同位素分馏理论计算新进展

doi:10.11867/j.issn.1001-8166.1997.03.0253

地球科学进展 ›› 1997, Vol. 12 ›› Issue (3): 253 -258. doi: 10.11867/j.issn.1001-8166.1997.03.0253

同位素分馏理论计算新进展

方涛

中国科学院地球化学研究所

收稿日期:1996-06-04 修回日期:1996-10-21 出版日期:1997-06-01
通讯作者: 方涛，男，1965年2月出生，副研究员，主要从事同位家地球化学的研究。
基金资助:
国家自然科学基金项目“磷灰石氧同位素分馏高压实验研究(项目编号：49303040)资助.

DEVELOPMENT ON THE THEORETICAL CALCULATION OF ISOTOPE

FANG Tao

Institute of Geochemistry，Chinese Academy of Sciences，Guizhou 550002

Received:1996-06-04 Revised:1996-10-21 Online:1997-06-01 Published:1997-06-01

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稳定同位素分馏的理论计算，既是同位素理论研究的重要方面，也是矿物物理研究的重要课题，它涉及矿物的宏观性质和微观性质两个方面。自从Ｕｒｅｙ（１９４７）以来，人们提出了许多计算模式，但绝大多数模式都是以还原配分函数比作为出发点，以自由能变化为基础。从方法上表现出两种趋势，一是简化的趋势，以尽可能少的参数得到尽可能合理的结果；二是大型化和精确化趋势，以复杂的晶格动力学模式和计算机的大量应用为特征。随着这方面研究的深入，理论计算将成为人们了解矿物同位素分馏性质的重要途径。

关键词: 稳定同位素, 分馏系数, 理论模式

The theoretical calculation of stable isotope fractionation is an important aspect of both stable isotopic theory and mineral's thermodynamic research because it deals with mineral's property in both microscope and macroscope. Many models have been proposed since Urey(1947)and most of them are based on the change in free energy and calculated from the reduced partition function ratios. Two trendecies have been displayed in recent models:simplication-getting reasonable results with less index;accuratif ication-characterized by the widely used of computer and the complicated thermodynamic calculation. With the developement in this area，the theoretical calculation could become an important way to understand mineral's isotopic fractionation properties in future.

Key words: Stable isotope, Fractionation factor, Theoretical model.

中图分类号:

P617.9

1 方涛. a-U03氧同位素分馏理论计算.科学通报，1995,40(20):1881 - 84.
2 方涛.黑铜矿氧同位素分馏理论计算.地球化学,1996.25(3):221 - 227.
3 方涛.硅烷氢同位素分馏理论计算.矿物岩石，1997,17(2).
4 卢武长.根据矿物的氧键估计矿物一水氧同位素分馏方程.成都地质学院院报，1981.2:10-15.
5 Bachinski J. Bond strength and sulfur isotopic fractionation in coexisting sulfides. Econ Geol，1969，64:56-65.
6 Bottinga Y. Carbon isotope fractionation between graphite.diamond and carbon dioxide. Earth Planet Sci Lett, 1969，5:301-306.
7 Chacko T，et al. Oxygen and carbon fractionation between CO₂ and calcite, Geocltim Cosmochim Acta，1991，(3):2870-2884.
8 Elcombe M. Calculation of sulphur isotope fractionation between sphalerite and g1ena using Lattice dynamics. Earth Planet Sci Lett，1975，28:172-180.
9 Kieffer S W. Thermodynamic and lattice vibrations of minerals 5:Applications to phase equilibria，isotopic fractionation and high-pressure thermodynamic properties. Rev Geophys Space Phys，1982，20:827-849.
10 O'Neil J R, Clayton R N，Mayeda T K. Oxygen. isotope fractionation in divalent metal carbonates. J Chem Phys，1969，51:5547-5558.
11 Atul Patel，Geoffrey D Price，et al. A computer simulation approach to modelling the structure, thermodynamics and oxygen isotope equilihria of silicates. Phys Chem Minerals，1991，17:690-699.
12 Richet P, $ottinga Y，Javoy M. A review of hydrogen，carbon，nitrogen，oxygen, sulfur and chlorine stable isotope fractionation among gaseous molecules. Ann Rev Earth Planet Sci，1977，5:85-110.
13 Urey H C. The thermodynamic properties of isotopic substances. J Chem Soc，1947，562-581.
14 Wesolowsski D. Calculated oxygen isotope fractionation factors between water and the mineral scheelite and powellite. Econ Geol，Isas，81:471-477.
15 Zheng Y F.Calculation of oxygen isotope fractionation in metal oxides. Geochim Cosmochim Acta, 1991，55:2299-2307.
16 Zheng Y F. Oxygen isotope fractionation in woliramite. European J Mineral，1992，4:1331-1335.
17 Zheng Y F. Calculation of oxygen isotope fractionation in anhydrous silicate minerals. Geochim Cosmochim Acta，1993，57:1079-1091.

[1]	秦瑞,史贵涛,陈振楼. 大气硝酸盐中氮氧稳定同位素研究进展[J]. 地球科学进展, 2019, 34(2): 124-139.
[2]	王学界, 章新平, 张婉君, 张新主, 罗紫东. 全球降水中氢氧稳定同位素GCM模拟空间分布的比较[J]. 地球科学进展, 2017, 32(9): 983-995.
[3]	牛耀龄, 龚红梅, 王晓红, 肖媛媛, 郭鹏远, 邵凤丽, 孙普, 陈硕, 段梦, 孔娟娟, 王国栋, 薛琦琪, 高雅洁, 洪迪. 用非传统稳定同位素探索全球大洋玄武岩、深海橄榄岩成因和地球动力学的几个重要问题[J]. 地球科学进展, 2017, 32(2): 111-127.
[4]	林杰, 庄广胜, 王成善, 戴紧根. 叶蜡单体氢同位素古高程计研究进展[J]. 地球科学进展, 2016, 31(9): 894-906.
[5]	张乾柱, 陶贞, 高全洲, 马赞文. 河流溶解硅的生物地球化学循环研究综述[J]. 地球科学进展, 2015, 30(1): 50-59.
[6]	罗维均, 王世杰, 刘秀明. 喀斯特洞穴系统碳循环的烟囱效应研究现状及展望 ^*[J]. 地球科学进展, 2014, 29(12): 1333-1340.
[7]	洪义国. 硝酸盐氮氧稳定同位素分馏过程记录的海洋氮循环研究进展[J]. 地球科学进展, 2013, 28(7): 751-764.
[8]	杨吉龙，韩冬梅，苏小四，肖国强，赵长荣，宋庆春，汪娜. 环境同位素特征对滨海岩溶地区海水入侵过程的指示意义[J]. 地球科学进展, 2012, 27(12): 1344-1352.
[9]	李仁成,谢树成,顾延生. 植硅体稳定同位素生物地球化学研究进展[J]. 地球科学进展, 2010, 25(8): 812-819.
[10]	孙自永，程国栋，马瑞，甘义群. 雾水的D和 ¹⁸O同位素研究进展[J]. 地球科学进展, 2008, 23(8): 794-802.
[11]	胡耀武，Michael P.Richards，刘武，王昌燧. 骨化学分析在古人类食物结构演化研究中的应用[J]. 地球科学进展, 2008, 23(3): 228-235.
[12]	李清,王家生,王晓芹,陈祈,陈洪仁. IODP 311航次底栖有孔虫碳稳定同位素对天然气水合物地质系统的指示[J]. 地球科学进展, 2008, 23(11): 1161-1166.
[13]	马金珠,黄天明,丁贞玉,W.M.Edmunds. 同位素指示的巴丹吉林沙漠南缘地下水补给来源[J]. 地球科学进展, 2007, 22(9): 922-930.
[14]	杨耀民,石学法,刘季花,王立群. 海洋环境Fe同位素地球化学研究进展[J]. 地球科学进展, 2006, 21(11): 1171-1179.
[15]	林田;郭志刚;杨作升. 类脂化合物单体碳稳定同位素在古气候环境研究中的意义[J]. 地球科学进展, 2005, 20(8): 910-915.

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