过程中，裂变材料会释放中子，质量总和会少于裂变前的质量总和，这个现象叫作质量亏损。
亏损的质量会转化成能量释放，可以根据爱因思坦的质能方程E=MC^2进行计算。
核裂变材料的原子的原子核在吸收一个中子以后会成两个或更多个质量较小的原子核，同时放出二个到三个中子和很大的能量，又能使别的原子核接着发生核裂变，使过程持续进行下去，这种过程称作链式反应。
核裂变也可以在没有外来中子的情形下出现，这种核裂变称为自发裂变，是放射性衰变的一种，只存在于几种较重的同位素中。
不过大部份的核裂变都是一种有中子撞击的核反应，反应物裂变为二个或多个较小的原子核。
当核裂变材料达到临界质量时，核裂变材料自身衰变产生中子引发链式反应。
就是根据这种原理制成了。
原子核就是将两块核裂变材料，在瞬间压缩到一块，达到临界质量，产生链式反应，从而引发核裂变爆炸。
核电站和两者机制上的差异主要在于链式反应速度是否受到控制。
核电站的关键设备是核反应堆，受控的链式反应就在这里进行。
核电是一种新型的清洁能源，越来越多的被各国利用。
压水式反应堆图解核裂材料是上帝赐于人们的宝物，即可以制成的武器，也可以成为清洁能源，造福人类。
作为核大国，在核电领域处于世界的前列，核武器同样也是世界领先，热爱和平，向世界承诺不首先使用核心武器，但在这三种情况下，有权使用核武器。
第一种情况是的核武器和核武器基地遭遇袭击，有权使用核武器；第二种情况是的战略武器，比如航母、核潜艇、战略遭遇袭击，有权使用核武器；第三种情况是本土遭遇重大袭击，比如大型水利枢纽遭遇打击的时候，有权使用核武器反击。
同位素地球化学在矿床找矿中的应用引言：矿床找矿是地质学领域的重要研究方向之一，它对于发现和开发重要矿产资源具有重要意义。
在过去的几十年里，同位素地球化学作为矿床找矿的重要工具之一，不断发展和应用于此领域。
本文将重点介绍同位素地球化学在矿床找矿中的应用，并探讨其优势和局限性。
一、同位素地球化学在矿床找矿中的方法与原理同位素地球化学是研究地球体和生物体物质中同位素组成与地质、地球化学、生物学等关系的学科，它基于同位素的稳定性和不稳定性特性，通过测量和分析样品中同位素的组成和比例，推断地质过程和环境条件等信息。
在矿床找矿中，同位素地球化学主要运用了同位素示踪、分馏效应和同位素地球化学地球化学演化研究方法。
同位素示踪方法运用同位素元素与环境、成矿作用之间的关系，研究样品中同位素的分布情况，以推断矿床形成的机制和成因。
例如，通过测量矿石中锡同位素的组成，可以确定这些锡矿床是来源于地壳物质还是地幔物质。
同时，同位素示踪还可以帮助解析矿床的演化历史及其与构造运动的关系。
分馏效应是指同位素在地质或地球化学过程中的分离和富集现象。
同位素地球化学利用分馏效应来识别和解释矿床成因的过程。
例如，地幔不同深度对同位素的分馏作用可以导致同一矿床中同位素组成的差异。
通过测量同位素的比例，并与地幔中同位素的组成进行对比，可以推断矿床形成过程中的物质来源。
同位素地球化学地球化学演化研究方法，是通过测量不同地质时期产生的同位素比值，以揭示地球演化的过程。
例如，可以通过测量不同时期形成的锶同位素比值，探讨不同时期地壳形成机制及其对矿床形成的影响。
这对于预测某一地区矿床的潜在存在具有重要意义。
二、同位素地球化学在矿床找矿中的应用案例同位素地球化学在矿床找矿中已经取得了很多重要的应用成果。
下面我们将以几个典型案例来介绍其应用。
1. 铀矿床的同位素地球化学研究铀矿床是一种非常重要的能源矿产资源。
同位素地球化学可以通过测量铀同位素的组成，揭示铀的来源和演化历史。
同位素在定年、岩石成因、构造背景研究中应用院系：姓名：学号：班号：同位素在定年、岩石成因、构造背景研究中应用———以“贵池岩体的锆石定年和地球化学”为例同位素为具相同质子数、不同质量数核素的总称，它们在元素周期表上占据相同的位置。
其分为放射性同位素，稳定同位素。
根据放射性同位素随时间的衰变规律，测定地质体形成和地质事件发生的时代；根据稳定同位素在是研究地质体中的分布及其在各种条件下的运动规律，并应用这些规律来解释岩石和矿石的形成过程、物质来源及成因等问题。
用于岩石、矿物年龄测定的主要同位素体系有K-Ar(Ar-Ar)、Rb-Sr、U-Th-Pb、Sm-Nd 和Re-Os等体系。
由于各同位素体系的放射性同位素具有不同的衰变速率(或半衰期不同)和不同的地球化学特征,这使得每个同位素体系定年都具有独特优点和适用范围。
另一方面，地球化学系统中初始放射成因子体同位素比值是一个重要的地球化学示踪参数，该值代表物质形成时的比值，不同的地球化学储存库，它们的值是不同的。
例如在Sm-Nd同位素定年中，Nd同位素初始比值(143Nd/ 144Nd)0是Nd同位素地球化学示踪的重要参数，εNd(t)的示踪意义。
εNd(t)>0, 物质来自亏损地幔; εNd(t)<0, 物质来自于地壳；εNd(t)≈0, 物质来自于未分异的原始地幔等。
以下将以《贵池岩体的锆石定年和地球化学:岩石成因和深部过程》一文为例，阐述同位素在研究定年、岩石成因、构造背景方面的应用。
通常，我们可以结合前人研究成果及自己在野外的实际观察，判断岩体的主要岩相学特征，初步判断岩石的生成条件，但是对于变质作用较为强烈，无法识辨原岩时，对岩石的成因，及年代学数值无法作出准确的答案。
此时，运用同位素地球化学的相关知识，可以岩石成因及岩石地质年代作出精确的测定。
贵池地区的贵池岩体和茅坦岩体是下扬子地区两个重要的 A 型花岗岩岩体。
野外岩相学观察将贵池岩体分为中心相和边缘相。
U-P b同位素测年方法及应用近年来，随着同位素地质年代学的飞速发展，同位素测年方法也进展较快。
同位素测年法就是利用天然放射性同位素的衰变规律精确测定岩石或矿物中放射性母体同位素和放射成因的稳定子体同位素的含量来计算该岩石或矿物的地质年龄。
主要的同位素测年法包括U-Pb法、Rb-Sr法、Sm-Nd法、K-Ar法、Re-Os 法、40Ar-39Ar法等几种方法。
由于Rb-Sr法、Sm-Nd法测年对样品要求满足的条件较高，很多地质体较难满足这些条件，而K-A r法对矿物的蚀变要求严格，因此，U-Pb同位素测年法显得尤为重要。
1 U-P b同位素测年的方法1.1 高灵敏度高分辩率离子探针质谱方法该方法的优点是高灵敏度高分辩率，快速准确。
此种方法是目前国际上最先进的测年方法之一，如用该方法测得西澳大利亚杰克山变沉积岩中的碎屑错石年龄为4.3 Ga(pston等，1986)，这是地球上已知的最古老的矿物年龄。
这一年龄的确定使得对大陆地壳生成和演化历史的认识向前推进了一大步。
目前我国还没有高灵敏度高分辩率离子探针质谱仪器。
1.2 微量矿物的U-Pb同位素测年法这种方法是将一个岩石中的许多锆石颗粒放在一起测定，最后给出混合年龄。
1.3 单颗粒错石Pb-Pb蒸发法这种方法是应用锆石逐层蒸发法，即用热离于发射质谱计直接测定单颗粒锆石207 Pb/ 206P b 年龄。
此种方法已在我国广泛推广和应用，并且取得不少成果，如刘敦一等人首先利用锆石Pb-Pb蒸发法发现了我国辽宁、冀东等地存在38亿多年的锆石，并用高灵敏度高分辩离子探针质谱测定作了验证(Li u D、Y、等，199 2)。
宋忠宝等(1996)利用该方法获得西秦岭酒束络梁花岗岩的成岩年龄为580士8 M a，这是到目前为止在西秦岭地区测得最老的花岗岩，它对于张维吉等(1995)提出在该区540士50 Ma 有一次侵入事件的存在提供了有力的佐证。
宋忠宝等(1997)还利用该方法获得西秦岭柴家庄花岗岩的形成年龄为307 ~308Ma，该年龄的获得改变了对柴家庄花岗岩与柴家庄金矿关系的认识，说明岩体不可能为矿体提供热源。
地球化学第三次课后作业班级： 021131班学号： 3838438姓名：刚果河边草泥马指导老师：张利同位素在研究岩石成因方面的应用同位素地质应用是同位素地球化学的重要组成部分和研究的目的。
随着放射性现象的发现 , 同位素的分析逐渐被建立为独立的研究领域。
同位素的迁移活动寓于地质作用之中, 地质事件对核的影响有可能跨越后期作用而被保留下来, 因此同位素组成上的变异常常能提供最接近事实的证据并且取得了显著的成绩。
同位素的丰度和分布的研究正处在一种飞跃的状态中。
在以往短短的不到一百年的时间里 , 自应用这种新的方法得出初步的解释以来, 已经取得了非凡的成果。
同位素拥有其他元素或别的物质不具有的特点，所以其可以提供大量其他物质所表达不出的地质信息。
基于同位素独特的性质，如放射性同位素子母体可作为时钟，成分变化可以示踪，稳定同位素分馏与温度的关系等特点，它可以作为独特的示踪剂和形成环境和条件的指标, 同位素组成已广泛的应用到陨石、月岩、地球火成岩、沉积岩、变质岩、大气、生物、海洋、河流、湖泊、地下水、地热水及各种矿床的研究。
通过研究同位素在地质体的分布及在各种地质条件下的运动规律来研究矿物、岩石、矿床等各个领域 , 成为解决许多重大地质地球化学问题的强大武器。
同位素包括稳定同位素和放射性同位素，课堂上主要讲了放射性同位素，以下为本人阅读的相关文献，并总结了这两种同位素在成岩中的相关应用。
一、同位素示踪指示岩石中矿物来源即同位素组成变化不仅能够用来指示地质体的物质来源和地质体系经历的地球化学过程,而且能指示成矿流体的来源。
所以通过追踪同位素可以找出地质体的物质来源，主要有依靠放射性同位素。
文献：《桂中镇圩碳酸盐岩型滑石矿床热液方解石的锶同位素研究》在这篇文献中，作者在镇圩碳酸盐岩型滑石矿床中采取了大量方解石样品，然后分析了方解石中的锶同位素。
他首先指出，镇圩滑石矿床中热液方解石的Rb含量极低，S r含量较高，Rb／Sr值小，因此，该方解石的锶同位素组成可以代表其沉淀(或矿化)时流体的锶同位素组成。
同位素地球化学论文
近年来，随着同位素样片制备技术的改进和高精度质谱的问世，大大地提高了同位素测试结果的精度和准确性，使同位素地球化学的理论和方法进一步成熟和完善，研究领域不断拓宽。
同位素地球化学研究内容
同位素地球化学是根据自然界的核衰变、裂变及其他核反应过程所引起的同位素变异，以及物理、化学和生物过程引起的同位素分馏，研究天体、地球以及各种地质体的形成时间、物质来源与演化历史。
同位素地质年代学已建立了一整套同位素年龄测定方法，为地球与天体的演化提供了重要的时间座标。
比如已经测得太阳系各行星形成的年龄为45～46亿年，太阳系元素的年龄为50～58亿年等等。
另外在矿产资源研究中，同位素地球化学可以提供成岩、成矿作用的多方面信息，为探索某些地质体和矿床的形成机制和物质来源提供依据。
①自然界同位素的起源、演化和衰亡历史。
②同位素在宇宙体、地球及其各圈层中的分布分配、不同地质体中的丰度及其在地质过程中活化与迁移、富集与亏损、衰变与增长的规律；同位素组成变异的原因；并据此探讨地质作用的演化历史和物质来源。
③利用放射性同位素的衰变定律建立一套有效的同位素计时方法，测定不同天体事件的年龄，并作出合理的解释，为地球和太阳系的演化确定时间坐标。
根据同位素的性质，同位素地球化学研究领域主要分稳定同位素地球化学和同位素年代学两个方面。
稳定同位素地球化学主要研究自然界中稳定同位素的丰度及其变化。
同位素年代学随研究领域的深入，又分为同位素地质年代学和宇宙年代学。
同位素地质年代学主要研究地球及其地质体的年龄和演化历史。
宇宙年代学则主要研究天体的年龄和演化历史。
自然界同位素成分变化
自然界同位素组成经常呈现一定程度的变化。
引起同位素成分变化的主要过程有两类：一类是放射性同位素衰变，使母体同位素的数量随时间的推移逐渐减少，同时子体同位素的数量不断增加；另一类是由各种化学和物理过程引起的同位素分馏，氢、碳、硫、硅、氮等同位素组成变化是由同位素分馏引起的。
对这两类作用的研究是同位素地球化学的主要任务。
在自然过程作用中由于这种质量差所引起的同位素相对丰度的变异，称为同位素分馏作用，根据分馏作用的性质和条件可区分为：物理分馏，活力分馏，平衡分馏，生物化学分馏等。
分馏系数
分馏系数表示同位素的分馏程度，反映了两种物质或两种物相之间同位素相对富集或亏损程度。
在自然界，分馏系数是指两种矿物或两种物相之间的同位素比值之商。
其表达式为：□ A-B＝RA/RB式中A和B表示两种物质(物相)，R代表重同位素对轻同位素的比值，如18O/16O，13C/12C等。
□ 值偏离1愈大，说明两种物质之间的同位素分馏程度也就愈大；□ =1时，物质间没有同位素分馏。
稳定同位素组成常用δ值表示，δ值指样品中某元素的稳定同位素比值相对标准（标样）相应比值的千分偏差。
其公式为□δ值能清楚地反映同位素组成的变化，样品的δ值愈高，反映重同位素愈富集。
样品的δ值总是相对于某个标准而言的，同一个样品，对比的标准不同得出的δ值各异。
所以必须采用同一标准；或者将各实验室的数据换算成国际公认的统一标准，这样获得的δ值才有实际应用价值。
比较普遍的国际公认标准为：①SMOW，即标准平均海洋水，作为氢和氧的同位素的国际统一标准；② PDB，是美国南卡罗来纳州白垩系皮狄组地层内的似箭石，一种碳酸钙样品，用作碳同位素的国际统一标准，有时也作为沉积碳酸盐氧同位素的标准；③CDT,是美国亚利桑纳州迪亚布洛峡谷铁陨石中的陨硫铁，用作硫同位素的国际统一标准。
稳定同位素实验研究表明，大多数矿物对体系（矿物-矿物）或矿物-水体系，在有地质意义的温度范围内,103ln□值与T 2成反比,T 为绝对温度。
103ln□值可以近似地用两种物质的δ差值表示,即δ-δB=
ΔA-B≈103ln□A-B。
因此,只要测得样品的δ值,就可直接计算出103ln□值。
它同样表示物质间同位素分馏程度的大小，利用它可绘制同位素分馏曲线，拟合同位素分馏方程式和计算同位素平衡温度(见地质温度计)。
在稳定同位素地球化学研究中，H、C、O、S等研究较深入。
它们在天然物质中分布广泛，可形成多种化合物，由于它们的同位素质量数都比较小，相对质量差别大，因而同位素分馏更明显，这对确定地质体的成因及其物质来源和判明地质作用特征具有重要意义。
稳定同位素地球化学
氧同位素地球化学
自然界氧有3个稳定同位素16O、17O和18O，它们的丰度分别为99.762％、0.038％和0.200％。
氧同位素组成以δ18O表示，标准采用SMOW。
大气水的δ18O变化范围最大,为+10～-55‰,极地粒雪的δ18O最低；大气二氧化碳的δ18O 最高,可达+41‰。
所以天然物质中δ18O的变化幅度约100‰。
含氧矿物在自然界分布相当广泛。
主要造岩矿物的δ18O变化具有明显的顺序性，与岩浆结晶分异顺序一致，即由孤立岛状四面体的橄榄石到链状辉石、层状云母和架状的长石、石英，δ18O依次增高，这主要与矿物的晶体化学性质有关。
根据同位素分馏理论，硅酸盐矿物中阳离子与氧的结合键愈短，键力愈强,振动频率愈高,则18O愈富。
石英中Si—O键在硅酸盐结构中是最强的;此外，与温度有关，因为超基性、基性原始岩浆处于很高温度状态，同位素分馏作用减弱，随岩浆温度的降低，同位素分馏作用增强，岩浆中18O含量相对增高。
因此，从超基性岩到酸性岩δ18O明显增高，其变化范围为 5～13‰。
对于非正常火成岩，则须考虑岩浆或固结岩石与周围物质间的相互作用。
氧同位素的地质应用最广泛，包括：①氧同位素地质温度计。
应用实验的方法，首先测定矿物与水的分馏数据，再计算矿物与矿物之间的分馏数据，得出分馏系数与温度的关系式。
氧同位素地质温度计中石英－磁铁矿矿物对是最灵敏的,因为石英的 18O/16O比值大,磁铁矿的比值较小，所
以石英－磁铁矿之间具有最大的分馏系数和温度系数(指温度每变化 1℃时分馏系数的改变量)。
②古海洋温度计。
通过测定生物化石碳酸钙壳层与水之间的氧同位素组成来确定古海洋的温度。
③判断成矿热液的来源和矿床成因及岩石成因等。
硫同位素地球化学
在自然界。
硫的分布非常广，硫有4个稳定同位素32S，33S,34S，36S.硫同位素的变化包含着大量的地质作用信息。
δ34S（‰）=［（34S /32S）样-（34S /32S）标］/(34S /32S)标X1000 δ34S正值越大，34S的富集程度越明显; δ34S为负值，则表明样品贫34S而富32S。
硫同位素之间相对质量差较大，在自然过程中它们的分馏效应较明显。
目前已知硫同位素比值的变差范围可达160%。
陨石中δ34S =0±2‰，变差范围较小，代表地球形成初期的硫同位素组成，这是考查自然硫同位素成分变化的一个基点。
沉积岩中δ34S变差范围最大，代表硫同位素的最大分馏效应。
硫同位素分馏分为化学动力分馏，生物动力分馏，和平衡分馏。
根据矿床中硫同位素分馏组成，分析矿床中硫的来源，进而可探讨矿床的成因。
在热液矿床中硫的来源是多种多样的，大致可分为三类；1，地幔硫，地幔是许多重要成矿物的源区，虽然目前还无法直接测定地幔硫同位素组成，但根据陨石以及各种来源于地幔的镁铁质-超镁铁质岩石的研究认为，其δ34S值接近0，并且变化范围较小；2，地壳硫，在沉积作用，变质作用和岩浆作用及表生作用过程中，地壳物质的硫同位素发生了很大的变化，各类地壳岩石的硫同位素组成变化很大；3，混合硫，地幔来源的岩浆在上升侵位过程中混染了地壳物质，各种硫源的同位素相互混合。
如果混染了海水或海相硫酸盐的硫，混合硫便以富34S为特征：如果混染了生物成因的硫，混合硫便以富32S为特征；如果混染了接近于陨石硫的硫，则混合硫的δ34S值接近0.因此，由热液矿床中硫化物的δ34S值所获得的成矿溶液总硫的同位素组成对分析硫的来源有重要意义。
碳同位素地球化学
研究天然物质中碳同位素的丰度、变异规律及其地质意义。
自然界碳有 2个稳定同位素12C和13C，它们的丰度分别为98.89％和1.11％。
碳同位素组成以δ13C表示，标准采用 PDB（见稳定同位素地球化学）。
天然物质中δ13C的分布如图天然物质中的碳同位素组成所示。
由图天然物质中的碳同位素组成看出，δ13C的最低值见于天然气甲烷,为-90‰；最高值出现于碳质球粒陨石中，为+70‰。
所以天然物质中δ13C的变化幅度达160‰。
地球上两个最重要的碳贮存库是碳酸盐和生物成因还原碳。
它们的同位素丰度值截然不同,因为在大气CO2-溶解 HCO--CaCO3体系中，同位素交换反应使碳酸盐富集13C；而光合作用的动力分馏效应导致生物成因碳（有机物）中富集12C。
