?? ?“Clumped isotope”方法是指研究地質樣品中“稀－稀”同位素體（isotopologue）濃度的方法，如研究CO2中的18O13C16O的濃度。這種方法是由加州理工大學John Eiler教授研究組在幾年前首次倡導、發展起來，它開創了一個新的穩定同位素地球化學領域。盡管兩個或多個稀少同位素的分子（或同位素體）通常只占分子總數的百萬分之幾，但目前的氣相質譜儀已可精確測定這種級別的濃度，使“Clumped isotope”方法的發展越來越不受分析技術上的限制。

? ? 這些“稀－稀”同位素體在地球中無處不在，種類繁多，具有提供各種地學過程信息的潛力。目前，John Eiler研究組只開發了其中一種用途：單相物質測溫，即僅依靠一種礦物或分子的“Clumped isotope”確定它的形成溫度。僅這一應用，就足以使Clumped isotope成為一個令人興奮的領域。由于在這一領域的突出貢獻，John Eiler教授獲得了2009年歐洲地球化學學會的創新獎（Epstein獎章），這種方法已得到國外同行的廣泛重視。

? ? ?國內Clumped isotope的研究工作是由中科院地球化學研究所劉耘課題組首先開展的（唐茂、趙輝、劉耘，《礦物學報》，2007）。他們首次將“Clumped isotope”翻譯成“二元同位素”，以區別以前只研究單一同位素濃度的方法。最近，北京大學地理系、南京大學地質系、中科院南京古生物所等多家單位的研究人員也開展了Clumped isotope的研究，表明其重要性已被越來越多的國內研究者所了解。

? ? ?Clumped isotope的理論框架是John Eiler課題組在2004年建立的（Wang等, 2004），他們定義了這個領域的兩個基本概念：Di和Dmass，并建立了Di和Dmass的計算方法。但是，Clumped同位素領域還有相當多的理論問題未解決，比如動力學分餾效應、計算方法過于繁瑣、沒有近似方法可以處理含“等同位素體”的分子（即isotopomer，如15N14N16O和14N15N16O）、潛在的一些理論公式未推導等等。由于Clumped同位素的理論體系尚存弱點，也使得這個領域的大量實驗數據沒有得到有效的理論升華。

? ? ? 最近，地化所礦床室博士生曹曉斌及其導師劉耘研究員對Clumped isotope的計算方法進行了改進。他們將其中最關鍵的一個變量（Di）的原始定義轉換為等價的基于能量的定義，并使一些內在性質和定理凸顯出來。目前，Clumped isotope的精確計算方法在實際操作中只用于很小的分子，稍大一點的體系往往需要借助近似計算方法，而Wang等（2004）的近似方法也有幾個局限性。比如，Wang等（2004）的近似方法不能夠處理含等同位素體的體系，但新提出的近似方法能夠。眾所周知，稍大一些的分子幾乎都含有等同位素體，不能處理等同位素體將極大限制計算方法的應用范圍。新提出的近似方法適用于單替換同位素體的Di為任意值的體系，而Wang等（2004）的近似方法只適合于單替換同位素體的Di值接近于零的體系。新提出的近似方法不僅有更大的應用范圍，而且同精確方法的結果非常接近，并可以進一步使用校正處理使結果同精確方法幾乎一樣。

? ? ? 除了改進計算方法，曹曉斌和劉耘還推導了一些新的公式，來描述Clumped isotope的性質和行為。他們還仔細評價了Clumped isotope的非諧效應、頻率計算的校正處理的誤差等。這些工作有助于提高對Clumped isotope實驗結果的理論解釋水平。

? ? ?相關論文發表在地球化學雜志Geochimica et Cosmochimica Acta（2012, 292-303）上。

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