穩定碳同位素的動力學模擬研究淺析

更新時間：2023-08-22 點擊次數：2396

　　穩定碳同位素動力學分餾模型的理論基礎主要是：

　　1.基于瑞利分餾理論，早期的模型主要基于這個理論；

　　2.化學反應動力學理論。瑞利分餾理論最早用于描述蒸發-凝結過程，液相與蒸汽相之間的同位素分餾效應。瑞利分餾理論認為液相與蒸汽相的同位素比值與分餾系數（α）、剩余液相的比例（f）及原始液相的同位素比值（Rl0）有關，可以通過瑞利方程進行計算。天然氣碳同位素瑞利分餾模型（以下簡稱瑞利模型）認為干酪根生氣過程，同位素的分餾效應與蒸發過程同位素分餾效應相似，即天然氣碳同位素比值（Rg）與原始生氣干酪根碳同位素比值（Rk0），干酪根生氣轉化率及同位素分餾系數有關。

　　對于重碳和輕碳氣體組成的生成動力學以總氣的生成動力學參數為基礎，頻率因子（A）一般采用總氣的頻率因子或假定重碳與輕碳頻率因子比值為固定值（如A*/A=1.02），活化能和原始組成比例參數不同學者的確定方法不同，但總體可以分為三種類型：

　　一是假定所有平行反應原始碳同位素相同（即原始輕碳和重碳組成相同），重碳與輕碳生成活化能的差值（dEa）相同；

　　二是假定所有平行反應原始碳同位素相同，重碳與輕碳生成活化能的差值（dEa）與總氣生成活化能有關，如通過量子計算認為dEa與總氣生成活化能為“S”型函數關系；

　　三是假定重碳與輕碳的生成活化能相同，各平行反應的原始碳同位素不同。

　　穩定碳同位素是一種用于研究生物、地球和環境科學的重要技術。

　　它基于碳元素的同位素比例，通過測量樣品中不同碳同位素的比例來推斷樣品的來源、生長環境和生物過程等信息。

　　穩定碳同位素技術已廣泛應用于地質學、環境科學、生態學和食品安全等領域。

　　理論上，第三種是最靈活的方法，可涵蓋第二種方法的確定結果。而且一種方法在低溫和高溫階段對實驗數據的擬合效果較差，而第二種方法在高溫階段對實驗數據的擬合效果較差。