南京大学同位素地质学-14Os同位素演化-Os同位素地球化学资料
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14 Os同位素演化/Os同位素地ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ化学
14.1 地球锇同位素组成的原始值
研究锇同位素组成在地幔中的演化，首先要 知道地球形成时锇同位素的组成 。如同SrNd-Pb同位素在地球中的原始值是从测量适 当的陨百中相应的同位素组成获得的那样，
地球的Os同位素组成的原始值也是从陨石研 究中获得的。
➢Luck等(1980)首先采用SIMS方法研究了5个 不同类型的铁陨石，包括1个球粒陨石金属相的 Re-Os同位素体系，获得Re-Os同位素等时线， 得出初始值187Os/186Os=0.805±0.011
Allegre and Luck (1980).
对显生宙蛇绿岩中纯橄榄岩和 方辉橄榄岩Re-Os同位素研究 得到187Os/186Os初始值：
120Ma的Oman：1.050
220Ma的Toba(日本)：1.029
都落在球粒陨石地幔演化线上， 表明显生宙地幔的锇同位素组 成也符合球粒陨石演化。
澳大利亚西部晚太古代绿岩地体中有大量的科马 提 岩 赋 存 富 Ni-Cu-PGE 的 硫 化 物 矿 床 。 Forster 等(1996)对该地三个矿区采集的20多个硫化物矿 石和科马提岩样品作Re-Os同位素体系研究：
其中13个含矿岩浆硫化物样品和非矿化的科马提 岩 Re-Os 同 位 素 等 时 线 年 龄 为 2706±36Ma （ 与 U-Pb 锆 石 年 龄 一 致 ） ， 初 始 值 187Os/188Os=0.10889 ±0.00035，说明太古宙地 幔中锇同位素组成也具球粒陨石演化特征。
187Os/186Os=0.802±0.049
因此，地球原始值在此值附近
14.2 地幔锇同位素组成的演化 （1）现代地幔和陨石的Re/Os比值
陨石
地外物质包括球粒陨石及其分异的铁陨石、玄武质 无 球 粒 陨 石 (BAC) 和 月 岩 ;Os 的 丰 度 变 化 范 围 很 大 (10-12~10-4)，但是它们的Re/Os值几乎稳定在0.1
➢由上述全部陨石获得Re-Os同位素等时线， 得出初始值187Os/186Os=0.805±0.006 (Luck & Allegre,1983)。
Walker & Morgan(1989)研究了碳质球粒陨石 的Re-Os同位素体系，由7个不同类型的碳质球 粒陨石得到的Re-Os同位素等时线，与铁陨石 的等时线(Luck et al, 1980; Luck & Allegre, 1983)，基本上是一致的，得初始值:
为了检验地幔的锇同位素组成的演化，对于太 古宙绿岩带中的基性岩、超基性岩、科马提岩， 元古宙和显生宙的蛇绿岩等幔源地质样品，进 行广泛的Re-Os同位素体系研究，结果表明地 幔中锇同位素演化具球粒陨石的特征
Walker 等 (1988) 从 加 拿 大 Ontario省Munro Township太古代科 马提岩12个样品得到Re-Os等 时线年龄2.65±0.09Ga（与UPb锆石年龄2.70Ga相一致）
据此，获得地幔现在值: 187Os/186Os=1.04 187Os/188Os= 0.11 187Re/186Os = 3.15 (l=1.61×10－11a－1)
由此获得的地幔 187Re/186Os = 3.15 与许多陨石的值（3.1~3.3）是一致的，如： C1、C2、H、L、E球粒陨石 Angra dos Reis无球粒陨石 铁陨石 （见下述）
Allegre & Luck(1980)研究的锇铱矿样品采自: 南非的Witwatersrand (2700Ma) 澳 大 利 亚 的 Tasmania (630Ma) 和 Waratah
Bay (430~550Ma) 前苏联的Urals(240Ma) 和哥伦比亚(90Ma)
这些样品的187Os/186Os测 量值与铁陨石的初始值 (0.805) 构 成 一 条 直 线 ( 图 4.3) ， 它 代 表 了 地 幔 中 锇 同位素组成演化的模式。
Luck等(1980)：T= 4.55Ga, 187Os/186Os=0.805±0.011
➢后来增加了2个铁陨石、1个中铁陨石和9个 不同类型的球粒陨石，由上述10个球粒陨石的 金属相，获得Re-Os同位素等时线，得出初始 值187Os/186Os=0.800±0.024
➢由上述7个铁陨石和1个中铁陨石，获得ReOs 同 位 素 等 时 线 ， 得 出 初 始 值 187Os/186Os=0.807±0.006
初 始 值 187Os/186Os = 0.873 ±0.035, 落在球粒陨石地幔演 化线上，对太古宙地幔锇同位 素演化提供了有力的制约。
Evolution of the 187Os/186Os ratio of the mantle from osmiridiums associated with ultrabasic rocks.
Walker & Morgan (1989)研究的6个碳质球 粒陨石的 187Re/186Os = 3.0~3.5，与地幔值 一致，表明地幔的锇同位素演化具有球粒陨 石的性质。
Morgan (1985)研究了不同类型的球粒陨石 的 Os/Re 值 ， 认 为 地 幔 的 Os/Re 值 与 C3O 、 C3V 、 E4 、 E5 、 E6 族 球 粒 陨 石 的 相 同 ， 为 Os/Re=11.8，相当于187Re/186Os=3.39。
陨石
而 地 球 物 质 和 火 星 陨 石 (SNC) 中 Os 的 丰 度 较 低 ( 为 1012~10-9)，变化范围小于地外物质，但是它们的 Re/Os值 变化很大（达4个数量级：0.01~100)，并且它们的Re-Os 丰度呈现明显的负相关性，与地外物质有显著差异。
在海岛玄武岩 (OIB)、洋中脊 玄武岩(MORB) 和科马提岩中
Re的丰度大于 Os.
而在幔源橄榄岩 包体中Os的丰度 大于Re。
（2） 地幔锇同位素演化
锇铱矿中Os含量高而不含Re，因而其现代锇 同位素组成即为样品形成时的初始值；而且锇 铱矿的幔源成因，
因此，Allegre and Luck(1980)采用已知年龄 的不同时代锇铱矿的锇同位素组成代表锇铱矿 形成时地幔的锇同位素组成，从而研究地幔中 锇同位素组成的演化。
14.1 地球锇同位素组成的原始值
研究锇同位素组成在地幔中的演化，首先要 知道地球形成时锇同位素的组成 。如同SrNd-Pb同位素在地球中的原始值是从测量适 当的陨百中相应的同位素组成获得的那样，
地球的Os同位素组成的原始值也是从陨石研 究中获得的。
➢Luck等(1980)首先采用SIMS方法研究了5个 不同类型的铁陨石，包括1个球粒陨石金属相的 Re-Os同位素体系，获得Re-Os同位素等时线， 得出初始值187Os/186Os=0.805±0.011
Allegre and Luck (1980).
对显生宙蛇绿岩中纯橄榄岩和 方辉橄榄岩Re-Os同位素研究 得到187Os/186Os初始值：
120Ma的Oman：1.050
220Ma的Toba(日本)：1.029
都落在球粒陨石地幔演化线上， 表明显生宙地幔的锇同位素组 成也符合球粒陨石演化。
澳大利亚西部晚太古代绿岩地体中有大量的科马 提 岩 赋 存 富 Ni-Cu-PGE 的 硫 化 物 矿 床 。 Forster 等(1996)对该地三个矿区采集的20多个硫化物矿 石和科马提岩样品作Re-Os同位素体系研究：
其中13个含矿岩浆硫化物样品和非矿化的科马提 岩 Re-Os 同 位 素 等 时 线 年 龄 为 2706±36Ma （ 与 U-Pb 锆 石 年 龄 一 致 ） ， 初 始 值 187Os/188Os=0.10889 ±0.00035，说明太古宙地 幔中锇同位素组成也具球粒陨石演化特征。
187Os/186Os=0.802±0.049
因此，地球原始值在此值附近
14.2 地幔锇同位素组成的演化 （1）现代地幔和陨石的Re/Os比值
陨石
地外物质包括球粒陨石及其分异的铁陨石、玄武质 无 球 粒 陨 石 (BAC) 和 月 岩 ;Os 的 丰 度 变 化 范 围 很 大 (10-12~10-4)，但是它们的Re/Os值几乎稳定在0.1
➢由上述全部陨石获得Re-Os同位素等时线， 得出初始值187Os/186Os=0.805±0.006 (Luck & Allegre,1983)。
Walker & Morgan(1989)研究了碳质球粒陨石 的Re-Os同位素体系，由7个不同类型的碳质球 粒陨石得到的Re-Os同位素等时线，与铁陨石 的等时线(Luck et al, 1980; Luck & Allegre, 1983)，基本上是一致的，得初始值:
为了检验地幔的锇同位素组成的演化，对于太 古宙绿岩带中的基性岩、超基性岩、科马提岩， 元古宙和显生宙的蛇绿岩等幔源地质样品，进 行广泛的Re-Os同位素体系研究，结果表明地 幔中锇同位素演化具球粒陨石的特征
Walker 等 (1988) 从 加 拿 大 Ontario省Munro Township太古代科 马提岩12个样品得到Re-Os等 时线年龄2.65±0.09Ga（与UPb锆石年龄2.70Ga相一致）
据此，获得地幔现在值: 187Os/186Os=1.04 187Os/188Os= 0.11 187Re/186Os = 3.15 (l=1.61×10－11a－1)
由此获得的地幔 187Re/186Os = 3.15 与许多陨石的值（3.1~3.3）是一致的，如： C1、C2、H、L、E球粒陨石 Angra dos Reis无球粒陨石 铁陨石 （见下述）
Allegre & Luck(1980)研究的锇铱矿样品采自: 南非的Witwatersrand (2700Ma) 澳 大 利 亚 的 Tasmania (630Ma) 和 Waratah
Bay (430~550Ma) 前苏联的Urals(240Ma) 和哥伦比亚(90Ma)
这些样品的187Os/186Os测 量值与铁陨石的初始值 (0.805) 构 成 一 条 直 线 ( 图 4.3) ， 它 代 表 了 地 幔 中 锇 同位素组成演化的模式。
Luck等(1980)：T= 4.55Ga, 187Os/186Os=0.805±0.011
➢后来增加了2个铁陨石、1个中铁陨石和9个 不同类型的球粒陨石，由上述10个球粒陨石的 金属相，获得Re-Os同位素等时线，得出初始 值187Os/186Os=0.800±0.024
➢由上述7个铁陨石和1个中铁陨石，获得ReOs 同 位 素 等 时 线 ， 得 出 初 始 值 187Os/186Os=0.807±0.006
初 始 值 187Os/186Os = 0.873 ±0.035, 落在球粒陨石地幔演 化线上，对太古宙地幔锇同位 素演化提供了有力的制约。
Evolution of the 187Os/186Os ratio of the mantle from osmiridiums associated with ultrabasic rocks.
Walker & Morgan (1989)研究的6个碳质球 粒陨石的 187Re/186Os = 3.0~3.5，与地幔值 一致，表明地幔的锇同位素演化具有球粒陨 石的性质。
Morgan (1985)研究了不同类型的球粒陨石 的 Os/Re 值 ， 认 为 地 幔 的 Os/Re 值 与 C3O 、 C3V 、 E4 、 E5 、 E6 族 球 粒 陨 石 的 相 同 ， 为 Os/Re=11.8，相当于187Re/186Os=3.39。
陨石
而 地 球 物 质 和 火 星 陨 石 (SNC) 中 Os 的 丰 度 较 低 ( 为 1012~10-9)，变化范围小于地外物质，但是它们的 Re/Os值 变化很大（达4个数量级：0.01~100)，并且它们的Re-Os 丰度呈现明显的负相关性，与地外物质有显著差异。
在海岛玄武岩 (OIB)、洋中脊 玄武岩(MORB) 和科马提岩中
Re的丰度大于 Os.
而在幔源橄榄岩 包体中Os的丰度 大于Re。
（2） 地幔锇同位素演化
锇铱矿中Os含量高而不含Re，因而其现代锇 同位素组成即为样品形成时的初始值；而且锇 铱矿的幔源成因，
因此，Allegre and Luck(1980)采用已知年龄 的不同时代锇铱矿的锇同位素组成代表锇铱矿 形成时地幔的锇同位素组成，从而研究地幔中 锇同位素组成的演化。