温度

平衡分馏（主导） 动力学分馏

温度升高 → 分馏系数显著减小（通常与1/T2或1/T成正比） 高温下分馏趋近于0

几乎所有体系都遵循；1000℃以上许多平衡分馏已很小；氧、氢同位素古温度计核心因素

质量差异（Δm/m）

平衡 & 动力学

质量相对差异越大，分馏幅度越大（H>D最大，之后C>N>O>S>金属元素）

氢同位素分馏可达数百‰，铁/铜等金属通常<1‰

键强度 / 力常数

平衡分馏（核心）

键越强（键长越短、力常数越大）→ 重同位素越富集

重同位素倾向进入：高氧化态、低配位数、共价性强、键长短的化合物

氧化还原态（价态）

平衡 & 动力学

高价态通常键更强 → 重同位素富集 氧化/还原过程常产生大动力学分馏

Fe3⁺ > Fe2⁺；Cr(VI)还原Cr(III)产生大负偏移；U、Mo、Cu氧化还原敏感

反应速率 / 程度

动力学分馏（主导）

反应越快 → 分馏越小（甚至接近0） 慢反应/不完全反应 → 分馏大

生物过程、光合作用、还原反应、蒸发/扩散早期阶段分馏最大

相态变化

平衡 & 动力学

气-液-固相变中轻同位素倾向富集于低密度相（气相>液相>固相）

蒸发/冷凝、结晶/熔融、吸附/解吸；水循环中1⁸O和D在液相富集

生物代谢过程

主要动力学

酶促反应偏好轻同位素 → 产物显著偏轻

光合作用Δ13C ≈ -20～-30‰；反硝化、甲烷生成等生物过程分馏很大

扩散 / 蒸发速率

动力学

轻同位素扩散/蒸发更快 → 残余物偏重，逸出物偏轻

土壤水蒸发、气体扩散、热扩散；Rayleigh分馏典型场景

压力

平衡分馏（次要）

高压通常使分馏略微减小（影响键长和振动频率）

高温高压下影响较小，通常远小于温度效应

核体积效应 / 非质量相关分馏

特殊机制

主要影响Hg、Tl、U等重元素 与质量无关，受核体积、核自旋影响

大气汞光化学反应产生显著MIF；极少数轻元素也出现