中国地质大学-2012春地球化学课件-第5章5-K-Ar.pptVIP

K-Ar定年法40Ar-39Ar定年法Re-Os定年法14C定年法 Re-Os定年法 Re的衰变常数仍有不确定性； 常见的造岩矿物中Re-Os的含量很低； Re与Mo的化学性质相似，因此以与Mo发生类质同象（例如：辉钼矿）； Re还易与Cu发生类质同象，故也可以出现在Cu的硫化物中； 碳质球粒陨石的Re和Os有很好的相关性： Re=0.0646Os+8.10 普通球粒陨石：Re=0.0823Os+3.83 铁陨石：Re=0.0725Os+89.57 铼是一种具两个同位素(185Re与187Re)的难熔金属。 187Re占总铼的62%，经过β衰变成为187Os(具7个天然同位素的铂族元素)。象Pb一样，锇也是亲硫-亲铜元素， 与U-Pb系统不同的是，Re与Os在地幔与地壳系统间表现出显著的分馏。铼是中等不相容元素，相当易于从地幔分配进入到岩浆液相中，而锇是高度相容元素强烈趋向于保持在地幔中。 这些独特的地球化学性质表明了Re-Os法在矿床形成、岩浆成因和地幔演化的地质年代学与地球化学研究中具有大的潜力。 根据矿物中Re,Os含量分类，有以下三种情况： 低Re，低Os：常见的造岩矿物； 高Re，低Os：辉钼矿，Cu-Ni-PGE硫化物； 低Re，高Os：铱锇矿、自然金、铬铁矿、辉砷镍矿； 磁铁矿、钛铁矿和石榴石也可以用来Re-Os同位素体系定年，目前的研究仍比较薄弱。 基本原理 辉钼矿(MoS2)是具有高的Re含量(0.245~1690 ppm)，其形成时基本不含Os，因此辉钼矿中Os均是Re放射性衰变的产物187Os： 14C法 天然14C是在大气层上部，宇宙射线产生的中子（n)与大气中的氮核（14N）发生核反应的产物，其反应式为： 14N＋n 14C＋1H ⑴ 新产生的14C在大气层中很快被氧化变成14CO2，并与大气层中原有的CO2充分混合后扩散到整个大气层中。大气层中CO2通过与溶解于海水中的CO2的交换，以及通过植物的光合作用，动物对食物中碳的吸收等，使水圈与生物圈中都存在着宇宙辐射成因的14C。 氮是大气中比较丰富的元素，14C的产生速度主要取决于由宇宙射线产生的中子数量，即宇宙辐射的强度。假如在14C测年方法可测时段内宇宙辐射的强度保持不变，天然14C产生的速度将是固定的。分布于大气圈、水圈及生物圈中的14C通过自然界中碳的交换及循环作用不断地得到补充，另一方面由于14C的衰变而有一部分衰变为14N。 这两个相反的作用同时存在使得14C在这三个碳储存库中的浓度达到平衡。一旦生物体死亡后，碳的交换循环作用就停止了。其肌体内保存的14C浓度将由于14C的衰变而随时间的推移逐步减少，因此，可以根据残留的14C浓度推算有机体死亡后所经历的时间。 物质中14C浓度通常采用放射性比度，即每克碳中每分钟内14C衰变次数来表示。现代碳的放射性比度为13.56±0.007dpm/g。测量样品的放射性强度通常采用放射性活度，即样品每分钟的衰变次数来表示。14C的衰变是严格地按照指数定律进行的，有机物死亡（t)年后残留的14C比度A(t)为： A（t)=A0×e-λt 式中:t--有机体死亡后经历的时间；A0－有机体活着时的14C比度；λ－14C的衰变常数， 其值为：Ln2/5730=1/8267年－1，半衰期为5730±40年。 假定最近4－5万年内宇宙辐射强度不变，在这一时期内大气层中14C的产生速度也将相应地不变。并假定在三个碳储存库中，14C的浓度保持相对的动态平衡，A0值为常数，它可以通过对现在生长的树木的放射性比度测量求出。 基本假设 a.近几万年来宇宙射线强度不变； b.在交换库中14C处于动态平衡， 14C含量一定； c.样品被埋藏后处于封闭体系， 无14C的加入， 14C按衰变规律自然减少。 其中衰变常数λ有许多推荐值： λ＝(1.64±0.05)×10-11y-1 (Lindner et al., 1989); λ＝1.66×10-11y-1 (Shen et al., 1998); λ＝(1.666±0.06)×10-11y-1 (Lugmair et al., 1989); λ＝(1.666±0.017)×10-11y-1 (Faure, 2005) 或 因此，只要测定辉钼矿中Re，Os含量就可以计算出辉钼矿的形成年龄。 * * K-Ar定年法基本原理 K-Ar定年法适合于富K的岩石和矿物； 钾是地壳中最丰富的8个元素之一，并且是许多造岩矿物的主要组分。例如：云母(micas)、钾长石(feldspars)、似长石(f