5第五章2.ppt

同位素地球化學(xué)基礎(chǔ) 二 銣 鍶法年齡測(cè)定和鍶同位素地球化學(xué)1 Rb Sr衰變體系 1 Rb和Sr的同位素Rb 85Rb 72 15 87Rb 27 85 同位素地球化學(xué)基礎(chǔ) 鍶的同位素 84Sr0 56 86Sr9 86 87Sr7 02 88Sr82 56 同位素地球化學(xué)基礎(chǔ) 2 銣的衰變常數(shù)和半衰期87Rb 87Sr Rb 1 39 10 11a 1 Rb 5 0 10 11a 1 同位素地球化學(xué)基礎(chǔ) 根據(jù)D N e t 1 有87Sr 87Rb e t 1 t 1 ln 1 87Sr 87Rb 適用的樣品 鉀長(zhǎng)石 白云母 天河石 鉀鹽等鈣是常見組分 同位素地球化學(xué)基礎(chǔ) 設(shè)87Sr 87Sro 87Sr 87Sr 87Sro 87Rb e t 1 用非放射性成因86Sr除 得到 87Sr 86Sr 87Sr 86Sr o 87Rb 86Sr e t 1 同位素地球化學(xué)基礎(chǔ) 給定 87Sr 86Sr o和根據(jù)地殼中平均 87Sr 86Sr o 0 712地幔中平均 87Sr 86Sr o 0 699由下式可得模式年齡 t 1 ln 87Sr 86Sr 87Sr 86Sr o 87Rb 86Sr 1 同位素地球化學(xué)基礎(chǔ) 2 Rb Sr等時(shí)線法原理 87Sr 86Sr 87Sr 86Sr o 87Rb 86Sr e t 1 同位素地球化學(xué)基礎(chǔ) 方法的特點(diǎn) 與不含初始鍶方法和模式年齡相比 精度較高 可得到初始86Sr 86Sr值 用于判斷來源 根據(jù)數(shù)據(jù)點(diǎn)擬合好壞程度可以檢驗(yàn)體系封閉性 同位素地球化學(xué)基礎(chǔ) 3 Rb Sr等時(shí)線年齡研究的必要條件體系封閉體系封閉以前均一化各樣品之間的87Rb 86Sr值差別遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于樣品的87Sr 86Sr值誤差范圍 同位素地球化學(xué)基礎(chǔ) 4 Rb Sr等時(shí)線年齡研究的注意問題 1 巖漿巖可達(dá)到均一化深成巖的結(jié)晶時(shí)間相對(duì)于其年齡可忽略 噴出巖快速冷卻 等時(shí)線年齡代表形成年齡 同位素地球化學(xué)基礎(chǔ) 2 變質(zhì)巖變質(zhì)作用會(huì)使Sr同位素重新均一化小范圍的均一化 全巖等時(shí)線為代表巖石形成年齡 礦物等時(shí)線為變質(zhì)年齡 大范圍的均一化 均代表變質(zhì)年齡 同位素地球化學(xué)基礎(chǔ) 3 沉積巖鍶同位素的母體87Rb和子體87Sr及其保存條件 陸源碎屑物自生礦物 海綠石等 同位素地球化學(xué)基礎(chǔ) 5 地殼和地幔中鍶同位素的地球化學(xué)演化 同位素地球化學(xué)基礎(chǔ) 三 U Th Pb法定年和鉛同位素地球化學(xué)1 U Th Pb的同位素U 238U99 27 1 55 10 10 4 47 109 235U0 70 9 85 10 10 7 04 108 234U0 006 同位素地球化學(xué)基礎(chǔ) Th 232Th 4 95 10 11 1 4 1010 Pb 204Pb206Pb207Pb208Pb 同位素地球化學(xué)基礎(chǔ) 除204Pb外 余為放射性成因鉛 反應(yīng)總過程如下 23892U 20682Pb 842He 6 E23592U 20782Pb 742He 4 E23290Th 20882Pb 642He 4 E 同位素地球化學(xué)基礎(chǔ) 2 U Th Pb法年齡測(cè)定根據(jù)基本公式 D N e t 1 206Pb 204Pb 206Pb 204Pb o 238U 204Pb e t 1 207Pb 204Pb 207Pb 204Pb o 235U 204Pb e t 1 208Pb 204Pb 208Pb 204Pb o 232Th 204Pb e t 1 同位素地球化學(xué)基礎(chǔ) 上式分別整理得 t 1 1ln 206Pb 204Pb 206Pb 204Pb o 238U 204Pb 1 t 1 2ln 207Pb 204Pb 207Pb 204Pb o 235U 204Pb 1 t 1 3ln 208Pb 204Pb 208Pb 204Pb o 232Th 204Pb 1 可得到三個(gè)值適用的礦物 瀝青鈾礦 晶質(zhì)鈾礦 釷石 鋯石 獨(dú)居石 磷灰石等 同位素地球化學(xué)基礎(chǔ) 三個(gè)年齡值不一致時(shí) 用兩式聯(lián)立得 207Pb 204Pb 207Pb 204Pb o235U e 2t 1 206Pb 204Pb 206Pb 204Pb o238U e 1t 1 同位素地球化學(xué)基礎(chǔ) 3 普通鉛法年齡測(cè)定 Pb Pb法 1 基本思路 地球上的鉛同位素按正常母體量演化 直到形成含鉛礦物時(shí)才脫離母體 2 基本假設(shè)地球形成初期U Th Pb分布均勻地球的原始鉛同位素組成為 同位素地球化學(xué)基礎(chǔ) 地球的原始鉛同位素組成為 比值 ao 206Pb 204Pb o 9 307bo 207Pb 204Pb o 10 294co 208Pb 204Pb o 29 476地球鉛同位素的相對(duì)豐度變化是體系中放射性母體衰變的結(jié)果 鉛礦物形成后 鉛同位素與放射性母體分離 同位素地球化學(xué)基礎(chǔ) T 45 5億年t0億年時(shí)間 事件 206Pb 204Pb o 206Pb 204Pb 地球形成礦物形成測(cè)定 同位素地球化學(xué)基礎(chǔ) 計(jì)算公式 206Pb 204Pb 206Pb 204Pb o 238U 204Pb e 1T 1 238U 204Pb e 1t 1 206Pb 204Pb 206Pb 204Pb o 238U 204Pb e 1T e 1t 同位素地球化學(xué)基礎(chǔ) 普通鉛法的樣品要求 無U和Th的礦物 如方鉛礦 黃鐵礦等親硫元素