《自然界中的氦同位素》求取 ⇩

第一章　氦的发现和性质1

1.1　氦的发现1

1.2　氦的生成1

1.2.1　238U裂变产生3He原子数1

1.2.2　中子反应1

1.2.3　α粒子反应1

1.2.4　γ量子反应1

1.3　氦的分布1

1.3.1　大气1

1.3.2　天然气2

1.4　氦的性质3

第二章　物理化学6

2.1　吸附作用6

2.2　溶解作用12

2.3　晶体—熔融体之间分配作用15

2.4　俘获作用16

2.5　笼形化合物17

2.6　扩散作用18

2.7　同位素分馏效应21

第三章　样品的采集、储存和提取23

3.1　天然氦样品的采集和长期储存的容器23

3.2　气体和流体样品的采集24

3.2.1　取样技术24

3.2.2　从井和高压系统中收集气体25

3.2.3　从低压源取气25

3.2.4　溶解气的取样25

3.2.5　井水溶解气的收集25

3.3　从矿物流体微包体中提取氦25

3.4　从固体中提取氦26

3.4.1　扩散系数的确定27

3.4.2　样品的加热技术29

3.5　从（混杂）气体中纯化氦30

3.6　用于氦提取和纯化的近代全金属系统31

第四章　标准样品的制备33

4.1　地球气体中测定氦的含量33

4.2　3He和4He标准混合物的制备34

4.3　低层大气中氦同位素成分36

第五章　用于地球氦同位素分析质谱计的特点39

5.1　质谱计的分辨本领39

5.2　4He散射离子拖尾对低3He/4He比值测量的影响41

5.3　质量歧视效应43

5.4　双接收质谱计的操作和静态方式43

5.5　测量自然氦同位素质谱计的要求44

5.6　稀有气体同位素质谱计44

5.6.1　VG—5400质谱计的技术指标44

5.6.2　NG—1000型质谱计44

5.7　稀有气体测量准备45

第六章　陨石中的轻稀有气体同位素46

6.1　陨石和地球46

6.1.1　化学成分46

6.1.2　同位素系统的证据46

6.1.3　宇宙和地质年代的证据48

6.2　陨石中的原始稀有气体49

6.2.1　气体富集陨石的稀有气体49

6.2.2　碳质球粒陨石中的稀有气体50

6.2.3　普通陨石中的稀有气体51

6.3　陨石中的轻稀有气体的同位素52

6.3.1　碳质球粒陨石中的氖同位素52

6.3.2　碳质球粒陨石中的氦同位素53

6.4　地球大气中的惰性气体56

第七章　地球地幔中的氦同位素58

7.1　放射成因氦中的3He和4He丰度58

7.1.1　裂变58

7.1.2　中子反应59

7.1.3　α粒子反应61

7.1.4　γ量子反应61

7.2　地幔物质中的氦同位素62

7.2.1　地球流体中的氦同位素62

7.2.2　超镁铁结构中的氦同位素64

7.2.3　大洋玄武岩中的氦同位素67

7.2.4　近期喷出岩中的氦同位素68

7.2.5　结论71

7.3　地球地幔的过量3He的性质71

7.4　地球样品中的3He/4He比值和21Ne过量72

7.5　氦／氩同位素关系76

7.5.1　氦和氩的同位素系统76

第八章　地壳的岩石、水和气体中的氦同位素80

8.1　地壳岩石中3He/4He的分布80

8.1.1　测得的和计算的3He/4He比值81

8.1.2　3He/4He比值，（4He/40Ar）放射成因比值和放射性元素的含量84

8.1.3　3He/4He与87Sr/86Sr的关系86

8.2　矿物中3He和4He的分布87

8.3　某些矿物中的氦同位素90

8.3.1　铀矿物中的3He和4He90

8.3.2　锂矿物中的3He和4He91

8.3.3　俘获氦的氦同位素91

8.4　矿物中气—液包体中的氦和氩的分布和起源92

8.5　地球气体中的氦同位素分布；与地质构造和热流的关系96

8.5.1　所用的数据和分析方法96

8.5.2　各种地区的氦同位素和热流99

8.5.2.1　古老板块99

8.5.2.2　海伦尼99

8.5.2.3　阿尔派恩100

8.5.2.4　平洋带的构造103

8.5.2.5　现代隆起带110

8.5.3　氦同位素成分和热流之间的关系111

8.5.4　地球流体的氦同位素和其他挥发性物质114

8.6　3H—3He方法；在物理水文学和湖沼学中的应用116

8.6.1　3H—3He方法116

8.6.2　热泉中的3H和3He118

8.6.3　物理湖沼学中的3H—3He方法119

8.6.4　通过湖4He流的3H—3He方法120

第九章　海水中的氦同位素126

9.1　引言126

9.2　溶解度数据127

9.3　海水128

9.4　大气降水131

9.5　原生4He131

9.6　原生3He132

9.7　海水中氦同位素的起源135

9.7.1　大洋水中溶解的稀有气体135

9.7.2　海水中注入的氦同位素136

9.7.3　海水中的放射成因3He138

9.8　大洋水中氦同位素的分布138

第十章　地球大气中的氦同位素142

10.1　大气中氦同位素的分布142

10.2　“非弥散”大气中的氦同位素144

10.3　氦的逃失问题145

10.4　氦逃失的最新研究148

第十一章　地幔和地壳的除气，大气中稀有气体的演变153

11.1　地球除气问题153

11.2　地球除气和分异作用的模型154

11.3　地球的除气和分异作用的模型；解答的评价157

11.3.1　除气和分异作用系数和放射性元素的含量157

11.3.2　岩石中放射成因的4He和40Ar及地球地壳中的气体162

11.3.3　从地球进入大气氦同位素流量计算值162

第十二章　洋中脊、岛弧的氦同位素163

12.1　洋中脊的氦同位素163

12.1.1　3He/4He比值的变化164

12.2　造山弧喷气孔中的氦同位素比值166

12.2.1　阿留申岛弧167

12.2.2　阿拉斯加群岛168

12.2.3　阿拉斯加—阿留申群岛的结果169

12.2.4　喀斯喀特火山区170

12.2.5　横断墨西哥火山带170

12.2.6　危地马拉170

12.3　喀斯喀特和中美的结果171

12.4　孤后岛弧盆地玄武岩171

12.4.1　马里亚纳海沟的氦同位素172

12.4.2　马里亚纳岛弧弧前玻安岩和岛弧拉班玄武岩173

12.4.3　劳盆地173

12.5　讨论174

附：177

参考文献177