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稀有气体成因类型
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以下是基于国内外文献整理的稀有气体成因类型，涵盖地幔、壳源、大气、放射性等多种来源：
| 稀有气体 | 成因类型 | 来源特征与典型示例 |
|---|---|---|
| 氦 (He) | 地幔来源：原始太阳星云物质残留，高³He/⁴He比值（如洋中脊玄武岩）壳源放射性：U、Th衰变产生⁴He（如地热水、天然气藏）大气扩散：少量来自大气俘获 | 松辽盆地天然气³He/⁴He达2.64×10⁻⁶，显示壳幔混合；秦岭地热水中氦来自壳源铀钍衰变13 |
| 氖 (Ne) | 太阳风注入：原始太阳星云同位素特征（如陨石）地幔脱气：高²⁰Ne/²²Ne比值宇宙射线散裂：大气中宇宙射线与O、N反应生成 | 松辽盆地天然气²⁰Ne/²²Ne=9.94，高于大气值，指示幔源混入1 |
| 氩 (Ar) | 大气俘获：主要为⁴⁰Ar（大气中占99.6%）放射性成因：地壳中⁴⁰K衰变生成⁴⁰Ar（如钾长石）地幔来源：高³⁶Ar/³⁸Ar比值 | 松辽盆地天然气⁴⁰Ar/³⁶Ar=743.7，高于大气值，反映壳源放射性贡献1 |
| 氪 (Kr) | 大气分馏：主要来源核裂变产物：⁸⁵Kr来自核反应堆地幔脱气：异常同位素比值指示深部来源 | 工业气体中氪通过空气分馏提取，松辽盆地⁸⁰Kr、⁸⁴Kr显示幔源特征12 |
| 氙 (Xe) | 原始地幔：携带太阳系早期同位素特征核裂变：²³⁵U裂变产生重氙同位素大气俘获 | 天然气中¹³¹-¹³⁶Xe同位素相对大气过剩，反映深部流体贡献1 |
| 氡 (Rn) | 放射性衰变：²²⁶Ra（铀系）→²²²Rn，²²⁰Rn（钍系）构造活动释放：断裂带富集氡气 | 地震前氡气异常释放与断层活动相关4 |
关键成因机制说明：
地幔脱气：如He、Ne同位素异常反映深部地幔物质上涌（如热点火山活动）7
核反应产物：核电站或核试验产生⁸⁵Kr、¹³³Xe等人工同位素2
宇宙成因：宇宙射线与大气成分作用生成³He、²¹Ne（如极地冰芯记录）5
此表综合了地球深部过程（幔源）、壳内放射性衰变、大气演化及人类活动等多重成因，体现稀有气体作为“地球化学指纹”的独特价值。
Citations:https://www.sysydz.net/cn/article/doi/10.11781/sysydz202403576?viewType=HTML
https://cge.researchcommons.org/cgi/viewcontent.cgi?article=2249&context=journal
https://www.sciengine.com/doi/10.3724/j.issn.1007-2802.20240066
http://www.ysxb.ac.cn/article/doi/10.18654/1000-0569/2019.01.17?viewType=HTML
https://www.cgsjournals.com/zgdzdcqkw-data/zgdz/2012/4/PDF/20120414.pdf
https://cloud.kepuchina.cn/newSearch/imgText?id=7051379230883069952
https://blog.sciencenet.cn/blog-3549522-1479136.html
上一篇：[转载]同位素地质年代学发展历史
1 许培扬
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[1]许培扬
- 稀有气体的成因类型反映了从宇宙到地球的多尺度过程，其同位素组成成为解密行星演化、地幔动力学及宇宙事件的关键工具。不同储库（大气、地幔、陨石）中的气体组成差异，为理解地球脱气历史、板块运动及资源勘探提供了重要线索。可能成因类型包括：
1. 原始成因（太阳星云残留）
2. 放射成因（放射性衰变）
3. 核合成（恒星核反应、超新星）
4. 大气成因（宇宙射线散裂等）
5. 分异和脱气作用（地球内部释放）
6. 人为成因（工业生产和核活动）
每个类型下再分具体的气体和过程。比如原始成因可能包括地球形成时捕获的气体，而放射成因则指如钾-40衰变成氩-40，铀系衰变成氡等。核合成可能涉及恒星内部的核聚变，比如氦在恒星中的聚变，而更重的稀有气体可能在超新星爆发时的r-过程中形成。
另外，同位素分析对于确定成因很重要。例如，太阳风中的氖同位素比例与地球大气中的不同，可能说明大气中的氖并非全部来自太阳星云，或者经历了其他过程。
可能还需要提到陨石中的稀有气体，比如某些陨石含有较多原始稀有气体，这可能支持原始成因的说法。而地球大气中的某些同位素比例与陨石不同，可能说明地球经历了脱气和分异过程，丢失了一部分原始气体，而放射成因的补充了部分。
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