南京大学同位素地质学-08Re-Os同位素年代学

Re是分散元素，在辉钼矿中含量最高（变化 于几ppm至1.88%）。
只有在CuReS4, (Seyfullin, et al., 1975）矿 物中，Re是主要成分。
在火成岩中，Re的丰度大致为0.5 ppb。
Os在周期表中位于VIIB族，是一个Pt族元素
Os具有亲硫的地球化学性质，主要出现在铱 锇矿矿物中，
187 Os 188 Os
187 188
Os Os
i
187 Re 188 Os
(et
1)
以下早期例子为与引用文献一致仍用187Os/186Os
在假定Os同位素初始比值的前提下，从单个 样品的分析数据可以计算出其模式年龄。
或者测定一套符合等时线条件的样品，用等 时线法计算年龄和初始比值。
辉钼矿具有很高的Re含量（2-230ppm）， 但Os含量低于0.2ppm（Hirt et al., 1963） 并且主要是由187Re衰变成因的187Os。
包括Os在内的 Pt族元素在含有Cu、Ni硫化物 的超基性岩和辉长岩、以及碲化物、硒化物、 砷化物和锑化物中含量较高。
Os的地壳丰度大致为0.4 ppb。
在太阳系中，Re、Os的绝对丰度: ➢ Re= 5.0710-2 个原子/106个Si原子, ➢ Os = 7.1710-1个原子/106个Si原子, ➢ Re/Os比值≈0.072。
8、Re-Os同位素年代学
187Re -衰变为187Os不仅可用来研究铁陨 石的来源，还可对Cu、Mo硫化物矿物等 进行定年
结合Rb-Sr、Sm-Nd、Lu-Hf和U-Pb同位 素，可用来研究地幔的分异和陆壳的增长
8.1 Re、Os的地球化学性质
Re与Mn和Te属于VIIB族元素，但Re的地球 化学性质更接近于Mo。
➢Luck et al. (1980)从铁陨石Re-Os等时线获得 T1/2=(4.270.2)1010a
➢Luck & Allegre (1983)修订结果为 T1/2=(4.560.11)1010a和 =（1.520.04)10-11a-1
➢Yin et al. (1993) 给出 =（1.640.05)10-11a-1
（Walker et al., 1991），因此在陨石定年中 采用187Os/186Os问题不大。
➢ 但对含Pt族元素的矿床进行Re-Os定年时，由 于Pt/Os比值可能很高，相当一部分186Os可能 是由190Pt衰变产生，从而导致定年偏差。
为 避 免 该 问 题 ， 现 多 采 用 187Os/188Os 比 值 （如Fehn et al., 1986; Dickin et al., 1992） (见下式)。
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。
5.2 Re-Os定年 Re有2个天然存在的同位素，其丰度如下： 185Re，37.398%，稳定 187Re，62.602%，放射性
187Re通过衰变成为187Os：
➢Shen et al.(1998)陨石 =1.6610-11a-1
➢Shirey & Walk(1998) 陨石 =（1.6660.017)10-11a-1
Os有7个天然出现的稳定同位素。 Luck & Allegre (1983): (NH4)2OsCl6的Os同位素丰度： 184Os = 0.023% 186Os = 1.600% 187Os = 1.510% 188Os = 13.ຫໍສະໝຸດ Baidu86% 189Os = 16.251% 190Os = 26.369% 192Os = 40.957%
因此辉钼矿具有非常高的Re/Os比值，特别 适合于Re-Os定年。为含辉钼矿的热液脉状 矿床的定年提供了一种有效的方法。
Hirt et al. (1963) 试图用Re-Os等时线法对 14个铁陨石进行定年，其结果(4.0 ± 0.8Ga) 精度较差，不能说明铁陨石是否与石陨石同 时形成。
Luck et al. (1980) 和Luck & Allegre (1983)用离子探针 质谱和同位素稀释 法测定Re、Os的含 量，获得了较高的 精度(4.42±0.20Ga)
与金属陨石相比，地球和月球上由硅酸盐 矿物组成的岩石极度亏损Re和Os，这是由 于亲硫Re、Os的进入了地核的结果。
｝ ➢ 橄榄岩 Re/Os = 0.081
➢ 陨石 Re/Os = 0.083
相似
➢ 拉斑玄武岩和花岗岩的Re/Os比值则高得 多（10-30）
➢ 地壳岩石的高Re/Os比值主要是由于Os含 量降低而不是由于Re含量增加的缘故。
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
陨石
而地球物质和火星陨石(SNC)中Os的丰度较低(为10-12~10-9), 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。
❖ Hirt et al.（1963）首先用187Os/186Os来表 示Os同位素的组成，后来Luck & Allegre (1983)和许多其他研究者沿用了这一传统形 式。
❖ 然而，190Pt 经衰变为186Os
T1/2= (8.8 ± 0.7)1011a ➢ 陨 石 中 190Pt 的 同 位 素 相 对 丰 度 低 0.0122%
187 75
Re
187 76
Os
β
ν
Q
其谱的终点能很低（2.5keV），因而用直 接计数法测定187Re的半衰期很困难。
➢Watt and Glover (1962)用直接计数法测得 T1/2=31010a
➢Hirt et al. (1963)用10个已知年龄的辉钼矿获 得T1/2=(4.30.5)1010a
含Re体系中187Os的增长可表示为（Hirt et al., 1963）：
187 Os 186 Os
187 Os 186 Os
i
187 Re 186 Os
(et
1)
式中衰变常数 =（1.6660.017)10-11a-1 Shirey & Walk(1998) 。其形式与Rb-Sr体系 相似。