國土資源部同位素地質重點實驗室
國土資源部同位素地質重點實驗室
該實驗室所從事的研究屬於基礎研究領域。同位素地質學是地球化學的重要組成部分，是跨地質學、化學和技術科學的一門新的邊沿科學。研究方向：主要從事同位素地質學（包含同位素地質年代學與同位素地球化學）基礎理論、測試技術和在解決重大地質、資源、環境、生態問題方面的應用研究。該實驗室是一個儀器設備總體先進、學科設置比較齊全、科研力量較為雄厚的實驗室。它在國內領先，在國際上也具有一定的地位和影響。
國土資源部同位素地質重點實驗室依託：中國地質科學院地質研究所等。
依託單位：地質研究所 礦產資源研究所
研究方向：實驗室主要從事同位素同位素地質學（包含同位素地質年代學與同位素地球化學）基礎理論、測試技術和在解決重大地質問題和資源、環境、生態問題方面的應用研究。
重點研究內容：
A．在技術方法和基礎理論方面：
建立和發展以離子探針質譜和激光探針質譜為代表的的原位微區同位素地質年代學和同位素地球化學測試技術，趕上國際研究發展趨勢。
1）建立和發展鈾系不平衡法、10Be法、36Cl法等年青年代學測試方法和技術，以滿足環境、海洋和新構造等研究領域的需要。
2）建立和發展過渡族元素同位素地球化學實驗體系，開拓同位素地球化學研究的新領域。
3）進一步發展稀有氣體同位素地球化學的測試技術，提高其理論研究水平。
4）進一步發展微量、快速和微區氣體穩定同位素測試技術。建立硒、氯等穩定同位素測試新方法。
5）大力推進同位素分餾機制的研究。特別是同位素動力學分餾和與質量無關的同位素分餾的研究，爭取在穩定同位素地球化學基本理論研究方面取得重要突破。
6）保持和發展已有的釤-釹、銣-鍶，鈾--釷-鉛，建立鋯-鉿同位素年代學和示蹤的實驗體系。
7）同位素地質年代學和同位素地球化學標準方法的建立和參考物質的研製與標定。
8）同位素絕對比值的測量和原子量標定。
B．同位素地質應用方面：
1）太陽系及地球早期演化史：這是同位素地質學的優勢領域，也是該實驗室科研人員的專業強項。實驗室將充分發揮這些優勢，積極開展關於太陽系及地球早期物質演化方面的高水平研究；
3）地球各圈層的相互作用和地球化學演化歷史的研究，特別是近期古環境、古氣候演變的全球變化研究；
4）礦產資源、能源和水土資源研究。這是穩定同位素地球化學的傳統研究領域，該實驗室在這方面有著很好的研究基礎和雄厚的研究實力。同時，我們將充分發揮該實驗室同位素地質學科齊全的優勢，將該領域的研究不斷引向深入；
5）環境污染和災害問題的同位素地球化學研究；
6）（古）海洋地球化學研究：同位素在（古）海洋地球化學研究中的應用為一系列（古）海洋地球化學的研究課題提供了新的研究途徑和手段，是同位素年代學和同位素地球化學的一個重要國際研究前沿。目前我國在這方面的研究還相當薄弱，實驗室將加大這方面的研究力度，力爭在短期內將該實驗室建成我國的同位素海洋地球化學研究基地。
預期目標
總體目標是通過5到10年的努力，使該實驗室擠身於國際先進行列，成為同位素地質學的國際研究中心之一。為實現此目標，需進行包括實驗室基本建設、高水平科研工作和人才培養等方面的艱苦努力。
1．實驗室基本建設：今後5年的主要目標是力爭對這些實驗室的儀器設備進行更新和改造，在整體上將同位素地質實驗室建成為具有世界先進水平的實驗室，為實驗室的進一步發展創造必要條件。
2．科研工作：同位素實驗室將以基礎性研究為中心，緊緊圍繞國際前沿和國家發展的需要，充分發揮該實驗室的技術和人才優勢，開展高水平的理論研究，力爭在5年內取得5項以上具有較大國際影響的成果。
1）充分利用離子探針的技術優勢，進行國內外合作，對地球早期演化和大陸動力學與地幔動力學的重大理論問題進行研究，重點為原始陸殼的形成時代、性質、增生速率和再循環過程，中國主要造山帶的形成演化歷史及動力學研究。
2）建立過渡族元素同位素的理論體系，開拓這些新的同位素體系在地球系統科學中應用領域。Cu、Fe、Zn 、Mo、Cr等過渡族元素同位素地球化學是一個嶄新的研究領域，是地球化學的一個新的生長的和研究牽引。儘管這方面的研究在國際上只有短短4年的歷史，初步成果表明，這些新的同位素體系在地球化學、環境科學、生物圈與地圈的相互作用、太陽系與地球物質的早期演化、成礦作用等方面有著巨大的潛力。即將建成的多接受等離子體質譜實驗室具有從事這方面研究的國際先進設備，同時實驗室固定人員朱祥坤是該研究領域的主要創始人之一。通過5年左右的努力，使該實驗室在這一領域的研究處於國際領先地位。
3）硅同位素體系在環境與生物地球化學中的應用。硅同位素理論體系研究及其應用是地球化學研究的國際前沿之一。我室在這方面的研究起步較早，在國際上具有重要影響。硅同位素不僅在成礦作用方面具有較大的應用價值，而且在生物地球化學和環境研究中具有重大潛力。我們將保持這一優勢領域，加大對硅同位素分餾機理和硅同位素體系在環境與生物地球化學中的應用的研究力度，使硅同位素地球化學的理論與應用研究上升到一個新的高度。
4）同位素體系在環境和（古）海洋研究中的應用：同位素年代學與地球化學示蹤體系在環境和（古）海洋研究領域有著重要的應用，但我國在這方面的研究起步較晚，與國際先進水平有較大差距。實驗室將加大這方面的研究力度，充分發揮我室同位素年代學與同位素示蹤體系配套齊全配套的優勢，對黃土、石筍、深海沉積物、Mn-殼與Mn-結核等樣品進行同位素年代學與同位素地球化學綜合研究。力爭在5年內將該實驗室初步建成為我國的同位素環境地球化學與同位素海洋地球化學研究基地。
5）建立硒、氯等穩定同位素測試新方法和鋯-鉿同位素放射同位素實驗體系。進一步發展微量、快速的氣體穩定同位素測試技術。進一步發展稀有氣體同位素地球化學的測試技術，提高其理論研究水平。
6）進一步推動同位素地質年代學和同位素地球化學標準方法的建立和參考物質的研製與標定。
7）進行硅同位素絕對比值的測量和硅原子量標定。
8）大力推進同位素分餾機制的研究。特別是硅的生物動力學同位素分餾和與質量無關的硫同位素分餾的研究，爭取在穩定同位素地球化學基本理論研究方面取得重要突破。
9）繼續開展超大型礦床與大型礦集區的同位素研究。
10）建立與健全同位素地質年代學與同位素地球化學資料庫。
在未來5年中，新招博士生10名、碩士生10名，博士后工作人員8名。安排3-5人到國外進修和參加合作研究，安排年青科技人員出國參加相關學術會議10人次。爭取獲得國家自然科學基金委傑出青年基金2項，青年基金3項。使2-3名中年科學家成為國內同位素地質學方面的學科帶頭人。
實驗室已取得的成果：中國地質科學院，從1958年起就開始建立同位素地質實驗室，是國內最早建立同位素地質實驗室的單位之一。經過長期努力，在中國地質科學院地質研究所和礦床地質研究所分別建立了完整的同位素地質年代學實驗室和穩定同位素地球化學實驗室。這兩個實驗室在同位素實驗技術和方法的建立和改進，在同位素地質基本理論的研究和重大地質基礎問題的研究方面，做出了許多重要的貢獻，在國內地學界有重大的影響。
開放實驗室組建以來，實行對國內外開放，吸引了國內外同位素地質學及相關科學領域的優秀人才，共同對國際上關心的重大基礎地質問題，與國家經濟發展有密切關係的地學問題，以及環境保護、災害防治有關的問題，開展同位素地質學研究，取得了一系列重要成果。
對中國主要造山帶演化歷史的研究，也取得重要成果。其中，對秦嶺造山帶的同位素地質年代學研究，為秦嶺造山帶形成時間、演化歷史、構造機制和動力學研究提供了堅實的基礎，得到了國內地學界的高度評價。
在礦床同位素地質學研究方面，也做出了重要貢獻。對國內的許多特大型礦床和大型礦產堆積區的地質年代學和同位素地質學研究，闡明礦床的物質來源、形成條件和富集規律，為礦產資源的找尋和評價提供了重要的依據。
開放實驗室在發展同位素地質分析技術方面的工作，十分引人矚目。該實驗室擁有國內唯一的大型離子探針質質譜儀，建立了具有國際先進水平的鋯石離子探針原位定年法。同時，該實驗室還在國內最先建立了毫克量級鋯石鈾-鉛法、單顆粒鋯石蒸發-沉積法、釤-釹法，六氟化硫硫同位素分析法、硅同位素分析法等方法，研製了釤-釹、硫、硅、碳、氧等多種同位素國家一級標準物質，對硫同位素參考物質的同位素絕對比值進行標定，修改硫原子量。實驗方法的齊全和實驗技術的精細方面均處於國內領先地位，其中有些技術方法具有國際先進水平。實驗室多次參與國際對比測量，實驗工作在國際同位素地質學界有相當的信譽。
實驗室在同位素基本理論研究方面，也做了一系列開拓性的工作。對氫同位素分餾的平衡和動力學研究、礦物間和礦物內的氧同位素分餾研究、礦物間硫同位素分餾研究、以及硅同位素動力分餾研究等方面的研究成果，受到了普遍的重視。在水-岩交換作用體系的同位素研究方面，也取得了重要的成果。
實驗室在國際上首次建立了硅同位素的地球化學體系，在硅同位素地質應用方面取得突破，在國內外產生了重要的影響。該研究成果 具有國際先進水平。
這些良好的成果為實驗室的進一步發展奠定了堅實的基礎。
離子探針遠程控制系統在巴西試驗成功 2005年9月19日－20日，北京離子探針中心和巴西聖保羅大學同位素地質實驗室合作進行的離子探針遠程控制試驗圓滿地完成了對來自巴西的3個鋯石樣品靶的年齡測定。這是離子探針遠程控制系統（SROS，SHRIMP Remote Operation System）自今年8月份通過技術鑒定以來，首次在境外獲得試驗成功，標誌著我國大型離子探針質譜儀遠程控制技術真正實現了在國際網際網路環境中的應用。
科研隊伍：實驗室有固定人員23人，在讀研究生6人，博士后1人。固定人員中含研究人員15人，技術人員8人。其中有高級職稱18人，中級職稱5人，博士生導師3人，碩士生導師8人。
實驗條件：該實驗室是一個儀器設備總體先進、學科設置比較齊全、科研力量較為雄厚的實驗室。在總體上，該實驗室國內領先，並且在國際上也具有一定的地位和影響。
1．科研用房情況：實驗室擁有一棟總面積為2500平方米的同位素樓，為實驗室的發展提供了基本保證。
2．儀器設備：同位素開放實驗室擁有離子探針中心、熱離子化質譜實驗室、氬-氬年代學實驗室、穩定同位素氣體質譜實驗室、稀有氣體實驗室、超凈化學實驗室、和多接受等離子體質譜實驗室等系列實驗室。基本情況如下：
1）離子探針中心：該實驗室擁有一台價值200多萬美元的高分辨大型離子探針質譜儀（SHRIMP II）及其相關配套設備，儀器設備先進，實驗環境整潔。中心運行管理與國際先進體制完全接軌，高效運作。該中心成立短短一年多的時間以來，已吸引了大量國內外知名學者來實驗室工作，獲得了大量的高水平的年代學數據和一批高水平的研究成果。該中心的建立和高效運作，為我國地學研究向國際先進水平邁進提供了強有力的技術支撐，使我國的同位素地質年代學研究進入了世界先進行列。
2）穩定同位素氣體質譜實驗室：該實驗室擁有MAT251和MAT253兩台氣體質譜儀，運轉良好。同時該實驗室擁有國際先進的制樣系統，能對地質、水文、生物、隕石等各種樣品進行精確的H、C、O、S、Si等同位素比值測定。
3）熱離子化質譜實驗室：該實驗室擁有MAT261和MAT262兩台固體質譜儀，運轉良好。這些儀器能對Pb、Nd、Sr、Ca等同位素進行高精度測定。同時，該實驗室還具有成熟的多方法的同位素定年技術，如單顆粒鋯石U-Pb法、一般樣品的U-Pb法、U-Pb等時線法、Pb-Pb等時線法、U系不平衡定年法、Rb-Sr等時線法和Sm-Nd等時線法等。
4）氬-氬熱年代學實驗室：該實驗室擁有一台氣體質譜計MM1200氣體質譜計和激光進樣系統。依託這台儀器，該實驗室共建立了K-Ar稀釋法、常規階段升溫40Ar/39Ar法和激光40Ar/39Ar法等三種同位素測年法。
6）超凈化學實驗室：該實驗室擁有200平方米的超凈面積，用於多種樣品的U-Pb、Sm-Nd、Rb-Sr和U系不平衡等同位素體系的化學前處理要求。
7）多接受等離子體質譜實驗室：該實驗室擁有一台Nu Plasma多接受等離子體質譜儀、激光進樣系統和液體進樣系統。該實驗室於2003年6月份建成，能對所有固體元素的放射成因同位素和穩定同位素進行高精度測定。
管理和開放運行情況
實驗室實行主任負責制，設主任1人和副主任2人，主任全面主持開放實驗室的日常管理，副主任協助主任工作。開放實驗室建立了完整的規章制度，實行崗位聘任制，定崗、定編、定責任、定待遇、對各崗位進行定量考核。實驗室設學術委員會。學術委員會由國內外知名學者組成。學術委員是實驗室的學術指導機構。其職能為：（A）確定重點實驗室的學科發展方向；（B）審議實驗室主任提出的發展規劃、年度計劃、和實驗室主任提交的年度工作報告；（C）評議重點實驗室資助的課題；（D）評價實驗室的研究成果（包括客座人員的成果）。開放實驗室得到主管部門和依託單位的有力支持。國土資源部每年撥給開放實驗室一定數量的經費。院和依託單位經常關注開放實驗室工作。由部撥給開放實驗室經費中65.2%用於資助研究項目，20.6%用於實驗室運行補助，8.7%用於學術活動，5.4%為管理費。開放實驗室研究項目主要來源於國家和部門的各種基金與專項經費。開放實驗室除了負責實驗室資助項目及合作項目的實驗任務外，還接受了許多研究生及外實驗室實驗人員的培訓，並承擔國內外委託許多單位的大量測試任務。
開放實驗室積極參加國際合作、標準樣品對比測量。
前3年中我室組織國內學術會議1次，有19餘人次出國參加學術會議，並接待了67名國際專家來訪。通過頻繁的國內外學術活動，促進了學科水平的發展，培養了人才，密切了關係。
