Изотопный состав
Изотопы имеют одинаковое число протонов, но различаются числом нейтронов и массой. Эти различия влияют на скорости реакций и распределение между фазами. При фракционировании меняется относительная доля изотопов, а не химическая принадлежность элемента. Оно может происходить со стабильными изотопами без радиоактивного распада. [1]
Равновесный и кинетический механизмы
Равновесное фракционирование возникает при изотопном обмене между взаимодействующими веществами и зависит от температуры. Кинетическое связано с неодинаковыми скоростями реакций или переноса. В открытых природных системах, где продукт уходит из зоны реакции, изотопный состав оставшегося вещества может последовательно изменяться. [1]
Пример водного цикла
При испарении воды её лёгкие изотопные разновидности обычно легче переходят в пар. При конденсации тяжёлые изотопы преимущественно переходят в жидкость по сравнению с паром. Повторение этих процессов участвует в формировании пространственных различий изотопного состава осадков, поверхностных и подземных вод. [1]
Обозначение δ и применение
Изотопный состав часто записывают как δ = (Rпробы / Rстандарта − 1) × 1000 ‰, где R — отношение тяжёлого изотопа к лёгкому. Положительное значение означает обогащение тяжёлым изотопом относительно стандарта. В геохимии изотопные отношения используют для изучения происхождения вод и минералов, температур формирования и взаимодействия флюидов с породами. [1][2]