南京大学同位素地质学-13Nd同位素演化-Nd同位素地球化学(含作业)-1

1、13 Nd同位素演化同位素演化/Nd同位素地球化学同位素地球化学陨石和整体地球的陨石和整体地球的Nd同位素演化同位素演化由于由于147Sm衰变为衰变为143Nd，地球的，地球的143Nd丰度丰度和和143Nd/144Nd比值随时间增加。比值随时间增加。这可用一模式来描述，该模式所采用的地球这可用一模式来描述，该模式所采用的地球年龄、年龄、Sm/Nd比值和地球原始比值和地球原始143Nd/144Nd等等参数都是从石陨石研究获得。参数都是从石陨石研究获得。许多石陨石的矿物许多石陨石的矿物Sm-Nd等时线年龄测定结果等时线年龄测定结果也在也在4.55Ga左右，例如左右，例如:Hamet et al.

2、 (1978)得到了无球粒陨石得到了无球粒陨石Moama的矿物的矿物Sm-Nd等时线年龄等时线年龄4.58 0.05 Ga和原始和原始143Nd/144Nd比值比值0.50684 0.00008，此值与球粒，此值与球粒陨石值很一致；陨石值很一致；Jacobsen and Wasserburg (1981)从从Angra dos Reis陨石获得陨石获得年龄年龄4.562 0.031Ga，原始原始143Nd/144Nd比值比值0.50664；Rb-Sr等时线年龄偏低的陨石（如等时线年龄偏低的陨石（如Nakhla, Shergotty），），Sm-Nd等时线也给出类似的偏低年龄值等时线也给出类似的

3、偏低年龄值(Nakamura et al.,1982; Shih et al., 1982) (见下面图、表见下面图、表)证实这些陨石经历了分异。证实这些陨石经历了分异。火星岩石Nakhla和Zagami的矿物SmNd等时线DePaolo & Wasserburg (1976)首次测定首次测定了地球火成岩的了地球火成岩的Nd同位素组成，当他们把同位素组成，当他们把火成岩的火成岩的Nd同位素初始比值同位素初始比值(143Nd/144Nd)i对时间作图时发现对时间作图时发现:太古代的深成岩的太古代的深成岩的(143Nd/144Nd)i与从陨石获与从陨石获得的球粒陨石均匀库（得的球粒陨石均匀库（Ch

4、ondritic Uniform Reservoir: CHUR）演化线十分一致。）演化线十分一致。因此，地球因此，地球Nd同位素的演化可以用球粒陨石均同位素的演化可以用球粒陨石均一库模式来描述，该模式假定地球的一库模式来描述，该模式假定地球的Nd同位素同位素是在一个均一的库中演化，该均一库的是在一个均一的库中演化，该均一库的Sm/Nd比值与球粒陨石的相等，其现代同位素组成：比值与球粒陨石的相等，其现代同位素组成：147Sm/144Nd=0.1967（五个球粒陨石和一个无球粒陨石的（五个球粒陨石和一个无球粒陨石的多次测定得到的平均值），多次测定得到的平均值），143Nd/144Nd=0.512

5、638（相对于相对于146Nd/144Nd = 0.7219），），(比较：比较： 原始原始Sr同位素同位素-BABI)其它同位素比值见下表。其它同位素比值见下表。CHUR过去任何时候的过去任何时候的143Nd/144Nd比值可用下比值可用下式计算：式计算：) 1(01441470144143144143tCHURCHURtCHUReNdSmNdNdNdNd式中上标式中上标0表示现在表示现在, t 表示距今年龄表示距今年龄由于由于147Sm的衰变常数的衰变常数 很小很小故故(e t - 1) t,因此因此CHUR演化线近似于直线演化线近似于直线0123450.5040.5060.5080.51

6、00.5120.5140.516CHUR地球形成富集源亏损源熔体(Sm/Nd)残余固相(高Sm/Nd)部分熔融CHURSN t (Ga)143Nd/144Nd与Sm相比，Nd的离子半径和不相容性较大，故CHUR库部分熔融产生的岩浆的Sm/Nd比值低于CHUR库的Sm/Nd比值，在143Nd/144Ndt图上，其N d同 位 素演化 线 的 斜 率 小 于CHUR演化线的斜率，成为(大阳离子亲石元素)相对富集区；而部分熔融的残余固相的Sm/Nd比值高于CHUR库的Sm/Nd比值，其Nd同位素演化线的斜率大于CHUR演化线的斜率，成为（大阳离子亲石元素）相对亏损区。将火成岩和变质岩的初始将火成岩和

7、变质岩的初始143Nd/144Nd比值与比值与其形成时其形成时CHUR的的143Nd/144Nd进行比较，由进行比较，由于这种差别较小，因此于这种差别较小，因此DePaolo and Wasserburg (1976)引入了引入了 参数，其定义参数，其定义如下：如下：4144143144143101)(tCHURiNdNdNdNdNdt40144143144143101)0(CHURNdNdNdNdNd测定4144143144143101)(tCHURiNdNdNdNdNdt40144143144143101)0(CHURNdNdNdNdNd测定式中式中:(143Nd/144Nd)测定测定为岩

8、石的测定值，为岩石的测定值，(143Nd/144Nd)0CHUR为为CHUR的现代值（的现代值（0.512638），），(143Nd/144Nd)i为岩石的初始值，由全岩等时线确定，为岩石的初始值，由全岩等时线确定，(143Nd/144Nd)tCHUR为岩石形成时为岩石形成时CHUR的值，的值，式中式中(176Hf/177Hf)测定测定为岩石的测定值为岩石的测定值(176Hf/177Hf)0CHUR为为CHUR的现代值的现代值(0.282772)(176Hf/177Hf)i为岩石的初始值，由全岩等时线确定为岩石的初始值，由全岩等时线确定(176Hf/177Hf)tCHUR为岩石形成时为岩石形成

9、时CHUR的值的值此外，此外， (176Lu/177Hf) 0CHUR=0.0332 (BLichert-Toft & Albarede,1997)40CHUR177176测定177176Hf101HfHf/HfHf/(0)4tCHUR177176i177176Hf101HfHf/HfHf/(t) 如果岩石的如果岩石的 Nd（t） 为正值，则表明其来源于为正值，则表明其来源于一个在早期已产生过岩浆所留下的残余固相库，一个在早期已产生过岩浆所留下的残余固相库，这样的库亏损那些易于分配进入液态岩浆的大这样的库亏损那些易于分配进入液态岩浆的大阳离子亲石元素，如来源于亏损地幔的洋脊玄阳离子亲石元素，如

10、来源于亏损地幔的洋脊玄武岩的初始武岩的初始143Nd/144Nd高于高于CHUR。如果岩石的如果岩石的 Nd（t）为负值，则表明它来）为负值，则表明它来源于源于 Sm/Nd比值低于比值低于CHUR的源区，这种的源区，这种源区或者就是古老地壳、或者有古老地壳源区或者就是古老地壳、或者有古老地壳的加入，因为古老地壳在从的加入，因为古老地壳在从CHUR库中分库中分离出来时，其离出来时，其Sm/Nd比值低于比值低于CHUR的。的。Nd(t)0Nd(0)0Nd(0)0Nd(0)0CHUR如地壳部分熔融形成的花岗岩的初始如地壳部分熔融形成的花岗岩的初始143Nd/144Nd一般低于一般低于CHUR。如果岩

11、石的如果岩石的 Nd（t）为零，即岩石的）为零，即岩石的Nd同位同位素组成与素组成与CHUR的相同，这种岩石可能就直的相同，这种岩石可能就直接来源于接来源于CHUR库，也可能由来源于亏损库库，也可能由来源于亏损库的岩浆受到地壳物质的混染所致。的岩浆受到地壳物质的混染所致。二、地幔二、地幔-地壳地壳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岩可由地幔岩石部分熔融形成，因此其同位素组成玄武岩可由地幔岩石部分熔融形成，因此其同位素组成可能直接反映了其源区地幔的的同位素组成。与大陆玄可能直接反映了其源区地幔的的同位素组成。与大陆玄武岩浆在上升过程中容易受到大陆地壳的混染相反

12、，大武岩浆在上升过程中容易受到大陆地壳的混染相反，大洋玄武岩浆不容易受混染，因此其同位素组成可靠地代洋玄武岩浆不容易受混染，因此其同位素组成可靠地代表了地幔的值。表了地幔的值。海洋中大多数大洋玄武岩的海洋中大多数大洋玄武岩的Sm/Nd比值和比值和 Nd值大于值大于CHUR的值，表明其源区地幔是先期部分熔融的残余。的值，表明其源区地幔是先期部分熔融的残余。143Nd/144Nd(CHUR)洋脊玄武岩（洋脊玄武岩（MORB） Nd+10 1.5 143Nd/144Nd=0.51315，147Sm/144Nd=0.2137, (Peucat et al., 1988)，来源于亏损的上地幔；，来源于亏

13、损的上地幔；洋岛玄武岩（洋岛玄武岩（OIB）的）的 Nd值小于值小于MORB的值，一的值，一些些OIB的的 Nd值达到值达到CHUR的值，来源于原始下地的值，来源于原始下地幔幔/地幔源区受到俯冲物质影响；地幔源区受到俯冲物质影响；与俯冲带有关的洋内岛弧与俯冲带有关的洋内岛弧(IOA)的的 Nd值介于值介于MORB和和OIB之间，少量达到之间，少量达到CHUR的值，其形成的值，其形成与俯冲洋壳与俯冲洋壳(包括部分沉积物包括部分沉积物)再熔融有关。再熔融有关。洋底玄武岩的年龄只有洋底玄武岩的年龄只有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，必须在大陆上寻找保存良好的古洋幔的

14、同位素演化，必须在大陆上寻找保存良好的古洋壳（壳（蛇绿岩套蛇绿岩套）和其它幔源基性）和其它幔源基性-超基性岩石。超基性岩石。下图是这些岩石的初始下图是这些岩石的初始 Nd（t）值，可见它们具有正的）值，可见它们具有正的 Nd（t）值，并且时代越新）值，并且时代越新 Nd（t）值越高，表明大陆）值越高，表明大陆上的这些岩石的源区与现代洋壳岩石的源区相似。上的这些岩石的源区与现代洋壳岩石的源区相似。01234-6-4-20246810 Ndt (Ga)镁铁质岩镁铁质和硅铝质岩MORBIOACHURDMDM前寒武纪和古生代幔源岩石的前寒武纪和古生代幔源岩石的 Nd（t）值以及年轻的洋内岛弧（）值以及

15、年轻的洋内岛弧（IOA）和洋岛玄武岩（和洋岛玄武岩（OIB）的）的 Nd（t）值范围（据）值范围（据DePaolo, 1988简化）简化）,DM：地幔：地幔Nd同位素线性亏损演化模式，同位素线性亏损演化模式，DM：地幔源区：地幔源区Nd同位素渐同位素渐进亏损演化模式进亏损演化模式DePaolo (1981)通过美国科罗拉多元古代通过美国科罗拉多元古代Idaho Springs组的变质紫苏花岗质的麻粒岩组的变质紫苏花岗质的麻粒岩和现代洋内岛弧的和现代洋内岛弧的Nd同位素组成，拟合出一同位素组成，拟合出一条二次方程曲线：条二次方程曲线： Nd（t）= 0.25t 2 3t + 8.5该曲线（图中该

16、曲线（图中DM）代表了钙碱性幔源岩浆）代表了钙碱性幔源岩浆的地幔源区的地幔源区Nd同位素渐进亏损的演化模式。同位素渐进亏损的演化模式。地幔和大陆地壳（页岩）Nd同位素演化曲线from Allegre, 200801234-6-4-20246810 Ndt (Ga)镁铁质岩镁铁质和硅铝质岩MORBIOACHURDMDM前寒武纪和古生代幔源岩石的前寒武纪和古生代幔源岩石的 Nd（t）值以及年轻的洋内岛弧（）值以及年轻的洋内岛弧（IOA）和洋岛玄武岩（和洋岛玄武岩（OIB）的）的 Nd（t）值范围（据）值范围（据DePaolo, 1988简化）简化）,DM：地幔：地幔Nd同位素线性亏损演化模式，同位

17、素线性亏损演化模式，DM：地幔源区：地幔源区Nd同位素渐同位素渐进亏损演化模式进亏损演化模式Goldstein et al (1984)提出了另一个模式，即地提出了另一个模式，即地幔线性亏损幔线性亏损Nd同位素演化模式同位素演化模式(图图6-7中中DM)：地：地幔的幔的 Nd（4.56Ga）= 0， Nd（0）= +10，其它，其它时间的时间的 Nd（t）值位于该两点的连线上）值位于该两点的连线上该模式与美国西南部和格陵兰早元古代绿岩带岩该模式与美国西南部和格陵兰早元古代绿岩带岩石很好的吻合，但对岛弧环境的云英闪长质岩石石很好的吻合，但对岛弧环境的云英闪长质岩石不适用，这些岩石的亏损程度相对较

18、小。不适用，这些岩石的亏损程度相对较小。这两个模式被广泛地应用。这两个模式被广泛地应用。01234-6-4-20246810 Ndt (Ga)镁铁质岩镁铁质和硅铝质岩MORBIOACHURDMDM前寒武纪和古生代幔源岩石的前寒武纪和古生代幔源岩石的 Nd（t）值以及年轻的洋内岛弧（）值以及年轻的洋内岛弧（IOA）和洋岛玄武岩（和洋岛玄武岩（OIB）的）的 Nd（t）值范围（据）值范围（据DePaolo, 1988简化）简化）,DM：地幔：地幔Nd同位素线性亏损演化模式，同位素线性亏损演化模式，DM：地幔源区：地幔源区Nd同位素渐同位素渐进亏损演化模式进亏损演化模式地幔Hf同位素演化Nd与与Hf

19、同位素成正相关，说明观察到的同位素成正相关，说明观察到的Nd同位素的变化同位素的变化不只是不只是Nd的独特特征，的独特特征，Hf同位素也有类似变化，它们遵同位素也有类似变化，它们遵循共同的规律循共同的规律2、Sm-Nd模式年龄与地壳增长模式年龄与地壳增长由于由于REE的地球化学性质的相似性，地幔（假定的地球化学性质的相似性，地幔（假定相当于相当于CHUR）部分熔融产生地壳岩石是引起）部分熔融产生地壳岩石是引起Sm/Nd比值发生变化的主要事件，比值发生变化的主要事件，而地壳岩石在中低变质作用、乃至剥蚀和沉积作而地壳岩石在中低变质作用、乃至剥蚀和沉积作用过程中，其用过程中，其Sm/Nd比值一般不发

20、生变化（地壳比值一般不发生变化（地壳部分熔融、热液蚀变及高级变质作用例外部分熔融、热液蚀变及高级变质作用例外)。tCHURtRNdNdNdNd144143144143101441470144143144143tRRtReNdSmNdNdNdNd101441470144143144143tCHURCHURtCHUReNdSmNdNdNdNd即：即：由于：由于：在此模式前提下，地壳岩石的在此模式前提下，地壳岩石的Sm-Nd同位素可用来计同位素可用来计算壳算壳-幔分离的模式年龄。壳幔分离的模式年龄。壳-幔分离时幔分离时(t)，岩石，岩石 (R) 和地幔和地幔(假定为假定为CHUR) 的的Nd同位素组

21、成相同同位素组成相同1ln10144147014414701441430144143CHURRCHURRNdSmNdSmNdNdNdNdt解得：解得：式中t 代表壳-幔分离时间，0代表现在。 = 0.512638, = 0.1967 （Wasserburg et al., 1981）。0144143CHURNdNd0144147CHURNdSm式中式中t代表壳代表壳-幔分离时间，幔分离时间，0代表现在。代表现在。 = 0.282772, = 0.0332 1HfLu/HfLu/HfHf/HfHf/ln10CHUR1771760S1771760CHUR1771760S177176t0CHUR17

22、7176HfHf/0CHUR177176HfLu/Hf模式年龄模式年龄上地幔上地幔Nd同位素演化往往偏离同位素演化往往偏离CHUR。因此从已亏。因此从已亏损的上地幔中产生的地壳岩石，其模式年龄应该用损的上地幔中产生的地壳岩石，其模式年龄应该用相对于上地幔的演化线来计算，才更接近实际。相对于上地幔的演化线来计算，才更接近实际。0144143CHURNdNd0144147CHURNdSm即上式中即上式中、分别用亏损上地幔分别用亏损上地幔(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同位素演化往往偏离同位素演化往往偏离CHUR。因此从已亏。因此从已亏损的上地幔中产生的地壳岩石，其模式年龄应该用损的上地幔中产生的地壳岩石，其模式年龄应该用相对于上地幔的演化线来计算，才更接近实际。相对于上地幔的演化线来计算，才更接近实际。即上式中即上式中、分别用亏损上地幔分别用亏损上地幔(DM)的值代替：的值代替：= 0.28325= 0.03840CHUR177176HfHf/0CHUR177176HfLu/0DM177176HfHf/0DM177176HfLu/必须注意必须注意 Sm-Nd模式年龄的运用前提：模式年龄的运用前提：岩石的源区的同位素组成与岩石的源区的同位

24、素组成与CHUR或亏损地幔或亏损地幔吻合；吻合；岩石的岩石的Sm/Nd比值与比值与CHUR或亏损地幔的或亏损地幔的Sm/Nd有明显的差别，即分馏明显。有明显的差别，即分馏明显。 一些基性岩的一些基性岩的Sm/Nd与与CHUR或亏损地幔的或亏损地幔的相近而无法获得正确的模式年龄。相近而无法获得正确的模式年龄。幔源岩浆受到壳源岩浆的混合或地壳物质的混染幔源岩浆受到壳源岩浆的混合或地壳物质的混染作用（作用（Arndt & Goldstein, 1987），则模式年龄），则模式年龄为混合年龄，不代表该岩浆事件时间。因此用模为混合年龄，不代表该岩浆事件时间。因此用模式年龄研究地壳形成事件时，应尽可能辅以

25、锆石式年龄研究地壳形成事件时，应尽可能辅以锆石U-Pb等年龄资料。等年龄资料。03Gat1tt2模式年龄代表了物质进入地壳以来所经历的时间，模式年龄代表了物质进入地壳以来所经历的时间，故又称为地壳存留年龄故又称为地壳存留年龄 对从对从CHUR库或从亏损地幔来源的火成岩而言，库或从亏损地幔来源的火成岩而言，模式年龄应与成岩年龄模式年龄应与成岩年龄(等时线年龄等时线年龄)相一致相一致 对沉积岩而言，由于沉积物质可来自不同剥对沉积岩而言，由于沉积物质可来自不同剥蚀源区，故模式年龄大致代表了剥蚀源区平均蚀源区，故模式年龄大致代表了剥蚀源区平均的地壳年龄。的地壳年龄。432101234Decreasin

26、g growthConstant growthFormed totaly from mantleNo new input from mantle T地 层 , GaTCR , Ga沉积岩沉积岩Model ages of granites of varied geological ages. After Allegre and Ben Othman (1980); Ben Othman et al. (1984). 对花岗岩而言，如果花岗岩对花岗岩而言，如果花岗岩来自地幔，则其模式年龄在来自地幔，则其模式年龄在右图中应位于斜率为右图中应位于斜率为1的线上。的线上。古老的花岗岩确实如此，但古老的花

27、岗岩确实如此，但年轻的花岗岩模式年龄大于年轻的花岗岩模式年龄大于侵位年龄，反映有先存地壳侵位年龄，反映有先存地壳物质参与花岗岩的形成。因物质参与花岗岩的形成。因此模式年龄代表了地壳的混此模式年龄代表了地壳的混合年龄或平均年龄。合年龄或平均年龄。花岗岩年龄花岗岩年龄Nd模模式式年年龄龄Farmer & DePaolo (1983)、Nelson & DePaolo (1984, 1985)、Bennett & DePaolo (1987)、Chen & Jahn (1998)、Shen et al. (2000)分别对美国西部分别对美国西部和中国东南部进行了和中国东南部进行了Sm-Nd模式年龄填

28、图，模式年龄填图，划分出不同的地壳年龄省，为探索地壳的增长划分出不同的地壳年龄省，为探索地壳的增长和演化提供依据。和演化提供依据。模式年龄填图模式年龄填图划分地壳年龄省划分地壳年龄省Colorado 花岗岩Nd同位素模式年龄填图 After Bennett and DePaolo (1987).加利福尼亚加利福尼亚 Rocky Mountains 的的Nd同位素研究同位素研究. After Farmer and DePaolo (1983).试图勾画出大陆年龄结构的尝试是从试图勾画出大陆年龄结构的尝试是从Rb-Sr方法开始的方法开始的(Hurley et al., 1962; Hurley &

29、 Rand, 1969)他们发现他们发现Rb-Sr等时线年龄与模式年龄（假等时线年龄与模式年龄（假定地幔的定地幔的87Sr/86Sr = 0.706）总体上具有相关）总体上具有相关性，从而认为性，从而认为Rb-Sr等时线年龄代表了地壳等时线年龄代表了地壳从基性源区分离出来的时间。从基性源区分离出来的时间。他们对世界上他们对世界上2/3的陆地的的陆地的Rb-Sr和和K-Ar年龄年龄进行统计，从他们的资料（图进行统计，从他们的资料（图,曲线曲线1）来看，）来看，地壳的增长随着时间有加速的迹象。地壳的增长随着时间有加速的迹象。但是我们现在已经知道，对古老的地体来说，但是我们现在已经知道，对古老的地体

30、来说，Rb-Sr体系太容易被重置而不能得出可靠的地体系太容易被重置而不能得出可靠的地壳形成年龄。壳形成年龄。Nelson & DePaolo (1985)对美国陆壳基底进行对美国陆壳基底进行Nd模式年龄填图，发现模式年龄填图，发现Nd模式年龄要明显老于火模式年龄要明显老于火成岩的结晶年龄，从而对美国大陆中部古元古成岩的结晶年龄，从而对美国大陆中部古元古代的地壳增长速率的估计比以前大为提高。代的地壳增长速率的估计比以前大为提高。有关加拿大地盾的资料也是如此。有关加拿大地盾的资料也是如此。Patchett & Arndt (1986)的资料说明北美大陆地壳基底中在的资料说明北美大陆地壳基底中在古元

31、古代增长地壳的面积更大。古元古代增长地壳的面积更大。据此画出的曲线建议在地球历史的中期，地壳的增生据此画出的曲线建议在地球历史的中期，地壳的增生速率最大。这两个以速率最大。这两个以Nd模式年龄为基础的模式（图，模式年龄为基础的模式（图，曲线曲线3，4）较为真实地反映了陆壳增长的情况。）较为真实地反映了陆壳增长的情况。图图 陆壳积累增长曲线（据陆壳积累增长曲线（据Jacobsen, 1988）1:Hueley and Rand (1969); 2: Tugarinov and Bibikova(1976); 3: Nelson and DePaolo (1985); 4:Patchett and

32、 Arndt (1986)随着研究的发展，随着研究的发展，有可能发现更多的有可能发现更多的古老地壳岩石，地古老地壳岩石，地球早期的地壳增长球早期的地壳增长速率有可能比现在速率有可能比现在估计的要高。估计的要高。图图 陆壳积累增长曲线（据陆壳积累增长曲线（据Jacobsen, 1988）1:Hueley and Rand (1969);2: Tugarinov and Bibikova(1976); 3: Nelson and DePaolo (1985); 4:Patchett and Arndt (1986)实际上据于实际上据于Nd模式年龄的地壳增长仍然有很大误模式年龄的地壳增长仍然有很大误

33、差差, 误差来源：误差来源：幔源岩浆受到壳源岩浆的混合或地壳物质的混染幔源岩浆受到壳源岩浆的混合或地壳物质的混染年轻花岗岩模式年龄代表了地壳的混合年龄或平年轻花岗岩模式年龄代表了地壳的混合年龄或平均年龄均年龄幔源岩浆受到壳源岩浆的混合或地壳物质的混染幔源岩浆受到壳源岩浆的混合或地壳物质的混染作用（作用（Arndt & Goldstein, 1987），则模式年龄），则模式年龄为混合年龄，不代表该岩浆事件时间。为混合年龄，不代表该岩浆事件时间。03Gat1tt2据于据于Nd模式年龄的地壳增长也是有很大误差模式年龄的地壳增长也是有很大误差解决途径：解决途径：(1)幔源锆石幔源锆石Hf同位素模式年龄

34、同位素模式年龄(2)花岗岩两阶段模式年龄花岗岩两阶段模式年龄澳大利亚碎屑锆石年龄图澳大利亚碎屑锆石年龄图直方图为各种锆石结晶的离子探针测定年龄，蓝色峰是直方图为各种锆石结晶的离子探针测定年龄，蓝色峰是18O6.5的锆石的锆石Hf模式年龄结果，蓝色线为沉积物模式年龄结果，蓝色线为沉积物Nd模式年龄模式年龄.After Hawkesworth & Kemp (2006,Nature)(1) 幔源锆石幔源锆石Hf同位素模式年龄同位素模式年龄18O6.5这一研究的结论是：这一研究的结论是：该区从地幔产生新陆壳只发生在两个相对短暂的时该区从地幔产生新陆壳只发生在两个相对短暂的时期，但花岗质陆壳的形成在整

35、个地质历史时期一直期，但花岗质陆壳的形成在整个地质历史时期一直在发生（在发生（U-Pb定年结果所示），但这些不断产生的定年结果所示），但这些不断产生的花岗岩质陆壳仅仅是古老陆壳的再生，并非来自地花岗岩质陆壳仅仅是古老陆壳的再生，并非来自地幔的新生地壳。幔的新生地壳。该新方法一旦被应用到地球的其它地区，将揭示陆该新方法一旦被应用到地球的其它地区，将揭示陆壳增生的真实时段及与板块构造的关系，具有非常壳增生的真实时段及与板块构造的关系，具有非常重要应用前景和意义。重要应用前景和意义。在地壳部分熔融形成花岗岩浆过程中，岩浆与固相之间在地壳部分熔融形成花岗岩浆过程中，岩浆与固相之间会发生会发生Sm/Nd

36、分馏，花岗岩浆结晶分异也会导致分馏，花岗岩浆结晶分异也会导致Sm/Nd比值的显著变化。这种情况下，用前述模式对花岗岩进比值的显著变化。这种情况下，用前述模式对花岗岩进行计算获得的模式年龄已没有意义行计算获得的模式年龄已没有意义用以下两阶段模式可在很大程度上减少地壳部分熔融阶用以下两阶段模式可在很大程度上减少地壳部分熔融阶段段Sm/Nd分馏对模式年龄的影响（分馏对模式年龄的影响（Liew and Hofmann, 1988；李献华等，；李献华等，1991；陈江峰和江博明，；陈江峰和江博明，1999）：）：(2) 花岗岩两阶段花岗岩两阶段Nd、Hf模式年龄模式年龄DMNdSmCNdSmDMNdNd

37、tCNdSmSNdSmSNdNdDMeT144147144147144143144147144147144143) 1(1ln12式中下标式中下标S-样品、样品、DM-亏损地幔、平均亏损地幔、平均C-陆壳，陆壳，(147Sm/144Nd)C=0.118 (Jahn & Condie, 1995)， (147Nd/144Nd)DM=0.513151，(147Sm/144Nd)DM=0.2136，t为地壳部分熔融形成花岗岩的时间。为地壳部分熔融形成花岗岩的时间。若一个具体的花岗岩地区的地幔、陆壳的若一个具体的花岗岩地区的地幔、陆壳的Sm-Nd同位素组同位素组成，与假定的亏损地幔、陆壳的组成相差较大，则成，与假定的亏损地幔、陆壳的组成相差较大，则T2DM结结果误差较大果误差较大.t花岗岩形成花岗岩形成T2DM地壳形成地壳形成现在现在14314314721441441442()()()(1)DMDMTNdNdSmTDMDMNdNdNde147144()