本课程为第四纪地质学的学科基础课，主要讲授稳定同位素地球化学的原理、方法和在古环境研究中的应用。本课程的主要目的和要求是：通过课堂学习，使学生系统掌握稳定同位素地球化学的基本概念、基本理论、基本原理和研究方法，熟悉碳、氧、氢、氮同位素在黄土、湖泊、海洋等沉积物中进行古环境重建的基本原理、方法和优缺点，了解锂、硼、镁、硅、硫、氯、钙、锶等同位素在古环境研究中的原理和方法，掌握用稳定同位素重建古环境的基本知识体系。

第一章 概论（3学时 杨石岭）
教学重点：同位素效应的基本理论和同位素分馏机理。
第1学时：
1.1 同位素的基本概念
同位素的概念、基本类型和核素的稳定性规律。
第2至3学时：
1.2 同位素效应
产生同位素效应的物理、化学机理。
1.3 同位素分馏作用
介绍同位素交换、动力学效应、质量约束和非质量约束同位素效应、扩散作用、影响同位素分馏的其它因素以及同位素地质温度计。
1.4 实验原理和方法
质谱分析法的基本原理、标准物质。

第二章 氧同位素与古环境（12学时 杨石岭）
教学重点：氧同位素分馏机理及其在黄土、海洋、冰芯、石笋等沉积物中的应用。
第4至6学时：
2.1 氧同位素分馏作用
介绍液态水和水蒸气、CO2－H2O体系等几种代表性的氧同位素分馏作用。
2.2 氧同位素分析方法
简介氧同位素分析的实验原理和标准物质。
2.3 现代大气降水的氧同位素组成
大气降水氧同位素的基本特征及其与温度、纬度、海拔、水汽搬运距离、季节和降雨量等的关系和机理。
第7至9学时：
2.4 氧同位素在黄土中的应用
黄土中成壤碳酸盐氧同位素组成的古气候（季风降水、温度）意义。
第10至12学时：
2.5 氧同位素在湖泊沉积中的应用
湖泊中自生碳酸盐氧同位素组成的古气候意义。
2.6 氧同位素在海洋沉积中的应用
深海沉积物中有孔虫壳体氧同位素组成与全球冰量、温度重建。
2.7 氧同位素在冰芯中的应用
冰芯氧同位素组成的古气候意义、末次间冰期以来格陵兰冰芯记录的千年尺度气候事件。
第13至15学时：
2.8 氧同位素在石笋中的应用
石笋氧同位素组成的古气候意义
2.9 氧同位素在树轮中的应用
树轮纤维素氧同位素组成的古气候意义。
2.10 氧同位素与古高度重建
利用氧同位素重建古高度的原理、碳酸盐氧同位素组成与古高度定量重建。

第三章 碳同位素与古环境（9学时 刘卫国）
教学重点：自然过程碳同位素分馏的基本原理，通过介绍物理、化学和生物等环境变化过程中碳同位素组成的分馏作用，阐述稳定碳同位素在环境变化过程的示踪作用，使学生掌握利用碳同位素在黄土、湖泊、海洋等沉积物中进行古环境重建的基本原理和分析方法。
第16学时：
3.1 碳同位素分馏作用
第17至18学时：
3.2 碳同位素分析方法
3.2.1 植物碳同位素组成
3.2.2 土壤碳同位素分析
3.2.3 土壤溶液碳同位素分析
3.2.4 有机分子化合物碳同位素分析
第19至20学时：
3.3 碳同位素在黄土中的应用
3.3.1 中国黄土碳酸盐的碳同位素组成
3.3.2 中国黄土总有机碳的碳同位素组成
3.3.3 中国黄土有机单体化合物的碳同位素组成
第21至22学时：
3.4 碳同位素在湖泊沉积中的应用
3.4.1 湖泊水体DIC的碳同位素组成
3.4.2 湖泊总有机碳的碳同位素组成
3.4.3 湖泊有机单体化合物的碳同位素组成
第23至24学时：
3.5 碳同位素在海洋沉积中的应用
介绍海洋沉积物碳同位素组成与海洋生物生产力、大洋环流、陆地碳库和全球碳循环变化的关联。
3.6 碳同位素在冰芯中的应用
冰芯CO2碳同位素组成的古气候意义。
3.7 碳同位素在石笋中的应用
石笋碳同位素组成的古气候意义。

第四章 氢同位素与古环境（6学时 刘卫国3学时，4.1－4.5；李玉梅3学时，4.6-4.9）
教学重点：简述氢同位素在自然界的分馏机理，介绍不同沉积物氢同位素组成的分析方法、古气候意义及最新研究进展，重点介绍大气降水的氢同位素分馏及其古气候意义。
第25学时：
4.1 氢同位素分馏作用
4.2 氢同位素分析方法
第26至27学时：
4.3 现代大气降水的氢同位素组成
4.4 氢同位素在黄土中的应用
4.5 氢同位素在湖泊沉积中的应用
第28至30学时：
4.6 氢同位素在海洋沉积中的应用
4.7 氢同位素在冰芯中的应用
4.8 氢同位素在树轮中的应用
4.9 氢同位素与古高度重建

第五章 氮同位素与古环境（3学时 李玉梅）
教学重点：介绍氮同位素的分馏作用、测定方法及其在古环境研究中的应用。
第31至33学时：
5.1 氮同位素分馏作用
5.2 氮同位素的分析方法
5.3 氮同位素与古环境重建

第六章 其它稳定同位素与古环境（6学时 李玉梅）
教学重点：介绍锂、硼、镁、硅、硫、氯、钙、锶等元素的稳定同位素及其在古环境研究中的应用，拓宽学生的知识面。
第34至36学时：
6.1 锂同位素与古环境
重点介绍锂同位素与风化作用。
6.2 硼同位素与古环境
重点介绍硼同位素与古盐度、古CO2浓度重建。
6.3 镁同位素与古环境
重点介绍镁同位素与风化作用。
6.4 硅同位素与古环境
重点介绍硅同位素与古温度重建。
6.5 硫同位素与古环境
重点介绍硫同位素与氧化还原作用。
第37至39学时：
6.6 氯同位素与古环境
重点介绍氯同位素与湖泊、海洋水体演化。
6.7 钙同位素与古环境
重点介绍钙同位素与碳循环和古温度研究。
6.8 锶同位素与古环境
重点介绍锶同位素与风化作用。
6.9 铁、铜、铅、锌同位素与古环境
重点介绍铁、铜、铅、锌同位素与海洋生物生产力、风化作用研究。

第40至41学时：考试（2学时 翟大有）

Jochen Hoefs, 2009. Stable Isotope Geochemistry (6th Edition). Springer, 285 pp.
李剑、李志生、卫孝锋等译，2012，稳定同位素地球化学（第六版）. 地质出版社，259页。
郑永飞、陈江峰编著，2000. 稳定同位素地球化学. 科学出版社，316页.