地球化学课件raddioacive同位素地球化学.ppt

同位素地球化学基础 思考题： 放射性同位素和非放射性同位素组成变异的原因 Radiogenic Isotope Geochemistry 思考题: 等时线法定年的必要条件 14C法年龄测定的原理 * * 普通Pb定年法 普通Pb定年法 说明了一个脱离U-Pb放射性系统的铅矿物中， 比值只决定于矿物的形成时间，或者说在各种U/Pb比值系统中同时形成的矿物其 比值是一样的，是个常数。 普通Pb定年法 普通Pb定年法 注： (206Pb/204Pb)P=9.307; (207Pb/204Pb)P=10.294; (208Pb/204Pb)P=29.476; T: 地球的形成年龄 4.55Ga 等时线的斜率（m) 普通Pb定年法 普通Pb定年法 实 例 加拿大魁北克地区的Cobalt-Noranda矿石矿物方铅矿的同位素比值为： 其他模型 Stacey-Kramers的两阶段模式 Faure 的异常铅演化模式 多阶段Pb模式 Stacey-Kramers Model Stacey-Kramers Model (206Pb/204Pb)P + (206Pb/204Pb)T’ (206Pb/204Pb)P T’时刻后 ？？ T’-t时刻 t时刻 (206Pb/204Pb)P + 放射性衰变积累 Stacey-Kramers Model Stacey-Kramers Model 实 例 纽约Balmat的Pb-Zn矿床： 围岩为晚元古代的大理岩，形成年龄为：1060 Ma； 方铅矿的Pb同位素组成为： T= 0.66 Ga (H-H model) 实 例 加拿大魁北克地区的Cobalt-Noranda矿的两阶段年龄为： 单阶段年龄为： Radiogenic Isotope Geochemistry 五、钐-钕法年龄测定 1.钐-钕同位素 142Nd 27.16% 143Nd 12.18% 144Nd 23.80% (? =2.0?1015) 145Nd 8.29% (? 1.0?1017) 146Nd 17.19% 148Nd 5.75% 150Nd 5.63% 钾-氬法 钾是常量元素，也是主要造岩元素，可形成多种含钾矿物，这有利于钾氩计时的广泛使用。 钾氩计时是最早用于测定岩石、矿物的计时方法之一。 钾-氬法 39K, 93.08% 40K, 0.0019% 41K, 6.91% 大气氩(0.93%)的相对丰度： 40Ar, 99.60% 38Ar, 0.063% 36Ar, 0.377% 2.40K的衰变反应 4019K +e- ? 40Ar (12%) (?k =5.85?10-11/y) ? 4020Ca + ?- (88%) (?? =4.72?10-10/y) 计算公式： 根据 D* = N(e?t - 1)， 有 40Ar* = ?e /(?e+??) 40K(e?t - 1) t = 1/? ln {1+ (40Ar*/ 40K)[?e /(?e+??)]} 一般情况下，Ar不进入样品中，可视为无初始氩。 关于氩丢失和过剩氩问题： 295.5 36Ar 39Ar--40Ar 把含钾样品放入核反应堆接受快中子照射时， 40K放出一个质子→39Ar 样品逐步加温，每隔一定温度范围提取该温度下所释放的氩量，进行40Ar/ 39Ar比测定 P64图3-1 适用的样品：角闪石，辉石，白云母，黑云母，长石类，全岩样品，海绿石，钾盐等。 年龄在200Ma以内的年轻火山岩及各类长石 Radiogenic Isotope Geochemistry 六、14C法 1.碳的同位素 12C 98.89% 13C 1.108% 14C 1.2 ?10-10% Radiogenic Isotope Geochemistry 2. 14C的产生和衰变 (?=5370?40a;?=1.209 ?10-4/a) 由宇宙射线作用： 147N + n = 146C + 11H 14C的衰变反应： 146C = 147N + ?- Radiogenic Isotope Geochemistry 3. 14C法年龄测定及其原理 大气中14C的丰度处于动态平衡中，因此可以设： 大气中的14C是恒定。 含碳样品“死亡”后，其14C即按衰变规律减少。 Radiogenic Isotope Geochemistry 由N = No e-?t ,有 ln(N/No) = -?t t = -(1/ ?) ln(N/No) t = -(1/ ?) ln(Ao/