南京大学同位素地质学-08Re-Os同位素年代学剖析ppt课件.ppt

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1、8、Re-Os同位素年代学187Re-衰变为187Os不仅可用来研究铁陨石的来源，还可对Cu、Mo硫化物矿物等进行定年结合Rb-Sr、Sm-Nd、Lu-Hf和U-Pb同位素，可用来研究地幔的分异和陆壳的增长8.1Re、Os的地球化学性质Re与Mn和Te属于VIIB族元素，但Re的地球化学性质更接近于Mo。Re是分散元素，在辉钼矿中含量最高（变化于几ppm至1.88%）。只有在CuReS4,(Seyfullin,etal.,1975）矿物中，Re是主要成分。在火成岩中，Re的丰度大致为0.5ppb。Os在周期表中位于VIIB族，是一个Pt族元素Os具有亲硫的地球化学性质

2、，主要出现在铱锇矿矿物中，包括Os在内的Pt族元素在含有Cu、Ni硫化物的超基性岩和辉长岩、以及碲化物、硒化物、砷化物和锑化物中含量较高。Os的地壳丰度大致为0.4ppb。在太阳系中，Re、Os的绝对丰度:Re=5.0710-2个原子/106个Si原子,Os=7.1710-1个原子/106个Si原子,Re/Os比值≈0.072。与金属陨石相比，地球和月球上由硅酸盐矿物组成的岩石极度亏损Re和Os，这是由于亲硫Re、Os的进入了地核的结果。橄榄岩Re/Os=0.081陨石Re/Os=0.083拉斑玄武岩和花岗岩的Re/Os比值则高得多（10-30）地壳岩石的高Re/O

3、s比值主要是由于Os含量降低而不是由于Re含量增加的缘故。｝相似地外物质包括球粒陨石及其分异的铁陨石、玄武质无球粒陨石(BAC)和月岩：Os的丰度变化范围很大(10-12~10-4)，但是它们的Re/Os值几乎稳定在0.1陨石而地球物质和火星陨石(SNC)中Os的丰度较低(为10-12~10-9),变化范围小于地外物质，但是它们的Re/Os值变化很大（达4个数量级：0.01~100)，并且它们的Re-Os丰度呈现明显的负相关性，与地外物质有显著差异。陨石在海岛玄武岩(OIB)、洋中脊玄武岩(MORB)和科马提岩中Re的丰度大于Os.而在幔源橄榄岩包体中Os的丰度大于Re

4、。5.2Re-Os定年Re有2个天然存在的同位素，其丰度如下：185Re，37.398%，稳定187Re，62.602%，放射性187Re通过衰变成为187Os：其谱的终点能很低（2.5keV），因而用直接计数法测定187Re的半衰期很困难。WattandGlover(1962)用直接计数法测得T1/2=31010aHirtetal.(1963)用10个已知年龄的辉钼矿获得T1/2=(4.30.5)1010aLucketal.(1980)从铁陨石Re-Os等时线获得T1/2=(4.270.2)1010aLuck&Allegre(1983)修订结果为T1/2

5、=(4.560.11)1010a和=（1.520.04)10-11a-1Yinetal.(1993)给出=（1.640.05)10-11a-1Shenetal.(1998)陨石=1.6610-11a-1Shirey&Walk(1998)陨石=（1.6660.017)10-11a-1Os有7个天然出现的稳定同位素。Luck&Allegre(1983):(NH4)2OsCl6的Os同位素丰度：184Os=0.023%186Os=1.600%187Os=1.510%188Os=13.286%189Os=16.251%190Os=26.369%192O

6、s=40.957%含Re体系中187Os的增长可表示为（Hirtetal.,1963）：式中衰变常数=（1.6660.017)10-11a-1Shirey&Walk(1998)。其形式与Rb-Sr体系相似。Hirtetal.（1963）首先用187Os/186Os来表示Os同位素的组成，后来Luck&Allegre(1983)和许多其他研究者沿用了这一传统形式。然而，190Pt经衰变为186OsT1/2=(8.8±0.7)1011a陨石中190Pt的同位素相对丰度低0.0122%（Walkeretal.,1991），因此在陨石定年中采用187Os/186Os问

7、题不大。但对含Pt族元素的矿床进行Re-Os定年时，由于Pt/Os比值可能很高，相当一部分186Os可能是由190Pt衰变产生，从而导致定年偏差。为避免该问题，现多采用187Os/188Os比值（如Fehnetal.,1986;Dickinetal.,1992）(见下式)。以下早期例子为与引用文献一致仍用187Os/186Os在假定Os同位素初始比值的前提下，从单个样品的分析数据可以计算出其模式年龄。或者测定一套符合等时线条件的样品，用等时线法计算年龄和初始比值。辉钼矿具有很高的Re含量（2-230ppm），但Os含量低于0.2ppm（H