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| 主类 | 子类 | 典型同位素体系示例 | 主要分馏机制 | 典型地球化学应用 | 备注 |
|---|---|---|---|---|---|
| 稳定同位素 | 轻稳定同位素(Light Stable Isotopes) | H (2H/1H)、C (13C/12C)、N (1⁵N/1⁴N)、O (1⁸O/1⁶O)、S (3⁴S/32S) | 质量分馏(kinetic & equilibrium)主导 | 古气候、古温度、水文循环、生物地球化学循环、成矿流体 | 自然丰度极高 (>99%),分馏显著,受温度、pH、生物作用强控 |
| 重稳定同位素 / 非传统稳定同位素(Heavy / Non-traditional Stable Isotopes) | Li (⁷Li/⁶Li)、Mg (2⁶Mg/2⁴Mg)、Si (3⁰Si/2⁸Si)、Ca (⁴⁴Ca/⁴⁰Ca)、Fe (⁵⁶Fe/⁵⁴Fe)、Cu (⁶⁵Cu/⁶3Cu)、Zn (⁶⁶Zn/⁶⁴Zn)、Mo (⁹⁸Mo/⁹⁵Mo)、Tl (2⁰⁵Tl/2⁰3Tl)、Hg (2⁰2Hg/1⁹⁸Hg)等 | 质量分馏 + 核场位移(nuclear volume / field shift)效应 | 氧化还原过程、岩浆-热液演化、生物地球化学、污染示踪 | 分馏幅度小(‰级甚至更低),近年MC-ICP-MS技术爆发后快速发展 | |
| 放射性 / 放射成因同位素 | 长寿命母体-子体体系(Long-lived radiogenic) | Rb-Sr (⁸⁷Rb → ⁸⁷Sr)、Sm-Nd (1⁴⁷Sm → 1⁴3Nd)、U-Pb (23⁸U → 2⁰⁶Pb, 23⁵U → 2⁰⁷Pb)、Lu-Hf (1⁷⁶Lu → 1⁷⁶Hf)、Re-Os (1⁸⁷Re → 1⁸⁷Os)、Th-U-Pb | 放射性衰变(β⁻衰变为主) | 岩石/矿物定年、源区示踪(地幔、壳-幔混合)、大陆地壳生长 | 半衰期 >10⁹ a,常用于古老地质体 |
| 短寿命灭绝放射性体系(Extinct radionuclides) | 2⁶Al-2⁶Mg、⁵3Mn-⁵3Cr、⁶⁰Fe-⁶⁰Ni、1⁸2Hf-1⁸2W | 早期太阳系短寿命核素衰变 | 太阳系形成年代学、行星分异时间尺度 | 用于陨石、早期地球/月球研究 | |
| 宇宙成因同位素(Cosmogenic) | 1⁰Be、1⁴C、3He、21Ne、3⁶Cl、2⁶Al | 宇宙射线轰击产生 | 地表过程定年(暴露年龄、侵蚀速率)、1⁴C考古/古气候 | 半衰期短至中等,地表/大气中持续产生 | |
| 其他特殊体系 | 裂变产物 / 非常规 | Xe同位素(12⁹Xe from 12⁹I extinct)、U系列不平衡(23⁴U/23⁸U、23⁰Th/23⁸U) | 裂变、α衰变链不平衡 | 年轻火山岩定年、水-岩相互作用、碳酸盐定年 | 用于第四纪地质、海洋沉积 |
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