La一Ce同位素地球化学及应用

La—Ce同位素地球化学

及其应用

提纲La、Ce元素性质La、Ce地球化学特征La、Ce同位素组成La—Ce法测年Ce同位素示踪1.La、Ce元素性质

镧，原子序数57，元素名来源于希腊文，原意是“隐蔽”。1839年瑞典化学家莫桑德尔从粗硝酸铈中发现镧，并确认是一种新元素。La、Ce元素性质铈，原子序数58，原子量140.115，元素名来源于小行星谷神星的英文名。1803年德国化学家克拉普罗特、瑞典化学家贝采利乌斯分别发现了铈的氧化物。2.La、Ce地球化学特征La和Ce均属于LREE，倾向于在地壳中富集，属于不相容元素。因两元素原子数连续，故在复原条件下由局部熔融作用和岩浆分异结晶过程引起的La—Ce体系分馏作用并不明显(李志昌，2002)。La、Ce具有与其它REE相似的性质，通常难以形成独立矿物，而在岩石中多以分散元素的形式存在于造岩矿物中。La、Ce同位素组成

(RosmanandTaylor，1999)

表1-14.La—Ce法测年Ce同位素增长方程表示为：式中下标p和i分别表示现在和初始时刻。较长的半衰期决定了La—Ce法主要适用于古老岩石或矿物的定年研究(李志昌等，2002)。与Sm—Nd、Rb—Sr法相比，La—Ce法定年误差相对偏大。衰变常数λβ确实定获得λβ值的方法包括γ射线计数法和地球化学方法〔通过年龄样品的La-Ce等时线推算〕。Masudaetal.(1985)通过芬兰伟晶岩和西格陵兰片麻岩、MakishimaandMasuda(1993)通过对西澳大利亚花岗岩的类似研究，获得了(2.77±0.21)×10-12yr-1和(2.33±0.24)×10-12yr-1的λβ值。目前对λβ值的定值有待于进一步工作。La—Ce法测年应用TanakaandMasuda(1982)对南非Bushveld杂岩体中的辉长岩进行了矿物一全岩等时线定年，采用λβ=2.58×10-12yr-1时得到了2390±480Ma的年龄，其结果与Sm—Nd等时线年龄(2050±90Ma)和Rb—Sr等时线年龄(2091±94Ma)在误差范围内一致。La—Ce法测年应用李志昌等(1998)对鄂西黄陵地区太古宙变质岩进行等时线定年，获得了(3404±432)Ma和(3054±387)Ma的年龄，与其相应的Sm—Nd等时线年龄(3290±160)Ma一致。5.Ce同位素示踪Ce同位素组成可用εCe参数表示：式中：“(138Ce/142Ce)CHUR”表示未分异的地球值(球粒陨石均一库值)，“t”表示样品或CHUR在时间t时的同位素比值，t=0表示现在值。

Nd、Ce同属于REE，在地质过程中具有相似的地球化学行为，故常采用εCe-εNd参数对进行地球化学示踪研究．不同物质端元具有不同的REE组成特征，进而表现出不同的εCe-εNd演化趋势。

Ce异常导致Nd-Ce体系发生脱偶现象。根据样品的εCe-εNd偶合关系，可对地质样品所经历的事件过程进行示踪研究，包括幔源岩浆中的再循环地壳物质的识别、地壳增生过程的环境演化和变质改造事件等。应用举例：对岩浆岩源区的指示意义〔西格陵兰岛太古宙片麻岩、朝鲜半岛前寒武纪黑云母片麻岩和花岗质片麻岩〕壳—幔物质混合作用的识别(苏格兰Skye新近纪岩浆岩、中国东部新生代玄武岩〕对沉积成矿物源的指示意义〔粤西新生代新榕锰矿床〕6.结论〔1〕受半衰期的限制，La—Ce法主要适用于古老岩石或矿物的定年。其测年的有效性得到了较充分的验证，但由于测试技术条件的限制，精度还不高。〔2〕自然条件下Ce的可变价行为可导致与Ce—