什么是同位素地质学

㈠ 同位素是什么

同位素是具有相同质子数，不同中子数的同一元素的不同核素。

例如：氕、氘和氚，它们原子核中都有1个质子，但是它们的原子核中却分别有0个中子、1个中子及2个中子，所以它们互为同位素。

其中，氕的相对原子质量为1.007947，氘的相对原子质量为2.274246，氚的相对原子质量为3.023548，氘几乎比氕重一倍，而氚则几乎比氕重二倍。

同位素具有相同原子序数的同一化学元素的两种或多种原子之一，在元素周期表上占有同一位置，化学性质几乎相同（氕、氘和氚的性质有些微差异），但原子质量或质量数不同，从而其质谱性质、放射性转变和物理性质（例如在气态下的扩散本领）有所差异。

同位素的表示是在该元素符号的左上角注明质量数（例如碳14，一般用14C来表示）。

(1)什么是同位素地质学扩展阅读

自然界中许多元素都有同位素。同位素有的是天然存在的，有的是人工制造的，有的有放射性，有的没有放射性。

同一元素的同位素虽然质量数不同，但他们的化学性质基本相同（如：化学反应和离子的形成），物理性质有差异[主要表现在质量上（如：熔点和沸点）]。自然界中，各种同位素的原子个数百分比一定。

同位素是指具有相同核电荷但不同原子质量的原子（核素）。在19世纪末先发现了放射性同位素，随后又发现了天然存在的稳定同位素，并测定了同位素的丰度。大多数天然元素都存在几种稳定的同位素。同种元素的各种同位素质量不同，但化学性质几乎相同。

自19世纪末发现了放射性以后，到20世纪初，人们发现的放射性元素已有30多种，而且证明，有些放射性元素虽然放射性显著不同，但化学性质却完全一样。

㈡ 同位素的定义是什么

定义：质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称同位素

㈢ 同位素地质学的研究

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。

㈣ 同位素地质年代学的定义

同位素复地质年代学（isotope chronology）又制称同位素年代学，是同位素地质学 分支之一。利用自然界放射性衰变规律研究测定各种地质体的形成时代的同位素记时方法。它根据放射性同位素衰变规律确定地质体形成时间和地质事件发生的时代,以研究地球和行星物质的形成历史和演化规律。所涉及的同位素主要有U Th Pb体系、Sm Nb体系、Rb Sr体系、K Ar体系、Ar Ar体系、Re Os体系、Lu Hf体系、14C等。着重研究含高放射成因同位素的封闭体系。

㈤ 同位素是什么

具有相同质来子数，不同中子数的同一自元素的不同核素互为同位素。

同位素是同一元素的不同原子，其原子具有相同数目的质子，但中子数目却不同。例如：氕、氘和氚，它们原子核中都有1个质子，但是它们的原子核中却分别有0个中子、1个中子及2个中子，所以它们互为同位素。

同位素具有相同原子序数的同一化学元素的两种或多种原子之一，在元素周期表上占有同一位置，化学性质几乎相同，但原子质量或质量数不同，从而其质谱性质、放射性转变和物理性质有所差异。

(5)什么是同位素地质学扩展阅读

同位素的表示是在该元素符号的左上角注明质量数（质子数+中子数），左下角注明质子数。 例如碳14，一般用14C而不用C-14。

自然界中许多元素都有同位素。同位素有的是天然存在的，有的是人工制造的，有的有放射性，有的没有放射性。

在19世纪末先发现了放射性同位素，随后又发现了天然存在的稳定同位素，并测定了同位素的丰度。大多数天然元素都存在几种稳定的同位素。同种元素的各种同位素质量不同，但化学性质几乎相同。

㈥ 同位素地质学的介绍

利用放射性同位素的衰变规律，稳定同位素的丰度变化，来研究地壳发展内和地质体形成的历史，以及在容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。

㈦ 同位素地质年代学的介绍

同位素地球化学的一个研究领域。它依据放射性同位素衰变定律进行精确的地质计时，为地球形成以来各个主要演化阶段确定了科学时标。所测年龄通常以 100万年(Ma)来表示。同位素地质年代学是地质学、核物理学和放射化学相互结合逐渐发展而成的。它的发展与电子计算机技术、超微超纯分析技术特别是质谱分析技术的高速发展密切相关，这些技术的发展大大提高了同位素测量的灵敏度和分辨率。

㈧ 什么是同位素

揭示元素新奥秘的同位素

19世纪末，随着越来越多的放射性“新”元素被发现，在由门捷列夫等人制定的元素周期表中，已经没有足够的空位容纳它们了。是否它们不属于周期表的范围呢?当然不是的。1910年同位素被发现，无疑使元素周期表的范围扩大了许多，使人类认识并可以利用的化学元素的实际数量增加了很多倍。同位素的发现，被认为是20世纪自然科学的重要成果之一。

1910年，科学家约翰·汤姆逊发现，带电气体原子(离子)受电场或磁场影响发生偏转时，能够对它们的质量加以测定。在同一个正电荷的作用下，较轻的原子比较重的原子更大地偏离它们的轨道，正如从旁边刮来的风，把乒乓球吹离轨道的距离比同样体积但更重一些的橡皮球更远一些。汤姆逊采用这个办法能比以往更加精确地测定不同元素的原子量。

汤姆逊让偏转的气体离子(带正电的气体原子)落在照相底片上。在洗印底片时，他发现离子触及的地方有一道黑线。当他开始测定惰性气体氖的原子量时——照以往方式计算，其原子量是20.2。而这次发现底片上有两道黑线。第一道表明原子量是20，第二道表明原子量是22。这是一个惊人的发现：以往人们总认为同一个元素的所有原子是完全相同的，现在看来，氖元素是由两种原子构成的，它们被确定具有相同的化学性能，但是重量不等，因此具有不同的原子量。这就是同位素。

后来，英国放射化学家、牛津大学教授索迪根据以上实验事实，提出了以下假设：“存在有原子量和放射性不同但物理和化学性质完全相同的化学元素的变种，这些变种应该处于元素周期表的同一个位置上，因此把它们命名为同位素(指同一个位置)。”同位素的发现，使元素周期表的范围扩大了许多，使人类认识并可以利用的化学元素的实际数量增加了很多倍。因此，同位素的发现被认为是20世纪自然科学的重要成果之一。索迪也因此而获得了1921年诺贝尔化学奖。

过了一年之后，随着更多的放射性同位素的出现，索迪进一步指出：“一种化学元素有两种或两种以上的同位素变种的存在可能是普遍现象，也就是说，非放射性元素也会有几种稳定的同位素。但是，要识别稳定同位素，就需要找到一种能将质量不同的同位素彼此分离并分别称量的方法。”

1919年，索迪提出的难题由英国物理学家、剑桥大学教授阿斯顿解决了。他设计了一台质谱仪。

阿斯顿利用质谱仪研究同位素，发现氖、氩、氪、氯等元素都有同位素存在。随后，他又在71种元素中发现了202种同位素。同位素用途很广，大致可分为两类：一类是利用其辐射、核磁矩等核性质，一类是基于同一元素所有同位素化学性质相同这一事实。因此，阿斯顿被世人称为“同位素猎手”。

㈨ 什么是同位素

同位素同属于某一化学元素，其原子具有相同数目的电子，原子核也具有相同回数目的质子，答但却有不同数目的中子。例如氕、氘和氚，它们原子核中都有1个质子，但是它们的原子核中分别有0个中子，1个中子及2个中子，所以它们互为同位素。