五单元__同位素地球化学11节.ppt

第*页/共78页 第*页/共78页 中生代花岗岩类前中生代花岗岩类 南秦岭与北秦岭花岗岩类Pb同位素组成随时代的变化，反映北秦岭中生代花岗岩的岩浆源区来自于南秦岭陆壳块体 A、B示南秦岭和北秦岭前中生代花岗岩类 第*页/共78页 第*页/共78页 3、Pb同位素的地质应用 5）铅同位素对矿床成因和成矿物质来源有重要指示作用 ??? 如果矿石铅与围岩（沉积岩或火成岩）铅的同位素组成相似或模式年龄相近，对围岩是沉积岩，则矿床可能属于同生沉积矿床，对围岩是火成岩，矿床应属岩浆热液成因。如果矿石铅与成矿围岩具有明显不同的铅同位素组成，则矿质来源与围岩无关，而是由成矿热液从其它源区搬运而来。对成矿物质多来源的矿床，其矿石铅的同位素组成应是各种来源物质的混合，对此可进行两端元或多端元的混合模式计算，确定各组成端元的混合比例。 (五) U-Th-Pb法定年及Pb同位素地球化学 第*页/共78页 有兴趣的同学，自己看。 (六) Sm-Nd法定年及Nd同位素地球化学  K-Ar法 第*页/共78页 1、 14C法 14C法是一种比较成熟的方法，定年范围可达5万年以上，样品对象为有机质、生物遗体、碳酸盐岩层等，该方法不仅用于研究第四纪地质，而且还用于考古学研究。 年轻地质样品，特别是几万年以内的样品，难以用上面介绍的方法进行定年，为了解决这一问题，必须选择半衰期较小的放射性同位素体系。年轻体系同位素年代测定主要用于海洋和湖泊沉积物、年轻火山岩、第四纪地质和考古学研究。 方法主要有：14C法、裂变径迹法和不平衡铀系法等。 (七) 14C法等年轻地质体系同位素年代测定 第*页/共78页 1、 14C法 天然14C是在大气层上部，宇宙射线产生的中子（n)与大气中的氮核（14N）发生核反应的产物，其反应为： 14N + n — 14C + 1H ??? 新产生的14C在大气层中很快被氧化成14CO2，并与大气层的CO2充分混合后扩散到整个大气层中，大气层中的CO2通过与溶解于海水中的CO2交换以及通过植物的光合作用、动物对食物中碳的吸收等，使水圈及生物圈中都存在着宇宙辐射成因的14C 14C的产生速率主要取决于宇宙射线产生的中子数量，即宇宙的辐射强度，一般认为至少在14C可测范围内，宇宙射线强度与现在相近。因此，可以认为14C产生的速率大体上是一个常数，活的有机体与大气圈或水圈和生物圈进行14C交换与循环，14C通过β衰变反应消耗，两者达到平衡。据研究，这种平衡过程是相当快的，当生物死亡后，碳的交换循环作用就停止，有机体内保存的14C将随时间逐渐衰亡而减少。 第*页/共78页 1、 14C法 14C — 14N + β 根据放射性衰变定律： 14N*=14C(eλt-1 ) 也可以(P219) ： A=A0e-λt ??? 式中：t为有机死亡后经历的时间； ??????? A0为有机物活着时的14C比度（13.56±0.007 dpm/g, 每克碳中每分钟14C衰变的次数） ??????? A为样品现今的放射性比度； ??? Λ为14C的衰变常数（1/8267年-1） 在实际应用过程中，还需对比度测定结果进行校正，以消除同位素分馏效应等影响。 第*页/共78页 2、 裂变径迹法简介 裂变径迹分为两类： （1）矿物中的铀，在其存在的历史过程中，会自发地产生裂变，裂变碎片所造成的损伤区，称为自发裂变径迹。 （2）样品送反应堆照射，吸收中子后，其中235U产生裂变，裂变碎片所造成的损伤区，称为诱发裂变径?迹。 裂变径迹测定矿物： ??? 锆石、榍石、磷灰石、火山波璃等 所测年龄范围：0.1~100 Ma以上 什么是裂变径迹？ 放射性元素的核裂变碎片在矿物晶格内产生的狭窄痕迹称为裂变径迹 形成机制：离子爆炸尖峰脉冲模型（Fleischer et al.,1965) 长度10μm左右，经氰氟酸蚀刻其直径可以扩大1～2倍 裂变径迹形成机制示意图（Fleischerer et al., 1965）离子爆炸尖峰脉冲模型 蚀刻径迹发育过程（Fleischerer et al., 1965） 裂变径迹定年 自发裂变与诱发裂变 定年公式 式中 I — 238U与235U的丰度比（137.88） q — 热中子剂量 σ— 235U的热中子诱发裂变截面 λf、λ — 分别为自发裂变和总裂变常数 Ρs、i__自发（诱发）径迹密度， 裂变径迹法及其应用 从矿物裂变径迹中提取古地温信息的方法称为裂变径迹法 磷灰石裂变径迹定性、半定量分析所利用的四种参数： 表观年龄剖面 封闭径迹平均长度剖面 单颗粒年龄分布(由P(Χ2）的值