绪论 1
第一篇 同位素地球化学基本原理 3
第一章 同位素分馏理论基础 3
第一节 基本概念 3
一、同位素基本概念 3
二、常用标准样品及其值的换算 4
第二节 同位素分馏效应 4
一、热力学同位素分馏 5
二、动力学同位素分馏 8
三、同位素分馏效应的主要制约因素 14
第三节 同位素分馏理论计算 17
一、同位素物理化学性质 17
二、同位素零点能、振动频率与光谱位移研究 18
三、增量法的原理及计算 25
第四节 氢、氧元素的同位素分馏机理 30
一、氢、氧元素的地球化学性质 30
二、氢、氧同位素分馏机理 31
三、氧同位素交换速度计算 35
第五节 碳、硫元素的地球化学性质及同位素分馏机理 37
一、碳、硫元素的地球化学性质 37
二、碳同位素分馏机理 38
三、硫同位素分馏机理 42
四、硫同位素交换反应速度 45
第二章 放射性同位素及其演化 48
第一节 基本概念 48
一、放射性基本概念 48
二、放射性同位素衰变定律 48
三、放射性平衡 49
四、常用标准样品 49
五、地幔、地壳物质的平均同位素组成 50
第二节 铷同位素衰变及锶同位素演化 51
一、铷、锶地球化学性质及同位素组成 51
二、锶同位素演化 52
第三节 钐同位素衰变及钕同位素演化 53
一、钐、钕地球化学性质及同位素组成 53
二、Nd同位素演化 54
第四节 铀、钍同位素衰变及铅同位素演化 55
一、铀、钍、铅的地球化学性质 55
二、铅的分类与铅同位素演化 55
第五节 稀有气体同位素 57
一、地球化学性质及同位素类型 57
二、放射成因及核反应机理和天然物质的同位素组成 58
参考文献 61
第二篇 天体、大气圈、生物圈、海洋和大气降水的同位素组成 67
第三章 天体、大气圈、生物圈 67
第一节 天体物质的同位素组成 67
一、陨石 67
二、月球物质 73
第二节 大气圈的同位素组成 76
一、大气主要组分的稳定同位素组成 76
二、大气圈的14C 78
第三节 生物圈的同位素组成 81
一、生物的碳同位素组成 81
二、生物的氢同位素组成 83
三、硫同位素 84
四、氮、氧同位素 85
第四章 海水、大气降水的同位素组成 86
第一节 海水同位素组成 86
一、海水氢、氧同位素的分布特征 86
二、海水同位素组成和盐度之间的相关关系 87
三、影响海水同位素组成的主要因素 87
四、地质时期海水的同位素组成 88
第二节 大气降水的同位素组成及同位素效应 88
一、大气降水的氢氧同位素组成 88
二、大气降水的同位素效应 91
三、雪的同位素分布特征 96
第三节 大气降水中的氚 98
一、氚的来源及迁移 98
二、大气降水中的氚同位素效应及其在天然水体中的分布 99
参考文献 101
第三篇 岩石圈的同位素研究 104
第五章 岩浆岩及岩浆作用 104
第一节 岩浆岩的同位素组成 104
一、超基性岩 104
二、基性岩 105
三、中性岩 107
四、酸性岩（花岗岩类） 107
五、内生水的同位素组成 111
第二节 岩浆作用与同位素演化 112
一、岩浆混合作用 112
二、岩浆结晶分异作用 117
三、岩浆岩与大气降水的同位素交换 119
第六章 沉积岩及沉积作用 121
第一节 主要沉积物的同位素演化 121
一、碎屑沉积物 121
二、化学风化沉积物 121
三、化学沉积物 123
第二节 海相化学沉积物的同位素时代效应与地质灾变事件 125
一、海相碳酸盐的碳、氧同位素时代效应 125
二、海相蒸发岩的硫同位素时代效应 127
第三节 锶同位素地层学 128
一、海相沉积物中锶同位素研究的基础 128
二、海洋锶的来源及同位素均一化 130
三、制约海洋锶同位素变化的主要因素 132
四、海洋Sr同位素组成长期变化的模拟计算 134
五、锶同位素地层学 136
第七章 变质岩及变质作用 140
第一节 变质岩的同位素组成及分馏效应 140
一、变质岩的同位素组成 140
二、变质流体及变质温度 143
第二节 接触变质作用 145
一、热接触变质岩 145
二、接触交代变质作用 146
第三节 区域变质作用 148
一、区域变质岩的同位素变化特点 148
二、变质岩原岩性质的确定 148
三、变质流体来源的确定 150
四、变质温度 151
参考文献 151
第四篇 矿床同位素地球化学 157
第八章 矿床同位素的研究方法 157
第一节 成矿物质来源的确定 157
一、硫源的确定 157
二、铅源的确定 163
第二节 成矿溶液来源的确定 174
一、成矿溶液的氢、氧同位素组成 175
二、不同类型成矿溶液的矿床同位素特征 175
第三节 成矿物理化学条件的确定 184
一、成矿温度的确定 184
二、成矿热液体系中的氧逸度、酸碱度与同位素组成 186
第九章 主要矿床类型的同位素地球化学特征 190
第一节 岩浆型矿床 190
一、与超基性、基性岩浆有关的Cu、Ni矿床 190
二、花岗岩型岩浆矿床 191
三、斑岩型矿床 193
四、火山成因矿床 195
第二节 变质型矿床 198
一、同位素组成特点 198
二、矽卡岩型矿床 198
三、变质作用导致同位素均一化的矿床 200
第三节 沉积型或沉积-改造型矿床 201
一、矿床同位素组成的主要特点 201
二、沉积型矿床 201
三、沉积-改造型矿床 203
四、同生分散沉积、变质型层控矿床 205
参考文献 206
第五篇 同位素水文地球化学 209
第十章 地表水体的同位素组成 209
第一节 河水 209
一、河水的同位素组成 209
二、同位素在河水研究中的应用 212
第二节 湖泊 216
一、湖泊水的同位素组成 216
二、同位素在湖泊研究中的应用 220
第三节 冰川径流 221
一、冰川径流的水源组成及同位素定量计算 221
二、冰川径流的研究 222
第十一章 地下水的同位素组成 224
第一节 包气带及干旱地带水的补给 224
一、包气带中水的补给 224
二、干旱地带水的补给 226
第二节 含水层的补给 226
一、大气降水的补给 227
二、河流的补给 228
三、湖泊对地下水的补给 230
四、承压含水层的相互补给 231
第三节 裂隙岩溶水 232
一、裂隙水 232
二、岩溶水 233
第四节 古水的同位素研究 237
一、承压和非承压含水层的古水 237
二、建造水 239
三、地下水盐度源的研究 241
四、地下水溶解无机碳及其对14C浓度的影响 243
第五节 地热水的同位素研究 245
一、地热水的氢、氧同位素特征 245
二、地热水中水溶矿物质的同位素组成 249
第六节 区域水文地质研究 254
一、Florida含水层 254
二、Edwards含水层 256
第十二章 地下水的氘过量参数演化 258
第一节 大气降水、地表径流的氘过量参数 258
一、大气降水氘过量参数 258
二、地表径流的氘过量参数 258
第二节 地下水的氘过量参数演化 259
一、地下水的氘过量参数演化的基本原理 259
二、地下水氘过量参数（d）演化的研究 260
参考文献 262
第六篇 油气藏同位素地球化学 264
第十三章 油气同位素分馏效应及组成 264
第一节 油气同位素分馏效应 264
一、油气的动力同位素分馏 264
二、油气藏中的同位素交换 265
第二节 原油、天然气的同位素组成 266
一、原油同位素组成 266
二、天然气同位素组成 268
三、稀有气体同位素 270
四、影响油气同位素组成的主要因素 271
第十四章 油气藏同位素研究 273
第一节 烃源岩干酪根、原油的同位素研究 273
一、烃源岩干酪根的同位素 273
二、原油的同位素研究 273
三、天然气的成因类型及鉴别 277
四、流体包裹体同位素 283
第二节 同位素在油气勘探中的应用 285
一、判别有机质的成熟度 285
二、油气运移的同位素示踪 286
三、确定生油（气）层 288
第三节 油气藏同位素定年 290
一、干酪根、沥青同位素定年 290
二、与生油有关矿物（自生伊利石）的同位素定年 293
参考文献 296
第七篇 同位素环境研究 300
第十五章 古环境的研究 300
第一节 古海洋环境 300
一、古温度 300
二、古盐度 305
三、古酸碱度 308
四、沉积盆地的古地理环境研究 309
五、古海洋“厄尔尼诺效应”的研究 309
第二节 古陆壳环境 310
一、黄土 310
二、古岩溶（洞穴碳酸盐沉积） 313
三、湖泊沉积物 316
四、冰川及冰心 319
五、树轮 326
第十六章 现代环境 331
第一节 环境物质的端元组分 331
一、环境端元物质的同位素标记特征 331
二、环境物质中端元物质混合比的确定 332
第二节 区域环境同位素研究 333
一、区域沙尘暴的物源示踪 333
二、酸雨 335
三、区域河流水系物质 336
四、现代海洋沉积 338
第三节 城市环境 339
一、城市大气环境物质的同位素示踪与评价 339
二、城市水系沉积物的同位素研究 342
三、城市土壤 344
四、城市生物 345
五、矿山城市 347
参考文献 349
第八篇 生态同位素研究 354
第十七章 生态同位素分馏效应 354
第一节 植物的同位素分馏 354
一、固碳反应 354
二、氮素循环过程中的同位素分馏 357
第二节 动物生长过程中的同位素分馏 358
一、动物的新陈代谢 358
二、营养流动过程 359
第十八章 生态同位素应用研究 360
第一节 同位素在植物研究中的应用 360
一、应用植物碳同位素比值确定光合作用途径 360
二、在植物水分来源及利用研究中的应用 360
三、生物固氮研究 365
第二节 同位素在动物研究中的应用 365
一、动物食物来源及营养级研究 365
二、动物迁移及活动中的应用研究 370
参考文献 371
第九篇 非传统同位素研究动向 377
第十九章 非传统同位素的主要特点及研究内容 377
一、非传统同位素的分布范围及表示方法 377
二、非传统同位素的特点 379
三、非传统同位素研究 384
参考文献 395
附表：同位素分馏方程 400