学科（领域）：
实验室所从事的研究属于基础研究领域。同位素地质学是地球化学的重要组成部分，是跨地质学、化学和技术科学的一门新的边沿科学。它在太阳系与地球演化、资源、环境、生物等研究领域有着广泛的应用。
依托单位：地质研究所 矿产资源研究所
研究方向：
实验室主要从事同位素同位素地质学（包含同位素地质年代学与同位素地球化学）基础理论、测试技术和在解决重大地质问题和资源、环境、生态问题方面的应用研究。
重点研究内容：
A．在技术方法和基础理论方面：
建立和发展以离子探针质谱和激光探针质谱为代表的的原位微区同位素地质年代学和同位素地球化学测试技术，赶上国际研究发展趋势。
1） 建立和发展铀系不平衡法、10Be法、36Cl法等年青年代学测试方法和技术，以满足环境、海洋和新构造等研究领域的需要。
2） 建立和发展过渡族元素同位素地球化学实验体系，开拓同位素地球化学研究的新领域。
3） 进一步发展稀有气体同位素地球化学的测试技术，提高其理论研究水平。
4） 进一步发展微量、快速和微区气体稳定同位素测试技术。建立硒、氯等稳定同位素测试新方法。
5） 大力推进同位素分馏机制的研究。特别是同位素动力学分馏和与质量无关的同位素分馏的研究，争取在稳定同位素地球化学基本理论研究方面取得重要突破。
6） 保持和发展已有的钐-钕、铷-锶，铀--钍-铅，建立锆-铪同位素年代学和示踪的实验体系。
7） 同位素地质年代学和同位素地球化学标准方法的建立和参考物质的研制与标定。
8） 同位素绝对比值的测量和原子量标定。
B．同位素地质应用方面：
1） 太阳系及地球早期演化史：这是同位素地质学的优势领域，也是该实验室科研人员的专业强项。实验室将充分发挥这些优势，积极开展关于太阳系及地球早期物质演化方面的高水平研究；
2） 大陆动力学研究：重点为原始陆壳的形成时代、性质、增生速率、再循环过程、和中国主要造山带的形成演化历史及动力学研究；
3） 地球各圈层的相互作用和地球化学演化历史的研究，特别是近期古环境、古气候演变的全球变化研究；
4） 矿产资源、能源和水土资源研究。这是稳定同位素地球化学的传统研究领域，该实验室在这方面有着很好的研究基础和雄厚的研究实力。同时，我们将充分发挥该实验室同位素地质学科齐全的优势，将该领域的研究不断引向深入；
5） 环境污染和灾害问题的同位素地球化学研究；
6）（古）海洋地球化学研究：同位素在（古）海洋地球化学研究中的应用为一系列（古）海洋地球化学的研究课题提供了新的研究途径和手段，是同位素年代学和同位素地球化学的一个重要国际研究前沿。目前我国在这方面的研究还相当薄弱，实验室将加大这方面的研究力度，力争在短期内将该实验室建成我国的同位素海洋地球化学研究基地。
预期目标
总体目标是通过5到10年的努力，使该实验室挤身于国际先进行列，成为同位素地质学的国际研究中心之一。为实现此目标，需进行包括实验室基本建设、高水平科研工作和人才培养等方面的艰苦努力。
1．实验室基本建设：今后5年的主要目标是力争对这些实验室的仪器设备进行更新和改造，在整体上将同位素地质实验室建成为具有世界先进水平的实验室，为实验室的进一步发展创造必要条件。
2．科研工作：同位素实验室将以基础性研究为中心，紧紧围绕国际前沿和国家发展的需要，充分发挥该实验室的技术和人才优势，开展高水平的理论研究，力争在5年内取得5项以上具有较大国际影响的成果。
1） 充分利用离子探针的技术优势，进行国内外合作，对地球早期演化和大陆动力学与地幔动力学的重大理论问题进行研究，重点为原始陆壳的形成时代、性质、增生速率和再循环过程，中国主要造山带的形成演化历史及动力学研究。
2） 建立过渡族元素同位素的理论体系，开拓这些新的同位素体系在地球系统科学中应用领域。Cu、Fe、Zn 、Mo、Cr等过渡族元素同位素地球化学是一个崭新的研究领域，是地球化学的一个新的生长的和研究牵引。尽管这方面的研究在国际上只有短短4年的历史，初步成果表明，这些新的同位素体系在地球化学、环境科学、生物圈与地圈的相互作用、太阳系与地球物质的早期演化、成矿作用等方面有着巨大的潜力。即将建成的多接受等离子体质谱实验室具有从事这方面研究的国际先进设备，同时实验室固定人员朱祥坤是该研究领域的主要创始人之一。通过5年左右的努力，使该实验室在这一领域的研究处于国际领先地位。
3） 硅同位素体系在环境与生物地球化学中的应用。硅同位素理论体系研究及其应用是地球化学研究的国际前沿之一。我室在这方面的研究起步较早，在国际上具有重要影响。硅同位素不仅在成矿作用方面具有较大的应用价值，而且在生物地球化学和环境研究中具有重大潜力。我们将保持这一优势领域，加大对硅同位素分馏机理和硅同位素体系在环境与生物地球化学中的应用的研究力度，使硅同位素地球化学的理论与应用研究上升到一个新的高度。
4） 同位素体系在环境和（古）海洋研究中的应用：同位素年代学与地球化学示踪体系在环境和（古）海洋研究领域有着重要的应用，但我国在这方面的研究起步较晚，与国际先进水平有较大差距。实验室将加大这方面的研究力度，充分发挥我室同位素年代学与同位素示踪体系配套齐全配套的优势，对黄土、石笋、深海沉积物、Mn-壳与Mn-结核等样品进行同位素年代学与同位素地球化学综合研究。力争在5年内将该实验室初步建成为我国的同位素环境地球化学与同位素海洋地球化学研究基地。
5） 建立硒、氯等稳定同位素测试新方法和锆-铪同位素放射同位素实验体系。进一步发展微量、快速的气体稳定同位素测试技术。进一步发展稀有气体同位素地球化学的测试技术，提高其理论研究水平。
6） 进一步推动同位素地质年代学和同位素地球化学标准方法的建立和参考物质的研制与标定。
7） 进行硅同位素绝对比值的测量和硅原子量标定。
8） 大力推进同位素分馏机制的研究。特别是硅的生物动力学同位素分馏和与质量无关的硫同位素分馏的研究，争取在稳定同位素地球化学基本理论研究方面取得重要突破。
9） 继续开展超大型矿床与大型矿集区的同位素研究。
10） 建立与健全同位素地质年代学与同位素地球化学数据库。
3．人才培养
在未来5年中，新招博士生10名、硕士生10名，博士后工作人员8名。安排3-5人到国外进修和参加合作研究，安排年青科技人员出国参加相关学术会议10人次。 争取获得国家自然科学基金委杰出青年基金2项，青年基金3项。使2-3名中年科学家成为国内同位素地质学方面的学科带头人。
实验室已取得的成果
中国地质科学院，从1958年起就开始建立同位素地质实验室，是国内最早建立同位素地质实验室的单位之一。经过长期努力，在中国地质科学院地质研究所和矿床地质研究所分别建立了完整的同位素地质年代学实验室和稳定同位素地球化学实验室。这两个实验室在同位素实验技术和方法的建立和改进，在同位素地质基本理论的研究和重大地质基础问题的研究方面，做出了许多重要的贡献，在国内地学界有重大的影响。
开放实验室组建以来，实行对国内外开放，吸引了国内外同位素地质学及相关科学领域的优秀人才，共同对国际上关心的重大基础地质问题，与国家经济发展有密切关系的地学问题，以及环境保护、灾害防治有关的问题，开展同位素地质学研究，取得了一系列重要成果。
对中国早前寒武纪的研究，在中国发现了最老的岩石和锆石，建立了中国早前寒武纪的年代学格架、地壳演化模式，为中国早前寒武纪研究奠定重要了基础，为国内外地学界所瞩目。
对中国主要造山带演化历史的研究，也取得重要成果。其中，对秦岭造山带的同位素地质年代学研究，为秦岭造山带形成时间、演化历史、构造机制和动力学研究提供了坚实的基础，得到了国内地学界的高度评价。
在矿床同位素地质学研究方面，也做出了重要贡献。对国内的许多特大型矿床和大型矿产堆积区的地质年代学和同位素地质学研究，阐明矿床的物质来源、形成条件和富集规律，为矿产资源的找寻和评价提供了重要的依据。
开放实验室在发展同位素地质分析技术方面的工作，十分引人瞩目。该实验室拥有国内唯一的大型离子探针质质谱仪，建立了具有国际先进水平的锆石离子探针原位定年法。同时，该实验室还在国内最先建立了毫克量级锆石铀-铅法、单颗粒锆石蒸发-沉积法、钐-钕法，六氟化硫硫同位素分析法、硅同位素分析法等方法，研制了钐-钕、硫、硅、碳、氧等多种同位素国家一级标准物质，对硫同位素参考物质的同位素绝对比值进行标定，修改硫原子量。实验方法的齐全和实验技术的精细方面均处于国内领先地位，其中有些技术方法具有国际先进水平。实验室多次参与国际对比测量，实验工作在国际同位素地质学界有相当的信誉。
实验室在同位素基本理论研究方面，也做了一系列开拓性的工作。对氢同位素分馏的平衡和动力学研究、矿物间和矿物内的氧同位素分馏研究、矿物间硫同位素分馏研究、以及硅同位素动力分馏研究等方面的研究成果，受到了普遍的重视。在水-岩交换作用体系的同位素研究方面，也取得了重要的成果。
实验室在国际上首次建立了硅同位素的地球化学体系，在硅同位素地质应用方面取得突破，在国内外产生了重要的影响。该研究成果 具有国际先进水平。
这些良好的成果为实验室的进一步发展奠定了坚实的基础。
离子探针远程控制系统在巴西试验成功 2005年9月19日－20日，北京离子探针中心和巴西圣保罗大学同位素地质实验室合作进行的离子探针远程控制试验圆满地完成了对来自巴西的3个锆石样品靶的年龄测定。这是离子探针远程控制系统（SROS，SHRIMP Remote Operation System）自今年8月份通过技术鉴定以来，首次在境外获得试验成功，标志着我国大型离子探针质谱仪远程控制技术真正实现了在国际互联网环境中的应用。
科研队伍、实验条件及仪器、设备
科研队伍：实验室有固定人员23人，在读研究生6人，博士后1人。固定人员中含研究人员15人，技术人员8人。其中有高级职称18人，中级职称5人，博士生导师3人，硕士生导师8人。
实验条件：该实验室是一个仪器设备总体先进、学科设置比较齐全、科研力量较为雄厚的实验室。在总体上，该实验室国内领先，并且在国际上也具有一定的地位和影响。
1．科研用房情况：实验室拥有一栋总面积为2500平方米的同位素楼，为实验室的发展提供了基本保证。
2．仪器设备：同位素开放实验室拥有离子探针中心、热离子化质谱实验室、氩-氩年代学实验室、稳定同位素气体质谱实验室、稀有气体实验室、超净化学实验室、和多接受等离子体质谱实验室等系列实验室。基本情况如下：
1） 离子探针中心：该实验室拥有一台价值200多万美元的高分辨大型离子探针质谱仪（SHRIMP II）及其相关配套设备，仪器设备先进，实验环境整洁。中心运行管理与国际先进体制完全接轨，高效运作。该中心成立短短一年多的时间以来，已吸引了大量国内外知名学者来实验室工作，获得了大量的高水平的年代学数据和一批高水平的研究成果。该中心的建立和高效运作，为我国地学研究向国际先进水平迈进提供了强有力的技术支撑，使我国的同位素地质年代学研究进入了世界先进行列。
2） 稳定同位素气体质谱实验室：该实验室拥有MAT251和MAT253两台气体质谱仪，运转良好。同时该实验室拥有国际先进的制样系统，能对地质、水文、生物、陨石等各种样品进行精确的H、C、O、S、Si等同位素比值测定。
3） 热离子化质谱实验室：该实验室拥有MAT261和MAT262两台固体质谱仪，运转良好。这些仪器能对Pb、Nd、Sr、Ca等同位素进行高精度测定。同时，该实验室还具有成熟的多方法的同位素定年技术，如单颗粒锆石U-Pb法、一般样品的U-Pb法、U-Pb等时线法、Pb-Pb等时线法、U系不平衡定年法、Rb-Sr等时线法和Sm-Nd等时线法等。
4） 氩-氩热年代学实验室：该实验室拥有一台气体质谱计MM1200气体质谱计和激光进样系统。依托这台仪器，该实验室共建立了K-Ar稀释法、常规阶段升温40Ar/39Ar法和激光40Ar/39Ar法等三种同位素测年法。
5） 稀有气体实验室：该实验室拥有一台1201U 稀有气体质谱仪，运行正常，能对气体和固体样品中的He、Ar、Xe同位素比值进行精确测定。
6） 超净化学实验室：该实验室拥有200平方米的超净面积，用于多种样品的U-Pb、Sm-Nd、Rb-Sr和U系不平衡等同位素体系的化学前处理要求。
7） 多接受等离子体质谱实验室：该实验室拥有一台Nu Plasma多接受等离子体质谱仪、激光进样系统和液体进样系统。该实验室于2003年6月份建成，能对所有固体元素的放射成因同位素和稳定同位素进行高精度测定。
管理和开放运行情况
实验室实行主任负责制，设主任1人和副主任2人，主任全面主持开放实验室的日常管理，副主任协助主任工作。开放实验室建立了完整的规章制度，实行岗位聘任制，定岗、定编、定责任、定待遇、对各岗位进行定量考核。
实验室设学术委员会。学术委员会由国内外知名学者组成。学术委员是实验室的学术指导机构。其职能为：（A）确定重点实验室的学科发展方向；（B）审议实验室主任提出的发展规划、年度计划、和实验室主任提交的年度工作报告；（C）评议重点实验室资助的课题；（D）评价实验室的研究成果（包括客座人员的成果）。
开放实验室得到主管部门和依托单位的有力支持。国土资源部每年拨给开放实验室一定数量的经费。院和依托单位经常关注开放实验室工作。
由部拨给开放实验室经费中65.2%用于资助研究项目，20.6%用于实验室运行补助，8.7%用于学术活动，5.4%为管理费。开放实验室研究项目主要来源于国家和部门的各种基金与专项经费。
开放实验室除了负责实验室资助项目及合作项目的实验任务外，还接受了许多研究生及外实验室实验人员的培训，并承担国内外委托许多单位的大量测试任务。
开放实验室积极参加国际合作、标准样品对比测量。
前3年中我室组织国内学术会议1次，有19余人次出国参加学术会议，并接待了67名国际专家来访。通过频繁的国内外学术活动，促进了学科水平的发展，培养了人才，密切了关系。
我室成员在国内外学术组织中任职有：刘敦一曾任国际地质科学联合副主席，中国质谱学会理事长，中国地质学会副理事长,现任IGCP中国委员会主席；丁悌平任国际同位素丰度及原子量委员会主席，曾任IAEA稳定同位素参考物质顾问小组成员，"RESOURCE GEOLOGY"编辑顾问，中国地质学会理事；张宗清曾任中国地质学会同位素地质专业委员会主任；宋彪任中国质谱学会常务理事。陈文曾任中国地质学会同位素地质专业委员会秘书长。通过频繁的国内外学术活动，促进了学科水平的发展，培养了人才，密切了关系。
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| SHRIMP Ⅱ离子探针质谱仪 |
Nu Plasma多接收等离子体质谱仪 |
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| MAT-253稳定同位素质谱仪 |
MI1201-IG惰性气体同位素质谱仪 |
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| 序 号 |
设备名称 |
价 格
（￥或＄）
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启用时间 |
目前状况 |
| 1 |
SHRIMP 离子探针
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＄200万 |
2001.9 |
正常 |
| 2 |
MM1200B气体质谱计
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￥ 240万 |
1981 |
基本正常 |
| 3 |
MAT-261固体质谱仪
|
￥119.7万 |
1986 |
正常 |
| 4 |
MAT-262固体质谱仪
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￥209.7万 |
1997 |
正常 |
| 5 |
MAT251质谱仪
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＄25万 |
1984 |
基本正常 |
| 6 |
MI1201IG质谱仪 |
＄13万 |
1995 |
正常 |
| 7 |
MAT253质谱仪
|
＄30万 |
2003.8 |
正常 |
| 8 |
MC-ICPMS (Nu Plasma)
|
＄62万 |
2003.9 |
正常 |
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