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地质应用中的氢同位素研究

地质应用中的氢同位素研究

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  • Time of issue:2024-01-12 10:05
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(Summary description)该研究探讨了氢同位素在天然物质中的丰度、变异规律和地质含义。在天然氢中,有两种稳定的同位素1H和2H,它们的丰度分别为99.985%和0.015%。研究显示,地球物质中的大气水(雨水)的δD值变化最大,从-500变化。

地质应用中的氢同位素研究

(Summary description)该研究探讨了氢同位素在天然物质中的丰度、变异规律和地质含义。在天然氢中,有两种稳定的同位素1H和2H,它们的丰度分别为99.985%和0.015%。研究显示,地球物质中的大气水(雨水)的δD值变化最大,从-500变化。

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地质应用中的氢同位素研究

研究氢同位素在天然物质中的丰度、变异规律和地质意义。天然氢有两个稳定的同位素1H和2H(D),它们的丰度分别为99.985%和0.015%。氢的同位素组成δD表示,δD标准采用SMOW(见稳定同位素地球化学)。天然物质中的天然物质。δD值的分布如图所示。从图中可以看出,地球物质中的大气水(雨水)。δD变化最大,由-500变化~+50‰;而月球物质δD变化范围较大,由-917变化~+303‰。δD之所以变化范围大,主要是因为1H和2H的相对质量差异最大,为100‰,因此,同位素分馏更为明显。

在天然矿物中,氢只存在于一些含水矿物中,如云母、闪石等。氢在水圈和生物圈中分布广泛,甚至可以到达地幔的深度。实验研究表明,温度为4000~在800℃条件下,含水矿物D由高到低的顺序是:白云母>金云母>角闪石>黑云母。根据实验和计算,Al-OH(羟基)键矿物显著富D,而Mg-OH键矿物含D比Al-OH键矿物少6‰,Fe-D比Al-OH键矿物含量少70‰。也就是说,含羟基(OH)矿物间氢同位素的分馏作用也是Al、Mg、Fe含量函数。一些含水矿物与水之间的氢同位素交换速度按以下顺序增加:白云母亲<角闪石<黑云母≤硬水铝石<黝帘石<绿帘石<水铝石。当粘土矿物颗粒小于44微米时,在100微米~蒙脱石在200℃温度之间的交换速度比伊利石和高岭石高3~5倍。当温度低于100℃时,粘土矿物与水的氢同位素交换速度很低,甚至难以进行模拟实验。这些情况表明,氢同位素的分馏受到矿物成分、结构、颗粒大小等因素的影响。

在地质应用中,氢同位素经常与氧同位素数据相结合,以确定成矿热液的来源和矿床的成因,可以提供重要的信息。氢同位素在地质温度测量中的应用正在探索中。

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