碳同位素地球化學

碳同位素地球化學

正文

研究天然物質中碳同位素的豐度、變異規律及其地質意義。自然界碳有 2個穩定同位素12C和13C，它們的豐度分別為98.89％和1.11％。碳同位素組成以 δ13C表示，標準採用 PDB（見穩定同位素地球化學）。天然物質中δ13C的分布如圖所示。由圖看出，δ13C的最低值見於天然氣甲烷,為-90‰；最高值出現於碳質球粒隕石中，為+70‰。所以天然物質中δ13C的變化幅度達160‰。

碳同位素地球化學

地球上兩個最重要的碳貯存庫是碳酸鹽和生物成因還原碳。它們的同位素豐度值截然不同,因為在大氣CO2-溶解 HCO--CaCO3體系中，同位素交換反應使碳酸鹽富集13C；而光合作用的動力分餾效應導致生物成因碳（有機物）中富集12C。
在各種碳化合物中達到同位素平衡分餾時，δ13C增加的順序如下(≤800℃)：CH4-3（M代表Ca2+、Mg2+等陽離子）。
碳同位素在地質學上的套用包括：①碳同位素地質溫度計,只要測得共生礦物或化合物的碳同位素組成,就可據計算公式或從已有數據表中獲得礦物的形成溫度；②除判斷含碳的岩石和礦物成因外，根據碳同位素組成可判斷煤層中CH4的含量及其埋藏深度;③對原油和天然氣進行分類和對比，確定原油的性質和來源及天然氣的成因和成熟度，從而提供找油、找天然氣方向。

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