几种年代学方法介绍

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1、几种年代学方法介绍Re－Os法，Sm－Nd法，Lu－Hf法Re－Os法铼与锇•Re，分散元素，不形成独立矿物，与Mo地球化学相似性•地幔部分熔融时,中等不相容元素Re趋于进入岩浆,而相容元素Os则趋于保留在地幔中。因此,富集不相容元素的流体对地幔岩石的交代作用通常难以对地幔岩石中Os的同位素组成造成明显的影响。居于此原因,该体系已被广泛地用于研究大陆岩石圈地幔的形成和演化天然同位素•Re有两种天然同位素–185-37.398%，–187-62.602%•Os有七种天然同位素–184-0.02%,–186-1.6%,–187-1.6

2、%,–188-13.3%,–189-16.1%,–190-26.4%,–192-41%年龄公式•187Re——187Os•λ(Lindner1988年测定值），1.64×10-11年-1•半衰期(4.23±0.5)×1010年（423亿年）•λ，1.666×10-11年-1，SmoliarMI,WalkerRJ,MorganJW.Re-OsagesofgroupIIA,IIIA,IVA,andIVBironmeteorites.Science,1996,271:1099~1102•（1.666－1.64）÷1.64＝1.59%Os

3、-Os法•核反应堆照射，•185Re——186Os（T=16.7h），1/2•187Re——188Os（T=90.6h）1/2金属矿物Re-Os同位素定年：•Re-Os同位素体系最近发展非常迅速，在成岩成矿作用研究中发挥着巨大的作用。•利用Re-Os同位素可以对金属硫化物进行直接定年，因此也被称作成矿作用直接定年法。•常用的测试矿物是辉钼矿，由于分析灵敏度的提高，现在也能对其他硫化物矿石进行测试和定年。测定对象•辉钼矿是Re－Os法最理想的。辉钼矿是富含Re的矿物（Re类质同象替代Mo），并且几乎不含普通Os，因此，其中的Os几乎

4、全是由Re衰变而生成。也就是满足母体同位素含量高，子体初始值低的条件。•磁黄铁矿、黄铁矿、磁铁矿等。•黑色页岩。测试仪器•在Re－Os年代学研究的早期，二次离子质谱、共振离子质谱、加速器质谱、电感耦合等离子体质谱（ICP－MS）都曾用于Re－Os同位素的测定研究•近些年来，随着质谱技术及分析方法的发展，负离子热表面电离质谱（NTIMS）已逐渐成为Re－Os年代学研究尤其是Os同位素比值测定的主要工具•对于像辉钼矿等衰变子体187Os的异常值相对比较明显的地质样品来说，ICP－MS同样具有其特点两种仪器对比•NTIMS具有测量精度好

5、、灵敏度高的特点。•然而对于像辉钼矿等衰变子体Os的异常值相对比较明显的地质样品来说，ICP－MS同样具有其特点，主要体现在对样品的化学处理流程相对简单，样品的分析周期也较短。虽然其测量精度较NTIMS低一个数量级，但ICP－MS同位素体系的最终年龄的计算精度并不仅仅由仪器测量精度一种因素所决定。两个矿床Re-Os定年的实例：Lu和Hf地球化学Lu（Lutetium）是最重的稀土元素，弱-中等不相容，化合价为＋3，离子半径为0.93Å；有两个同位素：175Lu和176Lu；两种衰变形式：①通过β-衰变成176Hf；②通过电子捕获成

6、为176Yb。Hf（Hafnium）高场强元素，中等不相容，化合价为＋4，离子半径为0.71Å，与相邻的Zr、Nb、Ta性质非常相似；有6个同位素：174Hf、176Hf、177Hf、178Hf、179Hf和180Hf。Lu、Hf元素的同位素组成元素同位素丰度（%）175Lu97.416Lu176Lu2.584174Hf0.162176Hf5.206177Hf18.606Hf178Hf27.297179Hf13.629180Hf35.100176Lu→176Hf+β-衰变方程•176Hf＝176Hf＋176Lu（eλt-1）i•各

7、项除以177Hf：176176176HfHfLut＝＋e-1177177177HfHfIHf•半衰期：（1）3.73±0.05×1010y；（2）4.05±0.09×1010yLu-Hf同位素分离与测定•由于Hf具有很高的电离能（6.65eV)，使得Hf同位素使用传统的热电离质谱（TIMS）分析非常困难，这正是多年来限制Lu－Hf体系在地质中的应用的主要原因。•近年来迅速发展起来的多接收器双耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS)综合了等离子体的高电离温度和磁式多接收器质量分析器的优势，使得一些高电离能的元素

8、的高精度同位素分析成为现实。Lu-Hf同位素测年•Lu优先富集在石榴石、磷灰石及锆石中，然而由于Hf在锆石中极大的富集使得锆石不适应于Lu-Hf体系定年。•磷灰石优先吸收稀土元素，且对Hf的亲合性差，其176Lu/177Hf比值可达90，这使得它成