238U／235U 分馏及其地质应用.pdfVIP

2014年 6月 矿 床 地 质 第 33卷 第 3期 June，2014 MINERALDEPOSITS 33 (3)：497～510 文章编号：0258．7106(2014)03．-0497-．14 238U／235U分馏及其地质应用 徐林刚 ，2 (1中国地质科学院矿产资源研究所 国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室，北京 100037 2中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室，北京 100083) 摘 要 铀是 自然界中天然存在的最重的放射性元素。传统观点认为238U／235U是不分馏的，但近些年的研究 发现 自然界中铀同位素分馏 ~2382／35U可达 1．3％。，远大于多接收电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICPMS)的测试精度 ±0．2‰(2d)。铀同位素的分馏机制与核场效应有关，自然界中最大的~3sn35U分馏发生在氧化性沉积物(形成于氧 化环境下的大洋锰结核富集轻铀同位素)和还原性沉积物(形成于还原环境下的黑色页岩富集重铀同位素)中，次氧 化性沉积物和海水中~238／235U的分馏则小于前两者。由于具有对氧化一还原环境较敏感的特性，铀同位素被认为是 理想的反演古海洋及古大气氧化还原环境变化的手段之一。8208／235U在形成于不同氧化．还原环境的高温型铀矿床 (比如岩浆型)和低温型铀矿床(比如砂岩型)之间存在明显的同位素分馏，此特征可以作为确定铀矿床类型的重要 依据。铀同位素分馏现象的发现，提示人们在应用Pb—Pb体系进行年轻地质体高精度测年时需要考虑到铀同位素分 馏对测年精确度的影响。文章对近年来有关：238U／235U的研究成果做了详细介绍，以推动铀同位素体系在地球科学 领域的研究和应用。 关键词 地球化学；铀同位素；同位素分馏；核场效应；氧化还原环境；黑色页岩；高精度U—Pb测年 中图分类号：P597 ．1 文献标志码：A 238U／235U isotopefraetionationinnatureanditsgeologicalapplications XU LinGangI，2 (1MLRKeyLaboratoryofMetallogenyandMineralAssessment，InstituteofMineralResources，ChineseAcademyofGeological Sciences，Beijing100037，China；2StateKeyLaboratoryofGeo-ProcessesandMineralResources，ChinaUniversiwofGeosciences， Beijing100083，China) Abstract Uranium istheheaviestradioac：rivee,．lementinnature．The 0U／235U isotoperatiohaslongbeenconsidered invariantinna：ture；nevertheless，ithasbeenprovedinrecentyearsthatthe 38／235U fractionationbetweeneux— inicandoxicsedimentscanreachupto1．3％0，muchhigherthantheanalyticalp【recisionof±0．2％0(2d)forthe multL．collectorinductivelycoupledplasmamassspectrometry(MC-ICPMS)．Experimentalresultsandtheoreti— ca1cakulation indicatethatthemecha!mism of U／235U fractionati