同位素地球化学

课程编码：070902M04001H 英文名称：Isotope Geochemistry 课时：66 学分：4.00 课程属性：专业核心课 主讲教师：李献华等

本课程为地球化学、矿物学岩石学矿床学等专业硕士、博士研究生的专业基础课。通过本课程的学习，使学生掌握放射性同位素地质年代学原理；熟悉传统和非传统稳定同位素及放射成因同位素地球化学的基础知识，以及它们在地球科学研究上的应用；了解主要同位素定年和常用的传统、非传统同位素的研究方法。为解决地球演化、地质事件与年代、岩石成因、资源环境等方面的重要问题打好基础。

高等数学、无机化学、物理化学、矿物学、岩石学、元素地球化学

第一章 放射性衰变定律及同位素地质年代学基本原理 1学时 李献华
第1节 放射性衰变定律及同位素地质年代学基本原理
第二章 K-Ar与Ar-Ar法 2学时 李献华
第1节 K-Ar衰变体系与同位素定年
第2节 Ar-Ar定年技术
第三章 Rb-Sr法 1.5学时 李献华
第1节 Rb-Sr法
第四章 Sm-Nd法 1.5学时 李献华
第1节 Sm-Nd法
第五章 U-Th-Pb法 3学时 李献华
第1节 U、Th衰变链与U-Pb、Th-Pb法定年
第2节 谐和年龄与U-Pb谐和图
第3节 微区原位U-Pb同位素定年技术
第六章 Re-Os法 1.5学时 李献华
第1节 Re-Os衰变体系与同位素定年
第2节 Os模式年龄与岩石圈地幔定年
第七章 Lu-Hf法 1.5学时 李献华
第1节 Lu-Hf衰变体系与同位素定年
第2节 Hf模式年龄
第八章 地质作用的同位素定年 3学时 李献华
第1节 岩浆岩形成年龄的测定
第2节 变质岩形成年龄的测定
第3节 沉积岩与地层年龄测定
第4节 金属矿床形成年龄的测定
第九章 文献阅读报告与讨论 6学时 李献华
第1节 文献阅读报告与讨论
第十章 岩石成因与壳幔演化的放射性同位素地球化学研究 3学时 李献华
第1节 地壳与地幔主要储库的同位素组成
第2节 二元混合体系的同位素示踪
第3节 结晶分异-同化混染模式
第十一章 稳定同位素地球化学—稳定同位素基础 3学时 储雪蕾
第1节 基本概念
第2节 同位素效应、分馏和量度
第3节 标样、国际标准和分析方法
第十二章 同位素分馏机制和地质温度计 3学时 储雪蕾
第1节 平衡分馏和动力分馏（包括瑞利分馏）
第2节 多同位素体系、质量与非质量相关分馏
第3节 同位素地质温度计（包括团簇同位素温度计）
第十三章 氢、氧同位素地球化学 6学时 储雪蕾
第1节 自然界中的变化
第2节 同位素地质温度计
第3节 水循环和水-岩相互作用
第4节 基本分馏模型
第5节 火浆岩、沉积岩和变质岩
第6节 氧同位素在古气候研究中应用
第十四章 碳、硫同位素地球化学 6学时 储雪蕾
第1节 自然界中的变化（包括标准、分析技术、同位素分馏与温度计）
第2节 生物分馏机制与古海洋的C和S同位素
第3节 大本模式与热液矿床
第4节 沉积环境与石油、天然气
第5节 古土壤、考古与食品检验
第6节 碳、硫的（生物）地球化学循环及应用
第十五章 氮同位素地球化学 2学时 储雪蕾
第1节 氮同位素基础、分馏机制与生物地球化学循环
第2节 在自然界中氮同位素分布与变化
第十六章 稳定同位素地球化学回顾与展望 1学时 储雪蕾
第1节 稳定同位素地球化学回顾与展望
第十七章 非传统稳定同位素地球化学—基本概念与测试方法 3学时 朱祥坤
第1节 历史回顾与基本概念
第2节 测试方法简介
第十八章 铁同位素地球化学 3学时 朱祥坤
第1节 铁同位素的基本概念与分布特征
第2节 铁同位素质量分馏
第3节 铁同位素地球化学应用
第十九章 铜锌同位素地球化学 3学时 朱祥坤
第1节 铜同位素地球化学
第2节 锌同位素地球化学
第二十章 镁钙同位素地球化学 3学时 朱祥坤
第1节 镁同位素地球化学
第2节 钙同位素地球化学
第二十一章 铬钼铀同位素地球化学 3学时 朱祥坤
第1节 铬同位素地球化学
第2节 钼同位素地球化学
第3节 铀同位素地球化学
第二十二章 实习课：文献阅读报告与讨论 3学时 朱祥坤
第1节 文献阅读报告与讨论
第二十三章 非传统稳定同位素在若干重大地学问题中的应用 3学时 朱祥坤
第1节 非传统稳定同位素在矿床研究中的应用
第2节 非传统稳定同位素在生态与深时环境研究中的应用

李献华研究员
1983年在中国科学技术大学获学士学位，1988年在中国科学院地球化学研究所获博士学位。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任研究员。1997年获得杰出青年基金；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 (GSA Fellow)。
学会服务：中国矿物岩石地球化学学会常务理事、微束分析测试专业委员会主任；全国地层委员会常委、同位素年代分委员会副主席；中国地质学会理事。
学术刊物服务：
Lithos 主编
Precambrian Research、Solid Earth Science、地球化学 副主编
Tectonophysics、Geostandards and Geoanalytical Research、Geological Magazine、Science Bulletin、Palaeoworld、Acta Geochimica、科学通报、岩石学报、地质学报等国内外学术刊物编委。

学科类别：
地球化学

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
获奖及荣誉：
中国科学院青年科学家二等奖（1989）
中国矿物岩石地球化学学会“侯德封奖” (1993)
广东省自然科学二等奖 (第一获奖人，1998)
中国地质学会“黄汲清青年地质科学技术奖（2006）
广东省科学技术一等奖 (第一获奖人，2009)
何梁何利科学与技术进步奖（地球科学奖） (2011)
国家自然科学二等奖 (第二获奖人，2011)

储雪蕾研究员

男，1946年12月生，中科院地质与地球物理研究所研究员，博士生导师，地球化学专业。兼任中国科学院研究生院地学院教授。长期从事稳定同位素地球化学研究，目前集中在新元古代“雪球地球”、古海洋的氧化，以及与多细胞后生物演化之间关系。
1969年7月毕业于中国科学技术大学近代化学系地球化学专业，1982年7月获中国科学院地质研究所地球化学硕士学位，1997年6月获日本东北大学理学博士学位。
1973年1月至1979年7月在中国科学技术大学地球化学教研室任教。1982年8月至今，先后任中国科学院地质研究所助理研究员、副研究员和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研究员。1995年至2001年兼任中国矿物资源探查研究中心研究人员。
1995年至1998年赴美国宾夕法尼亚州立大学访问学者。1996年11月至1997年8月在日本东北大学访问。1999年－2005年期间先后作为访问学者短期（1－3月）在香港大学、日本冈山大学地球内部研究中心、德国美因兹马普化学所和明斯特大学等访问。

长期从事稳定同位素地球化学研究，目前集中在新元古代“雪球地球”、古海洋的氧化，以及与多细胞后生物演化之间关系。曾研究过多金属矿床成因、地球深部流体、及重大地质事件等。先后主持国家自然科学基金项目多项和重点项目1项。曾参加或负责中国科学院创新项目和国家科技部重大基础研究项目的课题多项研究。

朱祥坤研究员

男，1961年生于山东省临沂市。地球化学家，牛津大学研究员，中国地质科学院地质研究所研究员、中国地质科学院地质研究所同位素研究室主任、国土资源部同位素实验室主任。目前主要从事地球化学、特别是同位素地球化学和同位素地质年代学研究，是国际非传统稳定同位素地球化学主要奠基人之一。

1985年获长春地质学院（现吉林大学）地质学专业学士学位；
1988年获中国科学院地球化学研究所地球化学专业硕士学位，同年起在中国科学院地球化学研究所从事科研工作。
1992年至1993年，英国剑桥大学访问学者。
1997年获英国剑桥大学大学博士学位。
1997年至1998年，在英国牛津大学从事博士后研究工作。
1998年起任牛津大学研究员（Research Fellow）。
2002年应聘回国，任中国地质科学院地质研究所研究员、中国地质科学院地质研究所同位素研究室主任、国土资源部同位素地质研究室主任。
2003年至今任中国地质科学院地质研究所研究员。
2003年获国家杰出青年基金资助。
2013年入选第一批国土资源科技领军人才开发和培养计划

主要从事同位素地球化学与宇宙化学有关领域的研究工作，研究方向包括地球与太阳系的早期演化、地圈与生物圈的相互作用及其与环境变化的关系、海底热液活动与成矿作用、造山带与岩石圈演化、同位素技术在考古研究中的应用等。对岩石学、矿床学、地球化学、宇宙化学与环境科学等方面的许多问题进行了探讨，取得了一系列重要成果。系统地建立了独居石离子探针原位定年方法；首次发现了离子探针定年中矿物成分的基质效应问题；阐明了独居石的U-Th-Pb同位素体系在进变质和退变质作用过程中的行为，及寄主矿物（如石榴子石）对其中独居石包体的U-Th-Pb体系和化学体系的屏蔽效应。特别是在过渡族元素同位素地球化学、生物化学与宇宙化学等方面进行了一系列开创性与奠基性研究，是国际上这一新的研究领域的主要开拓者和学术带头人之一。在《Nature》、《Science》、《Earth and Planetary Science Letters》《Chemical Geology》、《Geochimica et Cosmochimica Acta》等国际主流刊物上发表论文多篇。
目前主要从事非传统元素同位素地球化学研究。在国内率先建立Cu、Fe、Zn、Mg、Ti、Mo等非传统同位素的测试方法技术，并探索非传统同位素在地球科学中的应用，如矿床学、古海洋等领域。