赵志丹岩石地球化学系列授课.ppt

,第一节、主量元素数据处理与解释第二节、微量元素数据处理与解释第三节、放射性成因同位素数据处理与解释第四节、稳定同位素数据处理与解释,第三章、岩石地球化学数据的处理与解释,参考书介绍,FaureG.2001.Originofigneousrocks:theisotopicevidence,Springer,pp.496,图书馆书号：360.1/F27,参考书介绍,FaureG.1986.Principlesofisotopegeology(2ndedition),JohnWiley（238U/204Pb）为源区的铀、铅同位素比值（常数）;T是地球年龄（45.5亿年），t是矿物普通铅从源区分离出来后所经历的时间。对铅的另外两个衰变系列也可以写出类似的方程。,为了便于书写，引入了一些代表铅同位素比值的符号：238U/204Pb=，235U/204Pb=v=/137.88，232Th/204Pb=，232Th/238U=按照HH法模式，并利用以上符号则可将方程简化为：（206Pb/204Pb）t=a0+(e1T-e1t)（1）（207Pb/204Pb）t=b0+(/137.88)(e2T-e2t)（2）（208Pb/204Pb）t=c0+(e3T-e3t)将式（1）和式（2）相除消去,得：(207Pb/204Pb)tb0/（206Pb/204Pb）ta0=1/137.88(e2Te2t)/(e1Te1t)（3）,这就是HH方程单阶段模式年龄计算公式，也称等时线方程，它是一条直线方程，等号的右侧为直线的斜率：=（1/137.88）(e2Te2t)/(e1Te1t)）,(207Pb/204Pb)tb0/(206Pb/204Pb)ta0=1/137.88(e2Te2t)/(e1Te1t),值与年龄t有关，当t=0（现代）时，值最小，为地球0等时线，当t=T时，=0，因此上式为由t决定的不同斜率的一组通过原点（a0、b0）的直线。,等时线方程也就是说在同一时间t内从各种源区分离出来的单阶段铅仍然都落在这条直线上。因此，等时线值只与207Pb/204Pb和206Pb/204Pb比值对于a0和b0的增长率有关，增长率的比值只是t值的函数（值已消失），因此等时线年龄比其它普通铅法的准确性稍高些。,(207Pb/204Pb)tb0/(206Pb/204Pb)ta0=1/137.88(e2Te2t)/(e1Te1t),如果给定现代值为8、9、10，相应的值亦可计算出来（=/137.88），将上述各值代入方程，按给定的年龄值t，即可构成一组从原始铅点向外散开的扇形曲线簇（右图）。这些曲线就是普通铅的单阶段增长曲线。同理亦可作出208Pb/204Pb和206Pb/204Pb之间的增长曲线。,普通铅的单阶段增长曲线,由前面方程可知：按每个衰变系列来观察206Pb/204Pb、207Pb/204Pb、208Pb/204Pb比值的演化，其比值除了是t的函数外，还与体系的、值（U、Th丰度）有关，显然U/Pb、Th/Pb比值愈高，单位时间内衰变的Pb*愈多，相应比值增长愈快。,地球等时线Pb的初始比值,普通Pb-Pb定年技术的首次应用实际是对陨石而不是对地球岩石。Patterson(1956)对由三个石陨石与两个铁陨石组成的一套样品计算出4.550.07Ga的Pb-Pb年龄，分析的最少放射成因样品是来自CanyonDiablo铁陨石的陨硫铁(troilite)(FeS)。对该样品测得的U/Pb比值(0.025)非常低以致Patterson得出在陨石形成后在铅同位素组成上无法观测到来自放射性衰变痕迹。因此，CanyonDiablo陨硫铁代表了太阳系原始的Pb同位素组成。正是因为球粒陨石源限制了地球的Pb同位素演化，因此这是地球Pb同位素演化的一个重要基准。,Pb同位素地球化学的参数,数据使用方法：通过样品的三个参数投点进行直接对比，如207Pb/204Pb206Pb/204Pb图，208Pb/204Pb206Pb/204Pb图，B.有时需要按照时间t进行校正(见下页)C.可以与Sr和Nd同位素比值联合使用投图,3个参数,测定对象岩石或者单矿物的,Pb同位素比值的时间校正,Pb比值的t校正计算方法:类似于Nd和Sr计算，需要如下参数：UTh,若需要岩石和矿物形成时的3个初始Pb同位素比值：,需要对岩石和矿物进行t校正计算：,(206Pb/204Pb)=(206Pb/204Pb)0+(238U/204Pb)(e1t1)(207Pb/204Pb)=(207Pb/204Pb)0+(235U/204Pb)(e2t1)(208Pb/204Pb)=(208Pb/204Pb)0+(232U/204Pb)(e3t1),U,Th,Pb同位素的3个方程,Pb同位素比值的时间校正,Pb比值的t校正计算方法:类似于Nd和Sr计算，需要如下参数：UTh,计算举例：见Excel文件实例,西藏超钾质岩石的207Pb-