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1、LOGO第五章 同位素地球化学(同位素地质学)LOGO第一节 同位素地质测年一、放射性同位素和稳定同位素二、放射性同位素衰变机制三、测年原理四、K-Ar法五、Rb-Sr法LOGO四、Rb-Sr法85Rb：72.1654%87Rb：27.8346%84Sr、 86Sr、 87Sr、 88Sr0.56%，9.86%，7.02%，82.56%LOGORb-Sr法测年-模式年龄RbSr同位素年龄计算公式表示为： t1/1n1+（87Sr- 87Sr0）/87Rb =1.39*10-11 a-1LOGO第一节 同位素地质测年一、放射性同位素和稳定同位素二、放射性同位素衰变机制三、测年原理四、K-Ar法五
2、、Rb-Sr法1.等时线年龄LOGOabct=to87Sr87Rb1.等时线年龄LOGOabct=t187Sr87Rba1b1c11.等时线年龄LOGOabcto86Sr87Sro( )86Sr87Sr86Sr87Rbabct=to87Sr87Rb1.等时线年龄LOGOabctoa1b1c186Sr87Sr86Sr87Rb86Sr87Sro( )1.等时线年龄t1abct=t1 87Sr87Rba1b1c1LOGO两边同时除以86Sr,1.等时线年龄LOGOabca1b1c1 a2b2c2 t1tot286Sr87Sr86Sr87Sro( )86Sr87Rb1.等时线年龄LOGO一组同源、同时
3、形成，并自结晶以来又保持封闭的样品，在以87Sr/86Sr值为纵坐标，87Rb/86Sr值为横坐标的图中构成一条直线,该直线称为等时线。该直线的斜率b1.等时线年龄LOGO1）所有样品必须对母、子体同位素保持封闭的化 学体系，即样品自形成以采没有受到任何地质 作用的迭加改造；2）所有样品必须具有相同的初始同位素组成，即 具有相同的物质来源；3）所有样品必须具有相同的年龄，即它们是在相 对短暂的时间间隔内形成的；4）样品要具有合适的母、子体同位素比值（范围 要宽，具体使用时有效）。1.等时线年龄LOGORb-Sr isochron for the Eagle Peak Pluton, centr
4、al Sierra Nevada Batholith, California, USA.After Hill et al. (1988). Amer. J. Sci., 288-A, 213-241. 1.等时线年龄LOGO第一节 同位素地质测年一、放射性同位素和稳定同位素二、放射性同位素衰变机制三、测年原理四、K-Ar法五、Rb-Sr法1.等时线年龄2.Rb-Sr等时线年龄的解释LOGO2.1岩浆岩的年龄测定 岩浆岩，尤 其是铷含量 高的中酸性 岩浆岩特别 适合于用 Rb-Sr法来 测定它们的 侵位或结晶 年龄。 LOGO2.2 变质岩的年龄测定 87Sr/86Sr(87Sr/86Sr)0+
5、87Rb/86Sr(et-1)87Sr/86Sr(87Sr/86Sr)0+(87Rb/86Sr)t 87Sr/86Sr随时间的演化线是斜率为 (87Rb/86Sr) 的直线 。LOGOLOGOt0tm黑云母钾长石磷灰石磷灰石钾长石黑云母全岩全岩时间2.2 变质岩的年龄测定 LOGOSr在三个全岩以及R2的矿物中的演化t0tmt=0t0-tmM1R1R2M2R3M3LOGO2.2 变质岩的RbSr年龄测定 关键在于变质作用对RbSr体系的改造在多大的范围和规模上进行。v 如果在变质作用过程中，RbSr变化仅在矿物规模上进行，没有超出所取手标本的范围，那么根据全岩样品测定的RbSr等时线年龄将代表
6、岩石的结晶年龄；v 如果在变质作用过程中，RbSr同位素体系的迁移或再分配是在全岩规模上进行，并达到重新均一化，那么根据全岩样品获得的RbSr等时线年龄将代表导致Rb-Sr同位素体系重新均一的变质事件年龄。LOGO2.3 沉积岩的年龄测定 锶同位素的均一化不一定与沉积作用有关。适合于进行RbSr同位素年龄测定的沉积岩主要是泥岩和页岩等。测定沉积岩年龄最合适的对象是其中所含的自生粘土矿物，如伊利石、海绿石、绿泥石、高岭石和蒙脱石等。 LOGO2.4 适合于RbSr等时线年龄测定的样品 适合于RbSr同位素年龄测定的样品既包括单矿物（含钾矿物），也包括全岩。 v对于中酸性岩浆岩，全岩样品是RbSr
7、同位素年龄最合适的测试对象 。v测定变质岩的年龄，根据测定对象的不同(全岩或单矿物)，可以获得多期变质作用发生的时间，特别有助于研究变质岩的变质作用史。 v沉积岩自生矿物，尽可能不使用全岩样品 。LOGO第一节 同位素地质测年一、放射性同位素和稳定同位素二、放射性同位素衰变机制三、测年原理四、K-Ar法五、Rb-Sr法1.等时线年龄2.Rb-Sr等时线年龄的解释3.Sr同位素地球化学LOGO3.1 地球中锶同位素组成的演化LOGOFigure 9-13.Figure 9-13. Estimated Rb and Sr isotopic evolution of the Earths upper
8、 mantle, assuming a large-scale melting Estimated Rb and Sr isotopic evolution of the Earths upper mantle, assuming a large-scale melting event producing granitic-type continental rocks at 3.0 Ga event producing granitic-type continental rocks at 3.0 Ga b.pb.p After Wilson (1989). Igneous Petrogenes
9、is. After Wilson (1989). Igneous Petrogenesis. UnwinUnwin Hyman/Hyman/KluwerKluwer. .3.1 地球中锶同位素组成的演化Rb-亏损地幔的演化陆壳岩石的演化原始地幔演化线LOGO3.1地球中锶同位素组成的演化少数花岗质深成岩多数花岗质深成岩 大陆拉斑玄武岩 辉绿岩、层状辉长岩 大洋拉斑玄武岩 碱性橄榄玄武岩LOGO第一节 同位素地质测年一、放射性同位素和稳定同位素二、放射性同位素衰变机制三、测年原理四、K-Ar法五、Rb-Sr法1.等时线年龄2.Rb-Sr等时线年龄的解释3.Sr同位素地球化学4.Sm-Nd法LOG
10、O4. Sm-Nd法 =6.54*10-12 a-1LOGOFigure 9-15.Figure 9-15. Estimated Nd isotopic evolution of the Earths upper mantle, assuming a large-scale melting or Estimated Nd isotopic evolution of the Earths upper mantle, assuming a large-scale melting or enrichment event at 3.0 Ga enrichment event at 3.0 Ga b.pb.p. After Wilson (1989). Igneous Petrogenesis. . After Wilson (1989). Igneous Petrogenesis. UnwinUnwin Hyman/ Hyman/KluwerKluwer. .地球中钕同位素组成的演化LOGOSr-Nd同位素组成LOGO第一节 同位素地质测年一、放射性同位素和稳定同位素二、放射性同位素衰变机制三、测年原理四、K-Ar法五、Rb-Sr法六、U-Th-Pb法
