Pb同位素ppt课件

• 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。 • 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。
• 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
Pb T t 8 8 (2 0 4 ) a ( e e ) t 0 Pb 207 Pb • T t 5 5 (2 0 4 ) b ( e e ) t 0 Pb 137 .88 208 Pb T t 5 5 (2 0 4 ) c k ( e e ) t 0 Pb
• 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。
– 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 K=W/ • 8=0.15512510-9/a (238U的衰变常数) 5=0.98485109/a(235U的衰变常数) 2=0.049475109/a(232Th 的衰变常数)
• a0=9.3070.003 b0=10.2940.003 c0=29.4760.009
• a=18.700 b=15.628 c=38.63
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 此保以消去：
Pb (2 0 4 ) b T t 5 5 t 0 1 e e Pb [ ] 206 T t Pb 137 .88e 8 e8 (2 0 4 ) a t 0 Pb
207
• 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 e e m [ ] T t 137 . 88 e8 e8
• 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。
T 5
t 5
• 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。 • 用样品的比值求出等时线的斜率，在用 插值法求出年龄值——模式年龄
Pb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
208
严格符合单阶段演化模式的矿床或岩石是必 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。 • 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 • 异常铅的特点： • (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206Pb/204Pb—207Pb/204Pb和 206Pb/204Pb—208Pb/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。
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：
Pb a0 204 8Pb t0 8t e e
206
Pb c 0 204 Pb w 2T 2t e e
Th W 99 . 28232 . 038 U 100 238 . 03