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• 碳有三种主要同位素:¹²C、¹³C和¹⁴C，由于它们的质量不同在自然界中的物理、化学和生物作用下产生分馏。

• 一般地说，在碳的有机循环中，轻同位素容易摄入有机质 （例如烃、石油中富含¹²C）中；而在无机循环中，重同位素倾向于富集在无机盐 （例如碳酸盐富含¹³C） 中。

• 上述二种碳循环都与大气CO₂有密切关系，也是自然界中碳同位素分馏两个最重要的过程

定义：

¹²C和¹³C在物理、化学和生物反应过程中以不同比例分配于各个物质中的现象叫碳同位素分馏。

 分类：

1）化学分馏(动力学分馏)：因¹²C化学键和¹³C强度差异，造成轻重同位素分子化学反应速率的差异而导致的分馏，如植物光合作用和温度压力生烃作用等。

2）物理分馏（质量分馏）：因质量差异造成蒸发、凝聚、升华和扩散等过程中¹²C和¹³C的分异。

物理分馏：

¹²CH4扩散系数大于¹³CH4，扩散能力更强，造成沿扩散路径方向碳同位素组成变轻

地层排烃作用造成的碳同位素分馏

气体扩散造成的碳同位素分馏