第五章2同位素地球化学基础

同位素地球化学基础二、铷-锶法年龄测定和锶同位素地球化学1.Rb-Sr衰变体系（1）Rb和Sr的同位素Rb:85Rb(72.15%)87Rb(27.85%)同位素地球化学基础Sr:84Sr0.56%86Sr9.86%87Sr7.02%88Sr82.56%同位素地球化学基础(2)Rb的衰变常数和半衰期87Rb=>87Sr+

-

Rb=1.3910-11a-1

Rb=5.010-11a-1

同位素地球化学基础根据D*=N(et-1),有87Sr*=87Rb(et-1)t=1/ln(1+87Sr*/87Rb)适用的样品:钾长石、白云母、天河石、钾盐等钙是常见组分同位素地球化学基础设87Sr=87Sro+87Sr*87Sr=87Sro+87Rb(et-1)用非放射性成因86Sr除,得到(87Sr/86Sr)=(87Sr/86Sr)o+(87Rb/86Sr)(et-1)同位素地球化学基础给定(87Sr/86Sr)o和根据地壳中平均(87Sr/86Sr)o=0.712地幔中平均(87Sr/86Sr)o=0.699由下式可得模式年龄:t=1/

ln{[(87Sr/86Sr)

-(87Sr/86Sr)o]/(87Rb/86Sr)+1}同位素地球化学基础2.Rb-Sr等时线法同位素地球化学基础方法的特点:与不含初始锶方法和模式年龄相比，精度较高。可得到初始86Sr/86Sr值（用于判断来源）。根据数据点拟合好坏程度可以检验体系封闭性。同位素地球化学基础3.Rb-Sr等时线年龄研究的必要条件体系封闭体系封闭以前均一化各样品之间的87Rb/86Sr值差别远远大于样品的87Sr/86Sr值误差范围。同位素地球化学基础4.Rb-Sr等时线年龄研究的注意问题（1）岩浆岩可达到均一化深成岩的结晶时间相对于其年龄可忽略。喷出岩快速冷却,等时线年龄代表形成年龄。同位素地球化学基础（2）变质岩变质作用会使Sr同位素重新均一化小范围的均一化:全岩等时线为代表岩石形成年龄，矿物等时线为变质年龄。大范围的均一化:均代表变质年龄。同位素地球化学基础（3）沉积岩87Sr来源:陆源碎屑物自生矿物（海绿石等）同位素地球化学基础5.锶同位素地球化学同位素地球化学基础三、U-Th-Pb法定年和铅同位素地球化学1.U-Th-Pb的同位素U:238U99.27%(=1.5510-10,=4.47109)235U0.70%(=9.8510-10,=7.04108)234U0.006%同位素地球化学基础Th:232Th(=4.9510-11,=1.41010)Pb:204Pb206Pb207Pb208Pb同位素地球化学基础除Pb外，余为放射性成因铅，反应总过程如下:23892U=20682Pb+842He+6-+E23592U=20782Pb+742He+4-+E23290Th=20882Pb+642He+4-+E同位素地球化学基础2.U-Th-Pb法年龄测定根据基本公式:D*=N(et-1)(206Pb/204Pb)=(206Pb/204Pb)o+(238U/204Pb)(et-1)(207Pb/204Pb)=(207Pb/204Pb)o+(235U/204Pb)(et-1)(208Pb/204Pb)=(208Pb/204Pb)o+(232Th/204Pb)(et-1)同位素地球化学基础上式分别整理得: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}可得到三个值适用的矿物:沥青铀矿，晶质铀矿，钍石，锆石，独居石，磷灰石等。同位素地球化学基础三个年龄值不一致时,用两式联立得:(207Pb/204Pb)-(207Pb/204Pb)o235U(e2t-1)________________________=____________(206Pb/204Pb)-(206Pb/204Pb)o238U(e1t-1)同位素地球化学基础3.普通铅法年龄测定（Pb-Pb法）（1）基本思路:地球上的铅同位素按正常母体量演化，直到形成含铅矿物时才脱离母体。（2）基本假设地球形成初期U、Th、Pb分布均匀地球的原始铅同位素组成为:同位素地球化学基础地球的原始铅同位素组成为:ao=(206Pb/204Pb)o=9.307bo=(207Pb/204Pb)o=10.294co=(208Pb/204Pb)o=29.476地球铅同位素的相对丰度变化是体系中放射性母体衰变的结果。铅矿物形成后，铅同位素与放射性母体分离。同位素地球化学基础

T=45.5亿年

t0亿年时间1————————1——————1事件1————————1——————1

地球形成矿物形成测定同位素地球化学基础计算公式:(206Pb/204Pb)=(206Pb/204Pb)o+(238U/204Pb)(e1T-1)-(238U/204Pb)(e1t-1)(206Pb/204Pb)=(206Pb/204Pb)o+(238U/204Pb)(e1T-e1t)同位素地球化学基础普通铅法的样品要求:无U和Th的矿物，如