碳同位素地球化學，研究天然物質中碳同位素的豐度、變異規律及其地質意義。
基本介紹
- 中文名：碳同位素地球化學
- 所屬領域：化學
解釋
自然界碳有2個穩定同位素12C和13C，它們的豐度分別為98.89％和1.11％。碳同位素組成以δ13C表示，標準採用PDB（見穩定同位素地球化學）。天然物質中δ13C的分布如圖所示。
由圖看出，δ13C的最低值見於天然氣甲烷，為-90‰；最高值出現於碳質球粒隕石中，為+70‰。所以天然物質中δ13C的變化幅度達160‰。地球上兩個最重要的碳貯存庫是碳酸鹽和生物成因還原碳。它們的同位素豐度值截然不同，因為在大氣CO2-溶解HCO--CaCO3體系中，同位素交換反應使碳酸鹽富集13C；而光合作用的動力分餾效應導致生物成因碳（有機物）中富集12C。在各種碳化合物中達到同位素平衡分餾時，δ13C增加的順序如下（≤800℃）：CH4＜C（石墨）＜C（金剛石）＜HCO-＜MCO3（M代表Ca2+、Mg2+等陽離子）。
碳同位素在地質學上的套用包括：①碳同位素地質溫度計，只要測得共生礦物或化合物的碳同位素組成，就可據計算公式或從已有數據表中獲得礦物的形成溫度；②除判斷含碳的岩石和礦物成因外，根據碳同位素組成可判斷煤層中CH4的含量及其埋藏深度；③對原油和天然氣進行分類和對比，確定原油的性質和來源及天然氣的成因和成熟度，從而提供找油、找天然氣方向。
