关于碳同位素地球化学介绍

[拼音]：tan tongweisu diqiu huaxue

[外文]：carbon isotope geochemistry

研究天然物质中碳同位素的丰度、变异规律及其地质意义。自然界碳有 2个稳定同位素¹²C和¹³C，它们的丰度分别为98.89％和1.11％。碳同位素组成以 δ¹³C表示，标准采用 PDB（见稳定同位素地球化学）。天然物质中δ¹³C的分布如图所示。由图看出，δ¹³C的最低值见于天然气甲烷,为-90‰；最高值出现于碳质球粒陨石中，为+70‰。所以天然物质中δ¹³C的变化幅度达160‰。

地球上两个最重要的碳贮存库是碳酸盐和生物成因还原碳。它们的同位素丰度值截然不同,因为在大气CO₂-溶解 HCO^--CaCO₃体系中，同位素交换反应使碳酸盐富集¹³C；而光合作用的动力分馏效应导致生物成因碳（有机物）中富集¹²C。

在各种碳化合物中达到同位素平衡分馏时，δ¹³C增加的顺序如下(≤800℃)：CH₄-3（M代表Ca²⁺、Mg²⁺等阳离子）。

碳同位素在地质学上的应用包括：

（1）碳同位素地质温度计,只要测得共生矿物或化合物的碳同位素组成,就可据计算公式或从已有数据表中获得矿物的形成温度；

（2）除判断含碳的岩石和矿物成因外，根据碳同位素组成可判断煤层中CH₄的含量及其埋藏深度；

（3）对原油和天然气进行分类和对比，确定原油的性质和来源及天然气的成因和成熟度，从而提供找油、找天然气方向。