放射性同位素地球化学上课件

放射性同位素地球化学上放射性同位素地球化学上1中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院研究生院2010年放射性同位素地球化学上)中国科学院地质与地球物理研究所2提纲放射性同位素地球化学(上)放射性同位素演化的基本原理和同位素示踪的主要方法1】基本原理12RbSr体系13SmNd体系14U-Th-Pb体系15LuHf体系16ReOs体系提纲31.1基本原理1.1基本原理4Thebasicequationofradioactived衰变定律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放射性衰变放射性衰变定律∝N或dN-个N瓣十女中氙时间一放射性衰变6不稳定核素及其半衰期1468m175uu地球化学常用Aqe。fUni的衰变体系BaseofcambrkzTboundary(BcsofQuaternary)BeUrstablenuclideFig.1.2.Unstablenuclideswithhalf-lives(tve)over0.5Myr,inorderofdecreasingstability.Geologicallyusefulparentnuclidesaremarked.Someverylong-tiveddionuclideswithnogeologicalapplicationarealso不稳定核素及其半衰期7地球化学常用衰变体系的一些参数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.地球化学常用衰变体系的一些参数8同位素比值的测量Fg25.Thearrangementoffilamentribbonsoncommotsingle-andtriple-filamentbeadassembles.NotelonsourceCollector样品离子化和引入系统lits检测系统磁场fig.2.1.Schematicillustrationofthebasicfeaturesofamagneticsectormassspectrometer.Solidandopencirclesrepresentthelightandheavyisotopesofanelement,respectively.AfterFaul(1966)同位素比值的测量912Rb-Sr体系12Rb-Sr体系10TheGeochemicalperiodictableRuIrhlp!cisesta:reii:·Rb是强不相容元素,Sr是中等不相容元素,在上地幔分异过程中,他们都倾向于进入熔体;Rb的行为类似K,倾向于赋存在白云母,钾长石中;Sr的行为类似Ca,易进入斜长石,磷灰石中(不包括单斜辉石·随着岩浆演化,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学上课件12放射性同位素地球化学上课件13放射性同位素地球化学上课件14放射性同位素地球化学上课件15放射性同位素地球化学上课件16放射性同位素地球化学上课件17放射性同位素地球化学上课件18放射性同位素地球化学上课件19放射性同位素地球化学上课件20放射性同位素地球化学上课件21放射性同位素地球化学上课件22放射性同位素地球化学上课件23放射性同位素地球化学上课件24放射性同位素地球化学上课件25放射性同位素地球化学上课件26放射性同位素地球化学上课件27放射性同位素地球化学上课件28放射性同位素地球化学上课件29放射性同位素地球化学上课件30放射性同位素地球化学上课件31放射性同位素地球化学上课件32放射性同位素地球化学上课件33放射性同位素地球化学上课件34放射性同位素地球化学上课件35放射性同位素地球化学上课件36放射性同位素地球化学上课件37放射性同位素地球化学上课件38放射性同位素地球化学上课件39放射性同位素地球化学上课件40放射性同位素地球化学上课件41放射性同位素地球化学上课件42放射性同位素地球化学上课件43放射性同位素地球化学上课件44放射性同位素地球化学上课件45放射性同位素地球化学上课件46放射性同位素地球化学上课件47放射性同位素地球化学上课件48放射性同位素地球化学上课件49放射性同位素地球化学上课件50放射性同位素地球化学上课件51放射性同位素地球化学上课件52放射性同位素地球化学上课件53放射性同位素地球化学上课件54放射性同位素地球化学上课件55放射性同位素地球化学上课件56放射性同位素地球化学上课件57放射性同位素地球化学上课件58放射性同位素地球化学上课件59放射性同位素地球化学上课件60放射性同位素地球化学上课件61放射性同位素地球化学上课件62放射性同位素地球化学上课件63放射性同位素地球化学上课件64放射性同位素地球化学上课件65放射性同位素地球化学上课件66放射性同位素地球化学上课件67放射性同位素地球化学上课件68放射性同位素地球化学上课件69放射性同位素地球化学上课件70放射性同位素地球化学上课件71放射性同位素地球化学上课件72放射性同位素地球化学上课件73放射性同位素地球化学上课件74放射性同位素地球化学上课件75放射性同位素地球化学上课件76放射性同位素地球化学上课件77放射性同位素地球化学上课件78放射性同位素地球化学上课件79放射性同位素地球化学上课件80放射性同位素地球化学上课件81放射性同位素地球化学上课件82放射性同位素地球化学上课件83放射性同位素地球化学上课件84放射性同位素地球化学上课件85放射性同位素地球化学上课件86放射性同位素地球化学上课件87放射性同位素地球化学上课件8