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碳同位素与考古研究

前不久我在同一位记者聊天的时候,他问我最近我在忙什么,我说在做碳十三方面的工作,他问你不是一直做的是碳十四的工作吗,碳十三又是怎样一回事。继而提议说是不是可以先从碳的家族讲起。$$“碳的家庭”$$碳的家族共有三个成员,即碳有三个同位素。碳的三个同位素分别为中子数为6、 7和8,即质量数为 12, 13,和 14的碳元素,通常我们写成_6~(12)C,_6~(13)C和_6~(14)C,也可省去左下角的6,写成~(12)C,~(13)C和~(14)C,分别称为碳十二,碳十三和碳十四。它们在自然界的丰度分别为99.9%,0.1%和10—10。这就是说,平时同我们的生活关系密切的大量含碳物质中~(12)C占了绝大部分,例如我们所吃的粮食,肉类等等。三种同位素中前两种是稳定同位素,后一种是不稳定的放射性同位素。由于第一种碳元素在自然界中所占的数量较大,所以人们习惯上在提及碳元素时指的就是这种质量数为12的碳元素,而将质量数为13和14的...  (本文共4页) 阅读全文>>

权威出处: 科技日报2001-12-07
中国地质大学
中国地质大学

广西布兵盆地第四纪哺乳动物牙釉质同位素组成对栖息环境的指示

古生物栖息环境的重建对于我们深入了解古生物的起源、灭绝及其行为有着重要作用。第四纪时期古气候冷暖交替变化频繁,对古生物栖息环境及古生物生存造成了显著影响,因此重建古栖息环境对于我们了解古生物演化有非常重要的意义。第四纪时期,中国南方洞穴古生物物种从出现、到广泛分布、再至灭绝,都与其栖息环境息息相关,例如巨猿、猩猩、小种大熊猫、直立人等。学者对这些物种的形态学研究已逐步深入,但对其栖息环境及起源、灭绝的环境驱动力等研究却较少。在之前研究中,学者利用洞穴沉积物、粘土矿物、孢粉及分子化合物等指标重建古生物栖息环境,取得了较好的研究成果。但是,由于上述指标都是和古生物间接相连的环境指标,缺乏与古生物本体的直接联系,且涉及时间尺度较大,而哺乳动物牙釉质同位素分析直接从化石牙齿取样,可以更加直观并精确地复原当时的环境。布兵盆地地处广西壮族自治区百色市田东县,经过多年考古调查和科研工作,已发现第四纪时期不同阶段的古生物化石,且年代序列完整,已...  (本文共115页) 本文目录 | 阅读全文>>

《矿物岩石地球化学通报》2018年06期
矿物岩石地球化学通报

碳同位素在天然气运移路径示踪中的应用研究进展

天然气藏形成过程中,运移起着至关重要的作用,一直是众多国内外学者关注的焦点。与原油相比,天然气来源多样、气体分子活动性大,运移过程更加复杂多变,要科学有效地示踪其运移路径也更加困难,近些年来,随着有机地球化学的快速发展,许多有机地球化学参数被广泛应用于天然气运移路径示踪,并且取得了较为满意的效果。这些地球化学参数主要有CH4含量、C1/C2值、稳定碳同位素、iC4/nC4 值、含氮化合物及同位素、稀有气体同位素等(Battani et al,2000;王铁冠等,2000;Graham,2002; Prinzhofer and Battani,2003;Schloemer and Krooss,2004;刘朝露等,2004;李宗亮和蒋有录,2008;Prinzhofer et al.,2010;苗忠英等,2011;Wang et al.,2013;叶素娟等,2017)。在众多的地球化学参数中,稳定碳同位素由于易于测量、方法较为成熟...  (本文共7页) 阅读全文>>

《天然气地球科学》2016年01期
天然气地球科学

次生型负碳同位素系列成因

0 引言天然气中烷烃气碳同位素按其分子中碳数相互关系有一定排列规律:若随烷烃气分子碳数递增,δ13C值依次递增(δ13C1δ13C2δ13 C3δ13 C4)称为负碳同位素系列。不按以上两规律而出现不规则的增减(δ13 C1δ13 C2δ13C4)则称为碳同位素倒转[1,2],可简称为倒转。1 负碳同位素系列1.1 原生型负碳同位素系列在岩浆岩包裹体、现代火山岩活动区(美国黄石公园)、大洋中脊和陨石中(澳大利亚)(表1)发现一些烷烃气体的δ13 C值具有负碳同位素系列特征,其明显属于无机成因烷烃气[3-7],这种负碳同位素系列可称为原生型负碳同位素系列[1,2]。表1 原生型负碳同位素系列Table 1 Original secondary negative carbon isotopic series气样位置δ13C/‰CH4C2H6C3H8C4H10文献出处俄罗斯希比尼地块岩浆岩-3.2-9.1-16.2[3]美国黄石公园泥...  (本文共7页) 阅读全文>>

《科学中国人》2016年12期
科学中国人

浅谈放射性碳同位素在水文地质领域的应用

最近几年,我国的放射性同位素取样和测试技术得到了非常广泛的应用和发展,同时在这一过程中,其也得到了非常广泛的应用,其也已经成为了水文地质研究过程中非常重要的一种方法,而且随着科学技术的发展,这一技术在水文地质工作中的作用也愈加明显,我们必须要对其加以重视。1、放射性碳同位素在水文地质领域的应用现状分析1.1地下水年代的测定自然界当中所产生的碳同位素分布主要是因为漫长的地质变化,经历过一个生物化学变化过程,进入到了一个相对稳定的状态,所以生物圈当中的碳同位素的浓度已经达到了较为稳定的状态。由于地下水具流动性,导致碳同位素携带的环境信息存在差异,这与其水体的成因和其运移的规律有着非常密切的联系。所以,碳同位素在水文地质研究过程中有着非常重要的作用。1.1.1用DIC测定地下水的年龄采用DIC测定地下水年代是碳同位素地下水测年研究刚刚发展时期比较常见的方法,在很长的一段时间内研究的主要内容都是地下水中无机碳的部分溶解所形成的对测年影响...  (本文共1页) 阅读全文>>

《中国农学通报》2010年23期
中国农学通报

小麦不同器官碳同位素分辨率与产量的相关性研究

0引言小麦是世界上最重要的粮食作物之一,也是中国干旱和半干旱地区的主要粮食作物之一。提高这些地区单位水分生产的小麦产量(WUE)是小麦育种的重要目标,但是由于育种过程中直接对产量的选择受产量遗传力低且存在基因型与环境互作[1-2]的影响而影响选择结果的可靠性,通过替代指标对产量进行间接选择可以弥补传统方法的不足[3-4]。Farquhar和Richads在1984年首次发现WUE与碳同位素分辨率(Δ13C)呈负相关性,用Δ13C值可以作为选择高WUE的指标[5-9]。其优势就是可以通过分析长期积累于植株中的碳代谢产物来评估其生长过程中总的WUE,且不受时间和季节的限制,样品采集烘干后,可以放置空闲时测定,同时Δ13C又具有高的广义遗传力[9-10]。近年来不断有许多研究者报道普通小麦Δ13C与籽粒产量之间有很好的相关性[10-11],为Δ13C作为筛选高产品种间接指标在育种中的应用奠定了基础,日益受到生理育种家的关注。笔者探讨了...  (本文共5页) 阅读全文>>

《宁夏农林科技》2007年02期
宁夏农林科技

小麦碳同位素分辨率与抗旱生理、农艺性状的相关研究

水分亏缺是限制小麦生产的首要因子之一。小麦在受到干旱胁迫时,气孔保卫细胞水势下降,气孔为了减少水分的散失开度减少或完全关闭,不同基因型由于其本身对水分胁迫的敏感度不同,气孔导度和光合作用及代谢都发生了一系列反应,包括蒸腾速率、碳素和矿物质的分配比例、组织含水量、植物本身的热量收支(包括叶温)和形态变化,从而导致碳同位素在不同类型或同种类型不同组织之间的不均匀。由于这种同位素是稳定的,因此分析不同植物材料中稳定碳同位素成分的差别可以了解植物光合作用、物质代谢等生理活动的差异。然而用碳同位素分辨率(△)这一方法需要精密的仪器,成本相对也高,促使人们去寻求△的代用指标去研究WUE。人们已经发现比叶重[1]、植物组织器官中的钾、硅含量[2]均与碳同位素有关,是△很有希望的替代指标。目前,这些结果多数是在温室控制试验条件下获得的,在大田条件下研究较少,多指标同时进行系统的研究也较少,并且有些指标与△一样也存在着工序烦琐和造价高等缺点。另外...  (本文共4页) 阅读全文>>