水圈中的稳定同位素.ppt

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1、水圈地球化学及其环境效应5.4水圈中的稳定同位素中国科学技术大学环境地球化学概论节选自<储雪蕾稳定同位素课件>自然界中H、O稳定同位素丰度氢、氧同位素氢H(1H)：99.985%D(2H)：0.015%氧16O：99.762%17O：0.038%18O：0.200%国际标准和参考标准V-SMOW和SMOW(Vienna-StandardMeanOceanWater)标准平均海洋水，作为世界统一标准。其同位素组成，在实验测定精度范围内，与大西洋、太平洋和印度洋开放样区500-2000米深处平均海水样品测定值一致。氢、

2、氧同位素H2O体系：δ冰>δ水>δ蒸气（O或H的同位素）氢、氧同位素平衡分馏CO2-CaCO3-H2O体系：δ18OCO2>δ18OCaCO3>δ18OH2OαCO2-H2O=1.0412αCO2-CaCO3=1.01025氢、氧同位素自然界氧同位素分布组成氢、氧同位素自然界氢同位素分布组成氢、氧同位素氢、氧同位素在自然界的分布特征δOδD氢、氧同位素水的氢、氧同位素自然界中水主要分布在海洋，占到97.16%；陆地水（冰川、湖泊、河流等）仅占2.83%，其中冰川水占2.09%；大气圈和生物圈的水量都微乎其微。氢、氧

3、同位素1.大气降水（雨水）：Meteoricwater大陆地表水（如江河、湖、冰川、地下水，以及一些沉积盆地的卤水和地热水）大气降水海洋表面的蒸发全部来源水的氢、氧同位素氢、氧同位素1.大气降水（雨水）：Meteoricwater氢、氧同位素1.大气降水（雨水）：Meteoricwater4)季节效应冬季相对夏季，大气降水亏损重同位素。主要是温度效应引起。夏季温度高，海水蒸发及云团形成（凝聚）过程分流小，造成夏季比冬季相对富集重同位素。氢、氧同位素2.海水氢、氧同位素碳、硫同位素自然界中碳、硫同位素丰度碳13C：9

4、8.89%14C：1.11%硫32S：95.02%33S：0.75%34S：4.21%36S：0.02%V-PDB和PDB(Vienna-PeedeeBelemnite)13C/12C=0.0112372碳、硫同位素(Craig,1957)V-CD和CDT(Vienna-CanyonDiabloTrroilite)32S/34S=22.643632S/33S=126.948A（原子量）=32.0639(Dingetal.,2001)国际标准和参考标准碳、硫同位素自然界中碳同位素的变化碳、硫同位素自然界中硫同位素的变

5、化碳、硫同位素碳、硫同位素分布规律碳和硫的高价态化合物相对于低价态的普遍富集重同位素。生物参与的同位素动力分馏会造成大的分馏作用。例如，BSR作用产生的硫化氢、光合作用生成的有机体和发酵作用产生的甲烷都非常亏损重同位素。海水具有基本恒定的硫酸盐和碳酸盐的同位素组成。碳、硫同位素碳、硫在自然界中分布的共同点海水比淡水（湖、河水）一般富13C的原因：1）pH值控制：H2CO3↔H++HCO3-海水呈弱碱性，pH值约为8.5，HCO3-离子占到~99%；而淡水呈弱酸性，pH在5~7，H2CO3或H2CO3+HCO3-为主

6、。2）淡水中微生物降解排放的有机碳氧化。碳、硫同位素碳、硫同位素分布规律参考:储雪蕾,现代地球化学,中科学地质地球物理研究所