南京大學同位素地質學-13Nd同位素演化-Nd同位素地球化學(含作業(yè))-1

1、13 Nd同位素演化同位素演化/Nd同位素地球化學同位素地球化學隕石和整體地球的隕石和整體地球的Nd同位素演化同位素演化由于由于147Sm衰變?yōu)樗プ優(yōu)?43Nd，地球的，地球的143Nd豐度豐度和和143Nd/144Nd比值隨時間增加。比值隨時間增加。這可用一模式來描述，該模式所采用的地球這可用一模式來描述，該模式所采用的地球年齡、年齡、Sm/Nd比值和地球原始比值和地球原始143Nd/144Nd等等參數(shù)都是從石隕石研究獲得。參數(shù)都是從石隕石研究獲得。許多石隕石的礦物許多石隕石的礦物Sm-Nd等時線年齡測定結果等時線年齡測定結果也在也在4.55Ga左右，例如左右，例如:Hamet et al.

2、 (1978)得到了無球粒隕石得到了無球粒隕石Moama的礦物的礦物Sm-Nd等時線年齡等時線年齡4.58 0.05 Ga和原始和原始143Nd/144Nd比值比值0.50684 0.00008，此值與球粒，此值與球粒隕石值很一致；隕石值很一致；Jacobsen and Wasserburg (1981)從從Angra dos Reis隕石獲得隕石獲得年齡年齡4.562 0.031Ga，原始原始143Nd/144Nd比值比值0.50664；Rb-Sr等時線年齡偏低的隕石（如等時線年齡偏低的隕石（如Nakhla, Shergotty），），Sm-Nd等時線也給出類似的偏低年齡值等時線也給出類似的

3、偏低年齡值(Nakamura et al.,1982; Shih et al., 1982) (見下面圖、表見下面圖、表)證實這些隕石經歷了分異。證實這些隕石經歷了分異?；鹦菐r石Nakhla和Zagami的礦物SmNd等時線DePaolo & Wasserburg (1976)首次測定首次測定了地球火成巖的了地球火成巖的Nd同位素組成，當他們把同位素組成，當他們把火成巖的火成巖的Nd同位素初始比值同位素初始比值(143Nd/144Nd)i對時間作圖時發(fā)現(xiàn)對時間作圖時發(fā)現(xiàn):太古代的深成巖的太古代的深成巖的(143Nd/144Nd)i與從隕石獲與從隕石獲得的球粒隕石均勻庫（得的球粒隕石均勻庫（Ch

4、ondritic Uniform Reservoir: CHUR）演化線十分一致。）演化線十分一致。因此，地球因此，地球Nd同位素的演化可以用球粒隕石均同位素的演化可以用球粒隕石均一庫模式來描述，該模式假定地球的一庫模式來描述，該模式假定地球的Nd同位素同位素是在一個均一的庫中演化，該均一庫的是在一個均一的庫中演化，該均一庫的Sm/Nd比值與球粒隕石的相等，其現(xiàn)代同位素組成：比值與球粒隕石的相等，其現(xiàn)代同位素組成：147Sm/144Nd=0.1967（五個球粒隕石和一個無球粒隕石的（五個球粒隕石和一個無球粒隕石的多次測定得到的平均值），多次測定得到的平均值），143Nd/144Nd=0.512

5、638（相對于相對于146Nd/144Nd = 0.7219），），(比較：比較： 原始原始Sr同位素同位素-BABI)其它同位素比值見下表。其它同位素比值見下表。CHUR過去任何時候的過去任何時候的143Nd/144Nd比值可用下比值可用下式計算：式計算：) 1(01441470144143144143tCHURCHURtCHUReNdSmNdNdNdNd式中上標式中上標0表示現(xiàn)在表示現(xiàn)在, t 表示距今年齡表示距今年齡由于由于147Sm的衰變常數(shù)的衰變常數(shù) 很小很小故故(e t - 1) t,因此因此CHUR演化線近似于直線演化線近似于直線0123450.5040.5060.5080.51

6、00.5120.5140.516CHUR地球形成富集源虧損源熔體(Sm/Nd)殘余固相(高Sm/Nd)部分熔融CHURSN t (Ga)143Nd/144Nd與Sm相比，Nd的離子半徑和不相容性較大，故CHUR庫部分熔融產生的巖漿的Sm/Nd比值低于CHUR庫的Sm/Nd比值，在143Nd/144Ndt圖上，其N d同 位 素演化 線 的 斜 率 小 于CHUR演化線的斜率，成為(大陽離子親石元素)相對富集區(qū)；而部分熔融的殘余固相的Sm/Nd比值高于CHUR庫的Sm/Nd比值，其Nd同位素演化線的斜率大于CHUR演化線的斜率，成為（大陽離子親石元素）相對虧損區(qū)。將火成巖和變質巖的初始將火成巖和

7、變質巖的初始143Nd/144Nd比值與比值與其形成時其形成時CHUR的的143Nd/144Nd進行比較，由進行比較，由于這種差別較小，因此于這種差別較小，因此DePaolo and Wasserburg (1976)引入了引入了 參數(shù)，其定義參數(shù)，其定義如下：如下：4144143144143101)(tCHURiNdNdNdNdNdt40144143144143101)0(CHURNdNdNdNdNd測定4144143144143101)(tCHURiNdNdNdNdNdt40144143144143101)0(CHURNdNdNdNdNd測定式中式中:(143Nd/144Nd)測定測定為巖

8、石的測定值，為巖石的測定值，(143Nd/144Nd)0CHUR為為CHUR的現(xiàn)代值（的現(xiàn)代值（0.512638），），(143Nd/144Nd)i為巖石的初始值，由全巖等時線確定，為巖石的初始值，由全巖等時線確定，(143Nd/144Nd)tCHUR為巖石形成時為巖石形成時CHUR的值，的值，式中式中(176Hf/177Hf)測定測定為巖石的測定值為巖石的測定值(176Hf/177Hf)0CHUR為為CHUR的現(xiàn)代值的現(xiàn)代值(0.282772)(176Hf/177Hf)i為巖石的初始值，由全巖等時線確定為巖石的初始值，由全巖等時線確定(176Hf/177Hf)tCHUR為巖石形成時為巖石形成

9、時CHUR的值的值此外，此外， (176Lu/177Hf) 0CHUR=0.0332 (BLichert-Toft & Albarede,1997)40CHUR177176測定177176Hf101HfHf/HfHf/(0)4tCHUR177176i177176Hf101HfHf/HfHf/(t) 如果巖石的如果巖石的 Nd（t） 為正值，則表明其來源于為正值，則表明其來源于一個在早期已產生過巖漿所留下的殘余固相庫，一個在早期已產生過巖漿所留下的殘余固相庫，這樣的庫虧損那些易于分配進入液態(tài)巖漿的大這樣的庫虧損那些易于分配進入液態(tài)巖漿的大陽離子親石元素，如來源于虧損地幔的洋脊玄陽離子親石元素，如

10、來源于虧損地幔的洋脊玄武巖的初始武巖的初始143Nd/144Nd高于高于CHUR。如果巖石的如果巖石的 Nd（t）為負值，則表明它來）為負值，則表明它來源于源于 Sm/Nd比值低于比值低于CHUR的源區(qū)，這種的源區(qū)，這種源區(qū)或者就是古老地殼、或者有古老地殼源區(qū)或者就是古老地殼、或者有古老地殼的加入，因為古老地殼在從的加入，因為古老地殼在從CHUR庫中分庫中分離出來時，其離出來時，其Sm/Nd比值低于比值低于CHUR的。的。Nd(t)0Nd(0)0Nd(0)0Nd(0)0CHUR如地殼部分熔融形成的花崗巖的初始如地殼部分熔融形成的花崗巖的初始143Nd/144Nd一般低于一般低于CHUR。如果巖

11、石的如果巖石的 Nd（t）為零，即巖石的）為零，即巖石的Nd同位同位素組成與素組成與CHUR的相同，這種巖石可能就直的相同，這種巖石可能就直接來源于接來源于CHUR庫，也可能由來源于虧損庫庫，也可能由來源于虧損庫的巖漿受到地殼物質的混染所致。的巖漿受到地殼物質的混染所致。二、地幔二、地幔-地殼地殼Nd同位素演化同位素演化1. 地幔的地幔的Nd同位素演化同位素演化玄武巖可由地幔巖石部分熔融形成，因此其同位素組成玄武巖可由地幔巖石部分熔融形成，因此其同位素組成可能直接反映了其源區(qū)地幔的的同位素組成。與大陸玄可能直接反映了其源區(qū)地幔的的同位素組成。與大陸玄武巖漿在上升過程中容易受到大陸地殼的混染相反

12、，大武巖漿在上升過程中容易受到大陸地殼的混染相反，大洋玄武巖漿不容易受混染，因此其同位素組成可靠地代洋玄武巖漿不容易受混染，因此其同位素組成可靠地代表了地幔的值。表了地幔的值。海洋中大多數(shù)大洋玄武巖的海洋中大多數(shù)大洋玄武巖的Sm/Nd比值和比值和 Nd值大于值大于CHUR的值，表明其源區(qū)地幔是先期部分熔融的殘余。的值，表明其源區(qū)地幔是先期部分熔融的殘余。143Nd/144Nd(CHUR)洋脊玄武巖（洋脊玄武巖（MORB） Nd+10 1.5 143Nd/144Nd=0.51315，147Sm/144Nd=0.2137, (Peucat et al., 1988)，來源于虧損的上地幔；，來源于虧

13、損的上地幔；洋島玄武巖（洋島玄武巖（OIB）的）的 Nd值小于值小于MORB的值，一的值，一些些OIB的的 Nd值達到值達到CHUR的值，來源于原始下地的值，來源于原始下地幔幔/地幔源區(qū)受到俯沖物質影響；地幔源區(qū)受到俯沖物質影響；與俯沖帶有關的洋內島弧與俯沖帶有關的洋內島弧(IOA)的的 Nd值介于值介于MORB和和OIB之間，少量達到之間，少量達到CHUR的值，其形成的值，其形成與俯沖洋殼與俯沖洋殼(包括部分沉積物包括部分沉積物)再熔融有關。再熔融有關。洋底玄武巖的年齡只有洋底玄武巖的年齡只有200Ma，要了解在此之前的地，要了解在此之前的地幔的同位素演化，必須在大陸上尋找保存良好的古洋幔的

14、同位素演化，必須在大陸上尋找保存良好的古洋殼（殼（蛇綠巖套蛇綠巖套）和其它幔源基性）和其它幔源基性-超基性巖石。超基性巖石。下圖是這些巖石的初始下圖是這些巖石的初始 Nd（t）值，可見它們具有正的）值，可見它們具有正的 Nd（t）值，并且時代越新）值，并且時代越新 Nd（t）值越高，表明大陸）值越高，表明大陸上的這些巖石的源區(qū)與現(xiàn)代洋殼巖石的源區(qū)相似。上的這些巖石的源區(qū)與現(xiàn)代洋殼巖石的源區(qū)相似。01234-6-4-20246810 Ndt (Ga)鎂鐵質巖鎂鐵質和硅鋁質巖MORBIOACHURDMDM前寒武紀和古生代幔源巖石的前寒武紀和古生代幔源巖石的 Nd（t）值以及年輕的洋內島?。ǎ┲狄约?/p>

15、年輕的洋內島?。↖OA）和洋島玄武巖（和洋島玄武巖（OIB）的）的 Nd（t）值范圍（據(jù)）值范圍（據(jù)DePaolo, 1988簡化）簡化）,DM：地幔：地幔Nd同位素線性虧損演化模式，同位素線性虧損演化模式，DM：地幔源區(qū)：地幔源區(qū)Nd同位素漸同位素漸進虧損演化模式進虧損演化模式DePaolo (1981)通過美國科羅拉多元古代通過美國科羅拉多元古代Idaho Springs組的變質紫蘇花崗質的麻粒巖組的變質紫蘇花崗質的麻粒巖和現(xiàn)代洋內島弧的和現(xiàn)代洋內島弧的Nd同位素組成，擬合出一同位素組成，擬合出一條二次方程曲線：條二次方程曲線： Nd（t）= 0.25t 2 3t + 8.5該曲線（圖中該

16、曲線（圖中DM）代表了鈣堿性幔源巖漿）代表了鈣堿性幔源巖漿的地幔源區(qū)的地幔源區(qū)Nd同位素漸進虧損的演化模式。同位素漸進虧損的演化模式。地幔和大陸地殼（頁巖）Nd同位素演化曲線from Allegre, 200801234-6-4-20246810 Ndt (Ga)鎂鐵質巖鎂鐵質和硅鋁質巖MORBIOACHURDMDM前寒武紀和古生代幔源巖石的前寒武紀和古生代幔源巖石的 Nd（t）值以及年輕的洋內島?。ǎ┲狄约澳贻p的洋內島?。↖OA）和洋島玄武巖（和洋島玄武巖（OIB）的）的 Nd（t）值范圍（據(jù)）值范圍（據(jù)DePaolo, 1988簡化）簡化）,DM：地幔：地幔Nd同位素線性虧損演化模式，同位

17、素線性虧損演化模式，DM：地幔源區(qū)：地幔源區(qū)Nd同位素漸同位素漸進虧損演化模式進虧損演化模式Goldstein et al (1984)提出了另一個模式，即地提出了另一個模式，即地幔線性虧損幔線性虧損Nd同位素演化模式同位素演化模式(圖圖6-7中中DM)：地：地幔的幔的 Nd（4.56Ga）= 0， Nd（0）= +10，其它，其它時間的時間的 Nd（t）值位于該兩點的連線上）值位于該兩點的連線上該模式與美國西南部和格陵蘭早元古代綠巖帶巖該模式與美國西南部和格陵蘭早元古代綠巖帶巖石很好的吻合，但對島弧環(huán)境的云英閃長質巖石石很好的吻合，但對島弧環(huán)境的云英閃長質巖石不適用，這些巖石的虧損程度相對較

18、小。不適用，這些巖石的虧損程度相對較小。這兩個模式被廣泛地應用。這兩個模式被廣泛地應用。01234-6-4-20246810 Ndt (Ga)鎂鐵質巖鎂鐵質和硅鋁質巖MORBIOACHURDMDM前寒武紀和古生代幔源巖石的前寒武紀和古生代幔源巖石的 Nd（t）值以及年輕的洋內島弧（）值以及年輕的洋內島?。↖OA）和洋島玄武巖（和洋島玄武巖（OIB）的）的 Nd（t）值范圍（據(jù)）值范圍（據(jù)DePaolo, 1988簡化）簡化）,DM：地幔：地幔Nd同位素線性虧損演化模式，同位素線性虧損演化模式，DM：地幔源區(qū)：地幔源區(qū)Nd同位素漸同位素漸進虧損演化模式進虧損演化模式地幔Hf同位素演化Nd與與Hf

19、同位素成正相關，說明觀察到的同位素成正相關，說明觀察到的Nd同位素的變化同位素的變化不只是不只是Nd的獨特特征，的獨特特征，Hf同位素也有類似變化，它們遵同位素也有類似變化，它們遵循共同的規(guī)律循共同的規(guī)律2、Sm-Nd模式年齡與地殼增長模式年齡與地殼增長由于由于REE的地球化學性質的相似性，地幔（假定的地球化學性質的相似性，地幔（假定相當于相當于CHUR）部分熔融產生地殼巖石是引起）部分熔融產生地殼巖石是引起Sm/Nd比值發(fā)生變化的主要事件，比值發(fā)生變化的主要事件，而地殼巖石在中低變質作用、乃至剝蝕和沉積作而地殼巖石在中低變質作用、乃至剝蝕和沉積作用過程中，其用過程中，其Sm/Nd比值一般不發(fā)

20、生變化（地殼比值一般不發(fā)生變化（地殼部分熔融、熱液蝕變及高級變質作用例外部分熔融、熱液蝕變及高級變質作用例外)。tCHURtRNdNdNdNd144143144143101441470144143144143tRRtReNdSmNdNdNdNd101441470144143144143tCHURCHURtCHUReNdSmNdNdNdNd即：即：由于：由于：在此模式前提下，地殼巖石的在此模式前提下，地殼巖石的Sm-Nd同位素可用來計同位素可用來計算殼算殼-幔分離的模式年齡。殼幔分離的模式年齡。殼-幔分離時幔分離時(t)，巖石，巖石 (R) 和地幔和地幔(假定為假定為CHUR) 的的Nd同位素組

21、成相同同位素組成相同1ln10144147014414701441430144143CHURRCHURRNdSmNdSmNdNdNdNdt解得：解得：式中t 代表殼-幔分離時間，0代表現(xiàn)在。 = 0.512638, = 0.1967 （Wasserburg et al., 1981）。0144143CHURNdNd0144147CHURNdSm式中式中t代表殼代表殼-幔分離時間，幔分離時間，0代表現(xiàn)在。代表現(xiàn)在。 = 0.282772, = 0.0332 1HfLu/HfLu/HfHf/HfHf/ln10CHUR1771760S1771760CHUR1771760S177176t0CHUR17

22、7176HfHf/0CHUR177176HfLu/Hf模式年齡模式年齡上地幔上地幔Nd同位素演化往往偏離同位素演化往往偏離CHUR。因此從已虧。因此從已虧損的上地幔中產生的地殼巖石，其模式年齡應該用損的上地幔中產生的地殼巖石，其模式年齡應該用相對于上地幔的演化線來計算，才更接近實際。相對于上地幔的演化線來計算，才更接近實際。0144143CHURNdNd0144147CHURNdSm即上式中即上式中、分別用虧損上地幔分別用虧損上地幔(DM)的值代替：的值代替：0144143DMNdNd0144147DMNdSm= 0.513151= 0.2136 (Wasserburg et al., 198

23、1)上地幔上地幔Hf同位素演化往往偏離同位素演化往往偏離CHUR。因此從已虧。因此從已虧損的上地幔中產生的地殼巖石，其模式年齡應該用損的上地幔中產生的地殼巖石，其模式年齡應該用相對于上地幔的演化線來計算，才更接近實際。相對于上地幔的演化線來計算，才更接近實際。即上式中即上式中、分別用虧損上地幔分別用虧損上地幔(DM)的值代替：的值代替：= 0.28325= 0.03840CHUR177176HfHf/0CHUR177176HfLu/0DM177176HfHf/0DM177176HfLu/必須注意必須注意 Sm-Nd模式年齡的運用前提：模式年齡的運用前提：巖石的源區(qū)的同位素組成與巖石的源區(qū)的同位

24、素組成與CHUR或虧損地?；蛱潛p地幔吻合；吻合；巖石的巖石的Sm/Nd比值與比值與CHUR或虧損地幔的或虧損地幔的Sm/Nd有明顯的差別，即分餾明顯。有明顯的差別，即分餾明顯。 一些基性巖的一些基性巖的Sm/Nd與與CHUR或虧損地幔的或虧損地幔的相近而無法獲得正確的模式年齡。相近而無法獲得正確的模式年齡。幔源巖漿受到殼源巖漿的混合或地殼物質的混染幔源巖漿受到殼源巖漿的混合或地殼物質的混染作用（作用（Arndt & Goldstein, 1987），則模式年齡），則模式年齡為混合年齡，不代表該巖漿事件時間。因此用模為混合年齡，不代表該巖漿事件時間。因此用模式年齡研究地殼形成事件時，應盡可能輔以

25、鋯石式年齡研究地殼形成事件時，應盡可能輔以鋯石U-Pb等年齡資料。等年齡資料。03Gat1tt2模式年齡代表了物質進入地殼以來所經歷的時間，模式年齡代表了物質進入地殼以來所經歷的時間，故又稱為地殼存留年齡故又稱為地殼存留年齡 對從對從CHUR庫或從虧損地幔來源的火成巖而言，庫或從虧損地幔來源的火成巖而言，模式年齡應與成巖年齡模式年齡應與成巖年齡(等時線年齡等時線年齡)相一致相一致 對沉積巖而言，由于沉積物質可來自不同剝對沉積巖而言，由于沉積物質可來自不同剝蝕源區(qū)，故模式年齡大致代表了剝蝕源區(qū)平均蝕源區(qū)，故模式年齡大致代表了剝蝕源區(qū)平均的地殼年齡。的地殼年齡。432101234Decreasin

26、g growthConstant growthFormed totaly from mantleNo new input from mantle T地 層 , GaTCR , Ga沉積巖沉積巖Model ages of granites of varied geological ages. After Allegre and Ben Othman (1980); Ben Othman et al. (1984).對花崗巖而言，如果花崗巖對花崗巖而言，如果花崗巖來自地幔，則其模式年齡在來自地幔，則其模式年齡在右圖中應位于斜率為右圖中應位于斜率為1的線上。的線上。古老的花崗巖確實如此，但古老的花崗

27、巖確實如此，但年輕的花崗巖模式年齡大于年輕的花崗巖模式年齡大于侵位年齡，反映有先存地殼侵位年齡，反映有先存地殼物質參與花崗巖的形成。因物質參與花崗巖的形成。因此模式年齡代表了地殼的混此模式年齡代表了地殼的混合年齡或平均年齡。合年齡或平均年齡?；◢弾r年齡花崗巖年齡Nd模模式式年年齡齡Farmer & DePaolo (1983)、Nelson & DePaolo (1984, 1985)、Bennett & DePaolo (1987)、Chen & Jahn (1998)、Shen et al. (2000)分別對美國西部分別對美國西部和中國東南部進行了和中國東南部進行了Sm-Nd模式年齡填圖

28、，模式年齡填圖，劃分出不同的地殼年齡省，為探索地殼的增長劃分出不同的地殼年齡省，為探索地殼的增長和演化提供依據(jù)。和演化提供依據(jù)。模式年齡填圖模式年齡填圖劃分地殼年齡省劃分地殼年齡省Colorado 花崗巖Nd同位素模式年齡填圖 After Bennett and DePaolo (1987).加利福尼亞加利福尼亞 Rocky Mountains 的的Nd同位素研究同位素研究. After Farmer and DePaolo (1983).試圖勾畫出大陸年齡結構的嘗試是從試圖勾畫出大陸年齡結構的嘗試是從Rb-Sr方法開始的方法開始的(Hurley et al., 1962; Hurley &

29、Rand, 1969)他們發(fā)現(xiàn)他們發(fā)現(xiàn)Rb-Sr等時線年齡與模式年齡（假等時線年齡與模式年齡（假定地幔的定地幔的87Sr/86Sr = 0.706）總體上具有相關）總體上具有相關性，從而認為性，從而認為Rb-Sr等時線年齡代表了地殼等時線年齡代表了地殼從基性源區(qū)分離出來的時間。從基性源區(qū)分離出來的時間。他們對世界上他們對世界上2/3的陸地的的陸地的Rb-Sr和和K-Ar年齡年齡進行統(tǒng)計，從他們的資料（圖進行統(tǒng)計，從他們的資料（圖,曲線曲線1）來看，）來看，地殼的增長隨著時間有加速的跡象。地殼的增長隨著時間有加速的跡象。但是我們現(xiàn)在已經知道，對古老的地體來說，但是我們現(xiàn)在已經知道，對古老的地體來

30、說，Rb-Sr體系太容易被重置而不能得出可靠的地體系太容易被重置而不能得出可靠的地殼形成年齡。殼形成年齡。Nelson & DePaolo (1985)對美國陸殼基底進行對美國陸殼基底進行Nd模式年齡填圖，發(fā)現(xiàn)模式年齡填圖，發(fā)現(xiàn)Nd模式年齡要明顯老于火模式年齡要明顯老于火成巖的結晶年齡，從而對美國大陸中部古元古成巖的結晶年齡，從而對美國大陸中部古元古代的地殼增長速率的估計比以前大為提高。代的地殼增長速率的估計比以前大為提高。有關加拿大地盾的資料也是如此。有關加拿大地盾的資料也是如此。Patchett & Arndt (1986)的資料說明北美大陸地殼基底中在的資料說明北美大陸地殼基底中在古元古

31、代增長地殼的面積更大。古元古代增長地殼的面積更大。據(jù)此畫出的曲線建議在地球歷史的中期，地殼的增生據(jù)此畫出的曲線建議在地球歷史的中期，地殼的增生速率最大。這兩個以速率最大。這兩個以Nd模式年齡為基礎的模式（圖，模式年齡為基礎的模式（圖，曲線曲線3，4）較為真實地反映了陸殼增長的情況。）較為真實地反映了陸殼增長的情況。圖圖 陸殼積累增長曲線（據(jù)陸殼積累增長曲線（據(jù)Jacobsen, 1988）1:Hueley and Rand (1969); 2: Tugarinov and Bibikova(1976); 3: Nelson and DePaolo (1985); 4:Patchett and

32、Arndt (1986)隨著研究的發(fā)展，隨著研究的發(fā)展，有可能發(fā)現(xiàn)更多的有可能發(fā)現(xiàn)更多的古老地殼巖石，地古老地殼巖石，地球早期的地殼增長球早期的地殼增長速率有可能比現(xiàn)在速率有可能比現(xiàn)在估計的要高。估計的要高。圖圖 陸殼積累增長曲線（據(jù)陸殼積累增長曲線（據(jù)Jacobsen, 1988）1:Hueley and Rand (1969);2: Tugarinov and Bibikova(1976); 3: Nelson and DePaolo (1985); 4:Patchett and Arndt (1986)實際上據(jù)于實際上據(jù)于Nd模式年齡的地殼增長仍然有很大誤模式年齡的地殼增長仍然有很大誤差

33、差, 誤差來源：誤差來源：幔源巖漿受到殼源巖漿的混合或地殼物質的混染幔源巖漿受到殼源巖漿的混合或地殼物質的混染年輕花崗巖模式年齡代表了地殼的混合年齡或平年輕花崗巖模式年齡代表了地殼的混合年齡或平均年齡均年齡幔源巖漿受到殼源巖漿的混合或地殼物質的混染幔源巖漿受到殼源巖漿的混合或地殼物質的混染作用（作用（Arndt & Goldstein, 1987），則模式年齡），則模式年齡為混合年齡，不代表該巖漿事件時間。為混合年齡，不代表該巖漿事件時間。03Gat1tt2據(jù)于據(jù)于Nd模式年齡的地殼增長也是有很大誤差模式年齡的地殼增長也是有很大誤差解決途徑：解決途徑：(1)幔源鋯石幔源鋯石Hf同位素模式年齡同

34、位素模式年齡(2)花崗巖兩階段模式年齡花崗巖兩階段模式年齡澳大利亞碎屑鋯石年齡圖澳大利亞碎屑鋯石年齡圖直方圖為各種鋯石結晶的離子探針測定年齡，藍色峰是直方圖為各種鋯石結晶的離子探針測定年齡，藍色峰是18O6.5的鋯石的鋯石Hf模式年齡結果，藍色線為沉積物模式年齡結果，藍色線為沉積物Nd模式年齡模式年齡.After Hawkesworth & Kemp (2006,Nature)(1) 幔源鋯石幔源鋯石Hf同位素模式年齡同位素模式年齡18O6.5這一研究的結論是：這一研究的結論是：該區(qū)從地幔產生新陸殼只發(fā)生在兩個相對短暫的時該區(qū)從地幔產生新陸殼只發(fā)生在兩個相對短暫的時期，但花崗質陸殼的形成在整個

35、地質歷史時期一直期，但花崗質陸殼的形成在整個地質歷史時期一直在發(fā)生（在發(fā)生（U-Pb定年結果所示），但這些不斷產生的定年結果所示），但這些不斷產生的花崗巖質陸殼僅僅是古老陸殼的再生，并非來自地花崗巖質陸殼僅僅是古老陸殼的再生，并非來自地幔的新生地殼。幔的新生地殼。該新方法一旦被應用到地球的其它地區(qū)，將揭示陸該新方法一旦被應用到地球的其它地區(qū)，將揭示陸殼增生的真實時段及與板塊構造的關系，具有非常殼增生的真實時段及與板塊構造的關系，具有非常重要應用前景和意義。重要應用前景和意義。在地殼部分熔融形成花崗巖漿過程中，巖漿與固相之間在地殼部分熔融形成花崗巖漿過程中，巖漿與固相之間會發(fā)生會發(fā)生Sm/Nd分

36、餾，花崗巖漿結晶分異也會導致分餾，花崗巖漿結晶分異也會導致Sm/Nd比值的顯著變化。這種情況下，用前述模式對花崗巖進比值的顯著變化。這種情況下，用前述模式對花崗巖進行計算獲得的模式年齡已沒有意義行計算獲得的模式年齡已沒有意義用以下兩階段模式可在很大程度上減少地殼部分熔融階用以下兩階段模式可在很大程度上減少地殼部分熔融階段段Sm/Nd分餾對模式年齡的影響（分餾對模式年齡的影響（Liew and Hofmann, 1988；李獻華等，；李獻華等，1991；陳江峰和江博明，；陳江峰和江博明，1999）：）：(2) 花崗巖兩階段花崗巖兩階段Nd、Hf模式年齡模式年齡DMNdSmCNdSmDMNdNdt

37、CNdSmSNdSmSNdNdDMeT144147144147144143144147144147144143) 1(1ln12式中下標式中下標S-樣品、樣品、DM-虧損地幔、平均虧損地幔、平均C-陸殼，陸殼，(147Sm/144Nd)C=0.118 (Jahn & Condie, 1995)， (147Nd/144Nd)DM=0.513151，(147Sm/144Nd)DM=0.2136，t為地殼部分熔融形成花崗巖的時間。為地殼部分熔融形成花崗巖的時間。若一個具體的花崗巖地區(qū)的地幔、陸殼的若一個具體的花崗巖地區(qū)的地幔、陸殼的Sm-Nd同位素組同位素組成，與假定的虧損地幔、陸殼的組成相差較大，則成，與假定的虧損地幔、陸殼的組成相差較大，則T2DM結結果誤差較大果誤差較大.t花崗巖形成花崗巖形成T2DM地殼形成地殼形成現(xiàn)在現(xiàn)在14314314721441441442()()()(1)DMDMTNdNdSmTDMDMNdNdNde147144()