放射性同位素地球化学1ppt课件
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144Nd
是稳定同位素
100
S a m p le /C h o n d r ite
C h o n d r ite N -M O R B E -M O R B O IB C o n tin e n ta l C r u s t U p p e r C ru s t L o w e r C ru s t
87Sr
= 87Sr + b-
= 87Sri + 87Rb(elt – 1)
87Sr/86Sr
= (87Sr/86Sr)i + (87Rb/86Sr)(elt – 1)
(87Sr/86Sr)BABI = 0.69899 ± 5 BABI = Basaltic Achondrite Best Initial 玄武质无球粒陨石最佳初始值
放射性衰变
放射性衰变定律
dN N dt
放射性母体原子数量
dN = lN 或dt
1
½
¼
时间
不稳定核素及其半衰期
地球化学常用 的衰变体系
地球化学常用衰变体系的一些参数
同位素比值的测量
样品离子化 和引入系统
检测系统
磁场
1.2 Rb-Sr体系
Rb是强不相容元素，Sr是中等不相容元素，在上地幔分异 过程中，他们都倾向于进入熔体； Rb的行为类似K，倾向于赋存在白云母，钾长石中； Sr的行为类似Ca，易进入斜长石，磷灰石中（不包括单斜 辉石） • 随着岩浆演化，超基性 基性 中性 酸性， Rb/Sr （87Rb/86Sr）比值升高
144Sm
: 147Sm : 148Sm : 149Sm : 150Sm : 152Sm : 154Sm = 3.09 : 14.97 : 11.24 : 13.83 : 7.44 : 26.72 : 22.71
142Nd
: 143Nd : 144Nd : 145Nd : 146Nd : 148Nd : 150Nd = 27.11 : 12.17 : 23.85 : 8.30 : 17.22 : 5.73 : 5.62
G99-2-3 赣南大余西华山岩体
南岭常见的强过铝S-型花岗岩显微照片 （引自周新民教授报告2008年）
Rb-Sr等时线实例－－玄武质无球粒陨石全岩样品
(87Sr/86Sr)BABI = 0.69899 ± 5
Rb-Sr等时线的改造 / 变质作用中的再平衡
变质作用，就是高温条件下，固态重结晶作用。 由于温度升高，发生同位素交换反应，不同矿物之间， 87Sr/86Sr 均一化； 而87Rb/86Sr（Rb/Sr）比值，受分配系数差别的制约，平衡的时 候，不同矿物之间，比值不同。
放射性同位素地 球化学1
提纲
放射性同位素地球化学(上)
放射性同位素演化的基本原理和同位素示踪的主要方法 1.1 基本原理 1.2 Rb-Sr体系 1.3 Sm-Nd体系 1.4 U-Th-Pb体系 1.5 Lu-Hf体系 1.6 Re-Os体系
1.1 基本原理
衰变定律
ห้องสมุดไป่ตู้
D = D0 + N (elt - 1)
Sm-Nd同位素体系的地球化学意义
• 通过对陨石系统的研究，建立了壳幔演化关系模型， 其中包括亏损地幔演化模型、全球地壳生长模型和 区域初生地壳加入模型，并建立了岩浆物质来源的 示踪研究方法； • 对于高级变质变质事件定年，具有重要作用。
球粒陨石全岩样品Sm-Nd等时线－－CHUR
10
不同 壳幔 端元 REE 组成
1
La C e Pr N d Sm Eu G d Tb D y H o Er Tm Yb Lu
基本的数学关系与参数
147Sm 143Nd
= 143Nd + a = 143Ndi + 147Sm(elt – 1) = (143Nd/144Nd )i + (147Sm / 144Nd) (elt – 1)
海水Sr同位素组成与壳幔Sr循环模式
1.3 Sm-Nd 体系
• Sm 和 Nd 都是轻稀土元素，都是中等不相容元素，在地幔 和地壳的部分熔融过程中，易进入熔体相 • Nd原子序数低于Sm 离子半径大于Sm 分配系数小于 Sm，比Sm容易进入熔体相 • 因此，随着岩浆演化，超基性 基性 中性 酸性， Sm/Nd（147Sm/144Nd）比值依次降低
Rb-Sr等时线的形成
87Sr 86Sr
( )
87Sr 86Sr
o
a
b
87Rb
86Sr
c
to
Rb-Sr等时线的形成
87Sr 86Sr
c1 a1 a b1
t1
( )
87Sr 86Sr
o
b
87Rb
86Sr
c
to
Rb-Sr等时线的形成
t2
87Sr 86Sr
c2 b2 a2 a1 a b1 c1
t1
( )
87Sr 86Sr
o
b
87Rb
86Sr
c
to
Rb-Sr等时线示意图
Qtz
Ms Ms Ms Ms 1mm a Qtz Kfs c
Qtz Kfs
Kfs
Ms
Qtz
0.5mm
赣南会昌高排岩体 G99-18-2
b
d
GD06-3 粤北翁源帽峰岩体
Ms
Pl
Qtz
Kfs
Ms Bt
Ms
Ms 1mm
粤北始兴司前岩体 GD 08
•
87Rb 85Rb 84Sr
87Sr + b粒子 : 87Rb = 72 : 28
(l = 1.42 x 10-11 a-1)
: 86Sr : 87Sr : 88Sr （平均） = 0.56 : 9.87 : 7.04 : 82.53
86Sr
是稳定同位素
基本的数学关系与参数
87Rb
Rb-Sr等时线的改造 / 变质作用中的再平衡
Sr同位素比值的演化(1)
随着岩浆演化，超基性 基性 中性 酸性，87Rb/86Sr比值升高
Sr同位素比值的演化(2)
35亿年以来海相碳酸盐Sr同位素组成及其对海水Sr同位素 组成演化手指示。理解图意，对比地幔Nd同位素演化!
Sr同位素比值的演化(2) －显生宙海水
143Nd/144Nd
(143Nd/144Nd )CHUR = 0.512638 (147Sm/144Nd) CHUR = 0.1967 CHUR = Chondrite Uniform Reservior, 球粒陨石均一库
eNd=
143Nd/ 144Nd
- (143Nd/144Nd) CHUR 4 ×１０ 143 144 ( Nd/ Nd) CHUR
是稳定同位素
100
S a m p le /C h o n d r ite
C h o n d r ite N -M O R B E -M O R B O IB C o n tin e n ta l C r u s t U p p e r C ru s t L o w e r C ru s t
87Sr
= 87Sr + b-
= 87Sri + 87Rb(elt – 1)
87Sr/86Sr
= (87Sr/86Sr)i + (87Rb/86Sr)(elt – 1)
(87Sr/86Sr)BABI = 0.69899 ± 5 BABI = Basaltic Achondrite Best Initial 玄武质无球粒陨石最佳初始值
放射性衰变
放射性衰变定律
dN N dt
放射性母体原子数量
dN = lN 或dt
1
½
¼
时间
不稳定核素及其半衰期
地球化学常用 的衰变体系
地球化学常用衰变体系的一些参数
同位素比值的测量
样品离子化 和引入系统
检测系统
磁场
1.2 Rb-Sr体系
Rb是强不相容元素，Sr是中等不相容元素，在上地幔分异 过程中，他们都倾向于进入熔体； Rb的行为类似K，倾向于赋存在白云母，钾长石中； Sr的行为类似Ca，易进入斜长石，磷灰石中（不包括单斜 辉石） • 随着岩浆演化，超基性 基性 中性 酸性， Rb/Sr （87Rb/86Sr）比值升高
144Sm
: 147Sm : 148Sm : 149Sm : 150Sm : 152Sm : 154Sm = 3.09 : 14.97 : 11.24 : 13.83 : 7.44 : 26.72 : 22.71
142Nd
: 143Nd : 144Nd : 145Nd : 146Nd : 148Nd : 150Nd = 27.11 : 12.17 : 23.85 : 8.30 : 17.22 : 5.73 : 5.62
G99-2-3 赣南大余西华山岩体
南岭常见的强过铝S-型花岗岩显微照片 （引自周新民教授报告2008年）
Rb-Sr等时线实例－－玄武质无球粒陨石全岩样品
(87Sr/86Sr)BABI = 0.69899 ± 5
Rb-Sr等时线的改造 / 变质作用中的再平衡
变质作用，就是高温条件下，固态重结晶作用。 由于温度升高，发生同位素交换反应，不同矿物之间， 87Sr/86Sr 均一化； 而87Rb/86Sr（Rb/Sr）比值，受分配系数差别的制约，平衡的时 候，不同矿物之间，比值不同。
放射性同位素地 球化学1
提纲
放射性同位素地球化学(上)
放射性同位素演化的基本原理和同位素示踪的主要方法 1.1 基本原理 1.2 Rb-Sr体系 1.3 Sm-Nd体系 1.4 U-Th-Pb体系 1.5 Lu-Hf体系 1.6 Re-Os体系
1.1 基本原理
衰变定律
ห้องสมุดไป่ตู้
D = D0 + N (elt - 1)
Sm-Nd同位素体系的地球化学意义
• 通过对陨石系统的研究，建立了壳幔演化关系模型， 其中包括亏损地幔演化模型、全球地壳生长模型和 区域初生地壳加入模型，并建立了岩浆物质来源的 示踪研究方法； • 对于高级变质变质事件定年，具有重要作用。
球粒陨石全岩样品Sm-Nd等时线－－CHUR
10
不同 壳幔 端元 REE 组成
1
La C e Pr N d Sm Eu G d Tb D y H o Er Tm Yb Lu
基本的数学关系与参数
147Sm 143Nd
= 143Nd + a = 143Ndi + 147Sm(elt – 1) = (143Nd/144Nd )i + (147Sm / 144Nd) (elt – 1)
海水Sr同位素组成与壳幔Sr循环模式
1.3 Sm-Nd 体系
• Sm 和 Nd 都是轻稀土元素，都是中等不相容元素，在地幔 和地壳的部分熔融过程中，易进入熔体相 • Nd原子序数低于Sm 离子半径大于Sm 分配系数小于 Sm，比Sm容易进入熔体相 • 因此，随着岩浆演化，超基性 基性 中性 酸性， Sm/Nd（147Sm/144Nd）比值依次降低
Rb-Sr等时线的形成
87Sr 86Sr
( )
87Sr 86Sr
o
a
b
87Rb
86Sr
c
to
Rb-Sr等时线的形成
87Sr 86Sr
c1 a1 a b1
t1
( )
87Sr 86Sr
o
b
87Rb
86Sr
c
to
Rb-Sr等时线的形成
t2
87Sr 86Sr
c2 b2 a2 a1 a b1 c1
t1
( )
87Sr 86Sr
o
b
87Rb
86Sr
c
to
Rb-Sr等时线示意图
Qtz
Ms Ms Ms Ms 1mm a Qtz Kfs c
Qtz Kfs
Kfs
Ms
Qtz
0.5mm
赣南会昌高排岩体 G99-18-2
b
d
GD06-3 粤北翁源帽峰岩体
Ms
Pl
Qtz
Kfs
Ms Bt
Ms
Ms 1mm
粤北始兴司前岩体 GD 08
•
87Rb 85Rb 84Sr
87Sr + b粒子 : 87Rb = 72 : 28
(l = 1.42 x 10-11 a-1)
: 86Sr : 87Sr : 88Sr （平均） = 0.56 : 9.87 : 7.04 : 82.53
86Sr
是稳定同位素
基本的数学关系与参数
87Rb
Rb-Sr等时线的改造 / 变质作用中的再平衡
Sr同位素比值的演化(1)
随着岩浆演化，超基性 基性 中性 酸性，87Rb/86Sr比值升高
Sr同位素比值的演化(2)
35亿年以来海相碳酸盐Sr同位素组成及其对海水Sr同位素 组成演化手指示。理解图意，对比地幔Nd同位素演化!
Sr同位素比值的演化(2) －显生宙海水
143Nd/144Nd
(143Nd/144Nd )CHUR = 0.512638 (147Sm/144Nd) CHUR = 0.1967 CHUR = Chondrite Uniform Reservior, 球粒陨石均一库
eNd=
143Nd/ 144Nd
- (143Nd/144Nd) CHUR 4 ×１０ 143 144 ( Nd/ Nd) CHUR