放射性同位素地球化學上課件

放射性同位素地球化學上放射性同位素地球化學上1中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所中國科學院研究生院2010年放射性同位素地球化學上)中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所2提綱放射性同位素地球化學(上)放射性同位素演化的基本原理和同位素示蹤的主要方法1】基本原理12RbSr體系13SmNd體系14U-Th-Pb體系15LuHf體系16ReOs體系提綱31.1基本原理1.1基本原理4Thebasicequationofradioactived衰變定律2isthedecayconstant,whichwedefinedastheprobabilitythatatomwoulddecayinsometimedt.Ithasunitsoftime".Let'srearrangeequation8.4andwhereNeisthenumberofatomsoftheradioactive,orparent,isotopepresentattimet=0.Integrat-e-AtorN=N.ArSupposewewanttoknowtheamountoftimeforthenumberofparentatomstodecreasetohalfiginalnumberi.e.fwhenN/N,=1/2.SettingN/Noto1/2,wecanrearrange8.8toget:8.10Thisisthedefinitionofthehalf-,fANowthedecayoftheparentproducessomedaughter,Drradiogenic,nuclides.ThenumberofremainingaftertimesimplythedifferencebetweentheinitialnumberofparentsandthenumberlaughtersprodRearranging8.9toisolateNoandsubstitutingthatinto8.11,weobtain:histellsusthatthenumberofdaughtersproducedisafunctionofthenumberofparentspresentandtime.Sinceingeneraltherewillbesomeatomsofthedaughternuclidearoundtobeginwith,Lewhent=0,amoregeneralexpressionis:D=D+N(41)D=D+NeDIwhereDoisthenumberofdaughtersoriginallypresent.exponentialfunctioncanbeexpressedLIon14Providedccl,thehigherorderbermseverysmallandcanbeignored;hencefortimethatareshortcomparedtothedecayconstant(ic,fort<1/),equation5.13canbewrittenas:Thebasicequationofradioact5放射性衰變放射性衰變定律∝N或dN-個N瓣十女中氙時間一放射性衰變6不穩(wěn)定核素及其半衰期1468m175uu地球化學常用Aqe。fUni的衰變體系BaseofcambrkzTboundary(BcsofQuaternary)BeUrstablenuclideFig.1.2.Unstablenuclideswithhalf-lives(tve)over0.5Myr,inorderofdecreasingstability.Geologicallyusefulparentnuclidesaremarked.Someverylong-tiveddionuclideswithnogeologicalapplicationarealso不穩(wěn)定核素及其半衰期7地球化學常用衰變體系的一些參數(shù)TAblE8.2LoNG-LivEdRAdioAcTivEDECAYSysTEMSofGEocHEMiCALINTERESTParentDecayModeHalf-lifeβ+,ecB5543x1028x10ydDAr/Ar142x10y4.8x10SSr/bSr6.54x1006x10yr143Nd/Nd1.94x103.6x1064x10-123x10Os.1874948x10y1.4x10y208Pb,4He20Pb/2aPb,He/He9849x10y7.07x10y207Pb,4He207Pb/2aPb,He/He551ⅹ10447x10DePb.tHe20Pb/20Pb.He/Holote:thebranchingratio,ie,ratiosofdecaystortototaldecayofaKis0.117.TheproductionofHefrom"SmdecayisinsignificantcomparedtothatproducedbydecayofUandTh.地球化學常用衰變體系的一些參數(shù)8同位素比值的測量Fg25.Thearrangementoffilamentribbonsoncommotsingle-andtriple-filamentbeadassembles.NotelonsourceCollector樣品離子化和引入系統(tǒng)lits檢測系統(tǒng)磁場fig.2.1.Schematicillustrationofthebasicfeaturesofamagneticsectormassspectrometer.Solidandopencirclesrepresentthelightandheavyisotopesofanelement,respectively.AfterFaul(1966)同位素比值的測量912Rb-Sr體系12Rb-Sr體系10TheGeochemicalperiodictableRuIrhlp!cisesta:reii:·Rb是強不相容元素,Sr是中等不相容元素,在上地幔分異過程中,他們都傾向于進入熔體;Rb的行為類似K,傾向于賦存在白云母,鉀長石中;Sr的行為類似Ca,易進入斜長石,磷灰石中(不包括單斜輝石·隨著巖漿演化,超基性→基性→中性→酸性,Rb/Sr(8RbSr)比值升高TheGeochemicalperiodictable11放射性同位素地球化學上課件12放射性同位素地球化學上課件13放射性同位素地球化學上課件14放射性同位素地球化學上課件15放射性同位素地球化學上課件16放射性同位素地球化學上課件17放射性同位素地球化學上課件18放射性同位素地球化學上課件19放射性同位素地球化學上課件20放射性同位素地球化學上課件21放射性同位素地球化學上課件22放射性同位素地球化學上課件23放射性同位素地球化學上課件24放射性同位素地球化學上課件25放射性同位素地球化學上課件26放射性同位素地球化學上課件27放射性同位素地球化學上課件28放射性同位素地球化學上課件29放射性同位素地球化學上課件30放射性同位素地球化學上課件31放射性同位素地球化學上課件32放射性同位素地球化學上課件33放射性同位素地球化學上課件34放射性同位素地球化學上課件35放射性同位素地球化學上課件36放射性同位素地球化學上課件37放射性同位素地球化學上課件38放射性同位素地球化學上課件39放射性同位素地球化學上課件40放射性同位素地球化學上課件41放射性同位素地球化學上課件42放射性同位素地球化學上課件43放射性同位素地球化學上課件44放射性同位素地球化學上課件45放射性同位素地球化學上課件46放射性同位素地球化學上課件47放射性同位素地球化學上課件48放射性同位素地球化學上課件49放射性同位素地球化學上課件50放射性同位素地球化學上課件51放射性同位素地球化學上課件52放射性同位素地球化學上課件53放射性同位素地球化學上課件54放射性同位素地球化學上課件55放射性同位素地球化學上課件56放射性同位素地球化學上課件57放射性同位素地球化學上課件58放射性同位素地球化學上課件59放射性同位素地球化學上課件60放射性同位素地球化學上課件61放射性同位素地球化學上課件62放射性同位素地球化學上課件63放射性同位素地球化學上課件64放射性同位素地球化學上課件65放射性同位素地球化學上課件66放射性同位素地球化學上課件67放射性同位素地球化學上課件68放射性同位素地球化學上課件69放射性同位素地球化學上課件70放射性同位素地球化學上課件71放射性同位素地球化學上課件72放射性同位素地球化學上課件73放射性同位素地球化學上課件74放射性同位素地球化學上課件75放射性同位素地球化學上課件76放射性同位素地球化學上課件77放射性同位素地球化學上課件78放射性同位素地球化學上課件79放射性同位素地球化學上課件80放射性同位素地球化學上課件81放射性同位素地球化學上課件82放射性同位素地球化學上課件83放射性同位素地球化學上課件84放射性同位素地球化學上課件85放射性同位素地球化學上課件86放射性同位素地球化學上課件87放射性同位素地球化學上課件8