第五章同位素地球化学.pptVIP

第*页/共78页第62页，共100页，星期日，2025年，2月5日第*页/共78页1、U-Th-Pb法定年(五)U-Th-Pb法定年及Pb同位素地球化学第63页，共100页，星期日，2025年，2月5日2、Pb同位素地球化学(五)U-Th-Pb法定年及Pb同位素地球化学（1）放射性成因铅：放射成因铅具有广义和狭义两种：广义指的是凡由238U、235U、232Th放射衰变所产生的206Pb、207Pb、208Pb，均称为放射成因铅，而仅仅204Pb为非放射成因的。狭义指的是矿物结晶时，形成异常的U、Th放射性同位素（沥青铀矿、锆石），经放射性衰变所产生的206Pb、207Pb208Pb的异常积累，它的同位素组成的变化主要发生在矿物结晶之后。Pb总=Pbo+Pb☆（Pbo：原始铅；Pb☆：放射成因铅）第64页，共100页，星期日，2025年，2月5日??(2)普通铅（或正常铅）：普通铅：U/Pb、Th/Pb比值低的矿物和岩石中任何形式的铅（方铅矿、黄铁矿、钾长石等)，记录了矿物形成时的铅同位素组成.放射成因铅(狭义)和普通铅的主要区别是：放射成因铅同位素组成变化主要发生在矿物结晶之后，它是异常含量的U、Th衰变产物(适用于U－Th－Pb法年龄测定)；普通铅同位素成分的变化主要发生在矿物结晶之前，是平均U－Th含量导致的铅同位素正常增长，矿物的铅同位素组成在结晶后基本保持不变。第65页，共100页，星期日，2025年，2月5日地壳中的铅同位素比值在地球历史中单向增长。其铅同位素成分的变化是放射铅不断加入到原始铅的结果。由图可见，经过45.7亿年238U已衰变掉其总量的一半（238U的半衰期与地球年龄接近）目前地壳中的206Pb约一半为地球形成以来238U衰变的产物。代表地壳中尚存的235U、238U、232Th整个地质时期中形成的放射成因铅地壳中原有的原始铅地壳中铀-钍和铅之间的物质平衡第66页，共100页，星期日，2025年，2月5日2、Pb同位素地球化学4类铅同位素：（1）原生铅指地球物质形成以前在宇宙原子核合成过程与其它元素同时形成的铅。原生铅都是非放射成因铅，以富含204Pb为特征。（2）原始铅指地球形成的最初时刻存在的铅其铅同位素组成等于原生铅同位素组成加上原子核合成作用完成至地球刚形成之间由于U、Th放射性衰变所积累的放射成因铅。第67页，共100页，星期日，2025年，2月5日2、Pb同位素地球化学（2）原始铅把美国亚利亚那州迪亚布洛峡谷陨硫铁铅同位素组成作为地球最初时刻形成铅，称为原始铅把太平洋底淤泥作为现代铅。铅类型测定对象206Pb/204Pb207Pb/204Pb208Pb/204Pb原始铅陨硫铁9.30710.29429.476现代铅洋底淤泥18.54915.68138.373第68页，共100页，星期日，2025年，2月5日2、Pb同位素地球化学（3）初始铅矿物与岩石结晶时进入矿物与岩石中的铅。其铅同位素组成等于原始铅同位素组成加上从地球形成到矿物、岩石结晶这段时间积累起来的放射成因的铅。(4)混合铅由不同U/Pb、Th/Pb比值的两个以上体系混合而成的铅。混合的比例、混合作用的时间及混合的次数影响着它们的铅同位素组成的变异。自然界几乎所有的含铅矿物和岩石都是混合铅，它们没有计时意义。第69页，共100页，星期日，2025年，2月5日2、Pb同位素地球化学下面用图把这几种类型的铅归纳对比一下：第70页，共100页，星期日，2025年，2月5日放射性同位素在地学上应用的性质有四个：①放射性同位素在原子核内部发生衰变，其结果是从一个核素转变为另一个核素；②衰变是自发的、永久不息的一种恒制反应，而且衰变是按一定比例的；③衰变反应不受任何温度、压力、元素的存在形式及其物理化学条件的影响；④衰变前核素和衰变后核素的原子数，只是时间的函数。(二)放射性衰变定律：第30页，共100页，星期日，2025年，2月5日衰变定律：在一个封闭系统内，单位时间内放射性母核衰变为子核的原子数与母核的原子数成正比。用以下式子表示：-dN/dt=λN其中，N：在t时刻未衰变完母核的原子数dN/dt：单位时间内所衰变的原子数λ：衰变速率常数，1/年、1/秒-：表示dt时间内母核的变化趋势是减少的第31页，共10