放射性同位素UPb课件.ppt

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1、放射性同位素UPb第1页，此课件共74页哦U、Th是锕系元素，是锕系元素，第2页，此课件共74页哦U、Th在在 自自 然然 界界 多多 以以 四四 价价 氧氧 化化 态态 出出 现现，其其 离离 子子 半半 径径 相相 近近（U4+=0.105nm,Th4+=0.11nm），两者可以相互置换），两者可以相互置换在在氧氧化化条条件件下下，U形形成成可可溶溶于于水水的的铀铀酰酰离离子子（UO22）而而成成为活动性元素为活动性元素Th只呈四价氧化态，且一般不溶于水只呈四价氧化态，且一般不溶于水从而在氧化条件下，从而在氧化条件下，U与与Th发生分离发生分离第3页，此课件共74页哦在球粒陨石中的含量在球

2、粒陨石中的含量U 0.01ppm，Th 0.04ppm。在在部部分分熔熔融融和和岩岩浆浆结结晶晶分分异异过过程程中中，U、Th浓浓集集于于液液相相并并进进入富入富Si产物。产物。因因此此，花花岗岗岩岩质质火火成成岩岩比比基基性性和和超超基基性性岩岩、陆陆壳壳岩岩石石比比上上地地幔幔岩石富集岩石富集U和和Th。第4页，此课件共74页哦Pb在在地地球球中中分分布布很很广广，不不仅仅作作为为U、Th的的放放射射成成因因子子体体出出现现，而且还形成不含而且还形成不含U、Th的独立矿物。的独立矿物。Pb在岩石中呈微量元素。在岩石中呈微量元素。在在岩岩浆浆的的产产生生和和分分异异、热热液液作作用用、变变质

3、质作作用用和和风风化化作作用用等等过程中，过程中，U/Pb和和Th/Pb比值会发生改变。比值会发生改变。第5页，此课件共74页哦11.2、U、Th衰变系列衰变系列U有有三三个个天天然然存存在在的的同同位位素素（均均为为放放射射性性的的），其其丰丰度度和和衰衰变变常常数数分别为分别为:第6页，此课件共74页哦Th有有6个天然存在的放射性同位素：个天然存在的放射性同位素：其中其中232Th的丰度接近的丰度接近100%，衰变常数，衰变常数 232=4.9475 10-11其它其它5个个Th的同位素是的同位素是U、Th衰变系列的短寿命放射性中间子体衰变系列的短寿命放射性中间子体第7页，此课件共74页哦

4、母母体体238U、235U、232Th经经过过系系列列衰衰变变最最终终分分别别转转变变为稳定的子体为稳定的子体206Pb、207Pb、208PbPb有有4个个天天然然存存在在的的同同位位素素，即即除除了了以以上上三三个个放放射射成成因因的的同同位位素素以以外外，还还有有一一个个非非放放射射成成因因的的稳稳定定同位素同位素204Pb第8页，此课件共74页哦第9页，此课件共74页哦第10页，此课件共74页哦第11页，此课件共74页哦由由于于238U、235U、232Th的的半半衰衰期期比比它它们们的的子子体体的的半半衰衰期期长长得得多多，即即其其衰衰变变常常数数比比子子体体的的衰衰变变常常数数小小

5、得得多多，符符合合建建立立长长期期平平衡衡的的条条件件（见（见“衰变定律衰变定律”一节）一节）经经过过数数百百万万年年以以上上的的地地质质时时代代，并并且且矿矿物物保保持持封封闭闭体体系系，就就能达到长期平衡状态能达到长期平衡状态:N1 1=N2 2=N3 3Nn n，即即最最终终稳稳定定子子体体的的产产率率等等于于源源头头母母体体的的衰衰变变率率，中中间间子子体体衰衰变变过过程程可以忽略。可以忽略。第12页，此课件共74页哦因此，可将因此，可将206Pb、207Pb、208Pb视为视为238U、235U、232Th的直接衰变产物来对待：的直接衰变产物来对待：第13页，此课件共74页哦U-Pb

6、等时线等时线第14页，此课件共74页哦方程两边除于非放射成因的稳定同位素方程两边除于非放射成因的稳定同位素204Pb，得到：，得到：第15页，此课件共74页哦原原则则上上，与与Rb-Sr体体系系相相似似，上上述述方方程程可可以以用用来来构构筑筑等等时线图并用于对岩石定年时线图并用于对岩石定年U-Pb和和Th-Pb等时线的前提也与等时线的前提也与Rb-Sr体系相似体系相似第16页，此课件共74页哦对对U-Pb体体系系而而言言，还还必必须须假假定定不不存存在在235U裂裂变变链链，这这种种情情况况在在自自然然界界很很少少发发生生，但但在在中中非非加加蓬蓬共共和和国国的的奥奥克克咯咯(Oklo)铀矿

7、床的天然反应堆里出现。铀矿床的天然反应堆里出现。如如果果所所分分析析样样品品符符合合这这些些前前提提，则则238U-206Pb、235U-207Pb、232Th-208Pb体系应该给出一致的年龄。体系应该给出一致的年龄。第17页，此课件共74页哦广东下庄仙石铀矿床沥青铀矿U-Pb等时线（邓平等，2003）81.27.7MaMSWD0.58 第18页，此课件共74页哦岩岩石石U-Pb等等时时线线比比较较成成功功的的应应用用例例子子是是对对海海洋洋碳碳酸酸盐盐的的定定年年，用用其其它它方方法法对对碳碳酸酸盐盐定定年年很很困困难难，但但由由于于碳碳酸酸盐盐中中Pb含含量量很很低低（约约100-500

8、ppb），而而U的的含含量量相相对对较较高高（50-100ppb），在在地地质质时时期期皱皱纹纹珊珊瑚瑚能能够够产产生生可可测测量量的的206Pb变化。变化。第19页，此课件共74页哦U-Pb isochron for Devonian corals from Ontario,Canada.Open symbols(open system behavior during recystallization)were ommitted from the regression.After Smith and Farquhar,1989.第20页，此课件共74页哦在在低低级级变变质质作作用用和和表表生

9、生风风化化作作用用中中，由由于于Pb、Th特特别别是是U的的活活动动性性较较大大，因因此此硅硅酸酸盐盐岩岩石石的的U-Pb和和Th-Pb体体系系很很少少保保持封闭，持封闭，例例如如美美国国怀怀何何明明州州的的Granite Mountain岩岩基基的的全全岩岩Th-Pb分分析析给给出出大大致致的的等等时时线线年年龄龄为为2.8Ga，但但U-Pb等等时时线线图图显显示示U已已大大量量丢丢失失而而无无法法给给出出年年龄龄结结果果（Rosholt and Bartel,1969）。）。第21页，此课件共74页哦第22页，此课件共74页哦实际上，实际上，U、Th和和Pb的活动性，使得的活动性，使得U-

10、Pb等时线定年受到等时线定年受到很大的限制。很大的限制。然而，由于然而，由于238U和和235U、206Pb和和207Pb有一致的地球化学性质，有一致的地球化学性质，因此有时即使已受扰动的体系也能给出年龄信息。发掘利用因此有时即使已受扰动的体系也能给出年龄信息。发掘利用这种情况的有三种定年方法：这种情况的有三种定年方法：U-Pb锆石法锆石法普通普通Pb法法方铅矿模式年龄法方铅矿模式年龄法第23页，此课件共74页哦U-Pb锆石法锆石法如如果果某某矿矿物物在在形形成成时时含含很很高高的的U但但不不含含Pb(锆锆石石接接近近此此条条件件)，则方程，则方程206Pb=206Pbi+238U(el238

11、t-1)207Pb=206Pbi+235U(el235t-1)可简化为：可简化为：206Pb=238U(el238t-1)207Pb=235U(el235t-1)第24页，此课件共74页哦式中式中*号代表放射成因铅。号代表放射成因铅。206Pb=238U(el238t-1)207Pb=235U(el235t-1)分别移项得：分别移项得：第25页，此课件共74页哦测测定定该该矿矿物物的的U含含量量、Pb同同位位素素组组成成与与含含量量，从从这这两两方方程程可以求得两个年龄数据。可以求得两个年龄数据。如如果果这这种种矿矿物物对对U、Pb保保持持封封闭闭，则则这这两两个个年年龄龄数数据据一一致致，称

12、为一致年龄。称为一致年龄。第26页，此课件共74页哦方方程程可可以以看看作作一一组组以以t为为参参数数的的参参数数方方程程，在在207Pb*/235U（x轴轴）206Pb*/238U（y轴轴）坐坐标标系系中中该该参参数数方方程程组组定定义义出一条曲线出一条曲线 concordia(一致曲线一致曲线)(Wetherill,1956a)符合上述条件的矿物的一致年龄将位于该曲线上的某一点。符合上述条件的矿物的一致年龄将位于该曲线上的某一点。第27页，此课件共74页哦图图9-5 U-Pb9-5 U-Pb谐和图。显示了一致曲线和谐和图。显示了一致曲线和PbPb丢失产生的不一致曲线丢失产生的不一致曲线第2

13、8页，此课件共74页哦晶晶质质铀铀矿矿和和独独居居石石是是最最早早被被用用来来定定年年的的矿矿物物，但但其其有有限限的的分布限制了它们的应用。分布限制了它们的应用。锆锆石石在在中中-酸酸岩岩中中是是一一个个广广泛泛分分布布的的富富铀铀矿矿物物，因因此此被被广泛地应用于广泛地应用于U-Pb定年。定年。基基性性岩岩中中的的斜斜锆锆石石也也被被用用来来定定年年（Krogh et al.,1987）。）。第29页，此课件共74页哦锆锆石石形形成成时时进进入入的的其其中中的的初初始始（普普通通）Pb在在年年龄龄计计算算中中需要扣除，方法如下：需要扣除，方法如下：测测定定矿矿物物中中204Pb的的量量，结

14、结合合全全岩岩206Pb/204Pb、207Pb/204Pb比比值值，来来估估算算进进入入锆锆石石的的初初始始206Pb、207Pb的的量量，并并从从锆锆石石测测定定的的206Pb、207Pb总总量量中中扣扣除除，从从而而获获得得放放射射成成因因铅铅（即（即206Pb*、207Pb*）。）。第30页，此课件共74页哦对于普通对于普通Pb含量很低的锆石，只要知道大致的年龄，从一般的含量很低的锆石，只要知道大致的年龄，从一般的地球地球Pb演化模式（如演化模式（如Stacey and Kramers,1975提出的模式）提出的模式）获得获得206Pb/204Pb、207Pb/204Pb比值，来估算普

15、通比值，来估算普通Pb并进行并进行扣除即可，无须通过分析全岩样品的扣除即可，无须通过分析全岩样品的Pb同位素组成来进行同位素组成来进行普通普通Pb扣除。扣除。第31页，此课件共74页哦锆石锆石Pb丢失模式丢失模式早早期期对对富富U矿矿物物的的定定年年工工作作很很快快发发现现，大大多多数数样样品品给给出出不不一一致致的的207Pb/235U、206Pb/238U年年龄龄。其其原原因因被被归归结结为为Pb的的丢丢失失（Holmes,1954）。）。此此后后，许许多多U-Pb定定年年工工作作致致力力于于研研究究Pb丢丢失失的的机机理理以以及及对遭受对遭受Pb丢失样品的精确定年。丢失样品的精确定年。第

16、32页，此课件共74页哦Ahrens（1955）发现采自津巴布韦的晶质铀矿和独居石）发现采自津巴布韦的晶质铀矿和独居石给出不一致的年龄，但在谐和图上投点沿一直线分布（图给出不一致的年龄，但在谐和图上投点沿一直线分布（图6-5），这样的直线后来被称为不一致线（），这样的直线后来被称为不一致线（discordia）。）。Ahrens当时认为当时认为Pb的丢失是的丢失是Pb持续扩散持续扩散造成的。造成的。第33页，此课件共74页哦Wetherill(1956)对对图图6-5的的数数据据进进行行了了另另一一种种解解释释，现现称称之之为为Pb幕幕式式丢丢失失模模式式。认认为为不不一一致致线线与与一一致致

17、曲曲线线的的上上交交点点代代表表矿矿物物形形成成年年龄龄，同同时时还还认认为为下下交交点点也也有有年年龄龄意意义义，代代表表了了引引起起Pb丢丢失失的的热热事事件件的的年年龄龄。下下交交点点年年龄龄500Ma与与作作为热事件证据的锂云母为热事件证据的锂云母Rb-Sr、K-Ar年龄相吻合。年龄相吻合。第34页，此课件共74页哦Tilton(1960)对对采采自自五五个个大大陆陆的的太太古古代代地地盾盾区区的的富富U矿矿物物的的分分析析显显示示，其其下下交交点点都都在在600Ma。但但是是，缺缺乏乏600Ma时时发发生生热热事事件件的的地地质质证证据据。因因此此他他又又提提出出了了Pb持持续续扩扩

18、散散丢丢失失模模式。式。第35页，此课件共74页哦Goldrich and Mudrey(1972)认认为为富富U矿矿物物中中辐辐射射损损伤伤产产生生显显微微毛毛细细管管网网，并并为为流流体体所所充充满满，Pb扩扩散散到到这这些些毛毛细细流流体中。体中。当当基基底底岩岩石石抬抬升升时时，引引起起矿矿物物膨膨胀胀，毛毛细细流流体体被被排排出出，导导致致Pb丢丢失失，即即所所谓谓膨膨胀胀模模式式。采采自自北北美美的的矿矿物物下下交交点点年年龄龄与与基底抬升时间相吻合，支持这一模式。基底抬升时间相吻合，支持这一模式。第36页，此课件共74页哦此外，还有其它的模式（此外，还有其它的模式（Kober,1

19、987）。）。实实际际上上，蚀蚀变变锆锆石石Pb丢丢失失的的确确切切机机理理在在不不同同环环境境中中可可能能是是不不同同的的。因因此此下下交交点点年年龄龄只只有有在在有有其其它它地地质质证证据据支支持持的的情况下，才可被赋予年龄意义。情况下，才可被赋予年龄意义。上交点年龄作为锆石形成年龄的解释则是确定的。上交点年龄作为锆石形成年龄的解释则是确定的。第37页，此课件共74页哦如如果果锆锆石石数数据据投投影影点点离离上上交交点点较较远远，则则误误差差较较大大。为为了了获获得得较较好好的的上上交交点点精精度度，Krogh Krogh(1982)(1982)认认为为应应在在进进行行同同位位素素分分析析

20、之前，去除锆石中之前，去除锆石中PbPb丢失严重的部分：丢失严重的部分：方方法法一一：用用高高通通量量磁磁铁铁进进行行分分选选，选选出出变变生生最最弱弱的的矿矿物物颗粒。颗粒。方方法法二二：在在一一个个风风力力磨磨具具中中磨磨掉掉矿矿物物的的外外层层部部分分，该该部部分分往往往往最最富富U U，因因而而变变生生也也最最严严重重，样样品品经经这这样样处处理理后后，分分析析数数据据的的一一致致性性大大为为提提高高。因因此此，后后一一种种方方法法已已成成为为“传传统统”锆锆石石定定年的标准程序。年的标准程序。第38页，此课件共74页哦传传统统的的锆锆石石定定年年方方法法需需要要将将许许多多颗颗（至至

21、少少几几颗颗）锆锆石石一一起起溶溶解解进进行行分分析析，这这就就有有可可能能误误把把不不同同时时期期不不同同成成因因的的锆锆石石混混在在一一起起，这这样样所所获获得得的的年年龄龄是是一一个个没没有有确确切切地地质质含义的混合年龄（含义的混合年龄（Rogers et al.,1989）。）。第39页，此课件共74页哦与与传传统统锆锆石石定定年年方方法法相相比比，离离子子探探针针质质谱谱（SIMS）分分析析（Froude et al.,1983），能能够够从从一一颗颗锆锆石石上上获获得得一一个个甚甚至至多多个个年年龄龄数数据据，从从而而可可以以探探测测可可能能存存在在的的锆锆石石结结晶晶核核和和后

22、后期生长部分的不同年龄信息。期生长部分的不同年龄信息。SIMS方方法法通通过过分分析析Pb同同位位素素比比值值和和U/Pb比比值值来来定定年年，其其数据处理方法与传统方法基本相同。数据处理方法与传统方法基本相同。第40页，此课件共74页哦激激光光探探针针-等等离离子子质质谱谱（LP-ICPMS）法法通通过过分分析析单单颗颗粒粒锆锆石石的的207Pb/206Pb比比值值获获得得年年龄龄（Feng et al.,1993），其其速速度度较较快快，束束斑斑较较大大，精精度度相相对对较较差差，在在研研究究沉沉积积物物源源区区方方面面尤尤其其有用，而传统方法和有用，而传统方法和SIMS方法的工作量太大。

23、方法的工作量太大。第41页，此课件共74页哦锆石锆石207Pb/206Pb年龄年龄对显生宙岩石进行对显生宙岩石进行U-Pb定年发现，独居石和锆石投点都在定年发现，独居石和锆石投点都在一致曲线附近，不能构成很好的不一致直线，这种情况下，只一致曲线附近，不能构成很好的不一致直线，这种情况下，只好假定好假定Pb的丢失是近期发生的丢失是近期发生的，即强令不一致线通过坐标的，即强令不一致线通过坐标原点。原点。第42页，此课件共74页哦从该不一致线斜率的倒数可以求得从该不一致线斜率的倒数可以求得207207Pb/Pb/206206PbPb年龄，年龄，即为该直线（通过原点）的斜率，其倒数为：即为该直线（通过

24、原点）的斜率，其倒数为：因为方程因为方程除于除于(y)(x)137.88第43页，此课件共74页哦该该方方程程同同时时表表示示，假假定定所所分分析析矿矿物物中中的的Pb都都是是放放射射成成因因的的，则从单个测定比值则从单个测定比值207Pb/206Pb即可求得一个年龄值。即可求得一个年龄值。137.88第44页，此课件共74页哦普通（全岩）普通（全岩）Pb-Pb 法法重新列出以前方程以下重新列出以前方程以下：让让我我们们考考虑虑一一组组具具有有相相同同年年龄龄和和相相同同初初始始Pb同同位位素素比比值值并并保保持持封封闭闭的的样样品品，由由于于它它们们的的U/Pb比比值值不不同同，其其Pb同同

25、位位素素按按上上述方程演化至今而具有不同的比值。述方程演化至今而具有不同的比值。第45页，此课件共74页哦实实 际际 上上，对对 符符 合合 上上 述述 条条 件件 的的 一一 组组 样样 品品 来来 说说，由由 于于 t、(206Pb/204Pb)i和和(207Pb/204Pb)i为为 常常 数数，上上 述述 两两 方方 程程 在在206Pb/204Pb(x轴轴)207Pb/204Pb（y轴轴)坐坐标标系系中中，是是一一组组以以U/Pb为为参参数数的的直直线线参参数数方方程程（其其中中235U/238U1/137.88，太太阳阳系系所所有有物物质质均均为为此此常常数数）。直直线线的的斜斜率率

26、恰恰好好为为上上述述两方程的商：两方程的商：=b第46页，此课件共74页哦因因 此此，我我 们们 只只 要要 测测 定定 这这 样样 一一 组组 样样 品品 的的206Pb/204Pb和和 207Pb/204Pb比比值值，在在该该坐坐标标系系中中投投影影并并拟拟合合出出直直线线和和其其斜斜率率(b)，就就可可以以根根据据上上式式用用迭迭代代法法求求出出年年龄龄t。而而无无须须测测定定样样品品中中U、Pb的含量。的含量。该方法与该方法与U-Pb等时线法具有相同的前提，其优点在于：等时线法具有相同的前提，其优点在于：(1)无须测定样品中无须测定样品中U、Pb的含量，的含量，(2)接接近近现现代代发

27、发生生的的U丢丢失失事事件件（如如近近期期风风化化淋淋漓漓）对对该该方方法法不不造成严重影响（造成严重影响（Rosholt and Bartel,1969）。）。第47页，此课件共74页哦Patterson(1956)首首次次用用该该方方法法获获得得了了3个个石石陨陨石石和和2个个铁铁陨陨石石的的年年龄为龄为4.550.07Ga。其其中中放放射射成成因因Pb最最低低的的样样品品是是Canyon Diablo铁铁陨陨石石中中的的FeS，其其U/Pb比比值值很很低低（0.025），可可以以认认为为其其形形成成至至今今，由由U衰衰变变产产生生的的Pb对对其其初初始始Pb同同位位素素组组成成的的影影响

28、响甚甚微微。故故代代表表了了太太阳阳系系的的原原始始Pb同位素组成。此值是地球同位素组成。此值是地球Pb同位素演化的基准。同位素演化的基准。第48页，此课件共74页哦普通（全岩）普通（全岩）Pb-Pb 法定年实例法定年实例第49页，此课件共74页哦Granite Mountain岩基的全岩岩基的全岩Pb-Pb等时线年龄为等时线年龄为2.8Ga,Th-Pb也给出大致年龄也给出大致年龄2.8Ga，（Rosholt and Bartel,1969）第50页，此课件共74页哦瓮安陡山沱磷块岩Pb-Pb等时线（Chen et al.,2004第51页，此课件共74页哦Pb-Pb Dating black

29、 shale.Gauthier-Lafaye et al.,1996第52页，此课件共74页哦double-spike PbPb dating of carbonate rocks:examples from Neoproterozoic sequences in southern Africa Folling et al.,2000 Chem Geol第53页，此课件共74页哦模式（方铅矿）年龄模式（方铅矿）年龄如如上上所所述述，不不同同的的Pb同同位位素素定定年年方方法法，以以不不同同的的方方式式处处理理U的活动性问题。的活动性问题。在在U-Pb锆锆石石定定年年中中，选选择择一一个个对对U

30、保保持持很很好好的的矿矿物物，而而该该矿物对矿物对Pb的丢失可以进行模式化并进行年龄计算。的丢失可以进行模式化并进行年龄计算。在在普普通通Pb-Pb定定年年中中，只只要要体体系系的的大大部部分分时时间间是是封封闭闭的的，近近期发生的期发生的U丢失是可以允许的。丢失是可以允许的。第54页，此课件共74页哦在下述的模式年龄中，矿物相（方铅矿）不含在下述的模式年龄中，矿物相（方铅矿）不含U，因此就没有，因此就没有U丢失的问题。丢失的问题。由于在方铅矿中不存在衰变，因此我们不是直接测定矿物从现在由于在方铅矿中不存在衰变，因此我们不是直接测定矿物从现在往回推的年龄，而是测定体系自地球形成直到方铅矿形成（

31、即方往回推的年龄，而是测定体系自地球形成直到方铅矿形成（即方铅矿从含铅矿从含U体系中分离出来）的这段时间。体系中分离出来）的这段时间。第55页，此课件共74页哦该该方方法法由由Holmes(1946)和和Houtermans(1946)分分别别独独立立提提出出，故故称称为为Holmes-Houtermans 模模式式或或单单阶阶段段模模式式。即即把把方方铅铅矿矿的的Pb同同位素演化分为两段：位素演化分为两段：第第一一段段是是从从地地球球形形成成直直到到方方铅铅矿矿结结晶晶，并并且且期期间间体体系系对对U、Pb保持封闭；保持封闭；第二段是方铅矿结晶后至今，并且方铅矿必须不含任何第二段是方铅矿结晶

32、后至今，并且方铅矿必须不含任何第56页，此课件共74页哦 得：第57页，此课件共74页哦式中：式中：235U/204Pb、238U/204Pb不是方铅矿本身、而是方不是方铅矿本身、而是方铅矿源区体系的铅矿源区体系的现代现代U/Pb同位素比值；同位素比值；同理得：第58页，此课件共74页哦NNi e t ,D*Ni(1e t)或或 D*N(e t1)D*NiN,DDi+D*根据下面的基本公式，用另外两种不同的推导方法同样也能得到上页公式。第59页，此课件共74页哦现今现今235U/238U=1/137.88；方铅矿中因无；方铅矿中因无U，故故(207Pb/204Pb)t 和和(206Pb/204

33、Pb)t 即与现今比值相同即与现今比值相同第60页，此课件共74页哦T时（时（4.57Ga）的）的Pb同位素组成，是指太阳系星云同位素组成，是指太阳系星云Pb同位同位素组成或地球原始素组成或地球原始Pb同位素组成，可以用同位素组成，可以用Canyon Diablo陨硫陨硫铁（铁（CD）代表：）代表：206Pb/204Pb=9.307，207Pb/204Pb=10.294，208Pb/204Pb=29.476 （Tatsumoto et al.,1974）。）。第61页，此课件共74页哦对对于于来来自自同同一一源源区区（U/Pb相相同同）、不不同同时时代代（t不不同同）形形成成的方铅矿，方程的方

34、铅矿，方程组组成成以以t为为参参数数的的参参数数方方程程组组，在在206Pb/204Pb（x）207Pb/204Pb（y）坐坐标标系系中中为为一一曲曲线线（图图），称称为为增增长长曲曲线线，即方铅矿源区体系即方铅矿源区体系Pb同位素演化曲线。同位素演化曲线。第62页，此课件共74页哦图图6-6 Pb-Pb增长曲线图。显示某方铅矿现今的增长曲线图。显示某方铅矿现今的Pb同位素成分是在同位素成分是在3000Ma前从整体地球储库中分离出来的前从整体地球储库中分离出来的m1m2第63页，此课件共74页哦对对于于来来自自不不同同源源区区（U/Pb不不同同）、同同时时形形成成（t 相相同同）的的方方铅铅矿

35、矿，上上述述两两方方程程组组成成以以U/Pb为为参参数数的的参参数数方方程程组组，在在206Pb/204Pb（x）207Pb/204Pb（y）坐坐标标系系中中为为一一通通过过CD点的直线（图），点的直线（图），m1m2第64页，此课件共74页哦m1m2第65页，此课件共74页哦也称为也称为“等时线等时线”，其斜率可用以下方程相除得到：，其斜率可用以下方程相除得到：第66页，此课件共74页哦一个矿区的方铅矿的一个矿区的方铅矿的Pb同位素往往并不构成线性分布，同位素往往并不构成线性分布，方铅矿模式年龄不是通过拟合直线获得斜率代入该方程方铅矿模式年龄不是通过拟合直线获得斜率代入该方程求求t，而是将测

36、定的方铅矿，而是将测定的方铅矿Pb同位素组成直接代入该方同位素组成直接代入该方程求得程求得t。第67页，此课件共74页哦但但是是，随随着着数数据据的的增增多多，发发现现有有些些年年龄龄明明显显是是错错误误的的：一一些些年年龄龄为为负负值值，一一些些年年龄龄在在地地质质上上明明显显是是不不可可能能的的，这这两两类类被被称称为为异异常常Pb。因因此此，方方铅铅矿矿Holmes-Houtermans 模模式式年年龄龄法法作作为定年方法不太可信。为定年方法不太可信。这这是是因因为为：该该模模式式假假定定方方铅铅矿矿形形成成以以前前Pb同同位位素素是是在在一一个个单单阶阶段段封封闭闭体体系系中中演演化化

37、的的，而而许许多多实实际际地地质质条条件件不不符符合合该该前前提提。但但是是，方方铅铅矿矿法法有有可可能能为为地地球球Pb同同位位素素演演化化提提供供有有力的制约。力的制约。第68页，此课件共74页哦Stacey and Kramers(1975)提提出出了了方方铅铅矿矿源源区区经经历历地地幔幔、地地壳两阶段演化的模式壳两阶段演化的模式:4.57Ga3.70Gat0（现在）（现在）地幔地幔m m17.2地壳地壳m m29.7m1CDGiven Pbisotopes比较比较单阶段模式：单阶段模式：第69页，此课件共74页哦Parameters for the two-stage Pb evolu

38、tion model of Stacey and Kramers(1975)Time,Ga206/204Pb初始值初始值207/204Pb初始值初始值208/204Pb初始值初始值238U/204Pb现代值现代值232Th/204Pb现代值现代值Start,stage14.579.30710.29429.4767.19232.208Start,stage23.7011.15212.99831.2309.73536.837Present018.70015.62838.6309.73536.837计算：4.0,3.7,3.0,2.0,1.0Ga时的Pb同位素比值，并作图第70页，此课件共74页哦第71页，此课件共74页哦Doe and Zartman(1979)提提出出了了上上地地壳壳、下下地地壳壳和和地地幔幔联联合合造造山山的的Pb构构造造模模式式。这这些些模模式式更更好好地地制制约约了了地地球球Pb同同位素的演化。位素的演化。第72页，此课件共74页哦第73页，此课件共74页哦完！第74页，此课件共74页哦