Pb同位素
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K=W/
• a0=9.3070.003 b0=10.2940.003 c0=29.4760.009
• a=18.700 b=15.628 c=38.63
8=0.15512510-9/a (238U的衰变常数) 5=0.9848510-9/a(235U的衰变常数) 2=0.04947510-9/a(232Th 的衰变常数)
第七节 铅同位素
一、铅稳定同位素组成
• 铅有4种稳定同位素： • 204Pb、206Pb、207Pb、208Pb
204Pb尚未被发现有放射性母体，普遍被 认为代表原始铅。
• 206Pb、207Pb、208Pb都是由放射性母体产 生的：
• 238U206Pb+84He+6-+Q 235U207Pb+74He+4-+Q 232Th208Pb+64He+4-+Q
• (1) 铅同位素组成的变化一般很明显，而 且以富含放射成因铅为特征。
• (2) 在 207Pb/204Pb—206Pb/204Pb 和 208Pb/204Pb—206Pb/204Pb图上呈线性排列 。
• (3) 采用单阶段演化模式所计算的模式年 龄与用其他方法测定的年龄是不一致的， 有时甚至是负值。
• 用样品的比值求出等时线的斜率，再用 插值法求出年龄值——模式年龄
下表是单阶段铅等时线斜率与 模式年龄对照表：
计算出模式年龄后，将他代入下式，计算、W和k值：
206 P b 204 P b
a0
e8t0 e8t
208 Pb
w
204 Pb c0 e2T e2t
Th W 99.28 232 .038
– J型铅（异常铅）——模式年龄小于矿床 （或岩石）年龄。
– B型铅（异常铅）——模式年龄大于矿床 （或岩石）年龄。
铅同位素研究中使用的参数和 符号：
• t0=45.7108a a0=206Pb/204Pb
• b0=207Pb/204Pb c0=208Pb/204Pb
• =238U/204Pb V=235U/204Pb W=232Th/204Pb =238U/235U=137.88
• m是等时线的斜率。当t=0时，称为地球 年龄线，等时线通过地球原始铅同位素组 成点。
• 前述方程式是一个超越方程，不能用代 数方法来求解，可用作图或制表的办法 来求解，同样可以得到很好的精度。
• 求解模式年龄的步骤：
• 用斜率公式，按一定的时间间隔代入到 斜率公式中的t，计算出相应的斜率值， 制成表格。
• 地质体中的206Pb、207Pb、208Pb含量随时 间而变化（增长）。
• 用204Pb作基准，用206Pb/204Pb、 207Pb/204Pb、208Pb/204Pb来表述铅的变化 规律。
几个概念：
• 放射性成因铅——岩石矿物形成以后， 由其中的238U 、235U、232Th衰变所产生的 那部分206Pb、207Pb、 208 Pb。
• 由于地壳比地幔富含铀和钍，所以第二阶段的 238U/204Pb为9.74，232Th/204Pb为37.19，Th/U为 3.78。
• 在上述两个阶段中，铅同位素都是在封闭的系 统内演化的。
两阶段年龄计算表
二 具有多阶段演化的异常铅
自然界大多数矿床都不符合单阶段演化正常铅的模式， 属于异常铅。 异常铅的特点：
• (4) 在增长曲线图中，异常铅的数据点 或是沿某一原始等时线分布，但落在不 同μ值的演化线上；
• 或是落在不同的原始等时线上，但μ值差 别不大，数据点都位于增长曲线的弦上， 不超出增长曲线;
(
207 204
PPbb)t
b0
(
206 204
P P
b b
)t
a0
1
e5T
137.88 [ e8T
e5t e8t ]
• 上式在已知t0(或T)、a0、b0和样品比值的 情况下可以求得t（成矿或成岩）年龄。
1
e5T e5t
m 137 .88 [ e8T e8t ]
二、单阶段正常铅的同位素演化
Holmes-Houtermans模式：
• 普通铅年龄测定的条件：
– 1）地球最初是流体，而且是均一的； 2）当时U、Th和Pb是均匀分布的； 3）原始铅同位素组成到处都一样； 4）后来地球成为刚体，并且U/Pb比值出现 了区域性的异常； 5）在任何给定的地区， U/Pb比值的变化只 是由U到Pb的放射性衰变造成的； 6）在普通铅矿物（如方铅矿）形成时，铅 与U、Th分离开来，而且它的同位素组成从 此保持恒定。
U 100 238 .03
• 严格符合单阶段演化模式的矿床或岩石 是比较少的，有一些矿床接近于单阶段 演化模式，如与拉斑玄武岩有关的块状 硫化物矿床、海底火山喷气沉积矿床以 及一些层控矿床等。
• Stanton and Russell（1959）选定了9个整 合型矿床，他们认为这些矿床是地幔物 质在没有受到地壳物质污染的环境中， 通过沉积作用形成的，应该具有单阶段 演化的特点。结果拟合出一条生长线， =8.99。见下图。
Stacey-Krasters两阶段正常铅演化
• 该模式假定，普通铅的演化从地球形成时 (45.7×108a)开始直到37×108a前为第一演化阶 段，其238U/204Pb为7.19，232Th/204Pb为32.2l， Th/U为4.62。
• 大约在37×108a前，由于发生分离事件，正常 铅的演化进入第二阶段，即地壳阶段。
• 普通铅——不含U、Th及其衰变系列中 的放射性同位素的矿物或岩石中的铅， 由原始铅+放射成因铅组成，其中放射 成因的铅是矿物或岩石形成以前由放射 性母体的衰变所形成的。
• 正常铅——符合单阶段演化模式，能给 出有意义模式年龄的普通铅。
• 异常铅——不符合单阶段演化模式，模 式年龄无意义的普通铅。
• 如果在t年以前铅从没有同位素分馏的体 系中分离出来, 则
(
206 P b 204 P b )t
a0
ห้องสมุดไป่ตู้ (e8T
e8t )
•
(
207 204
PPbb)t
b0
(e5T
137.88
e5t )
(
208 P 204 P
b b
)t
c0
k (e5T
e5t )
把1、2式联立，可以消去：
• a0=9.3070.003 b0=10.2940.003 c0=29.4760.009
• a=18.700 b=15.628 c=38.63
8=0.15512510-9/a (238U的衰变常数) 5=0.9848510-9/a(235U的衰变常数) 2=0.04947510-9/a(232Th 的衰变常数)
第七节 铅同位素
一、铅稳定同位素组成
• 铅有4种稳定同位素： • 204Pb、206Pb、207Pb、208Pb
204Pb尚未被发现有放射性母体，普遍被 认为代表原始铅。
• 206Pb、207Pb、208Pb都是由放射性母体产 生的：
• 238U206Pb+84He+6-+Q 235U207Pb+74He+4-+Q 232Th208Pb+64He+4-+Q
• (1) 铅同位素组成的变化一般很明显，而 且以富含放射成因铅为特征。
• (2) 在 207Pb/204Pb—206Pb/204Pb 和 208Pb/204Pb—206Pb/204Pb图上呈线性排列 。
• (3) 采用单阶段演化模式所计算的模式年 龄与用其他方法测定的年龄是不一致的， 有时甚至是负值。
• 用样品的比值求出等时线的斜率，再用 插值法求出年龄值——模式年龄
下表是单阶段铅等时线斜率与 模式年龄对照表：
计算出模式年龄后，将他代入下式，计算、W和k值：
206 P b 204 P b
a0
e8t0 e8t
208 Pb
w
204 Pb c0 e2T e2t
Th W 99.28 232 .038
– J型铅（异常铅）——模式年龄小于矿床 （或岩石）年龄。
– B型铅（异常铅）——模式年龄大于矿床 （或岩石）年龄。
铅同位素研究中使用的参数和 符号：
• t0=45.7108a a0=206Pb/204Pb
• b0=207Pb/204Pb c0=208Pb/204Pb
• =238U/204Pb V=235U/204Pb W=232Th/204Pb =238U/235U=137.88
• m是等时线的斜率。当t=0时，称为地球 年龄线，等时线通过地球原始铅同位素组 成点。
• 前述方程式是一个超越方程，不能用代 数方法来求解，可用作图或制表的办法 来求解，同样可以得到很好的精度。
• 求解模式年龄的步骤：
• 用斜率公式，按一定的时间间隔代入到 斜率公式中的t，计算出相应的斜率值， 制成表格。
• 地质体中的206Pb、207Pb、208Pb含量随时 间而变化（增长）。
• 用204Pb作基准，用206Pb/204Pb、 207Pb/204Pb、208Pb/204Pb来表述铅的变化 规律。
几个概念：
• 放射性成因铅——岩石矿物形成以后， 由其中的238U 、235U、232Th衰变所产生的 那部分206Pb、207Pb、 208 Pb。
• 由于地壳比地幔富含铀和钍，所以第二阶段的 238U/204Pb为9.74，232Th/204Pb为37.19，Th/U为 3.78。
• 在上述两个阶段中，铅同位素都是在封闭的系 统内演化的。
两阶段年龄计算表
二 具有多阶段演化的异常铅
自然界大多数矿床都不符合单阶段演化正常铅的模式， 属于异常铅。 异常铅的特点：
• (4) 在增长曲线图中，异常铅的数据点 或是沿某一原始等时线分布，但落在不 同μ值的演化线上；
• 或是落在不同的原始等时线上，但μ值差 别不大，数据点都位于增长曲线的弦上， 不超出增长曲线;
(
207 204
PPbb)t
b0
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206 204
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a0
1
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137.88 [ e8T
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• 上式在已知t0(或T)、a0、b0和样品比值的 情况下可以求得t（成矿或成岩）年龄。
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e5T e5t
m 137 .88 [ e8T e8t ]
二、单阶段正常铅的同位素演化
Holmes-Houtermans模式：
• 普通铅年龄测定的条件：
– 1）地球最初是流体，而且是均一的； 2）当时U、Th和Pb是均匀分布的； 3）原始铅同位素组成到处都一样； 4）后来地球成为刚体，并且U/Pb比值出现 了区域性的异常； 5）在任何给定的地区， U/Pb比值的变化只 是由U到Pb的放射性衰变造成的； 6）在普通铅矿物（如方铅矿）形成时，铅 与U、Th分离开来，而且它的同位素组成从 此保持恒定。
U 100 238 .03
• 严格符合单阶段演化模式的矿床或岩石 是比较少的，有一些矿床接近于单阶段 演化模式，如与拉斑玄武岩有关的块状 硫化物矿床、海底火山喷气沉积矿床以 及一些层控矿床等。
• Stanton and Russell（1959）选定了9个整 合型矿床，他们认为这些矿床是地幔物 质在没有受到地壳物质污染的环境中， 通过沉积作用形成的，应该具有单阶段 演化的特点。结果拟合出一条生长线， =8.99。见下图。
Stacey-Krasters两阶段正常铅演化
• 该模式假定，普通铅的演化从地球形成时 (45.7×108a)开始直到37×108a前为第一演化阶 段，其238U/204Pb为7.19，232Th/204Pb为32.2l， Th/U为4.62。
• 大约在37×108a前，由于发生分离事件，正常 铅的演化进入第二阶段，即地壳阶段。
• 普通铅——不含U、Th及其衰变系列中 的放射性同位素的矿物或岩石中的铅， 由原始铅+放射成因铅组成，其中放射 成因的铅是矿物或岩石形成以前由放射 性母体的衰变所形成的。
• 正常铅——符合单阶段演化模式，能给 出有意义模式年龄的普通铅。
• 异常铅——不符合单阶段演化模式，模 式年龄无意义的普通铅。
• 如果在t年以前铅从没有同位素分馏的体 系中分离出来, 则
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206 P b 204 P b )t
a0
ห้องสมุดไป่ตู้ (e8T
e8t )
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207 204
PPbb)t
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137.88
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208 P 204 P
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把1、2式联立，可以消去：