同位素地球化学-1.

1中国科学院地质与地球物理研究所INSTITUTEOFGEOLOGYANDGEOPHYSICSCHINESEACADEMYOFSCIENCES授课：李献华1，储雪蕾1，朱祥坤21.中国科学院地质与地球物理研究所同位素地球化学（60学时）2.中国地质科学院地质研究所助教：张吉衡33.中国科学院大学2中国科学院地质与地球物理研究所INSTITUTEOFGEOLOGYANDGEOPHYSICSCHINESEACADEMYOFSCIENCES课程安排1.第01-21学时李献华：放射性同位素地质年代学与地球化学2.第21-42学时储雪蕾：稳定同位素地球化学3.第43-60学时朱祥坤：非传统稳定同位素地球化学考核评分1.闭卷考试—占总成绩的80%2.平时作业—占总成绩的20%3.创新奖励—额外+10%3中国科学院地质与地球物理研究所INSTITUTEOFGEOLOGYANDGEOPHYSICSCHINESEACADEMYOFSCIENCES主讲教授简介李献华([e-mail])1983年，中国科学技术大学地球化学专业本科毕业，获学士学位；1988年，中国科学院地球化学研究所/美国联邦地质调查所联合培养博士研究生，获博士学位。1988年12月-2005年10月，在中国科学院广州地球化学研究所工作，历任助理研究员、副研究员、研究员。2005年11月至今，在中国科学院地质与地球物理研究所工作，任研究员。1997年，获得杰出青年基金和中国科学院“百人计划”资助；2004年获得国家基金委创新群体项目资助。2007当选美国地质学会会士(GSAFellow)。学术任职：岩石圈演化研究室主任、岩石圈演化国家重点实验室副主任、离子探针实验室主任；GeostandardsandGeoanalyticalResearch、Geological、Magazine、PrecambrianResearch、Palaeoworld、科学通报、中国科学:地球科学、岩石学报、地球化学等国内外学术期刊编委。研究方向：同位素年代学和地球化学、火成岩地球化学、前寒武纪地质学、化学地球动力学、微区原位同位素实验学历与工作经历：4中国科学院地质与地球物理研究所INSTITUTEOFGEOLOGYANDGEOPHYSICSCHINESEACADEMYOFSCIENCES主讲教授简介储雪蕾([e-mail])学历：中国科学技术大学（本科），地球化学专业中国科学院地质研究所（硕士），导师：侯德封、陈锦石日本东北大学理学院（理学博士），导师：HiroshiOhmoto工作经历：1973-1979中国科学技术大学，教员；1982-现在中国科学院地质研究所、中国科学院地质与地球物理研究所，助研、副研究员、研究员；中国科学院研究生院/中国科学院大学兼职教授；1985-1988，美国PennsylvaniaStateUniversity作访问学者；多次赴日本东北大学和冈山大学、德国马普化学所、美国加州大学河边分校、香港大学等短期访问研究。研究方向：长期从事稳定同位素地球化学领域的研究：包括同位素交换反应动力学；应用稳定同位素研究流体、水/岩相互作用、岩浆和成矿作用；应用碳、硫同位素进行海相地层对比、古海洋C和S的生物地球化学循环，以及地球早期环境与生命的协同演化等。5中国科学院地质与地球物理研究所INSTITUTEOFGEOLOGYANDGEOPHYSICSCHINESEACADEMYOFSCIENCES朱祥坤主讲教授简介中国地质科学院地质研究所，研究员；国土资源部同位素地质重点实验室，主任；中国地质学会同位素地质专业委员会，主任。学历：长春地质学院（现吉林大学），学士，地质学专业；中国科学院地球化学研究生，硕士，地球化学专业；英国剑桥大学，博士，同位素地球化学。工作经历：中国科学院地球化学研究（1988-1993），助理研究员；英国牛津大学地球科学系（1997-2002），ResearchFellow中国地质科学院地质研究所（2003年至今），研究员。研究领域：主要从事地球化学、特别是同位素地球化学和同位素地质年代学研究，国际非常传统稳定同位素地球化学主要奠基人之一。6中国科学院地质与地球物理研究所INSTITUTEOFGEOLOGYANDGEOPHYSICSCHINESEACADEMYOFSCIENCES地球是何时形成的？7中国科学院地质与地球物理研究所INSTITUTEOFGEOLOGYANDGEOPHYSICSCHINESEACADEMYOFSCIENCES地球是何时形成的？18世纪中期之前，属于神学关心的问题20世纪之后，放射性同位素测量JamesHutton(1785)《地球的理论》─“均变论”CharlesLyell(1830)《地质学原理》─“现在是了解过去的一把钥匙”1726-17971797-18751650年大主教Ussher宣布世界是在公元前4004年创造出来的8中国科学院地质与地球物理研究所INSTITUTEOFGEOLOGYANDGEOPHYSICSCHINESEACADEMYOFSCIENCES视频9中国科学院地质与地球物理研究所INSTITUTEOFGEOLOGYANDGEOPHYSICSCHINESEACADEMYOFSCIENCESPatterson(1956)测定地球形成年龄=4.55±0.07Ga10中国科学院地质与地球物理研究所INSTITUTEOFGEOLOGYANDGEOPHYSICSCHINESEACADEMYOFSCIENCES目前测定的最精确地球形成年龄:4567.2±0.6Ma11中国科学院地质与地球物理研究所INSTITUTEOFGEOLOGYANDGEOPHYSICSCHINESEACADEMYOFSCIENCES2010目前测定的最精确地球形成年龄:4568.5±0.5MaKrotetal.(2003)12中国科学院地质与地球物理研究所INSTITUTEOFGEOLOGYANDGEOPHYSICSCHINESEACADEMYOFSCIENCES•V.M.GoldschmidtAward-formajorachievementsingeochemistryorcosmochemistry•F.W.ClarkeMedal-toanearly-careerscientistforasingleoutstandingcontributiontogeochemistryorcosmochemistry•C.C.PattersonMedal-forarecentinnovativebreakthroughinenvironmentalgeochemistryoffundamentalsignificance.TheGeochemicalSociety大奖V.M.Goldschmidt(1888-1947)F.W.Clarke(1847-1931)C.C.Patterson(1922-1995)13中国科学院地质与地球物理研究所INSTITUTEOFGEOLOGYANDGEOPHYSICSCHINESEACADEMYOFSCIENCES同位素年代学大事记1896，Becquerel发现天然放射性1902，Rutheford&Soddy提出放射性衰变公式1903，Curie夫妇报道Ra衰变生成大量热1906，Rutherford提出Pb/U比值可用于定年1907，Boltwood首次测定了3个晶质铀矿年龄1908-1911，Holmes精确测定铀矿石U/Pb年龄Proc.R.Soc.Lond.A191185,248-25614中国科学院地质与地球物理研究所INSTITUTEOFGEOLOGYANDGEOPHYSICSCHINESEACADEMYOFSCIENCESArthurHolmes,1913TheAgeoftheEarth1913年同位素地质年代学诞生FrederickSoddy,1913提出“同位素”概念推断地球的年龄为1600MaAttheauthor’sageof23yearsold原子质量不同但化学性质相同(占据化学周期表中同一位置，希腊语)15中国科学院地质与地球物理研究所INSTITUTEOFGEOLOGYANDGEOPHYSICSCHINESEACADEMYOFSCIENCESDurhamUniversity以ArthurHolmes命名的地质系楼─ArthurHolmesBuildingArthurHolmes在Durham大学任教(1924-1942)16中国科学院地质与地球物理研究所INSTITUTEOFGEOLOGYANDGEOPHYSICSCHINESEACADEMYOFSCIENCES17中国科学院地质与地球物理研究所INSTITUTEOFGEOLOGYANDGEOPHYSICSCHINESEACADEMYOFSCIENCES1944年(第一版)1965年(第二版)2000年出版的ArthurHolmes的第一本传记18中国科学院地质与地球物理研究所INSTITUTEOFGEOLOGYANDGEOPHYSICSCHINESEACADEMYOFSCIENCES同位素年代学100年的发展历程19中国科学院地质与地球物理研究所INSTITUTEOFGEOLOGYANDGEOPHYSICSCHINESEACADEMYOFSCIENCESProfessorNiercirca1940withthemassspectrometerheusedtoisolateUranium235TritonPlus热电离质谱需要10mg铅进行Pb同位素比值分析只需10-8mg铅进行Pb同位素比值分析CamecaIMS1280HR离子探针只需10-10mg铅进行Pb同位素比值分析以Pb同位素分析为例看同位素分析技术的进步20中国科学院地质与地球物理研究所INSTITUTEOFGEOLOGYANDGEOPHYSICSCHINESEACADEMYOFSCIENCES同位素年代学—现代定量地质学的基石1.理论基础：放射性衰变定律2.分析方法：现代物理、化学、计算机技术3.应用领域：地球科学各分支学科(时间坐标)21中国科学院地质与地球物理研究所INSTITUTEOFGEOLOGYANDGEOPHYSICSCHINESEACADEMYOFSCIENCES高等数学、无机化学、物理化学、矿物学、岩石学、元素地球化学预修课程分析地球化学、化学地球动力学、比较行星学相关课程22中国科学院地质与地球物理研究所INSTITUTEOFGEOLOGYANDGEOPHYSICSCHINESEACADEMYOFSCIENCES教学目的之一：把“厚”书念“薄”1.理论基础：扎实2.分析方法：熟悉(分析地球化学)3.应用领域：活学活用(化学地球动力学……)教学目的之二：温故知新、教学相长23中国科学院地质与地球物理研究所INSTITUTEOFGEOLOGYANDGEOPHYSICSCHINESEACADEMYOFSCIENCES24中国科学院地质与地球物理研究所INSTITUTEOFGEOLOGYANDGEOPHYSICSCHINESEACADEMYOFSCIENCESIsotopegeochemistryIsotopegeochemistryisanaspectofgeologybaseduponstudyofthenaturalvariationsintherelativeabundancesofisotopesofvariouselements.Radiogenicisotopegeochemistryisconcernedwiththeproductsofnaturalradioactivity.Stableisotopegeochemistryislargelyconcernedwithisotopicvariationsarisingfrommass-dependentisotopefractionation.Va