La一Ce同位素地球化学及应用.pptVIP

La—Ce同位素地球化学及其应用 提 纲 La、Ce元素性质 La、Ce地球化学特征 La、Ce同位素组成 La—Ce法测年 Ce同位素示踪 1. La、Ce元素性质 镧，原子序数57，元素名来源于希腊文，原意是“隐蔽”。1839年瑞典化学家莫桑德尔从粗硝酸铈中发现镧，并确认是一种新元素。 La、Ce元素性质 铈，原子序数58，原子量140.115，元素名来源于小行星谷神星的英文名。1803年德国化学家克拉普罗特、瑞典化学家贝采利乌斯分别发现了铈的氧化物。 2. La、Ce地球化学特征 La和Ce均属于LREE，倾向于在地壳中富集，属于不相容元素。因两元素原子数连续，故在还原条件下由部分熔融作用和岩浆分异结晶过程引起的La—Ce体系分馏作用并不明显 (李志昌，2002)。 La、Ce具有与其它REE相似的性质，通常难以形成独立矿物，而在岩石中多以分散元素的形式存在于造岩矿物中。 La、Ce同位素组成(Rosman and Taylor，1999) 4. La—Ce法测年 Ce同位素增长方程表示为： 式中下标p和i分别表示现在和初始时刻。 较长的半衰期决定了La—Ce法主要适用于古老岩石或矿物的定年研究(李志昌等，2002)。与Sm—Nd、Rb—Sr法相比，La—Ce法定年误差相对偏大。 衰变常数λβ的确定 获得λβ值的方法包括γ射线计数法和地球化学方法（通过年龄样品的La-Ce等时线推算）。 Masuda et al.(1985)通过芬兰伟晶岩和西格陵兰片麻岩、 Makishima and Masuda(1993)通过对西澳大利亚花岗岩的类似研究，获得了(2.77±0.21) ×10-12yr-1和(2.33±0.24) ×10-12yr-1的λβ值。 目前对λβ值的定值有待于进一步工作。 La—Ce法测年应用 Tanaka and Masuda(1982)对南非Bushveld杂岩体中的辉长岩进行了矿物一全岩等时线定年，采用λβ=2.58 ×10-12yr-1时得到了2390±480Ma的年龄，其结果与Sm—Nd等时线年龄(2050±90Ma)和Rb—Sr等时线年龄(2091±94Ma)在误差范围内一致。 La—Ce法测年应用 李志昌等(1998)对鄂西黄陵地区太古宙变质岩进行等时线定年，获得了(3404±432)Ma和(3054±387)Ma的年龄，与其相应的Sm—Nd等时线年龄(3290±160)Ma一致。 5. Ce同位素示踪 Ce同位素组成可用εCe参数表示 ： 式中：“(138Ce /142Ce)CHUR”表示未分异的地球值(球粒陨石均一库值)，“t”表示样品或CHUR在时间t时的同位素比值，t=0表示现在值。    Ce异常导致Nd-Ce体系发生脱偶现象。根据样品的εCe-εNd偶合关系，可对地质样品所经历的事件过程进行示踪研究，包括幔源岩浆中的再循环地壳物质的识别、地壳增生过程的环境演化和变质改造事件等。 应用举例： 对岩浆岩源区的指示意义 （西格陵兰岛太古宙片麻岩 、朝鲜半岛前寒武纪黑云母片麻岩和花岗质片麻岩 ） 壳—幔物质混合作用的识别 (苏格兰Skye新近纪岩浆岩 、中国东部新生代玄武岩 ） 对沉积成矿物源的指示意义（粤西新生代新榕锰矿床 ） 6. 结论 （1）受半衰期的限制，La—Ce法主要适用于古老岩石或矿物的定年。其测年的有效性得到了较充分的验证，但由于测试技术条件的限制，精度还不高。 （2）自然条件下Ce的可变价行为可导致与Ce—Nd体系间的脱偶现象，进而成为探讨岩浆岩源岩的性质与演化历史、幔源岩石中再循环地壳物质、区域变质或氧化还原事件以及大洋环境演化和铁锰结核的成矿物质来源等提供了新的研究手段 。 * * 表 1-1  Nd、Ce同属于REE，在地质过程中具有相似的地球化学行为，故常采用εCe-εNd参数对进行地球化学示踪研究．不同物质端元具有不同的REE组成特征，进而表现出不同的εCe-εNd演化趋势 。