| 词条 | 同位素地质学 |
| 释义 | 利用放射性同位素的衰变规律，稳定同位素的丰度变化，来研究地壳发展和地质体形成的历史，以及在不同地质作用下地球物质的迁移过程的这一学科称为同位素地质学。同位素地质学的一个重要用途是用以确定地层、岩石的形成时间。 同位素地质学是地球科学、物理学、化学和技术科学相互交叉发展起来的一门新兴学科，是地质学的一个新的分支。半个世纪以来，同位素地质学获得了迅速发展，渗透到地质学、地球化学的各个方面，对解决一系列重大基础地学问题发挥了关键性的作用。它是地球科学定量化的重要标志，是“数字地球”的重要组成部分。 研究中国地质科学院，从1958年起就开始建立同位素地质实验室，是国内最早建立同位素地质实验室的单位之一。经过长期努力，在中国地质科学院地质研究所和矿床地质研究所分别建立了完整的同位素地质年代学实验室和稳定同位素地球化学实验室。这两个实验室在同位素实验技术和方法的建立和改进，在同位素地质基本理论的研究和重大地质基础问题的研究方面，做出了许多重要的贡献，在国内地学界有重大的影响。 在技术方法和基础理论方面 建立和发展以离子探针质谱和激光探针质谱为代表的的原位微区同位素地质年代学和同位素地球化学测试技术，赶上国际研究发展趋势。 1） 建立和发展铀系不平衡法、10Be法、36Cl法等年青年代学测试方法和技术，以满足环境、海洋和新构造等研究领域的需要。 2） 建立和发展过渡族元素同位素地球化学实验体系，开拓同位素地球化学研究的新领域。 3） 进一步发展稀有气体同位素地球化学的测试技术，提高其理论研究水平。 4） 进一步发展微量、快速和微区气体稳定同位素测试技术。建立硒、氯等稳定同位素测试新方法。 5） 大力推进同位素分馏机制的研究。特别是同位素动力学分馏和与质量无关的同位素分馏的研究，争取在稳定同位素地球化学基本理论研究方面取得重要突破。 6） 保持和发展已有的钐-钕、铷-锶，铀--钍-铅，建立锆-铪同位素年代学和示踪的实验体系。 7） 同位素地质年代学和同位素地球化学标准方法的建立和参考物质的研制与标定。 8） 同位素绝对比值的测量和原子量标定。 同位素地质应用方面1） 太阳系及地球早期演化史：这是同位素地质学的优势领域，也是该实验室科研人员的专业强项。实验室将充分发挥这些优势，积极开展关于太阳系及地球早期物质演化方面的高水平研究； 2） 大陆动力学研究：重点为原始陆壳的形成时代、性质、增生速率、再循环过程、和中国主要造山带的形成演化历史及动力学研究； 3） 地球各圈层的相互作用和地球化学演化历史的研究，特别是近期古环境、古气候演变的全球变化研究； 4） 矿产资源、能源和水土资源研究。这是稳定同位素地球化学的传统研究领域，该实验室在这方面有着很好的研究基础和雄厚的研究实力。同时，我们将充分发挥该实验室同位素地质学科齐全的优势，将该领域的研究不断引向深入； 5） 环境污染和灾害问题的同位素地球化学研究； 6）（古）海洋地球化学研究：同位素在（古）海洋地球化学研究中的应用为一系列（古）海洋地球化学的研究课题提供了新的研究途径和手段，是同位素年代学和同位素地球化学的一个重要国际研究前沿。目前我国在这方面的研究还相当薄弱，实验室将加大这方面的研究力度，力争在短期内将该实验室建成我国的同位素海洋地球化学研究基地。 预期目标1） 充分利用离子探针的技术优势，进行国内外合作，对地球早期演化和大陆动力学与地幔动力学的重大理论问题进行研究，重点为原始陆壳的形成时代、性质、增生速率和再循环过程，中国主要造山带的形成演化历史及动力学研究。 2） 建立过渡族元素同位素的理论体系，开拓这些新的同位素体系在地球系统科学中应用领域。Cu、Fe、Zn 、Mo、Cr等过渡族元素同位素地球化学是一个崭新的研究领域，是地球化学的一个新的生长的和研究牵引。尽管这方面的研究在国际上只有短短4年的历史，初步成果表明，这些新的同位素体系在地球化学、环境科学、生物圈与地圈的相互作用、太阳系与地球物质的早期演化、成矿作用等方面有着巨大的潜力。即将建成的多接受等离子体质谱实验室具有从事这方面研究的国际先进设备，同时实验室固定人员朱祥坤是该研究领域的主要创始人之一。通过5年左右的努力，使该实验室在这一领域的研究处于国际领先地位。 3） 硅同位素体系在环境与生物地球化学中的应用。硅同位素理论体系研究及其应用是地球化学研究的国际前沿之一。我室在这方面的研究起步较早，在国际上具有重要影响。硅同位素不仅在成矿作用方面具有较大的应用价值，而且在生物地球化学和环境研究中具有重大潜力。我们将保持这一优势领域，加大对硅同位素分馏机理和硅同位素体系在环境与生物地球化学中的应用的研究力度，使硅同位素地球化学的理论与应用研究上升到一个新的高度。 4） 同位素体系在环境和（古）海洋研究中的应用：同位素年代学与地球化学示踪体系在环境和（古）海洋研究领域有着重要的应用，但我国在这方面的研究起步较晚，与国际先进水平有较大差距。实验室将加大这方面的研究力度，充分发挥我室同位素年代学与同位素示踪体系配套齐全配套的优势，对黄土、石笋、深海沉积物、Mn-壳与Mn-结核等样品进行同位素年代学与同位素地球化学综合研究。力争在5年内将该实验室初步建成为我国的同位素环境地球化学与同位素海洋地球化学研究基地。 5） 建立硒、氯等稳定同位素测试新方法和锆-铪同位素放射同位素实验体系。进一步发展微量、快速的气体稳定同位素测试技术。进一步发展稀有气体同位素地球化学的测试技术，提高其理论研究水平。 6） 进一步推动同位素地质年代学和同位素地球化学标准方法的建立和参考物质的研制与标定。 7） 进行硅同位素绝对比值的测量和硅原子量标定。 8） 大力推进同位素分馏机制的研究。特别是硅的生物动力学同位素分馏和与质量无关的硫同位素分馏的研究，争取在稳定同位素地球化学基本理论研究方面取得重要突破。 9） 继续开展超大型矿床与大型矿集区的同位素研究。 10） 建立与健全同位素地质年代学与同位素地球化学数据库。 开放实验室1990年，原地质矿产部将两个研究所的同位素地质学实验室联合组成了地质矿产部同位素地质开放实验室。实验室含钐-钕法、铀-铅法、氩-氩法、钾-氩法、铷-锶法、铼-锇法、铀系不平衡法等年代学实验室，氧、硫、氢、碳、硅、硼等稳定同位素实验室和惰性气体同位素实验室。 实验室主要从事同位素同位素地质学（包含同位素地质年代学与同位素地球化学）基础理论、测试技术和在解决重大地质问题和资源、环境、生态问题方面的应用研究。 开放实验室组建以来，实行对国内外开放，吸引了国内外同位素地质学及相关科学领域的优秀人才，共同对国际上关心的重大基础地质问题，与国家经济发展有密切关系的地学问题，以及环境保护、灾害防治有关的问题，开展同位素地质学研究，取得了一系列重要成果。 对中国早前寒武纪的研究，在中国发现了最老的岩石和锆石，建立了中国早前寒武纪的年代学格架、地壳演化模式，为中国早前寒武纪研究奠定重要了基础，为国内外地学界所瞩目。 对中国主要造山带演化历史的研究，也取得重要成果。其中，对秦岭造山带的同位素地质年代学研究，为秦岭造山带形成时间、演化历史、构造机制和动力学研究提供了坚实的基础，得到了国内地学界的高度评价。 在矿床同位素地质学研究方面，也做出了重要贡献。对国内的许多特大型矿床和大型矿产堆积区的地质年代学和同位素地质学研究，阐明矿床的物质来源、形成条件和富集规律，为矿产资源的找寻和评价提供了重要的依据。 开放实验室在发展同位素地质分析技术方面的工作，十分引人瞩目。实验室在国内最先建立了毫克量级锆石铀-铅法、单颗粒锆石蒸发-沉积法、钐-钕法、六氟化硫硫同位素分析法、硅同位素分析法等方法，研制了钐-钕、硫、硅、碳、氧等多种同位素国家一级标准物质。实验方法的齐全和实验技术的精细方面均处于国内领先地位，并带动了国内的同位素技术的发展。实验室多次参与国际对比测量，实验工作在国际同位素地质学界有相当的信誉。 实验室在同位素基本理论研究方面，也做了一系列开拓性的工作。对氢同位素分馏的平衡和动力学研究、矿物间和矿物内的氧同位素分馏研究、矿物间硫同位素分馏研究、以及硅同位素动力分馏研究等方面的研究成果，受到了普遍的重视。在水-岩交换作用体系的同位素研究方面，也取得了重要的成果。 实验室在国际上首次建立了硅同位素的地球化学体系，在硅同位素地质应用方面取得突破，在国内外产生了重要的影响。 在开展以上方面的研究的同时，造就和培养了一批在国内外有一定影响的同位素地质学家和后继人才。 此外，实验室为国内外许多科研、教学和生产单位提供了大量准确可靠的分析数据，培训了许多同位素研究与实验人才。 实验室在国内外同位素地质学术交流方面的表现十分活跃，在国内一直起着主导作用。 程裕淇、涂光炽、张青莲、宋叔和与陈毓川五位院士，为实验室顾问。在实验室外籍顾问中，W. Compston 教授曾任国际地质科学联合会委员，是国际上第一台用于锆石微区年龄分析的高灵敏度离子探针质谱计(SHRIMP)的发明人之一，在同位素地质年代学方面具有很高的望。Sakai教授为国际地球化学宇宙化学学会的主席，在稳定同位素地球化学研究方面成绩卓著，很有影响。江博明教授为法籍华裔科学家，在同位素地质年代学领域十分活跃，影响很大，他长期与实验室合作。 经过十年的努力，已将同位素地质开放实验室建成为设备先进、方法齐全、人员素质优秀、科研成果显著，在国内居于领先地位，在国际上有相当影响的同位素地质学重要实验研究基地，具备了成为国家开放实验室的基本条件。 书籍：同位素地质学书名:同位素地质学 作者:(芬)兰卡玛(K. Rankama)著 ISBN号: 价格:出版地:北京 出版社:地质出版社 出版时间:1960.5 页数:401页 开本:18开 目录： 前言 第一章 绪论 第二章 同位素基本知识 第一节 同位素的定义 第二节 同位素的分类 一、放射性同位素 二、稳定同位素 第三节 同位素的物理性质和化学性质 第四节 同位素标准 一、稳定同位素标准 二、放射成因稳定同位素标准 小结 第三章 元素同位素组成的变化机理 第一节 同位素分馏 一、同位素分馏系数 二、同位素热力学分馏 三、同位素动力学分馏 第二节 放射性衰变 一、放射性衰变类型 二、放射性衰变规律 三、放射性衰变系列 小结 第四章 同位素地质年龄测定基础 第一节 基本原理 第二节 钾－氩法 一、钾和氩的地球化学 二、K－Ar法基本原 三、K－Ar等时线法 四、40Ar/39Ar法 五 K－Ar年龄的影响因素 六、适合于K－Ar年龄测定的样品 第三节 铀、钍－铅法 一、铀、钍和铅的地球化学 二、U，Th－Pb法基本原理 三、不一致年龄及其处理方法 四、单颗粒锆石年龄测定 五、普通铅年龄测定 六、适合于U，Th－Pb年龄测定的样品 第四节 铷－锶法 一、铷和锶的地球化学 二、Rb－Sr法基本原理 三、岩石或矿物的Rb－Sr年龄测定 四、适合于Rb－Sr年龄测定的样品 第五节 钐－钕法 一、钐和钕的地球化学 二、Sm－Nd法基本原理 三、Sm－Nd模式年龄 四、Sm－Nd等时线年龄 五、岩石或矿物的Sm－Nd年龄测定 六、适合于Sm－Nd年龄测定的样品 第六节 某些新的年龄测定方法 一、Lu－Hf法 二、Re－Os法 三、La－Ce法 第七节 地质年代学研究中应注意的问题 一、样品采集 二、年龄数据的可靠性 三、年龄数据涵 小结 第五章 同位素地质测温 第六章 火成岩的同位素组成 第七章 沉积岩的同位素组成 第八章 变质岩的同位素组成 第九章 矿床的同位素组成 |
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