5第五章2.ppt

同位素地球化學基礎 二 銣 鍶法年齡測定和鍶同位素地球化學1 Rb Sr衰變體系 1 Rb和Sr的同位素Rb 85Rb 72 15 87Rb 27 85 同位素地球化學基礎 鍶的同位素 84Sr0 56 86Sr9 86 87Sr7 02 88Sr82 56 同位素地球化學基礎 2 銣的衰變常數和半衰期87Rb 87Sr Rb 1 39 10 11a 1 Rb 5 0 10 11a 1 同位素地球化學基礎 根據D N e t 1 有87Sr 87Rb e t 1 t 1 ln 1 87Sr 87Rb 適用的樣品 鉀長石 白云母 天河石 鉀鹽等鈣是常見組分 同位素地球化學基礎 設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 同位素地球化學基礎 給定 87Sr 86Sr o和根據地殼中平均 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 同位素地球化學基礎 2 Rb Sr等時線法原理 87Sr 86Sr 87Sr 86Sr o 87Rb 86Sr e t 1 同位素地球化學基礎 方法的特點 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 根據數據點擬合好壞程度可以檢驗體系封閉性 同位素地球化學基礎 3 Rb Sr等時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值差別遠遠大于樣品的87Sr 86Sr值誤差范圍 同位素地球化學基礎 4 Rb Sr等時線年齡研究的注意問題 1 巖漿巖可達到均一化深成巖的結晶時間相對于其年齡可忽略 噴出巖快速冷卻 等時線年齡代表形成年齡 同位素地球化學基礎 2 變質巖變質作用會使Sr同位素重新均一化小范圍的均一化 全巖等時線為代表巖石形成年齡 礦物等時線為變質年齡 大范圍的均一化 均代表變質年齡 同位素地球化學基礎 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 同位素地球化學基礎 5 地殼和地幔中鍶同位素的地球化學演化 同位素地球化學基礎 三 U Th Pb法定年和鉛同位素地球化學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 同位素地球化學基礎 Th 232Th 4 95 10 11 1 4 1010 Pb 204Pb206Pb207Pb208Pb 同位素地球化學基礎 除204Pb外 余為放射性成因鉛 反應總過程如下 23892U 20682Pb 842He 6 E23592U 20782Pb 742He 4 E23290Th 20882Pb 642He 4 E 同位素地球化學基礎 2 U Th Pb法年齡測定根據基本公式 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 同位素地球化學基礎 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 可得到三個值適用的礦物 瀝青鈾礦 晶質鈾礦 釷石 鋯石 獨居石 磷灰石等 同位素地球化學基礎 三個年齡值不一致時 用兩式聯立得 207Pb 204Pb 207Pb 204Pb o235U e 2t 1 206Pb 204Pb 206Pb 204Pb o238U e 1t 1 同位素地球化學基礎 3 普通鉛法年齡測定 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才脫離母體 2 基本假設地球形成初期U Th Pb分布均勻地球的原始鉛同位素組成為 同位素地球化學基礎 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豐度變化是體系中放射性母體衰變的結果 鉛礦物形成后 鉛同位素與放射性母體分離 同位素地球化學基礎 T 45 5億年t0億年時間 事件 206Pb 204Pb o 206Pb 204Pb 地球形成礦物形成測定 同位素地球化學基礎 計算公式 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 同位素地球化學基礎 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