南京大学同位素地质学-07Lu-Hf同位素年代学-1
210976530_新疆西南天山榴辉岩高压-超高压峰期变质作用时代：Ｌｕ-Ｈｆ_同位素年代学证据
２０２３／０３９（０３）：０６８９ ０７００ＡｃｔａＰｅｔｒｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ 岩石学报ｄｏｉ：１０．１８６５４／１０００ ０５６９／２０２３．０３．０４龚庭楠，杜瑾雪，张立飞等．２０２３．新疆西南天山榴辉岩高压 超高压峰期变质作用时代：Ｌｕ Ｈｆ同位素年代学证据．岩石学报，３９（０３）：６８９－７００，ｄｏｉ：１０．１８６５４／１０００－０５６９／２０２３．０３．０４新疆西南天山榴辉岩高压 超高压峰期变质作用时代：Ｌｕ Ｈｆ同位素年代学证据龚庭楠１ 杜瑾雪１ 张立飞２ 沈晓洁２ＧＯＮＧＴｉｎｇＮａｎ１，ＤＵＪｉｎＸｕｅ１ ，ＺＨＡＮＧＬｉＦｅｉ２ａｎｄＳＨＥＮＸｉａｏＪｉｅ２１ 中国地质大学地球科学与资源学院，北京 １０００８３２ 造山带与地壳演化教育部重点实验室，北京大学地球与空间科学学院，北京 １００８７１１ ＳｃｈｏｏｌｏｆＥａｒｔｈＳｃｉｅｎｃｅｓａｎｄＲｅｓｏｕｒｃｅｓ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＧｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ２ ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＯｒｏｇｅｎｉｃＢｅｌｔｓａｎｄＣｒｕｓｔａｌＥｖｏｌｕｔｉｏｎ，ＭＯＥ，ＳｃｈｏｏｌｏｆＥａｒｔｈａｎｄＳｐａｃｅＳｃｉｅｎｃｅｓ，ＰｅｋｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００８７１，Ｃｈｉｎａ２０２２ ０６ ０３收稿，２０２２ １２ １９改回ＧｏｎｇＴＮ，ＤｕＪＸ，ＺｈａｎｇＬＦａｎｄＳｈｅｎＸＪ ２０２３ ＡｇｅｓｏｆｐｅａｋＨＰ ＵＨＰｍｅｔａｍｏｒｐｈｉｓｍｏｆｅｃｌｏｇｉｔｅｓｆｒｏｍＣｈｉｎｅｓｅｓｏｕｔｈｗｅｓｔｅｒｎＴｉａｎｓｈａｎ：ＥｖｉｄｅｎｃｅｆｒｏｍＬｕ Ｈｆｇｅｏｃｈｒｏｎｏｌｏｇｙ．ＡｃｔａＰｅｔｒｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ，３９（３）：６８９－７００，ｄｏｉ：１０．１８６５４／１０００ ０５６９／２０２３．０３．０４Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅｂｌｕｅｓｃｈｉｓｔ ｅｃｌｏｇｉｔｅｂｅｌｔｉｎＣｈｉｎｅｓｅｓｏｕｔｈｗｅｓｔｅｒｎＴｉａｎｓｈａｎｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｒａｒｅｌｙｅｘｐｏｓｅｄｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅｓｏｆｕｌｔｒａｈｉｇｈｐｒｅｓｓｕｒｅ（ＵＨＰ）ｍｅｔａｍｏｒｐｈｉｃｒｏｃｋｓｄｅｒｉｖｅｄｆｒｏｍｓｕｂｄｕｃｔｅｄｏｃｅａｎｉｃｃｒｕｓｔｉｎｔｈｅｗｏｒｌｄ Ｒｅｃｅｎｔｌｙ，ｎｕｍｅｒｏｕｓｉｓｏｔｏｐｅｇｅｏｃｈｒｏｎｏｌｏｇｙｓｔｕｄｉｅｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅｍｅｔａｍｏｒｐｈｉｓｍｏｃｃｕｒｒｅｄａｔｔｈｅＣａｒｂｏｎｉｆｅｒｏｕｓ Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅａｇｅｏｆｐｅａｋｍｅｔａｍｏｒｐｈｉｓｍｉｎｔｈｉｓｂｅｌｔ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｔｈｅＵＨＰｍｅｔａｍｏｒｐｈｉｓｍ，ｈａｓｎｏｔｂｅｅｎｐｒｅｃｉｓｅｌｙｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄ Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，Ｌｕ Ｈｆｉｓｏｔｏｐｅｇｅｏｃｈｒｏｎｏｌｏｇｙｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｂａｓｅｄｏｎｄｅｔａｉｌｅｄｐｅｔｒｏｌｏｇｉｃａｌｓｔｕｄｙａｎｄｐｈａｓｅｅｑｕｉｌｉｂｒｉａｍｏｄｅｌｉｎｇｆｏｒｔｙｐｉｃａｌｐａｒａｇｏｎｉｔｅ ｚｏｉｓｉｔｅｅｃｌｏｇｉｔｅｓ（ｓａｍｐｌｅｓ２１１ ３ａｎｄＨ７６ １０） ＰｈａｓｅｅｑｕｉｌｉｂｒｉａｍｏｄｅｌｉｎｇｒｅｖｅａｌｓｔｈａｔｇａｒｎｅｔｓｉｎｂｏｔｈｓａｍｐｌｅｓｒｅｃｏｒｄＰ Ｔｐａｔｈｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄｂｙｈｅａｔｉｎｇｄｅｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ Ｓａｍｐｌｅ２１１ ３ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｄＵＨＰｍｅｔａｍｏｒｐｈｉｓｍｗｉｔｈｔｈｅｐｅａｋｐｒｅｓｓｕｒｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆ～５４０℃，～２ ９ＧＰａ ＳａｍｐｌｅＨ７６ １０ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｄｏｎｌｙｈｉｇｈｐｒｅｓｓｕｒｅ（ＨＰ）ｍｅｔａｍｏｒｐｈｉｓｍｗｉｔｈｔｈｅｐｅａｋｐｒｅｓｓｕｒｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆ～４９０℃，～２ ４ＧＰａ Ｔｈｅｇａｒｎｅｔ ｏｍｐｈａｃｉｔｅ ｗｈｏｌｅｒｏｃｋＬｕ Ｈｆｉｓｏｃｈｒｏｎｓｆｏｒｓａｍｐｌｅｓ２１１ ３ａｎｄＨ７６ １０ｙｉｅｌｄａｇｅｓｏｆ３２６ ９±１ ３Ｍａａｎｄ３０６±１１Ｍａ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｐｒｅｖｉｏｕｓｇｅｏｃｈｒｏｎｏｌｏｇｉｃａｌｄａｔａ，ｗｅｐｒｏｐｏｓｅｔｈａｔｔｈｅＵＨＰｍｅｔａｍｏｒｐｈｉｓｍｉｎＣｈｉｎｅｓｅｓｏｕｔｈｗｅｓｔｅｒｎＴｉａｎｓｈａｎｏｃｃｕｒｒｅｄａｔ３２７～３２６Ｍａ，ａｎｄｔｈｅＨＰｍｅｔａｍｏｒｐｈｉｓｍａｔ３１５～３０６Ｍａ Ｔｈｅａｇｅｏｆ３２６ ９±１ ３ＭａｆｏｒＵＨＰｍｅｔａｍｏｒｐｈｉｓｍｉｎＣｈｉｎｅｓｅｓｏｕｔｈｗｅｓｔｅｒｎＴｉａｎｓｈａｎｉｓｉｍｐｏｒｔａｎｔｆｏｒｒｅｖｅａｌｉｎｇｔｈｅｔｉｍｉｎｇｏｆｄｅｅｐｓｕｂｄｕｃｔｉｏｎａｎｄｃｌｏｓｕｒｅｏｆＳｏｕｔｈＴｉａｎｓｈａｎｐａｌｅｏ ｏｃｅａｎＫｅｙｗｏｒｄｓ ＣｈｉｎｅｓｅｓｏｕｔｈｗｅｓｔｅｒｎＴｉａｎｓｈａｎ；ＵＨＰＭｅｔａｍｏｒｐｈｉｓｍ；Ｅｃｌｏｇｉｔｅ；Ｐｈａｓｅｅｑｕｉｌｉｂｒｉａｍｏｄｅｌｉｎｇ；Ｌｕ Ｈｆｇｅｏｃｈｒｏｎｏｌｏｇｙ摘 要 新疆西南天山蓝片岩 榴辉岩带是全球少有的几个经历超高压变质作用的洋壳俯冲带之一，近年来的同位素年代学研究表明其变质作用主要发生于石炭纪。
南京大学同位素地质学-08Re-Os同位素年代学
Creaser et al.,2002
Exshaw Fm TOC < 5% 的 样品结果
偏大
MSDW偏大，可能因除水成Os组分外，所含非水成的非 放射成因Os组分(碎屑)所致。
(A) Exshaw 组地层岩石样品初始 187Os/188Os值vs.岩石中碳氢 化合物成熟度(以参数Tmax表示)，图显示无相关性，表明碳氢 化合物趋熟并不显著扰动Re-Os 同位素体系. Creaser et al.,2002
并且主要是由187Re衰变成因的187Os。 因此辉钼矿具有非常高的 Re/Os 比值，特别 适合于 Re-Os 定年。为含辉钼矿的热液脉状 矿床的定年提供了一种有效的方法。
Hirt et al. (1963) 试图用Re-Os等时线法对 14个铁陨石进行定年，其结果(4.0 ± 0.8Ga) 精度较差，不能说明铁陨石是否与石陨石同
Os的稳定和封闭。因此其年龄为沉积年龄。
富含有机质的几个地层的沉积岩全岩 Re–Os年龄: (a) Kimmeridgian age 155 4.3Ma, (b) Toarcian age 18113 Ma (c) Hettangian age 20712 Ma, 对应于沉积物的沉积年龄.
初始187Os/188Os (i) 比值代表了当时海
贵州王家弯下寒 武统黑色页岩中 Ni-Mo硫化物富 集层
Mao et al., 2000
矿床定年
加拿大Sudbury的McCreedy West ores (Ni–Cu sulfide) 的Re-Os 等时线. Morgan et al.,2002
加拿大Sudbury的 Falconbridge ores (Ni–Cu sulfide) Re-Os 等时线 Morgan et al.,2002
南京大学同位素地质学-10-K-Ar-Ar-Ar同位素年代学(含作业)
40 Ar 36 Ar
总
40 Ar 36 Ar
堇青石、辉石和电气石经常含有过剩40Ar，而角闪 石、长石、金云母、黑云母和方钠石中较少出现 过 剩 Ar 。 过 剩 40 （ York and MacIntyre, 1965; Livingston et al., 1967） 40Ar也曾经在金刚石中发现（Ozima et al., 。 1983）
(2)
两边除于36Ar，得：
40 36
Ar Ar
40 36
Ar Ar
i
e
40 K 36 Ar
et
1
y
x
该方程具有以下形式： y = b + xm
(4) (5)
把方程(4)中初始(40Ar/36Ar)i一项扩展为包括大 气Ar和继承Ar两项：
Ar是一个惰性气体元素，原子量为39.948，Ar 在地球大气中的含量为0.93%。根据Nier (1950) 的测定，地球大气中Ar的同位素丰度为：
40Ar 99.60%
38Ar 0.063%
36Ar 0.337% 因而大气40Ar/36Ar=295.5。
2、K-Ar法定年
放 射 性 的 40K 分支衰变为 40Ca和40Ar：
由于全岩抵御热扰动保存Ar的能力最差，因此 K-Ar定年中，只有当所有矿物相都太细而无法 分离时，才采用全岩样品。
一般而言，K-Ar年龄代表矿物/岩石冷却到Ar 扩散丢失微乎其微的温度以来所经历的时间。
另一方面，一些含K矿物中发现存在过剩的40Ar， 在K含量较低或较年轻的矿物中，过剩40Ar的存在 对K-Ar定年的影响最明显。
Lu-Hf同位素体系
Lu-Hf 同位素体系简介一、Lu-Hf 同位素镥是一种稀土元素，镥在沉积岩、变质岩和火成岩中的分布相当广泛，但含量很低。
自然界中镥的重要载体矿物是磷灰石、榍石、锆石、石榴石、黑云母及某些稀土矿物（如独居石、黑稀金矿、铌钇矿、褐帘石和硅铍钇矿等）。
镥有两个天然同位素：175Lu 和176Lu 。
它们的相对丰度分别为97.39%和2.61%。
176Lu 为放射性同位素，通过β—衰变形成更稳定的176Hf 。
铪是一种分散元素，其化学性质和离子半径与锆石非常相似，因而常以类质同像替换锆的方式进入许多矿物的晶体结构，其中以锆石中铪的含量最高。
铪有6个同位素：174Hf,176Hf,177Hf,178Hf,179Hf,180Hf ，它们的相对丰度分别为：0.20%，5.2%，18.6%，27.1%，13.7%，35.2%。
其中174Hf 是放射性同位素，它通过α衰变形成稳定的170Yb 。
二、Lu-Hf 法定年基本原理：173176Lu Hf E βγ-→+++含镥岩石或矿物的年龄可根据下式计算：173177176177176177/(/)/(1)t i Hf Hf Hf Hf Lu Hf e λ=+-176Lu 的衰变常数λ=1.94±0.07×10-11a-1。
对于满足等时线年龄测定的一组样品，可采用与Sm-Nd 和Rb-Sr 法相似的等时线方法来测定样品的Lu-Hf 等时线年龄。
适合于Lu-Hf 同位素年龄测定的常见矿物为磷灰石、石榴石和独居石。
锆石的镥含量虽高达24×10-6，但因其铪含量太高；硅铍钇矿虽具有很高的镥含量，但因其极少见，因而这两个矿物通常不适合用于Lu-Hf 年龄的测定对象。
三、Lu-Hf 法定年实例1.含石榴石变质岩的Lu-Hf 同位素定年石榴石是结晶岩，特别是变质岩中一中非常常见的矿物。
石榴石具有较高的Hf 封闭温度和其中大多数包裹体矿物较低的Hf 含量使Lu-Hf 法比Sm-Nd 和Pb-Pb 法有更优越的特点。
赣南遂川晚侏罗世幕式花岗质岩浆活动：年代学、地球化学和Ｌｕ-Ｈｆ同位素约束
２０２３／０３９（０８）：２４８９ ２５１０ＡｃｔａＰｅｔｒｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ 岩石学报ｄｏｉ：１０．１８６５４／１０００ ０５６９／２０２３．０８．１４刘高峰，王连训，罗春林等．２０２３．赣南遂川晚侏罗世幕式花岗质岩浆活动：年代学、地球化学和Ｌｕ Ｈｆ同位素约束．岩石学报，３９（０８）：２４８９－２５１０，ｄｏｉ：１０．１８６５４／１０００－０５６９／２０２３．０８．１４赣南遂川晚侏罗世幕式花岗质岩浆活动：年代学、地球化学和Ｌｕ Ｈｆ同位素约束刘高峰１，２，３ 王连训３ 罗春林１，２ 熊清华４ 楼法生４ 卢先锋１，２ 刘永旭４ＬＩＵＧａｏＦｅｎｇ１，２，３，ＷＡＮＧＬｉａｎＸｕｎ３，ＬＵＯＣｈｕｎＬｉｎ１，２，ＸＩＯＮＧＱｉｎｇＨｕａ４，ＬＯＵＦａＳｈｅｎｇ４，ＬＵＸｉａｎＦｅｎｇ１，２ａｎｄＬＩＵＹｏｎｇＸｕ４１ 江西省地质调查勘查院基础地质调查所，南昌 ３３００３０２ 江西有色地质矿产勘查开发院，南昌 ３３００３０３ 中国地质大学（武汉）地球科学学院，武汉 ４３００７４４ 江西省地质调查勘查院，南昌 ３３０００９１ ＢａｓｉｃＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＳｕｒｖｅｙＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＪｉａｎｇｘｉＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＳｕｒｖｅｙＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｎａｎｃｈａｎｇ３３００３０，Ｃｈｉｎａ２ ＮｏｎｆｅｒｒｏｕｓＧｅｏｌｏｇｙａｎｄＭｉｎｅｒａｌＥｘｐｌｏｒａｔｉｏｎａｎｄＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＪｉａｎｇｘｉ，Ｎａｎｃｈａｎｇ３３００３０，Ｃｈｉｎａ３ ＳｃｈｏｏｌｏｆＥａｒｔｈＳｃｉｅｎｃｅｓ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＧｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ（Ｗｕｈａｎ），Ｗｕｈａｎ４３００７４，Ｃｈｉｎａ４ ＪｉａｎｇｘｉＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＳｕｒｖｅｙＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｎａｎｃｈａｎｇ３３０００９，Ｃｈｉｎａ２０２２ ０６ １２收稿，２０２３ ０４ １９改回ＬｉｕＧＦ，ＷａｎｇＬＸ，ＬｕｏＣＬ，ＸｉｏｎｇＱＨ，ＬｏｕＦＳ，ＬｕＸＦａｎｄＬｉｕＹＸ ２０２３ ＬａｔｅＪｕｒａｓｓｉｃｅｐｉｓｏｄｉｃｇｒａｎｉｔｉｃｍａｇｍａｔｉｓｍｉｎＳｕｉｃｈｕａｎ，ｓｏｕｔｈｅｒｎＪｉａｎｇｘｉ：Ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓｆｒｏｍｃｈｒｏｎｏｌｏｇｙ，ｇｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＬｕ Ｈｆｉｓｏｔｏｐｅ．ＡｃｔａＰｅｔｒｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ，３９（８）：２４８９－２５１０，ｄｏｉ：１０．１８６５４／１０００ ０５６９／２０２３．０８．１４Ａｂｓｔｒａｃｔ ＴｈｅＬａｔｅＪｕｒａｓｓｉｃｇｒａｎｉｔｅｐｌｕｔｏｎｉｎＳｕｉｃｈｕａｎＣｏｕｎｔｙ，ｓｏｕｔｈｅｒｎＪｉａｎｇｘｉＰｒｏｖｉｎｃｅ，ｉｓｍａｉｎｌｙｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆｔｈｅＤａｎｑｉａｎａｎｄＺｉｙａｎｇｕｎｉｔｓ ＴｈｅｍａｉｎｒｏｃｋｔｙｐｅｓｉｎｔｈｅＤａｎｑｉａｎｕｎｉｔａｒｅｆｉｎｅ ｇｒａｉｎｅｄｂｉｏｔｉｔｅｇｒａｎｉｔｅｓ（ｇ１）ａｎｄｃｏａｒｓｅ ｇｒａｉｎｅｄｂｉｏｔｉｔｅｍｏｎｚｏｎｉｔｅ（ｇ２），ｗｈｉｌｅｔｈｏｓｅｉｎｔｈｅＺｉｙａｎｇｕｎｉｔａｒｅｍａｉｎｌｙｍｅｄｉｕｍ ｔｏｃｏａｒｓｅ ｇｒａｉｎｅｄｂｉｏｔｉｔｅｍｏｎｚｏｇｒａｎｉｔｅ（ｇ３），ｐｏｒｐｈｙｒｉｔｉｃｍｏｎｚｏｎｉｔｉｃｇｒａｎｉｔｅ（ｇ４）ａｎｄｍｅｄｉｕｍ ｔｏｆｉｎｅ ｇｒａｉｎｅｄｂｉｏｔｉｔｅｍｏｎｚｏｇｒａｎｉｔｅ（ｇ５）．Ｔｈｅｓｅｇｒａｎｉｔｅｓｈａｖｅｓｉｍｉｌａｒｍｉｎｅｒａｌａｓｓｅｍｂｌａｇｅｓａｎｄｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ Ｔｏｂｅｍｏｒｅｃｏｎｃｒｅｔｅｌｙ，ｔｈｅｓｔｕｄｉｅｄｓａｍｐｌｅｓａｒｅａｂｓｅｎｔｏｆｍｕｓｃｏｖｉｔｅ，ｃｏｒｄｉｅｒｉｔｅａｎｄｇａｒｎｅｔｉｎｔｈｅｉｒｍｉｎｅｒａｌａｓｓｅｍｂｌａｇｅｓ，ａｎｄｈａｖｅｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｌｏｗｐｌａｇｉｏｃｌａｓｅＡｎｖａｌｕｅｓ（２０～３０），ｈｉｇｈＳｉＯ２（７０ ６％～７８ ６％），Ａｌ２Ｏ３（１２ ２％～１４ ３％）ａｎｄＫ２Ｏ（４ ３４％～６ ０４％），ａｎｄｌｏｗＰ２Ｏ５（０ ００２～０ １４％）ｃｏｎｔｅｎｔｓ，ｖａｒｉａｂｌｅＦｅＯＴ／ＭｇＯ（３ ９５～１３ ４）ａｎｄＡ／ＣＮＫ（１ ０１～２ １２）ｖａｌｕｅｓ Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｔｈｅｓｅｒｏｃｋｓａｒｅａｌｓｏｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄｂｙｈｉｇｈｍａｇｍａｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ（７４２～８２０℃）ａｎｄＤＩｖａｌｕｅｓ（８６～９５），ａｎｄｔｈｅｉｒｓｔａｎｄａｒｄｉｚｅｄｒａｒｅｅａｒｔｈｅｌｅｍｅｎｔｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｃｕｒｖｅｓｓｈｏｗｎｅｇａｔｉｖｅＥｕａｎｏｍａｌｉｅｓ Ｔｈｅｗｈｏｌｅ ｒｏｃｋｔｒａｃｅｅｌｅｍｅｎｔｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓａｒｅｅｎｒｉｃｈｅｄｉｎＲｂ，Ｔｈ，Ｕ，ＴａａｎｄＮｄ，ｂｕｔｄｅｐｌｅｔｅｄｉｎＢａ，Ｎｂ，ＳｒａｎｄＺｒ，ｓｕｇｇｅｓｔｉｎｇｔｈａｔｔｈｅｙａｒｅｈｉｇｈｌｙ ｆｒａｃｔｉｏｎａｔｅｄＩ ｔｙｐｅｇｒａｎｉｔｅ Ａｌｔｈｏｕｇｈｔｈｅｒｏｃｋｔｙｐｅｓａｎｄｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｔｗｏｕｎｉｔｓａｒｅｓｉｍｉｌａｒ，ｔｈｅｉｒｚｉｒｃｏｎＵ Ｐｂａｇｅｓａｎｄｆｉｅｌｄｃｏｎｔａｃｔｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｙｗｅｒｅｆｏｒｍｅｄｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｔａｇｅｓ：ｔｈｅＤａｎｑｉａｎｕｎｉｔｗａｓｆｏｒｍｅｄａｔ１５５ ４～１５２ ２Ｍａ，ｗｈｉｌｅｔｈｅＺｉｙａｎｇｕｎｉｔａｔ～１４８ ７Ｍａ ＺｉｒｃｏｎＬｕ Ｈｆｉｓｏｔｏｐｅｓｏｆｔｈｅｒｏｃｋｓｉｎｔｈｅｓｅｔｗｏｕｎｉｔｓａｌｓｏｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅｙｈａｖｅａｓｌｉｇｈｔｌｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｏｕｒｃｅ：ｔｈｅｆｏｒｍｅｒｈａｓｚｉｒｃｏｎεＨｆ（ｔ）ｖａｌｕｅｓｂｅｔｗｅｅｎ－１０ ９～－１９ ５（ａｖｅｒａｇｅｄａｔ－１４ ２），ｗｈｉｌｅｔｈｅｌａｔｔｅｒｈａｓｚｉｒｃｏｎεＨｆ（ｔ）ｖａｌｕｅｓｏｆ－８ ５０～－１１ ２（ａｖｅｒａｇｅｄａｔ－１０ ０）．ＴｈｅｓｅｆｅａｔｕｒｅｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅＳｕｉｃｈｕａｎｐｌｕｔｏｎｉｓｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｏｆｅｐｉｓｏｄｉｃｍｕｌｔｉｓｔａｇｅｍａｇｍａｔｉｃａｃｔｉｖｉｔｉｅｓｉｎｔｈｅＬａｔｅＪｕｒａｓｓｉｃ，ｗｈｏｓｅｐａｒｅｎｔｍａｇｍａｉｓｍａｉｎｌｙｓｏｕｒｃｅｄｆｒｏｍｐａｒｔｉａｌｍｅｌｔｏｆａｎａｎｃｉｅｎｔｃｒｕｓｔｍｉｘｅｄｗｉｔｈａｆｅｗｍａｎｔｌｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ＴｈｉｓｍａｇｍａｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｄａｎｏｂｖｉｏｕｓＡＦＣｐｒｏｃｅｓｓｄｕｒｉｎｇｉｔｓａｓｃｅｎｄｉｎｇｅｍｐｌａｃｅｍｅｎｔ Ｔｈｕｓ，ｗｅｃｏｎｃｌｕｄｅｄｔｈａｔｔｈｅＳｕｉｃｈｕａｎｇｒａｎｉｔｅｗａｓｆｏｒｍｅｄｉｎａｐｏｓｔ ｃｏｌｌｉｓｉｏｎｔｅｃｔｏｎｉｃｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ｗｈｅｒｅｌｏｃａｌｅｘｔｅｎｓｉｏｎｏｆｔｈｅｌｉｔｈｏｓｐｈｅｒｅｏｆＳｏｕｔｈＣｈｉｎａｐｌａｔｅｉｎｄｕｃｅｓｔｈｅｕｐｗｅｌｌｉｎｇｏｆｍａｎｔｌｅ ｄｅｒｉｖｅｄｍａｇｍａｔｈａｔｌｅａｄｓｔｏｔｈｅｈｅａｔｉｎｇａｎｄｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆａｎｉｓｏｍｏｌｔｅｎｃｒｕｓｔ Ｋｅｙｗｏｒｄｓ Ｓｕｉｃｈｕａｎ，ｓｏｕｔｈｅｒｎＪｉａｎｇｘｉ；ＨｉｇｈｌｙｆｒａｃｔｉｏｎａｔｅｄＩ ｔｙｐｅｇｒａｎｉｔｅ；ＺｉｒｃｏｎＵ Ｐｂａｇｅ；Ｌｕ Ｈｆｉｓｏｔｏｐｅ摘 要 赣南遂川县晚侏罗世花岗岩体由弹前单元与紫阳单元组成。
地球化学与地质年代学通过同位素年代测定揭示地球年代
地球化学与地质年代学通过同位素年代测定揭示地球年代地球是我们赖以生存的家园，对于研究地球的年代演化过程及地质历史的研究，地球化学和地质年代学是不可或缺的学科。
地球化学是研究地球及其各个组成部分的元素组成、特征及其演化过程的学科，而地质年代学则是通过各种方法来揭示地质历史和地质时代的学科。
其中，同位素年代测定是地球化学与地质年代学中重要的手段之一，通过测定地质样本中的同位素含量和比例，可以揭示地球的年代信息。
一、同位素的定义和分类同位素是指具有相同原子序数但质量数不同的同一种元素的不同形态。
例如，氢(H)有三种同位素分别为氘(2H)、氚(3H)和普通氢(1H)，它们的原子序数都是1，但质量数分别为2、3和1。
同位素的存在丰度以及同位素之间的比例可以提供关于地球的年代信息。
根据质量数不同，同位素分为稳定同位素和放射性同位素两大类。
稳定同位素指在地质年代尺度上具有较长半衰期的同位素，如氧的同位素16O和18O等。
放射性同位素则指在地质尺度上具有较短的半衰期，会经历放射性衰变的同位素，如铀的同位素238U和铀系列衰变生成的镭同位素226Ra等。
同位素的分类和特性是同位素年代测定技术的基础。
二、同位素年代测定方法1. 放射性同位素衰变法放射性同位素衰变法是确定地质样本年代的常用方法之一。
通过测量样本中母核和衰变产物同位素的比例，计算出样本的年龄。
例如，钾-铀(K-Ar)法可以用来测定火山岩的定年，铀系列法则适用于测定矿物和岩石的年代。
2. 同位素示踪法同位素示踪法是测定地质年代的重要手段之一。
通过测量地质样本中同位素的含量和比例变化，可以揭示地球演化和生物进化的过程。
例如，碳同位素示踪法可以用来研究生物地质历史，氧同位素示踪法则用于研究古气候演化。
三、同位素年代测定在地球演化中的应用同位素年代测定在地球演化研究中发挥着重要的作用。
通过测定地质样本中不同同位素的含量和比例，可以揭示岩石形成的时代、古地球环境的演化以及生物进化的历史。
Lu-Hf同位素体系分析
Lu-Hf 同位素体系简介一、Lu-Hf 同位素镥是一种稀土元素，镥在沉积岩、变质岩和火成岩中的分布相当广泛，但含量很低。
自然界中镥的重要载体矿物是磷灰石、榍石、锆石、石榴石、黑云母及某些稀土矿物（如独居石、黑稀金矿、铌钇矿、褐帘石和硅铍钇矿等）。
镥有两个天然同位素：175Lu 和176Lu 。
它们的相对丰度分别为97.39%和2.61%。
176Lu 为放射性同位素，通过β—衰变形成更稳定的176Hf 。
铪是一种分散元素，其化学性质和离子半径与锆石非常相似，因而常以类质同像替换锆的方式进入许多矿物的晶体结构，其中以锆石中铪的含量最高。
铪有6个同位素：174Hf,176Hf,177Hf,178Hf,179Hf,180Hf ，它们的相对丰度分别为：0.20%，5.2%，18.6%，27.1%，13.7%，35.2%。
其中174Hf 是放射性同位素，它通过α衰变形成稳定的170Yb 。
二、Lu-Hf 法定年基本原理：173176Lu Hf E βγ-→+++含镥岩石或矿物的年龄可根据下式计算：173177176177176177/(/)/(1)t i Hf Hf Hf Hf Lu Hf e λ=+-176Lu 的衰变常数λ=1.94±0.07×10-11a-1。
对于满足等时线年龄测定的一组样品，可采用与Sm-Nd 和Rb-Sr 法相似的等时线方法来测定样品的Lu-Hf 等时线年龄。
适合于Lu-Hf 同位素年龄测定的常见矿物为磷灰石、石榴石和独居石。
锆石的镥含量虽高达24×10-6，但因其铪含量太高；硅铍钇矿虽具有很高的镥含量，但因其极少见，因而这两个矿物通常不适合用于Lu-Hf 年龄的测定对象。
三、Lu-Hf 法定年实例1.含石榴石变质岩的Lu-Hf 同位素定年石榴石是结晶岩，特别是变质岩中一中非常常见的矿物。
石榴石具有较高的Hf 封闭温度和其中大多数包裹体矿物较低的Hf 含量使Lu-Hf 法比Sm-Nd 和Pb-Pb 法有更优越的特点。
Lu—Hf同位素示踪体系的理论、原理、方法及手段
Lu—Hf同位素示踪体系的理论、原理、方法及手段作者：汪振宇来源：《中国科技博览》2018年第18期[摘要]元素周期表中，Lu作为最重的稀土元素（REE）位于镧系尾端，其化合价为+3，离子半径为0.93A；Hf是周期表中WB族元素，化学性质类似于Ti、Zr等其他高场强元素（HFSE），化合价为+4，离子半径为0.71A。
从地幔部分熔融过程中Lu和Hf所表现出的相容性来看，Lu为弱-中等不相容元素，而Hf为中等不相容元素。
在自然界中，Lu有两个同位素175Lu和176Lu；Hf有六个同位素：174Hf、176Hf、177Hf、178Hf、179Hf、180Hf。
在上述Hf同位素中，部分176Hf可由176Lu衰变而来，这样用稳定的177Hf同位素标准化可获得样品的176Lu/177Hf与176Hf/177Hf比值，从而使Lu-Hf体系成为与通常Rb-Sr和Sm-Nd体系相似的同位素定年工具。
同时，其176Hf/177Hf比值通过时间校正后，可对岩石的成因提供重要信息。
[关键词]Hf同位素；不相容元素；Lu-Hf同位素体系中图分类号：S747 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）18-0361-010 前言20世纪80年代以来，随着质谱技术的发展，地质样品中Lu-Hf同位素的研究越来越多，特别是多接收电感耦合等离子体质谱（MC-ICP-MS）出现后，Lu-Hf同位素研究发展更加迅速。
Lu-Hf法是七十年代开始探索的同位素测年方法之一。
它基于母体元素Lu的放射性同位素176Lu经单一的β衰变，生成子体元素Hf的稳定性同位素176Hf的原理，用于测定含Lu样品的同位素地质年龄。
此外，Hf的初始比值也是岩石成因的“示踪剂”（林源贤，1992）。
锆石具有抗风化、富集Hf（类质同像替代Zr，含量0.5%～2%）和极低的Lu-Hf比值的特点，具有近似于地质体形成时刻初始Hf同位素组成，结合U-Pb地质年代学，它是一种获取准确Hf 同位素初始比值、进而更好地理解大陆地壳增长和演化的理想矿物。
同位素地质年代学中主要定年方法概述
同位素地质年代学的定年方法概述一些元素(K,Rb,Re,Sm,Lu,U和Th)的自然长寿命放射性同位素,衰变为另种元素稳定同位素的作用,广泛应用于岩石和矿物的年龄测定。
这种测年提供了关于地球地质历史的信息,并已用于标定地质年代表。
地质过程时间维的确定是一项重要而复杂的研究任务。
准确标定某一地质体的年代是区域地质学、地球化学、矿床学和大地构造学研究中不可缺少的内容,对于区域地史演化规律的研究和找矿方向的确定,都具有十分重要的理论和实际意义。
可以说，现代岩石学在很大程度上已经离不开同位素地质学的研究。
在上一世纪60-80年代Sr、Nd、Pb 等同位素地质理论蓬勃发展并逐渐成熟的形势下，Re-Os、Lu-Hf等新的同位素体系也在快速发展。
近年来,由于各种新型同位素分析仪器的开发利用和分析测试技术方法上的迅猛发展,例如新一代高精度、高灵敏度、多接收表面热电离质谱仪(TIMS TRITON)、多接收电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS)和高灵敏度高分辨率离子探针质谱（SHRIMP）技术的开发和利用,大大拓宽了各种同位素新技术方法在地球科学各个领域中的应用,并取得了一系列令人瞩目的新发现和新认识。
目前,地质体的定年主要采用的是K-Ar法、40Ar-39Ar法、U-Pb法、Pb-Pb法、Rb-Sr法、Sm-Nd法等,已经获得了非常丰富的资料。
然而,由于地质作用过程的复杂性、多期性和测年方法及测试对象的局限性,对已经获得的年龄数据,不同的学者往往有不同的地质解释。
因此,开展同位素定年方法学中的适用性和局限性有关问题的研究,不仅有助于重新认识、评价和应用已有的资料,而且有利于今后工作中同位素定年方法的改进。
一、K-Ar法和40Ar-39Ar法常规的K-Ar法定年主要建立在两个基本的假设条件之上。
①矿物或岩石形成以后,对钾和氩保持封闭体系,既没有钾和氩的加入,也没有钾和氩的逃逸。
②矿物或岩石中不含有大气氩;如果含有氩,则只能由大气混染造成,可以进行常规法定年的大气混染校正(穆治国,1990)。
Lu-Hf同位素体系 pdf
Lu-Hf 同位素体系简介一、Lu-Hf 同位素镥是一种稀土元素，镥在沉积岩、变质岩和火成岩中的分布相当广泛，但含量很低。
自然界中镥的重要载体矿物是磷灰石、榍石、锆石、石榴石、黑云母及某些稀土矿物（如独居石、黑稀金矿、铌钇矿、褐帘石和硅铍钇矿等）。
镥有两个天然同位素：175Lu 和176Lu 。
它们的相对丰度分别为97.39%和2.61%。
176Lu 为放射性同位素，通过β—衰变形成更稳定的176Hf 。
铪是一种分散元素，其化学性质和离子半径与锆石非常相似，因而常以类质同像替换锆的方式进入许多矿物的晶体结构，其中以锆石中铪的含量最高。
铪有6个同位素：174Hf,176Hf,177Hf,178Hf,179Hf,180Hf ，它们的相对丰度分别为：0.20%，5.2%，18.6%，27.1%，13.7%，35.2%。
其中174Hf 是放射性同位素，它通过α衰变形成稳定的170Yb 。
二、Lu-Hf 法定年基本原理：173176Lu Hf E含镥岩石或矿物的年龄可根据下式计算：173177176177176177/(/)/(1)t i Hf Hf Hf Hf Lu Hf e176Lu 的衰变常数λ=1.94±0.07×10-11a-1。
对于满足等时线年龄测定的一组样品，可采用与Sm-Nd 和Rb-Sr 法相似的等时线方法来测定样品的Lu-Hf 等时线年龄。
适合于Lu-Hf 同位素年龄测定的常见矿物为磷灰石、石榴石和独居石。
锆石的镥含量虽高达24×10-6，但因其铪含量太高；硅铍钇矿虽具有很高的镥含量，但因其极少见，因而这两个矿物通常不适合用于Lu-Hf 年龄的测定对象。
三、Lu-Hf 法定年实例1.含石榴石变质岩的Lu-Hf 同位素定年石榴石是结晶岩，特别是变质岩中一中非常常见的矿物。
石榴石具有较高的Hf 封闭温度和其中大多数包裹体矿物较低的Hf 含量使Lu-Hf 法比Sm-Nd 和Pb-Pb 法有更优越的特点。
南京大学同位素地质学-13Nd同位素演化-Nd同位素地球化学(含作业)-1
地幔Hf同位素演化
Nd与Hf同位素成正相关，说明观察到的Nd同位素的变化 不只是Nd的独特特征，Hf同位素也有类似变化，它们遵 循共同的规律
2、Sm-Nd模式年龄与地壳增长
由于 REE 的地球化学性质的相似性，地幔（假定 相 当 于 CHUR ） 部 分 熔 融 产 生 地 壳 岩 石 是 引 起 Sm/Nd比值发生变化的主要事件， 而地壳岩石在中低变质作用、乃至剥蚀和沉积作 用过程中，其 Sm/Nd 比值一般不发生变化（地壳 部分熔融、热液蚀变及高级变质作用例外)。
地球形成
CHU R SN
Nd/ Nd
144
0.510
熔体(Sm/Nd)
143
富集源
0.508
0.506
0.504 0 1 2 3 4 5
t (Ga)
将火成岩和变质岩的初始 143Nd/144Nd 比值与 其形成时 CHUR 的 143Nd/144Nd 进行比较，由 于 这 种 差 别 较 小 ， 因 此 DePaolo and Wasserburg (1976) 引入了 参数，其定义 如下：
13 Nd同位素演化/Nd同位素地球化学
陨石和整体地球的Nd同位素演化
由于 147Sm 衰变为 143Nd ，地球的 143Nd 丰度 和143Nd/144Nd比值随时间增加。
这可用一模式来描述，该模式所采用的地球 年龄、Sm/Nd比值和地球原始143Nd/144Nd等 参数都是从石陨石研究获得。
Nd (0)
143
Nd
144 144
143
Nd
Nd
Nd
测定 0
CHUR
1 10 4
Nd (t )
第六讲 同位素地球化学Lu-Hf法
Plot of Lu/Hf versus Sm/Nd ratio in different sediment 不同沉积物质 types, 144Nd 在147 Sm/showing that large 相近条件下， fractionations 176 177Hf比 其 in Lu/ Lu/Hf are 值其存在明显 not accompanied 差异。 by significant changes in Sm/Nd. After Patchett et al. (1984).
加拿大太古宙片麻岩Lu-HБайду номын сангаас定年
采用1.9410-11 yr-1 衰变常数获得的等时线年龄 为3.58 0.22 Byr (2) 。若采用1.8610-11 yr-1 的 衰变常数，等时线年龄增加至3.74Byr.
Sm-Nd
注意观察太古宙岩石的两种 同位素体系开放程度 Isua Supracrustal Belt (ISB, SW Greenland)
Hf and Nd in crustal rocks of various ages. The two are well correlated, with the variation in εHf being about twice that of εNd. From Vervoort and Patchett (1996).
太古宙基性岩石定年 Sm-Nd与Lu-Hf法对比
：封闭样品 ：开放样品 Lu-Hf
斜长角闪岩全岩样品 (Rizo et al., 2011)
阿尔卑斯造山带榴辉岩Lu-Hf法年龄 及其动力学意义
1984年在阿尔卑斯造山带意大利西部Dora Maira地区发现 了含柯石英的石英岩类，显示出在造山带形成过程中，这 些岩石曾俯冲于约100km的深度，这一发现引起了人们对 阿尔卑斯造山过程的重新思考。
南京大学同位素地质学-13Nd同位素演化-Nd同位素地球化学(含作业)-1
洋底玄武岩的年龄只有 200Ma ，要了解在此之前的地 幔的同位素演化，必须在大陆上寻找保存良好的古洋 壳（蛇绿岩套）和其它幔源基性-超基性岩石。 下图是这些岩石的初始Nd（t）值，可见它们具有正的 Nd（t）值，并且时代越新Nd（t）值越高，表明大陆 上的这些岩石的源区与现代洋壳岩石的源区相似。
ε Hf (0)
176
Hf/177 Hf
176
Hf/177
Hf
测定 0 CHUR
1 104
ε Hf (t)
176
Hf/177 Hf
177
176
Hf/ Hf
i
t
CHUR
1 104
式中(176Hf/177Hf)测定为岩石的测定值 (176Hf/177Hf)0CHUR为CHUR的现代值(0.282772) (176Hf/177Hf)i为岩石的初始值，由全岩等时线确定 (176Hf/177Hf)tCHUR为岩石形成时CHUR的值 此外， (176Lu/177Hf) 0CHUR=0.0332 (BLichert-Toft & Albarede,1997)
10 8 6 4
MORB
IOA
DM CHUR DM'
Nd
2 0 -2 -4 -6 0
镁铁质岩 镁铁质和硅铝质岩
1
2
3
4
t (Ga)
前寒武纪和古生代幔源岩石的Nd（t）值以及年轻的洋内岛弧（IOA） 和洋岛玄武岩（OIB）的Nd（t）值范围（据DePaolo, 1988简化）, DM：地幔Nd同位素线性亏损演化模式，DM'：地幔源区Nd同位素渐 进亏损演化模式
LuHf同位素体系及其岩石学应用
LuHf同位素体系及其岩石学应用随着科学技术的不断发展，岩石学研究的方法和手段也不断丰富和更新。
其中，LuHf同位素体系作为一种新的岩石学研究工具，在近年来越来越受到。
LuHf同位素体系是指由 lutetium（Lu）和氦（Hf）两种元素组成的同位素体系，具有独特的地球化学性质，可用于探讨地球壳幔演化、岩石成因等方面的研究。
本文将介绍LuHf同位素体系的基本知识及其在岩石学研究中的应用。
LuHf同位素体系的应用主要集中在岩石年代学和矿物成分测定两个方面。
在岩石年代学方面，LuHf同位素体系可以用于确定岩石的形成年龄。
这是因为在地球演化过程中，Lu和Hf元素会发生分异，不同成因的岩石具有不同的LuHf同位素组成特征。
通过对比不同岩石的LuHf同位素组成，可以推断它们之间的亲缘关系，进而确定岩石的形成年龄。
在矿物成分测定方面，LuHf同位素体系也具有很高的应用价值。
一些矿物在形成过程中会发生成分变化，导致其Lu和Hf元素的含量发生变化。
因此，通过测定这些矿物的LuHf同位素组成，可以推测出其形成过程中的成分变化情况，进而深入了解矿物的成因和演化历史。
LuHf同位素体系还可以用于探讨地球壳幔演化、岩石成因等方面的研究。
例如，在地球壳幔演化方面，LuHf同位素体系可以用于研究地壳与地幔之间的物质交换和地壳板块的运动。
在岩石成因方面，LuHf同位素体系可以用于探讨岩浆的形成和演化过程、岩石的变质和变形等过程。
LuHf同位素体系作为一种新型的岩石学研究工具，在岩石学研究中具有重要的应用价值和前景。
它不仅可以用于确定岩石的形成年龄，还可以用于推测矿物的成因和演化历史，探讨地球壳幔演化、岩石成因等方面的问题。
随着科学技术的不断发展，LuHf同位素体系的应用也将不断完善和深化，为岩石学研究带来更多的创新和突破。
秦岭山阳柞水地区位于陕西省南部，地处秦岭山脉东段。
该地区在燕山期经历了大规模的中酸性侵入岩活动，形成了丰富的地质资源和矿产资源。
第六讲 Lu-Hf法
石石榴榴石石高高点点
Lu-Hf体系地球化学性质
除地质事件定年外，Lu-Hf同位素体系的潜在应用领域包 括星体增生过程、地核形成和地幔的化学演化等；
由于Lu和Sm同为REE元素，Lu-Hf与Sm-Nd形成独特的同 位素体系配对：在原始岩浆事件中，如地幔中熔体的抽取 作用，两同位素体系行为类似，形成Hf与Nd同位素组成 之间的正相关性。
(1981).
加拿大太古宙片麻岩Lu-Hf定年
采用1.9410-11 yr-1 衰变常数获得的等时线年龄 为3.58 0.22 Byr (2) 。若采用1.8610-11 yr-1 的 衰变常数，等时线年龄增加至3.74Byr.
Sm-Nd
：封闭样品 ：开放样品 Lu-Hf
太古宙基性岩石定年 Sm-Nd与Lu-Hf法对比
阿尔卑斯造山带三个单元Lu-Hf等时线年龄 (Duchene et al.，1997)
Lu-Hf isochrons for eclogites from the Italian Alps. For the Monviso and Dora Maira eclogites, only garnet and whole rocks were measured. For the SesiaLanzo eclogite, garnet, clinopyroxene, phengite (a mica) and the whole rock were separately analyzed. In all cases, the garnet has the highest 176Hf/177Hf. Data were obtained by the ICPMS technique. After Duchene et al. (1997).
lu-hf同位素体系及其岩石学应用
lu-hf同位素体系及其岩石学应用
链接同位素体系（LU-HF）是一种利用235U/238U的同位素比值来提供精确的年龄测定的技术，它是世界上最精确的年龄测定技术之一。
LU-HF的主要特点是可以提供高精度的测定，允许在母体的灰尘的风化中测定母体变质的形成后的历史，从而提供作者关于某岩类本省成因成熟度等信息。
LU-HF由放射性链接元素组成，这些元素可以被分成两类：稳定态和不稳定态。
LU-HF的不稳定链接元素235U/238U与238U/232Th的比值测定可以提供精确的年龄测定和精确的历史的构造，而不稳定态的链接元素以及中性态的同位素可以提供信息以便更好地理解岩石构造和成熟度。
在岩石学应用中，LU-HF技术能够提供新的深入的信息，可以探讨不同区域的构造演化statigy。
此外，它可以提供关于天然长期变质过程，基性岩、轻质元素和其他组分的成熟度等有用的信息。
LU-HF系统是岩石研究的非常强大的工具，它可以用来弄清岩石的演化历史。
在总结中可以说，LU-HF的链接同位素体系不仅能够提供精确的测定，还能够为岩石研究和构造演化提供有价值的信息，并弄清岩石的演化历史。
因此，LU-HF的使用绝对值得期待，并将极大地改善前期研究成果，增强人们对岩石构造和成熟度的认识。
南京大学同位素地质学Sr同位素演化Sr同位素地球化学
因此，在地球相当早的历史时期，地幔的一些部分就 发生了Rb的亏损，洋脊拉斑玄武岩可能就来源于这种 亏损地幔物质；
而洋岛火山岩可能来 源于相对原始的地幔 物质（或者受到了俯 冲物质影响），这与 形成洋岛火山岩的地 幔热点含有较高的U、 Th、K相一致。
大部分陨石来自火星和木星之间绕太阳而行的 小游星，小游星（asteroid）是较大母体的碎 块，而较大母体来源于小行星，小行星 （planetoid）是在通过太阳系中太阳星云凝结 和俘获星子而形成太阳和行星过程中形成的。
此外，一小部分石陨石来自月亮和火星被小游 星撞击而溅出的碎块。
陨石由与地球上基性岩矿物类似的硅酸盐和氧 化物矿物组成，此外含有分散状的金属铁和镍 颗粒或呈铁和镍存在。因此陨石被划分为石陨 石、石铁陨石、铁陨石。
After Allegre, 2008
与大陆和岛弧火山岩相比，洋脊和洋岛火山岩不 易受到古老硅铝层的混染，
洋岛火山岩的平均87Sr/86Sr ＝0.70437 洋底和洋脊火山岩的比值为：0.70280
87Sr/86Sr差别，意味着洋底和洋脊火山岩的 地幔源区Rb/Sr比值, 低于洋岛火山岩地幔源 区的Rb/Sr, Rb/Sr的差别已存在了至少2Ga.
87Sr/87Sr
0.720 地幔Rb/Sr比值是随时间降低的，故 87Sr/86Sr增长的斜率也是降低的
0.715 0.710 0.705 0.700
Rb/Sr=0.15 Crust
A1
A A2
Mantle
B Rb/Sr=0.027
5
4
3
2
1
0
Age, Ga
Lu-Hf同位素体系
Lu-Hf 同位素体系简介一、Lu-Hf 同位素镥是一种稀土元素，镥在沉积岩、变质岩和火成岩中的分布相当广泛，但含量很低。
自然界中镥的重要载体矿物是磷灰石、榍石、锆石、石榴石、黑云母及某些稀土矿物（如独居石、黑稀金矿、铌钇矿、褐帘石和硅铍钇矿等）。
镥有两个天然同位素：175Lu 和176Lu 。
它们的相对丰度分别为97.39%和2.61%。
176Lu 为放射性同位素，通过β—衰变形成更稳定的176Hf 。
铪是一种分散元素，其化学性质和离子半径与锆石非常相似，因而常以类质同像替换锆的方式进入许多矿物的晶体结构，其中以锆石中铪的含量最高。
铪有6个同位素：174Hf,176Hf,177Hf,178Hf,179Hf,180Hf ，它们的相对丰度分别为：0.20%，5.2%，18.6%，27.1%，13.7%，35.2%。
其中174Hf 是放射性同位素，它通过α衰变形成稳定的170Yb 。
二、Lu-Hf 法定年基本原理：173176Lu Hf E βγ-→+++含镥岩石或矿物的年龄可根据下式计算：173177176177176177/(/)/(1)t i Hf Hf Hf Hf Lu Hf e λ=+-176Lu 的衰变常数λ=1.94±0.07×10-11a-1。
对于满足等时线年龄测定的一组样品，可采用与Sm-Nd 和Rb-Sr 法相似的等时线方法来测定样品的Lu-Hf 等时线年龄。
适合于Lu-Hf 同位素年龄测定的常见矿物为磷灰石、石榴石和独居石。
锆石的镥含量虽高达24×10-6，但因其铪含量太高；硅铍钇矿虽具有很高的镥含量，但因其极少见，因而这两个矿物通常不适合用于Lu-Hf 年龄的测定对象。
三、Lu-Hf 法定年实例1.含石榴石变质岩的Lu-Hf 同位素定年石榴石是结晶岩，特别是变质岩中一中非常常见的矿物。
石榴石具有较高的Hf 封闭温度和其中大多数包裹体矿物较低的Hf 含量使Lu-Hf 法比Sm-Nd 和Pb-Pb 法有更优越的特点。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
t
177
Hf
0 CHUR 0 CHUR
1
0
对锆石：
176
Lu/
177
Hf
0 z
0
Hf Hf 177 177 Hf Hf z z
176 176
锆石单阶段 CHUR 模式年龄
176 177 0.28286 Hf/ Hf 1 t ln 0.0334
一个超基性岩（60％橄榄石、30％斜方辉石
和10％单斜辉石）发生5－50％的部分熔融，
则Hf在熔体中的富集因子是Lu的2.3倍。
元素 离子半径（Å）
Sm3+ 1.04
Nd3+ 1.08
Lu3＋ 0.93
Hf4+ 0.81
石榴石具有强烈的亲Lu性，在地幔部分熔融过
程中发挥了重要作用，即石榴石阻止Lu进入部
176
t (176 Hf/177 Hf)R
176
Hf/ Hf
பைடு நூலகம்
177
t
CHUR or P
1 104
Hf t 对CHUR： [ 0 . 28286 0 . 0334 ( e 1)]CHUR 177 Hf CHUR
Present-day Bulk Earth (176Hf/177Hf)p=0.28295
T=4.55Ga 或
现在CHUR
(176Hf/177Hf)0CHUR=0.282772 (BLichert-Toft & Albarede,1997)
(176Lu/177Hf)0CHUR=0.0332
T=4.56Ga
(176Hf/177Hf)TCHUR=0.279742
Hf ( t )
某些稀土氧化物（如黑稀金矿）、
碳酸盐（如氟碳铈矿）、 磷酸盐（如磷钇矿和独居石）、
硅酸盐（如硅铍钇矿和褐帘石）。
这些矿物相对稀有，出现在复杂伟晶岩、富碱
侵入体和岩浆碳酸岩中。虽然它们作为副矿物
存在将使得全岩的Lu/Hf比值升高，但这些稀土
矿物对于Lu－Hf定年并不重要。
主要造岩矿物、副矿物和岩石中Lu、Hf的平均含量
7. Lu-Hf同位素年代学
7.1 Lu-Hf的地球化学性质
Lu（Z＝71）
Hf（Z＝72）
Lu和Hf的离子分别呈三价和四价。
Lu3＋的离子半径（0.93Å）与Ca2＋（0.93Å）
相似，故在晶体中可置换Ca2＋。
Hf4+的离子半径（0.81Å）几乎与Zr （0.80Å）
相等，故Hf常常出现在含Zr矿物（如斜锆石、
Hf (0)
现在CHUR
Hf/177 Hf 4 1 10 176 177 Hf/ Hf CHUR
176
(176Hf/177Hf)0CHUR=0.28286 (Patchett & Tatsumoto,1980) (176Lu/177Hf)0CHUR=0.0334 (176Hf/177Hf)TCHUR=0.27978±9
Hf的最高含量出现在含Zr矿物中：
如锆石（15200ppm）、斜锆石（13340ppm）
钛锆钍矿（4700ppm）、异性石（1740ppm）
这些矿物的Lu含量也较高，变化于：
锆石25ppm——斜锆石和异性石70ppm
但这些矿物的Lu/Hf比值很低（0.0016-0.034）
Lu的最高含量出现于：
176 176
t
0
(176 Hf/177 Hf)tZ Hf/ Hf
177
176
t
CHUR or P
1 104
CHUR模式年龄
1 t ln
176
Hf/ Hf Lu/177
177
176
Hf
0 R 0 R
176 176
Hf/ Hf Lu/177
钙长辉长无球粒陨石
Patchett et al. (1981) Tatsumoto et al. (1981)
已知陨石年龄4.55Ga，测得
176 Lu = (1.94±0.07)×10-11 /y
初始176Hf/177Hf = 0.27978 9
初始176Hf/177Hf = 0.279742 29
Lu-Hf system
T1/2 ＝
37.1109 y
vs
Sm-Nd system
T1/2 ＝
106109 y
Anczkiewic et al/ (2004) 加州Franciscan杂岩高级变质岩
沉积岩定年
55.3±1.4 Ma
南英格兰早始新统London Clay组中鲨鱼牙齿化石 Barfod et al. (2003)
Lu-Hf同位素体系对高级变质岩（含 石榴子石）和沉积岩（含磷灰石） 定年具有非常重要的应用前景。
沉积岩定年
贵州地区陡山沱组磷块岩
Barfod et al. (2002)
ε Hf (0)
176
Hf/177 Hf
176
Hf/177
Hf
测定 0 CHUR
1 104
ε Hf (t)
176
Hf/177 Hf
177
176
Hf/ Hf
i
t
CHUR
1 104
式中(176Hf/177Hf)测定为岩石的测定值 (176Hf/177Hf)0CHUR为CHUR的现代值(0.28286) (176Hf/177Hf)i为岩石的初始值，由全岩等时线确定 (176Hf/177Hf)tCHUR为岩石形成时CHUR的值 此外， (176Lu/177Hf) 0CHUR=0.0334
确定衰变常数
= (1.867±0.008)×10-11/y
辉绿岩
MC-ICPMS (Soderlund et al., 2004)
辉绿岩
变质岩定年
西格陵兰Amitsoq片麻岩全岩和锆石Lu－Hf等时 线（Pettingill et al., 1981), 与Rb－Sr等时线吻合
Lu-Hf定年 的优势
z
1
一般不用
式中=1.94×10-11y-1
锆石 两阶段DM模式年龄
两阶段DM 模式年龄结构图
某地地壳演化图，证实计算 理由和局限性 Allegre, 2008
源自 亏损地幔
Hf (t)
陆壳
(t) εHf vs. εNd for Mn nodules (open up-triangles), Fe–Mn crusts (open diamonds), oceanic basalts (open circles) and continental material (solid circles). David et al., 2001
岩石和矿物
60.0 70.0
锆 石 23.7 1 5177 Lu/Hf 变化范围： 0.0016~2.7 异性石 斜锆石
Sm/Nd变化范围：0.1~0.5
地幔橄榄岩 拉斑玄武岩 碱性玄武岩 流纹岩 花岗岩 碳酸岩
(据Faure & Mensing, 2005)
1736 13340
0.039 0.50 0.65 1.66 1.43 2.4
锆石、钛锆钍矿）中。
因此Lu和Hf是分散元素，不形成独立矿物。
Lu、Hf的地球化学性质与Sm、Nd相似：
在地幔部分熔融形成的硅酸盐岩浆中， Hf相
对于Lu发生富集，因此幔源玄武岩浆的Lu/Hf 比值一般低于地幔源区，而部分熔融残余固体 物质的Lu/Hf比值则高于地幔源区.
Patchett et al. (1981) 得出结论：
0 CHUR 0 CHUR
1
式中t代表壳-幔分离时间，0代表现在。
176 176
Hf/
177 177
Hf
Lu/
Hf
0 CHUR 0
= 0.28286, = 0.0334
CHUR
对锆石：
176
Lu/ 177 Hf
0 z
0
Hf ( t )
Hf Hf 177 Hf 177 Hf z z
分熔融岩浆，从而使得残余固体物质的Lu/Hf比 值升高。
由于石榴石具有高的Lu/Hf比值，并且具有强的
抵抗蚀变的性能，因此石榴石对Lu－Hf定年比
较有用。
一般造岩矿物中Lu和Hf的含量低（富碱矿物
如钠角闪石和霓石除外）
榍石、铬尖晶石和钛铁矿具有较高的Hf含量 （10-25ppm， Erlank et al., 1978).
174Hf 176Hf 177Hf 178Hf 179Hf
(0.162%)
(5.206%) (18.606%) (27.297%) (13.629%)
180Hf
(35.100%)
由于176Lu衰变形成176Hf，故Hf同位素丰度是 变化的
176Lu
－decay
176Hf
T1/2 ＝ 37.1109 year、
Lu (ppm)
斜长石 辉 石 角闪石 透辉石 石榴石 黑云母 钠角闪石 0.062 0.46 1.07 0.60 2.2 2.7 6.8
Hf (ppm)
0.31 3.6 0.61 2.9 2.34 1.0 33
Lu/Hf
0.20 0.13 1.75 0.21 0.94 2.7 0.21 0.0016 0.034 0.005