时间: 2023-09-22 12:01:34 | 来源: 喜蛋文章网 | 编辑: admin | 阅读: 94次
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。
同位素地球化学是根据自然界的核衰变、裂变及其他核反应过程所引起的同位素变异,以及物理、化学和生物过程引起的同位素分馏,研究天体、地球以及各种地质体的形成时间、物质来源与演化历史。
同位素地质年代学已建立了一整套同位素年龄测定方法,为地球与天体的演化提供了重要的时间坐标。比如已经测得太阳系各行星形成的年龄为45~46亿年,太阳系元素的年龄为50~58亿年等等。
另外在矿产资源研究中,同位素地球化学可以提供成岩、成矿作用的多方面信息,为探索某些地质体和矿床的形成机制和物质来源提供依据。
①自然界同位素的起源、演化和衰亡历史。
②同位素在宇宙体、地球及其各圈层中的分布分配、不同地质体中的丰度及其在地质过程中活化与迁移、富集与亏损、衰变与增长的规律;同位素组成变异的原因;并据此探讨地质作用的演化历史和物质来源。
③利用放射性同位素的衰变定律建立一套有效的同位素计时方法,测定不同天体事件的年龄,并作出合理的解释,为地球和太阳系的演化确定时间坐标。
根据同位素的性质,同位素地球化学研究领域主要分稳定同位素地球化学和同位素年代学两个方面。稳定同位素地球化学主要研究自然界中稳定同位素的丰度及其变化。同位素年代学随研究领域的深入,又分为同位素地质年代学和宇宙年代学。同位素地质年代学主要研究地球及其地质体的年龄和演化历史。宇宙年代学则主要研究天体的年龄和演化历史。
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