同位素地质年代学-Sm-Nd法
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143
Sm
143 60
Nd+ He+E
4 2
143 147 Nd Nd Sm t 144 (e 1) 144 144 Nd Nd 0 Nd
Sm (Z=62) Nd ogo及名称
Sm-Nd化学性质
REE为不相容元素，按照D分
Sample DM 147 143 143 Nd Sample Sm Nd t (0.12 )(e 1) 144 Nd 144 Nd 144 Nd 1 0 0 0 ln 1 DM 147 λ Sm 0.12 144 Nd 0
T2DM
上式中t为岩石的形成（变质、结晶或沉积）年龄。
公司logo及名称
两阶段模式年龄
那么，亏损地幔147Sm/144Nd的现今值为何是0.2137？
公司logo及名称
亏损地幔性质
公司logo及名称
亏损地幔性质
公司logo及名称
两阶段模式年龄
对于CHUR， 143Nd/144Nd和 147Sm/144Nd可测
公司logo及名称
T2DM
公司logo及名称
两阶段模式年龄
模式年龄的计算只适合于样品的147Sm/144Nd=0.09~0.13，如果样品 的147Sm/144Nd<0.09或>0.13，一些学者提出是岩石形成时Sm/Nd分 馏造成的，而地壳的平均147Sm/144Nd=0.12，此时可采用二阶段模 式年龄：
DNd<DSm
在一次岩浆作用过程中，
(Sm/Nd)l
的关系是？
(Sm/Nd)0
(Sm/Nd)R
公司logo及名称
如何用于研究大陆地壳的增长方式？
公司logo及名称
研究大陆地壳增长过程
假设某陆壳从亏损地幔储库抽离出来， 计算该陆壳从亏损地幔抽离的时间。
那么，啥是亏损地幔？
公司 logo及名称 Oceanic basalts are produced at ocean ridges and ocean island
在低温及高温条件下，由于重核同位素质量差极小（~1%），因此，重 核同位素在各种地质作用过程中可视作不分馏（离），即，某元素的同 位素在各自然体系中保持一定的比例。例如：
公司logo及名称
复习及引申
某元素的同位素在各自然体系中保持一定的比例。例如：
公司logo及名称
Sm-Nd化学性质
147 62
如果储库瑞利抽离，Sm/Nd比值改变，那么，放射性累积概率会随时改变。
Workman， 2005，EPSL
困难：脉动式， 阶段性，抽离体 积是否有变化
公司logo 那么， 700 及名称 Ma， 1500 Ma之前， DM, EM1，HIMU情况如何？
储库子体是测出来的，母体是算出来的。计算过程中假 定抽离不改变成分，仅放射性累积改变同位素组分。 根据衰变方程计算，可做宽松估算校正。中新生代，由 于放射性累积较少，可以直接应用现今值。
Tengchong Cenozoic volcanic rocks
公司logo及名称
总结
模式年龄代表从亏损地幔抽离的一种模型 TDM， T2DM 亏损地幔： 母子体比值算得，子体比值测得 CHUR：母子体比值测得，子体比值测得 万分偏差 储库的问题
CHUR≈BSE
公司 logo及名称 Oceanic basalts are produced at ocean ridges and ocean island
Materials: unaffected by old continents, but derived from the mantle 岩浆作用过程中Sr-Hf-Nd-Pb子体同位素不变 大洋岩石圈源自地幔，经过了较短的演化时间和演化寿命经历了较少的混染
0.51315 0.2137
(147Sm/144Nd)DM=0.2137
什么是储库？
（Cawood et al., 2013, GSA Bulletin,125(1/2): 14–32） 公司 logo及名称
储库子体是测出来的，母体是算出来的。计算过程中假定抽离不改变成分，仅放射性累 积改变同位素组分。
Sm-Nd体系
李大鹏
dpli@
公司logo及名称
Rb-Sr等时线 样品要求 同源、同时、体系封闭
复习及引申
原理 示踪初步： 一次岩浆作用过程中，重核子体同位素比值保持不变 比如：87Sr/86Sr在一次岩浆作用过程中保持不变 比如：147Sm， 148Sm， 149Sm等比例进入一次岩浆作用过程 也就是说，会存在以下的说法：
Materials: unaffected by old continents, but derived from the mantle 岩浆作用过程中Sr-Hf-Nd-Pb子体同位素不变 大洋岩石圈源自地幔，经过了较短的演化时间和演化寿命经历了较少的混染
T1/ 2 1.06 10 y
11
Ln2 12 1 6.54 10 y 11 1.06 10
John William Strutt Third Baron Rayleigh 瑞利男爵三世 1895 年瑞利 成功地分离 出惰性气体 氩 而 荣 获 1904 年诺贝 尔物理奖。 他还发现， 现 称 为 瑞 利 已知：BSE母、子体 散 射 ； 解 析 已知：DM子体 天空为何是 蓝 色 的 。 已知：DM从BSE中抽离时间
什么是储库？
在自然界存在一种特殊的体系，在一定物理化学条件下发生物相分离。 公司logo及名称 分离前不同物相之间保持着热力学平衡并处于封闭体系状态，但分离之 后一相物质不断离开体系，不再与另一相保持平衡。这种在开放体系中 进行的过程称之为瑞利过程，在瑞利过程中发生的同位素分馏称之为瑞 利分馏。
有限（体积）瑞利过程久 期演化，化学组分发生改 变。
Sm
143 60
Nd+ He+E
4 2
143 147 Nd Nd Sm t 144 (e 1) 144 144 Nd Nd 0 Nd
Sm (Z=62) Nd ogo及名称
Sm-Nd化学性质
REE为不相容元素，按照D分
Sample DM 147 143 143 Nd Sample Sm Nd t (0.12 )(e 1) 144 Nd 144 Nd 144 Nd 1 0 0 0 ln 1 DM 147 λ Sm 0.12 144 Nd 0
T2DM
上式中t为岩石的形成（变质、结晶或沉积）年龄。
公司logo及名称
两阶段模式年龄
那么，亏损地幔147Sm/144Nd的现今值为何是0.2137？
公司logo及名称
亏损地幔性质
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亏损地幔性质
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两阶段模式年龄
对于CHUR， 143Nd/144Nd和 147Sm/144Nd可测
公司logo及名称
T2DM
公司logo及名称
两阶段模式年龄
模式年龄的计算只适合于样品的147Sm/144Nd=0.09~0.13，如果样品 的147Sm/144Nd<0.09或>0.13，一些学者提出是岩石形成时Sm/Nd分 馏造成的，而地壳的平均147Sm/144Nd=0.12，此时可采用二阶段模 式年龄：
DNd<DSm
在一次岩浆作用过程中，
(Sm/Nd)l
的关系是？
(Sm/Nd)0
(Sm/Nd)R
公司logo及名称
如何用于研究大陆地壳的增长方式？
公司logo及名称
研究大陆地壳增长过程
假设某陆壳从亏损地幔储库抽离出来， 计算该陆壳从亏损地幔抽离的时间。
那么，啥是亏损地幔？
公司 logo及名称 Oceanic basalts are produced at ocean ridges and ocean island
在低温及高温条件下，由于重核同位素质量差极小（~1%），因此，重 核同位素在各种地质作用过程中可视作不分馏（离），即，某元素的同 位素在各自然体系中保持一定的比例。例如：
公司logo及名称
复习及引申
某元素的同位素在各自然体系中保持一定的比例。例如：
公司logo及名称
Sm-Nd化学性质
147 62
如果储库瑞利抽离，Sm/Nd比值改变，那么，放射性累积概率会随时改变。
Workman， 2005，EPSL
困难：脉动式， 阶段性，抽离体 积是否有变化
公司logo 那么， 700 及名称 Ma， 1500 Ma之前， DM, EM1，HIMU情况如何？
储库子体是测出来的，母体是算出来的。计算过程中假 定抽离不改变成分，仅放射性累积改变同位素组分。 根据衰变方程计算，可做宽松估算校正。中新生代，由 于放射性累积较少，可以直接应用现今值。
Tengchong Cenozoic volcanic rocks
公司logo及名称
总结
模式年龄代表从亏损地幔抽离的一种模型 TDM， T2DM 亏损地幔： 母子体比值算得，子体比值测得 CHUR：母子体比值测得，子体比值测得 万分偏差 储库的问题
CHUR≈BSE
公司 logo及名称 Oceanic basalts are produced at ocean ridges and ocean island
Materials: unaffected by old continents, but derived from the mantle 岩浆作用过程中Sr-Hf-Nd-Pb子体同位素不变 大洋岩石圈源自地幔，经过了较短的演化时间和演化寿命经历了较少的混染
0.51315 0.2137
(147Sm/144Nd)DM=0.2137
什么是储库？
（Cawood et al., 2013, GSA Bulletin,125(1/2): 14–32） 公司 logo及名称
储库子体是测出来的，母体是算出来的。计算过程中假定抽离不改变成分，仅放射性累 积改变同位素组分。
Sm-Nd体系
李大鹏
dpli@
公司logo及名称
Rb-Sr等时线 样品要求 同源、同时、体系封闭
复习及引申
原理 示踪初步： 一次岩浆作用过程中，重核子体同位素比值保持不变 比如：87Sr/86Sr在一次岩浆作用过程中保持不变 比如：147Sm， 148Sm， 149Sm等比例进入一次岩浆作用过程 也就是说，会存在以下的说法：
Materials: unaffected by old continents, but derived from the mantle 岩浆作用过程中Sr-Hf-Nd-Pb子体同位素不变 大洋岩石圈源自地幔，经过了较短的演化时间和演化寿命经历了较少的混染
T1/ 2 1.06 10 y
11
Ln2 12 1 6.54 10 y 11 1.06 10
John William Strutt Third Baron Rayleigh 瑞利男爵三世 1895 年瑞利 成功地分离 出惰性气体 氩 而 荣 获 1904 年诺贝 尔物理奖。 他还发现， 现 称 为 瑞 利 已知：BSE母、子体 散 射 ； 解 析 已知：DM子体 天空为何是 蓝 色 的 。 已知：DM从BSE中抽离时间
什么是储库？
在自然界存在一种特殊的体系，在一定物理化学条件下发生物相分离。 公司logo及名称 分离前不同物相之间保持着热力学平衡并处于封闭体系状态，但分离之 后一相物质不断离开体系，不再与另一相保持平衡。这种在开放体系中 进行的过程称之为瑞利过程，在瑞利过程中发生的同位素分馏称之为瑞 利分馏。
有限（体积）瑞利过程久 期演化，化学组分发生改 变。