锶同位素在经济地质学中的应用

引言自然界中 Sr 同位素的变异是 Rb~(87)放射性衰变为Sr~(87)的结果,而其余三种 Sr 同位素(Sr~(84)、Sr~(86)和 Sr~(88)则是稳定的。Sr~(87)一般用 Sr~(87)/Sr~(86)比值来表示。在地球形成时,Sr~(87)/Sr~(86)的原始比值约为0.699,而现代来自地幔岩石的 Sr~(87)/Sr~(86)比值近似于0.703,故地幔的 Rb/Sr 比值必须近似于0.025。因为地壳岩石的 Rb/Sr 比值要比地幔值约高一个数量级,所以地壳岩石的SR~(87)/Sr~(86)比值以一种可观的速率在增加。在矿床工作中,Sr 同位素有两方面的应用:它可     

地质年代学第五讲——铀系同位素地质年龄测定

<正> 铀系方法(铀钍系、不平衡铀系)是同位素地质年代学的一种方法,它是应用自然界放射性核素衰变规律来确定各种地质对象的年龄。采用不同半衰期的核素测定的年龄范围也不同。原理上,铀系方法测定年龄范围在百万年以内。     

地质年代学第三讲——铀-钍-铅法地质年龄测定

<正> 铀-钍-铅法是最早用来测定地质年龄的放射性方法之一。在一九○七年加拿大学者波尔特伍德就开始利用铀的放射性衰变规律进行矿物年龄测定的研究,他根据铀的衰变速率和铀矿物中铀、铅的含量计算矿物的年龄,建立了化学铀-铅法(称粗铅法)。一九三五年尼尔用改进的质谱计分析了铀、钍、铅的同位素组成后,建立了同位素铀-钍-铅法。许多学者对影响年龄的因素进行了广泛深入地研究,进一步改进了铀、钍、铅的测定技术,同时研究了数据处理方法,使铀-钍-铅法的应用范围迅速扩大。 铀-钍-铅法既适用于古老岩体和矿物的年龄测     

岩浆对围岩的同化作用对岩浆岩~(18)O/~(16)O和~(87)Sr/~(86)Sr系统的影响

<正> 最近几年许多工作者发现火成岩全岩样品中δ~(18)O与~(87)Sr/~(86)Sr初始值之间存在正相关关系。其中有些关系已综合于图1中。这些关系的重要性在于,地球上这两个同位素系统中的变化是由完全不同的机理所造成的。岩石变得富~(87)Sr是由于加入了由~(87)Rb衰变产生的放射成因锶;主要富集~(87)Sr的储藏库是古老的大陆岩石或由此衍生的沉积物。大陆或洋壳的沉积岩富含     

硅酸盐矿物Rb、Sr同位素的离子探针分析

<正> 许多硅酸盐矿物均含有微量Rb和sr,但用一般常规方法很难予以测定。笔者最近采用离子探针(IMA)这一新技术,初步进行了辉石、黑云母Rb,sr同位素分析,并用所测定的(Sr~(87))/Sr~(86)比值对矿物成因作了探讨。     

地质年代学第十一讲——氨基酸外消旋法地质年龄测定

<正> 1954年P.H.Abelson首先在化石中发现了氨基酸,后来P.E.Hare和R.M.Mitterer等人指出了氨基酸的地球化学意义,并且认为有可能应用地质体中氨基酸的外消旋反应程度来测定地质年龄。 J.L.Bada较系统地研究了应用氨基酸外消旋反应或差向异构反应测定地质年龄问题,并且研究了用     

根据同位素年龄与封闭温度研究地质体的热历史与磁历史

根据各种同位素地质年龄测定方法和不同的矿物测定对象,所得到的年龄往往不一定能代表岩石的生成年龄。因为同位素计时方法主要是测定矿物对衰变子体(或衰变径迹)保持封闭体系以来的时间。早在六十年代,不少作者根据实验和地质证据就发现了不同矿物对各种衰变子体的保存性是受温度控制的。矿物形成后冷却到一定温度以下,     

地质年代学第十二讲 K-Ca、Lu-Hf和Re-Os法地质年龄测定

<正> 本讲涉及的三种方法,同K-Ar、Rb-Sr和U-Th-Pb法一样,都是利用天然放射性同位素衰变定律来进行地质年代测定的计时方法。放射性核素~(40)K、~(176)Lu和~(187)Re通过β~-衰变,分别转变成稳定的~(40)Ca、~(176)Hf和~(187)O_s。因此,~(40)K-~(40)Ca、~(176)Lu-~(176)Hf和~(187)Re、~(187)Os体系在封闭条件下服从于: D~*=N(e~(λt)-1)式中D~*为经过衰变时间t后在体系中积累起来的放射成因稳定子体的原子数,N为经过衰变时间t后剩下的放射性母体原子数,λ为衰变常数。这样,只要我们     

地质年代学第十三讲——加速器质谱系统同位素年代测定及其应用

<正> 加速器质谱系统是近几年来发展起来的一种超灵敏同位素分析技术,已成功地分析了~(10)Be、~(14)C、~(26)Al,~(36)Cl和~(129)I等长寿命放射性同位素,分析灵敏度可达10~(15)分之一,比常规测定放射性同位素的衰变法的灵敏度高几个数量级。新技术已在地质学、考古学、海洋学、环境科学和宇宙化学等领域获得应用。本文将对加速器质谱系统测定同位素年代的方法以及在有关学科中独特的用途作一简要介绍。     

地质年代学第六讲 Sm-Nd法地质年龄测定

<正> 一、Sm-Nd法诞生的条件及发展历史 天然放射性同位素~(147)Sm经过一次α衰变生成稳定同位素~(143)Nd的核衰变过程早就为核物理学家和地球化学家们所熟悉,~(147)Sm的衰变常数(λ=6.54×10~(-12)年~(-1))也早在六十年代就得到多次精确测定,然而Sm-Nd同位素地质年代学方法直到七十年代初期才正式建立。原因之一是Sm和Nd的地球化学性质极为相似,在岩浆分异与岩石形成的过程中Sm/Nd的化学分馏作     

首次直接测定太古代叠层石灰岩的放射性年代

本文旨在介绍用长寿命放射性衰变系统首次直接测定沉积碳酸盐岩的年龄。津巴布韦南部马斯文戈(旧称维多利亚堡)绿岩带的穆香迪克叠层石灰岩,其Pb/Pb等时线年龄为2839±33Ma。已发表的关于穆香迪克灰岩的年龄(～3.5Ga)的主张,其根据是猜想的穆香迪克花岗岩对它的侵入,据报道,该花岗岩体的Rb/Sr全岩年龄为3445±260Ma。穆香迪克花岗岩体的最新Rb-Sr和Pb/Pb同位素数据表明,该花岗岩体的侵位年龄可能为～2900Ma,新的野外证据表明,该花岗岩体构成了叠层石灰岩沉积的基底。因此,这些新年龄数据并不支持穆香迪克藻叠层石的年龄为～3.5Ga。Pb/Pb等时线方法可以测定前寒武纪含化石灰岩和不含化石灰岩的沉积年龄,因而对古生命问题的解决具有广泛的应用范围。     

关于氨基酸法测定地质年龄和古温度的计算等问题

<正> 近十年来,J.L.Bada等人应用地质体中氨基酸的外消旋反应测定地质年龄和古温度的新技术,在测定古人类年龄或洞穴沉积层的相对年龄方面已取得了可喜的成果。这种技术比起其他年龄测定方法——铀系法、裂变径迹法、古地磁法、热发光法和~(14)C法来具有它自己的独到之处,它的生命力在于应用不同氨基酸的外消旋反应几乎可以测定整个第四纪范围内的地质年龄,因此受到了我国地质年代学工作者们的注意。本文将介绍应用氯基酸外消旋反应测定骨化石年龄和所在环境平均古温度的计算方法、应用范围及其有关问题。文中部分数据是美国加利福尼亚大学斯克里普     

磷灰石在锶同位素地质研究中的应用

<正> 迄今,国内外普遍采用全岩Rb-Sr等时线法测定岩石的(Sr~(87)/Sr~(86))_i值。但是其明显的缺点是工作量大、费时、成本太高,更由于地质作用的复杂性,往往不易获得拟合的Rb-Sr等时线。特别是对那些遭受蚀变和风化作用的岩石因难于采集到符合要求的样品而束手无策。为此,作者对磷灰石在锶同位素地质研究中应用的可能性进行了初步探讨。 磷灰石是岩浆岩和变质岩中普遍存在的副矿物,它对U、Th、Pb和Rb、Sr等元素具有良好的保存性。     

铅-210、钍-228、钚年代学在滇池、洞庭湖和昆明湖环境问题上的应用(摘要)

<正> 本文介绍了应用天然铀、钍衰变系列中的短半衰期子体~(210)Pb(t_(1/2)=22.3a)、~(228)Th(t_(1/2)=1.91a)在湖泊沉积物中过量衰变原理和大气核试验释放核素~(239),~(240)Pu在沉积物中的特征峰分布测年原理,建立我国内陆湖泊——滇池、洞庭湖和昆明湖沉积物沉积的时间尺度,测定其沉积速率、沉积通量。同时利用这些核素作示踪研究沉积物表层的生物扰动造成的混     

陨石中~(187)Re-~(187)Os体系:太阳系早期年代学和银河系年龄

<正> ~(187)Re是具有10~(-11)年~(-1)数量级衰变常数的长寿命放射性核素之一,通过β-衰变生成锇的稳定同位素~(187)Os。因此,如同~(87)Rb-~(87)Sr,或~(40)K-~(40)Ar体系一样,~(187)Re-~(187)Os体系是一种有前途的宇宙记时计。Re-Os体系的某些特殊性质,使得它在确定太阳系形成的早期历史和估算银河系年龄时受到特别重视。     

Sm-Nd法及Nd同位素在地质学中的应用

与研究历史较长的K-Ar、U-Th-Pb和R_b-S_r等同位素年代法相比,Sm-Nd法还是一门新兴的方法,仅有4—5年的研究历史。 Sm-Nd法的根据是天然放射性同位素Sm~(147)经过一次α衰变〔T_(1/2)=1.060±0.008×10~(11)年(1σ)〕以后生成稳定的Nd~(143)。于是应用这一对母-子体同位素则可进行岩石和矿物的年龄测定。此外,还可用Nd~(143)作为地质“示踪剂”来研究岩石成因,成岩物质来源,以及探讨天体及地壳与上地幔的演化。     

地质年代学第一讲—K-Ar法地质年龄测定

<正> 一、地质年龄测定与地质年代学 K-Ar法地质年龄测定是地质年代学的一个重要组成部分。它与U-Pb法、Rb-Sr法、Sm-Nd法、Re-Os法、C~(14)法、裂变径迹法、铀钍系法和沉降核类法等组成了测定新、老地质体(包括考古及宇宙体等)年龄的一门地质学中新分支学科。尽管先后出现过许多名称,诸如地质绝对年龄测定、放射性地质年代学、同位素地质年代学以及许多以方法命名的名称,但它     

应用方解石及其他常见含锶矿物测定富铷岩石中矿床的铷-锶年龄

<正> 我们试验了一种Rb-Sr法,它可以利用象方解石和萤石那样的常见脉石矿物测定矿床的年龄。矿床必须满足的条件只有两条:1)有低Rb/Sr比值的矿物;2)被有高Rb/Sr比值的围岩包围着。因为热液矿物获得的锶同位素组成通常与围岩相似,具有低Rb/Sr比值的矿物应当把围岩在矿化期间具有的同位素组成记录并保存下来。该Rb/Sr比值与现在围岩的Rb/Sr     

关于同位素地质年龄采样的几个问题

<正> 利用现代的分析测试技术,可以根据放射性衰变方程计算出多种岩石和矿物的同位素年龄数值。然而只有当这些数值能反映出一定的地质作用事件时,才能称之为该地质事件的同位素地质年龄。年龄数据的可靠性,在很大程度上取决于岩石和矿物样品的代表性。     

K-Ar 等时线法的评价

理想时钟的 K—Ar 放射年龄按下式计算:Ar_r~(40)=(λe)/λ·K~(40)(e~(λl)-1) (1)即 t=1/λln(λ/λ·Ar_r~(40)/K~(40) 1) (2)式中 Ar_r~(40)为岩石中由 K~(40)衰变产生的 Ar~(40)。t 为由测定的 K 量产生测定的 Ar 量所需要的时间(放射年龄)。λ=λe λβ为电子捕获和β衰变的分衰变常数的和。