同位素测年原理与方法.54页PPT
11 第五章 第二讲 Sm-Nd同位素测年
27.13％ ％ 23.87H 17.18％ ％ 5.6%
143Nd2.20% 145Nd
8.30％ ％
148Nd5.72％ ％
Sm-Nd同位素测年 Sm-Nd同位素测年
•
147
Sm 通过 a 放射，衰变为 Nd 放射， -12 -1 衰变常数为： 衰变常数为：6.54×10 a × 11 半衰期为: 半衰期为 1.06×10 a。 × 。
• 由地幔或地壳岩石部分熔融形成的硅酸 盐熔体中，Nd相对于Sm发生富集 相对于Sm发生富集， 盐熔体中，Nd相对于Sm发生富集，地 壳起源熔体的Sm/Nd Sm/Nd比值一般低于上地 壳起源熔体的Sm/Nd比值一般低于上地 幔起源熔体的Sm/Nd比值。 Sm/Nd比值 幔起源熔体的Sm/Nd比值。 • 在岩浆分离结晶过程中，残余岩浆中Nd 在岩浆分离结晶过程中，残余岩浆中Nd 相对于Sm也发生富集, Sm也发生富集 相对于Sm也发生富集, 随岩浆分异程度 增大，残余熔体中Sm和Nd含量升高， 增大，残余熔体中Sm和Nd含量升高， Sm 含量升高 Sm/Nd比值有所下降 比值有所下降。 Sm/Nd比值有所下降。
• Sm－Nd法适合于基性、超基性火成岩 Sm－Nd法适合于基性、 法适合于基性 的定年， Rb－Sr法更适合于酸性 法更适合于酸性、 的定年，而Rb－Sr法更适合于酸性、中 酸性火成岩的定年。更重要的是REE REE在 酸性火成岩的定年。更重要的是REE在 变质作用、 变质作用、热液作用和化学风化作用中 Rb、Sr稳定的多 对已发生Rb 稳定的多。 Rb、 比Rb、Sr稳定的多。对已发生Rb、Sr 迁移的岩石仍能用Sm Nd法进行定年 Sm－ 法进行定年。 迁移的岩石仍能用Sm－Nd法进行定年。 Sm－Nd法为Rb/Sr比值低或对Rb－ 法为Rb/Sr比值低或对Rb Sm－Nd法为Rb/Sr比值低或对Rb－Sr 不再封闭的岩石的测年提供了一种有效 方法。 方法。
同位素测年方法评述
同位素测年方法评述同位素测年方法是一种用于确定地质年代的科学方法，通过测量地质样品中的同位素含量来确定其年龄。
同位素测年方法是地质学、地球科学和考古学中常用的一种技术手段，它可以帮助我们了解地球的演化历史以及古生物的进化过程。
同位素测年方法基于同位素的不稳定性。
同位素是同一元素中具有相同原子序数但质量数不同的原子，它们具有相同的化学性质，但却具有不同的物理性质。
相同元素的不同同位素在核内的质子和中子的数量不同，因此具有不同的原子量。
同位素测年方法中常用的同位素有放射性同位素和稳定同位素。
放射性同位素具有不稳定的原子核，会随着时间的推移发生衰变，最终变成稳定同位素。
放射性同位素的衰变速率是可以测量的，因此我们可以利用放射性同位素的衰变速率来确定地质样品的年龄。
放射性同位素测年方法包括放射性碳测年、钾-铷法、铀系列测年等。
其中，放射性碳测年是最为常用的一种方法。
放射性碳测年是通过测量地质样品中放射性碳同位素14C的含量来确定年龄。
地球大气中的14C同位素会不断地与生物体发生交换，当生物体死亡后，14C同位素的含量会逐渐减少。
通过测量地质样品中14C的含量与稳定同位素12C的含量的比值，可以计算出样品的年龄。
钾-铷法是一种利用钾同位素40K的衰变来测定地质样品年龄的方法。
40K衰变为40Ar和40Ca，通过测量地质样品中40K和40Ar 的含量，可以计算出样品的年龄。
铀系列测年是通过测量地质样品中铀同位素238U和其衰变产物的含量来确定年龄。
根据铀的衰变速率，可以计算出样品的年龄。
稳定同位素测年方法主要用于确定古代岩石和化石的年龄。
稳定同位素的含量在地质过程中不会发生变化，因此可以用来确定岩石和化石的形成年代。
稳定同位素测年方法主要包括氢氧同位素测年、氧同位素测年和碳氧同位素测年等。
氢氧同位素测年是通过测量地质样品中氢同位素2H和氧同位素18O的含量来确定年龄。
地质样品中的氢氧同位素含量受到气候和地质作用的影响，因此可以用来重建古气候和古环境。
同位素地质年代测定原理
同位素地质年代测定原理同位素地质年代测定原理摘要：本文阐述了同位素测年的原理、前提、方法，重点介绍了Rb―Sr法的原理、使用要求、适用范围、原理、结果解释及优缺点。
关键字：同位素测定原理Rb―Sr法 1. 测年原理和前提同位素地质年龄，简称同位素年龄（绝对年龄），指利用放射性同位素衰变定律，测定矿物或岩石在某次地质事件中，从岩浆熔体、流体中结晶或重结晶后，至今时间。
放射性同位素进入其中后，含量随时间作指数衰减，放射成因子体积累。
若化学封闭，无母体、子体与外界交换而带进带出，测定现在岩石或矿物中母子体含量，根据衰变定律得到矿物、岩石同位素地质年龄。
这种年龄测定称做同位素计时或放射性计时。
计时的基本原理就是依据天然放射性同位素的衰变规律，由此测定的地质事件或宇宙事件的年龄，谓之同位素年龄。
应用同位素方法测定地质年龄，必须满足以下前提: (1)放射性同位素的衰变常数须精确地测定，并且衰变的最终产物是稳定的。
(2)样品及其测得的N和D值能代表想要得到年龄的那个体系。
(3)已知母体元素的同位素种类和相应的同位素丰度。
并且无论是在不同时代的地球物质中，还是在人工合成物甚至天体样品中，这些元素的同位素都具有固定的丰度值。
(4)体系形成时不存在稳定子体，即D0= 0(对于衰变系列，也不存在任何初始的中间子体)，或者通过一定的方法能对样品中混人的非放射成因稳定子体的初始含量D0作出准确地扣除或校正。
(5)岩石或矿物形成以来，母体和子体既没有自体系中丢失也没有从休系外获得。
也就是说，岩石或矿物对于母体和子体是封闭体系。
其中(1)和(3)两个前提是基本的，(4)和(5)两个条件则决定了岩石或矿物地质历史的一个模式。
2. 同位素测年主要方法在同位素年代学上，除了利用天然放射性的衰变定律直接进行年龄侧定外，还可以根据衰变射线和裂变碎片对周围物质作用所产生的次生现象来计时。
因此，总体上可将同位素年龄测定方法分为两大类: 第一类为直接法，它们是基于放射性同位素自发地进行衰变，按照衰变定律来测定年龄。
同位素讲座ppt-课件
1 同位素的基本概念
同位素的定义 同位素定义：核内质子数相同而中子数不同的同
一类原子。
同位素的分类： (1) 放射性同位素：原子核不稳定，能自发进行放射性衰
变或核裂变，而转变为其它一类核素的同位素称为放射性同 位素。
(2) 稳定同位素：原子核稳定，其本身不会自发进行放射 性衰变或核裂变的同位素。
s(u°lfCide)min3er.a9l a8nd
H2S
(Ohmoto
an1d 1R.y2e,41979),
it
should
be4.30
0408 and d34S0 = 21.
Oxidation processes M proedulcteinspgecpieos tihnatta(re7e6n0richTeod rinr3,4iSnre°laCtive) to the startin0g .m0a0terial, whereas reduc3tio.8n 1produces species tha0t .a2re8depleted in 34S.
100.00
101.42
100.14
cover: Cu Ba instead
of
Ca)
alsVo haapveoarsmparlleesffseuct:re
(at
100
°C,
in
Torr)
760,00
721.60
(3) analysis of natural samples for which independent estimates of temperature are available.
1934年诺贝尔化学奖获得者Urey奠定了同位 素取代的物理化学性质变化的理论基础，并把它 用于地球科学。1946年他在英国皇家学会上发表
第二讲 同位素测年的基本原理
满足上述条件的一组样品，在以Y (87Sr/86Sr, 143Nd/144Nd… ) 为纵坐标，X (87Rb/86Sr, 147Sm/144Nd… ) 为横坐标的图上将构成一条直线， 该直线叫做等时线.直线上的各个点代表一组具 有相同年龄t和相同初始同位素组成的同源样品 体系.其斜率b= eλt-1.由图解法或最小二乘法求出 斜率后按下式计算等时线年龄：
因此，根据式(3·54)计算的年龄往往与真实 年龄不相吻合.为此，L.O.Nicolaysen(1961)提 出采用等时线法计算岩石或矿物的同位素年龄. 对Rb，Sr保持封闭体系的原始Rb－Sr年龄方程 可表示为：
87Sr
= 87Sri + 87Rb(eλRbt - 1) p
(4 ·1 )
式中：p代表现今测定值，i代表时间t时的 初始值.
t= 1/λ × ln(1+b)
(4·3)
等时线在Y轴上的截距b代表该组样品的 初始同位素比值(简称初始值).因此，只要测 定一组能满足上述条件的样品同位素比值， 即可在坐标图上绘制等时线，并计算它的等 时线年龄和初始值.
根据等时线法可同时获得两个参数：一是 等时线年龄t，另一是初始(锶、钕、铅、铪、 锇和铈等)同位素比值.后者代表岩石或矿物形 成时的同位素组成.它是一个重要的地球化学 参数，能为研究陨石、月球与地球的形成与 演化以及岩石与矿石的物质来源与成因等提 供十分重要的信息.
实际上，由于地质作用的长期性和复杂性， 地质样品很难对母、子体同位素保持完全的封 闭状态；在各种岩石或矿物中普遍存在初始子 体同位素.虽然可假定一个合适的值进行初始值 扣除，但由于自然界的情况非常复杂，各种岩 石或矿物的物质来源又很不一致，尤其是对于 母体同位素丰度值低和年轻的样品，千篇一律 采用同一个值来扣除，势必会导致初始值扣除 不合理；此外，不同的母体和子体元素的地球 化学性质差异很大，它们对于后期地质作用所 产生的影响很不相同.
同位素测年原理与方法
ppm表示一百万份重量的溶液中所含溶质的重 量(用溶质质量占全部溶液质量的百万分比来表 示的浓度，也称百万分比浓度)。百万分之几， 就叫几个ppm。 ppm=mg/kg=mg/L ppm=溶质的重量/溶液的重量*106。 1ppm可表示为1×10-6克 1升极稀的水溶液其密度可作为1，因此1 升水的重量为106毫克。若1升极稀水溶液中含1 毫克的某物质，则其浓度相当于1ppm。 1毫克=1000微克，因此该物质的浓度又为 1000ppb。
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这一元素以防止它被吸附在离子树脂上。 取由铅阴离子树脂柱淋洗下来的溶液。蒸发致干，加入2ml4NHCl，蒸干。然后加入5ml抗坏血酸江 （1g+20ml4 mol/LHCl）,静止10分钟左右直到黄色的三价铁离子逐渐消去。准备上柱。 此交换柱的大小与分离铅的离子交换柱大小一样。以处理好的树脂在1 mol/L HCl中装到交换柱上，树脂 （Dowexlx8）高为6cm。首先用10ml mol/L HCl液洗柱 ，流干。再用10ml抗坏血酸液洗除干扰元素，再用 15ml 4 mol/L HCl 洗去抗坏血酸。最后用8ml 1 mol/L HCl 洗提铀，蒸干，准备上质谱。 以上的两个流程均在超净工作台中进行。 （二）、 黄铁矿化学流程 黄铁矿在玛瑙乳钵中被磨碎。 取约0.1克的样品。 加入适量的HCl，待硫被赶尽后。 加入适量的HNO3蒸干样品。 加入混合溶液（12ml1.5mol/L HBr+1ml2mol/LHCl）。 然后该溶液在柱高2ml Dowexlx8 AG树脂中进行交换。（交换住首先用20ml 9mol/L HCl 和 20ml H2O最后用 6ml 1mol/L HBr 处理），样品溶液在柱上流干。 8ml 1mol/L HBr，洗去柱上的杂质。 8ml 2mol/L HCl 洗去柱上的杂质。 最后铅用6ml 9mol/LHCl 洗下。 蒸干准备上质谱。 （三）、方铅矿化学流程 取约0.1克的样品。 首先加入少量的浓HCl，赶尽硫后。 加入少量的浓HNO3蒸干样品。 加入适量的高纯水，准备上质谱计。 三、质谱测定 铅测定使用硅胶磷酸发射剂，单带源。 铀测定使用磷酸上样，三带源。 质谱计测定使英国VG公司的1 SOMASS54 质谱仪，离子束等效轨道半径为54 cm ，偏转900采用双向质量聚 焦。接吸附如小型静电分析器作为能量过滤。实现质能双聚焦。离子传输率为1/500铀原子，质量数范围1~350， 分析重现性0.05%仪器用HP9845B计算机自动控制。16个样品以内的换样发射聚焦，接收，磁场峰跳测试及数 据积累和打印实现程序自动操作。
高一化学同位素PPT课件
中子数不同，质量数不同
不同种原子
质子数相同而中子数不同的同一元素的原子互称同位素
下列叙述正确的是 ( ) C （A）质子数相同的微粒之间一定互为同位素
不一定，如HF、H2O、NH3、CH4等分子质子数相同。
（B）已发现的元素有112种，因此有112种原子
大多数元素均有同位素，原子数目远远超过112种。
（C）属于同位素的原子一定为同种元素
正确，因属于同位素的原子的质子数相同。
（D）水（H2O）和重水（D2O）互称同位素
同位素指的是原子之间关系，不是分子之间的关系。
本节课学习了两个重要概念: 质量数和同位素 此“数”不同彼“素”, 小心! 不要写错啊!
原子的质量数是指元素的一种同位素原子的核中 所含质子数和中子数之和, 在实际使用中常代替同位 素的原子量, 所以也叫做近似原子量。
质子 +1 1.6726×10-27kg 1.007
原子核
（带正电） 中子 0 原子
1.6748×10-27kg
1.008
不显 电性
核外电子
（带负电）
(1.6748×10-27) kg 1.007
-1
1836
1836
原子核半径小于原子半径的万分之一，体积占原子体积 的几千亿分之一。
原子的质量集中在原子核
数字的位置不同，所表示的意义就不同， 可要小心哟！
填表
微粒 质量数 质子数 中子数 电子数
氯原子 35
17
18
17
钠离子 23
11
12
10
硫离子 32
16
16
18
8305Br
80
35
45
35
U-Th He测年
R—球状矿物的半径。
二、(U-Th)/He测年技术的方法步骤 —以磷灰石为例
1、样品制备
筛选矿物→挑选晶体→计算校正参数FT
采集的岩石样品首先要进行矿物的分选,包括破碎、碾磨、过筛、淘洗、重液 分离和磁选分离,得到磷灰石矿物颗粒(锆石颗粒同理)。
然后在双目显微镜下从分选出来的重矿物精矿中手工挑选自形磷灰石晶体。
3.2 在低温热演化史上的应用
由于(U-Th)/He的衰变与扩散间的关系特性,使(U-Th)/He年龄值与样品的海 拔高度有密切的相关性 ,像裂变径迹年龄特性一样 ,在没有异常热扰动情况下 , 海拔高的样品有较 高的(U-Th)/He年龄值,而且利用其封闭温度可以了解热事 件发生的时间,因此人们可利 用(U-Th)/He系统进行地质体热演化及折返样式 研究。 House等就通过磷灰石(U-Th)/He的定年开展了对美国加里佛尼亚内华达 (Nevada) 山脉中部地区新生代热演化研究 ,得出海拔最低处的He年龄最年轻, 样品的He年龄值随海拔高度的增加而增加。该区约塞米蒂(Yosemite) 峡谷的 He 年龄为43~84 Ma BP, 金斯(Kings) 河谷的He年龄为32~74 Ma BP, 怀特 (Whintney)山的He年龄为23~75Ma BP;从约塞米蒂峡谷到怀特山(由东向西) 同一海拔的样品,其He年龄趋变年青,反映出该区冷却发生方向为由东向西 ,暗
2、磷灰石晶体的释气与He浓度测试
将单颗粒样品放入金属箔容器中,用激光束恒温加热,温度为1000~1300℃,时间为 3~5 min。然后对提取出来的4He加入约9 ncc(1 ncc=1×10-9mL)的3He,在低温条件 下 (16 K)用活性炭进行聚集、纯化,将提纯后的 He输入质谱仪中 ,在静态模式下测
同位素质谱计工作原理-PPT课件
分析系统（analyzer system）
Ⅰ 离子源（ion source）
如样品原子电离电位低于金属表面电子的 逸出功(功函数)时，电子可以从样品原子中 逸出而迁移到金属表面，以正离子的形式蒸 发出来。如果样品原子的电子亲合势大于金 属表面电子逸出功时，样品原子能从金属表 面俘获电子，而以负离子的形式蒸发出来。 利用静电透镜将离子引出并聚焦成离子束， 供质谱分析用。
真空系统（pumping system）
分子泵则是利用高速旋转的涡轮叶片不断对被 抽气体施以定向的动量和压缩作用，将气体排走。 分子泵能达到和维持质谱仪器正常工作所需要的 10-6托以下的真空水平。
真空系统（pumping system）
钛离子泵是基于清除固体表面对中性气体的化 学吸附作用以及系统中的微量残余气体而设立的。 钛离子泵利用离子撞击钛阴极时产生的溅射现象， 不断在阳极表面形成新鲜的活性钛膜来吸附气体 分子，同时，电离生成的离子以一定能量打在阴 极表面而被吸附，以致能有效地抽除气体分子， 其极限真空可达10-9托。
分析系统（analyzer system）
Ⅱ 样品转盘（magazine drive）
样品转盘的功能就是选择分析样品，当做完一 个样品后，通过它选择下一个样品来进行分析； 或者可以选择任一个样品进行分析，同时，它还 具有辅助离子聚焦的作用（MAGAZINE FOCUS）。
分析系统（analyzer system）
分析系统（analyzer system）
Ⅰ 离子源（ion source）
MAT261质谱计离子源采用的是热表面电 离源，表面电离的原理是：将分析样品涂敷 在金属丝(带)表面上，在真空中通以电流使 金属丝炽热，样品因受热而蒸发。从表面上 蒸发的样品粒子大部分是中性粒子，但也有 一部分以正或负离子形式脱出表面。
同位素地质年代测定原理
同位素地质年代测定原理同位素地质年代测定原理摘要：本文阐述了同位素测年的原理、前提、方法，重点介绍了Rb―Sr 法的原理、使用要求、适用范围、原理、结果解释及优缺点。
关键字：同位素测定原理Rb―Sr法 1. 测年原理和前提同位素地质年龄，简称同位素年龄，指利用放射性同位素衰变定律，测定矿物或岩石在某次地质事件中，从岩浆熔体、流体中结晶或重结晶后，至今时间。
放射性同位素进入其中后，含量随时间作指数衰减，放射成因子体积累。
假设化学封闭，无母体、子体与外界交换而带进带出，测定现在岩石或矿物中母子体含量，根据衰变定律得到矿物、岩石同位素地质年龄。
这种年龄测定称做同位素计时或放射性计时。
计时的根本原理就是依据天然放射性同位素的衰变规律，由此测定的地质事件或宇宙事件的年龄，谓之同位素年龄。
应用同位素方法测定地质年龄，必须满足以下前提:(1)放射性同位素的衰变常数须精确地测定，并且衰变的最终产物是稳定的。
(2)样品及其测得的N和D值能代表想要得到年龄的那个体系。
(3)母体元素的同位素种类和相应的同位素丰度。
并且无论是在不同时代的地球物质中，还是在人工合成物甚至天体样品中，这些元素的同位素都具有固定的丰度值。
(4)体系形成时不存在稳定子体，即D0= 0(对于衰变系列，也不存在任何初始的中间子体)，或者通过一定的方法能对样品中混人的非放射成因稳定子体的初始含量D0作出准确地扣除或校正。
(5)岩石或矿物形成以来，母体和子体既没有自体系中丧失也没有从休系外获得。
也就是说，岩石或矿物对于母体和子体是封闭体系。
其中(1)和(3)两个前提是根本的，(4)和(5)两个条件那么决定了岩石或矿物地质历史的一个模式。
2. 同位素测年主要方法在同位素年代学上，除了利用天然放射性的衰变定律直接进行年龄侧定外，还可以根据衰变射线和裂变碎片对周围物质作用所产生的次生现象来计时。
因此，总体上可将同位素年龄测定方法分为两大类:第一类为直接法，它们是基于放射性同位素自发地进行衰变，按照衰变定律来测定年龄。
同位素测年原理与方法PPT课件
88Sr
87Rb→β- → 87Sr
86Sr
84Sr
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二：化学处理
1：化学分离前必须将岩石样品转化为溶液 即溶样。 岩石、矿物样品能否彻底溶解，是得 到可信的析数据的先决条件。岩石中有 相当一部分微量元素，包括放射成因母 子体元素，分布在难溶副矿物中，保证 其全部溶解是十分重要的。此外，还要 求溶矿过程中引入尽可能少的试剂和污 染。
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分离Rb、Sr和REE时用强酸性阳 离子交换树脂，活性基团如--S03H，
可交换离子为H+。 分离Pb和U，Th使用强碱性的 阴离子交换树脂，活性基团为碱性 基团，可交换离子为Cl-或NO3-。
• 12
图4.1离子交换示意图
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溶矿 在溶矿中我们已不使用HCLO4 ,因为HCLO4空白较高以及在侵析样品时富集Al与Ca，当往干燥 的样品中加入混合溶剂在干燥的样品中CLO4-离子的存在引起了样品的“胶化”。特别是当残 渣增加的情况下往往会降低铅在溶液中的含量。我们重新提纯的16mol/L HNO2代替HCLO4， 溶解样品用HF和HFO3混合液（每ml样品1：1的HNO2和HF混合液0.2ml）。 首先准确称量约0.50g样品，加入HF与HNO3，浸泡6—10个小时，盖上盖在600C加温2个小时左 右，取下盖子在800C情况下蒸干样品，因为某些氟化物类在稀酸中往往含沉淀，因此蒸干的样 品需要重溶在1 mol/L HNO3中然后蒸干。此步骤反复几次。（以上的步骤需要非常仔细，防 止溶江中的丢失影响同位素结果的测定）。蒸干的样品加入适量的超纯水，在高灵敏度的天平 上把药品分成两份。一份测定同位素组成，一份准确的加入铅与铀的稀释剂测定同位素的含量。 等分后的 样品蒸发完全干燥，然后加入2ml94%CH2OH—6%16mol/L HNO2的混合液 （CH2OH与Pb形成之阴离子），用已处理好的聚四氟乙小棒仔细捣碎残渣以防止包裹元素铅 和铀。然后仔细的把烧杯中的溶液仔细的倒入石英离心管中，用少量的混合液洗一下烧杯把其 溶液合并到石英离心管中，离心分离准确过柱。 2、化学分离 1）阴离子交换 柱高为10cm，直径为0.5cm，底部用高纯的石英作为滤板。把浸泡在94%CH2OH—16% mol/L HNO3，混合液的Dowexlx8阴离子交换树脂装到交换柱上，其树脂高度为5cm。装柱以 后首先 用3ml混合液洗一下树脂床，流干。然后把离心管中的样品液小心的倒入到交换柱中流干。用 8ml70% CH2OH30%（3.3mol/L）HNO2混合液洗去干扰元素（此溶液要用已处理好的10ml石英 烧杯接以便分析U）。最后用8ml0.5 mol/L HNO2 洗下铅(用10ml石英烧杯接）。蒸干样品，加 入0.5ml 1.5NCl，蒸干样品。准确的加入0.25ml 1.5N HCl 。准备过阳柱。 2）阳离子交换 阳离子交换柱的尺寸大小与阴离子交换柱一样，浸泡在4mol/HCl中的 Dowex50×8 装到交换柱 上，树脂高度为2.5cm。用5ml4mol/L HCl洗柱，然后用3ml1.5mol/L HCl淋洗树脂，流干，把阴 离子交换柱下来的 溶液小心地倒入此交换柱中，流干，最后用2ml1.5mol/LHCl洗下Pb(用5ml石 英烧杯)，蒸干样品准备上质谱计。 3)铀的离子交换 铀是以氯形成络阴离子吸附在阴离子树脂上与其它元素分离的。只有一个主要的元素Fe与其一 起吸附在树脂上，加入抗坏血酸到HCl溶液中就是为了络合
锆石U-Pb同位素年代学测试技术概论及定年方法(PPT)
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207Pb/235U
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Tera-Wasserburg图解对于含普通Pb锆石的年龄计算非常合适（Jackson et al., 2004, CG）
超镁铁岩
不适合
锆石U-Pb定年 不是形成年龄，反应交代作用时间
基性侵入岩 玄武岩 闪长岩-花岗岩 安山岩-流纹岩
可以
必须正确区分岩浆结晶锆石和捕获锆石
700 680 660 640 620 600 580 560 540 520
Mean = 601.9±5.7 [0.95%] 95% conf. Wtd by data-pt errs only, 0 of 33 rej. MSWD = 0.50, probability = 0.992 (error bars are 2s)
20
207P b/235U 238U/232T h
206P b/238U Int egral
40 T ims 60
80
207P b/235U
206P b/238U
238U/232T h
Int egral
40 T ims 60
80
207P b/235U
206P b/238U
238U/232T h
Int egral
TIMS SIMS MC-ICP-MS
离子计数器
Q-ICP-MS
Krogh (1982b)
气磨锆石 无磁性锆石 弱磁性锆石
气磨、无磁性、弱磁性锆石
束斑直径： 通常10-30μm
Yang et al. (2012, JAAS)
束斑直径 1280: 5-- μm
NanoSIMS: Pb-Pb <2 μm U-Pb <5 μm
同位素测量原理及概要
Triton 质谱计就是表面热电离离子源系统。
测定Rb、Sr、Sm、Nd、 Re、Os、Pb、B等同位素 组成往往采用这类离子源 质谱计。
样品（矿物、岩石等）要 经过化学分离提纯出相应 的元素，置于灯丝上，然 后放入仪器进行同位素组 成测定。
化学分离提纯
岩石或矿物样品一般采用酸溶解。用离子交换色 谱分离法将Rb、Sr、Sm、Nd、分离出来。离子交 换色谱分离是通过离子交换树脂(Resin)进行的。
MAT253，Delta Plus
测定H、O、C、S等同位素组成采用这类离 子源质谱计。
样品（矿物、岩石、水、有机质等）要经过 一定的化学处理，制取成H2、CO2、SO2等 气体，然后引入仪器进行同位素组成测定。
化学提取氧并 且转化为CO2
(B) 表面热电离离子源
★热电离
是分析固体样品同位素 组成的常用离子源之一。 将分析样品涂敷于金属 丝(带)的表面上，在真 空中通以电流使金属丝 炽热，样品因受热而蒸 发，大部分是中性粒子， 一部分以正或负离子形 式脱出表面。
激 光
★离子流的引出：
由样品离子化出来的离子，其初始速度一般 都不大，要利用这些离子进行质谱分析，必 须将它们从离子源中引出，并使之具有一定 的速度。
为此，在离子源的电离室和出口缝之间加上 一定的电压，造成电位梯度，使离子朝着质 量分析器的方向加速，离子获得能量：
eV 1 mv 2 2
此电位差称为加速电压，在分析正离子时， 样品和电离室处于高电位。出口缝处于低电 位。在分析负离子时，则相反。
②如果B和V为定值，单位电荷离子运动轨迹的半径与 质量的平方根成正比。即重离子比轻离子偏离直线的 程度小。
因此在横向磁场中，离子受洛伦兹力作用作匀 速圆周运动，轨道半径为：
高一化学同位素 PPT课件 图文
离子电荷 原子个数
数字的位置不同，所表示的意义就不同， 可要小心哟！
填表
微粒 质量数 质子数 中子数 电子数
氯原子 35
17
18
17
钠离子 23
11
12
10
硫离子 32
16
16
18
8305Br
80
35
电子，该元素的某 种
原子的质量数为A，求原子里的中子数。 阴离子Rn-核外有 x 个电子
原子的质量集中在原子核
原子序数 = 核电荷数（Z） = 质子数 = 电子数
质量数
将原子核内所有的质子和中子的相对质量 取近似整数值加起来，所得的数值，叫质量数。
质量数（A）= 质子数（Z）+ 中子数（N）
质子 Z 个
原子核
原子（
A Z
X
）
中子 （A－Z）个
核外电子
Z个
化 合 价
质量数
质子数
-2
O 16 2-
原子的构成 同位素
原子的构成 电荷 实际质量 相对质量
质子 +1 1.6726×10-27kg 1.007
原子核
（带正电） 中子 0 原子
1.6748×10-27kg
1.008
不显 电性
核外电子
（带负电）
-1 (1.6748×10-27) kg 1.007
1836
1836
原子核半径小于原子半径的万分之一，体积占原子体积 的几千亿分之一。
则原子的核外电子数为 x - n
核内的质子数也为 x - n
A
核内的中子数N = A -（x – n )
B C
=A-x+n
放射性同位素定年原理
放射性同位素定年原理
放射性同位素定年原理是一种以放射性同位素来确定物质的年龄的原理。
它包括地壳岩石、火山岩、古生物和人类文明的遗物等物质的定年，也是现代地质学的重要研究方法之一。
放射性同位素定年原理是基于物质中放射性元素的衰变，放射性元素是稳定元素分解成不稳定元素的过程，衰变速率是确定的，可以用来确定物质的年龄。
例如碳-14是一种放射性同位素，它以一定的速率不断衰变，当物质中剩余碳-14的量可以用来确定物质的年龄。
另外，放射性同位素定年原理还可以用于研究古生物和人类文明的遗物，比如古考古遗迹、古建筑物等。
这些物质中的放射性同位素也可以用来确定它们的年龄。
例如，在古建筑物中发现的放射性元素，可以用来确定该建筑物建成的时间。
总之，放射性同位素定年原理是一种可以用来确定物质年龄的重要方法，它可以用于研究地壳岩石、火山岩、古生物和人类文明的遗物等，为地质学和考古学研究提供了重要的科学依据。
实验素养提升4 同位素标记法的原理与应用ppt
@《创新设计》
[技能 晋升 ] 1.(2019·山师附中模仿)以下对于 同位素示踪法的表白 过错 的选项是( )
A.将用14N标记 了DNA的大年夜 肠杆菌在含有15N的培养 基中繁殖 一代，假设 子 代大年夜 肠杆菌的DNA分子中既有14N，又有15N，那么可阐明DNA的半保存 复制 B.将洋葱根尖培养 在含同位素标记 的胸腺嘧啶的培养 液中，经过一次决裂 ，子代 细胞中的喷射 性会出现在细胞质跟 细胞核中 C.用DNA探针停顿基因判定 时，假如待测DNA是双链，那么需要 采用加热的办法 使其形成 单链，才可用于检测 D.由噬菌体侵染细菌试验 可知，进入细菌体内的是噬菌体的DNA，而不是噬菌体的 蛋白 质，进而证实 了DNA是噬菌体的遗传物质
5
@《创新设计》
剖析 根尖细胞都可停顿转录过程 ，需要 应用尿嘧啶剖析 RNA，因而所有 根尖细胞 都会 出现喷射 性，A过错 ；分泌 蛋白 的剖析 跟 分泌 依次经过的结构包含 ：核糖 体→内质网→高尔基体→细胞膜，C过错 ；光合作 用中14C转移的道路 为：14CO2→ 14C3→(14CH2O)，D过错 。 答案 B
苷酸跟 3H标记 的尿嘧啶核糖核苷酸的培养 基停顿短时刻 培养 ，实际上剖析带有
喷射
性标记
的细胞比例较大年夜
的是________组，缘故是
________________________。 (4)T2噬菌体侵染细菌的试验 中，用35S标记 T2噬菌体的蛋白 质，搅拌的目标 是
____
______________________________________________________________________，
@《创新设计》
[技能 必备] 了解含意 同位素标记 法也叫同位素示踪法，它能够 研究 细胞内的元素或化合物的起源 、 构成 、散布跟 去处 等，进而了解细胞的结构跟 功能 、化学物质 的变更 、反应 机理等。 同位素是存在 一样原子序数但品质 数差别 的核素。统一 元素的差别 核素之间互 称为同位素。比方 ，氢有如1H、2H、3H三种核素互称同位素。同位素可分为动 摇性同位素跟 喷射 性同位素两类，动摇性同位素是原子核结构动摇，不会发生 衰 变的同位素。喷射 性同位素是原子核不动摇会自发衰变的同位素。