Sr同位素解析

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第四节,锶同位素,1Rb、Sr同位素组成,Rb有87Rb和85Rb两种自然同位素,丰度分别为72.1654%和27.8346%.,85Rb是稳定的;87Rb具有放射性:,87Rb 87Sr+Q,Sr有4种同位素,都是稳定同位素:88Sr、87Sr、86Sr和84Sr，他们的丰度分别为82.53%、7.04%、9.87%和0.56%.,2)原始锶,帕帕纳斯塔修和瓦塞伯格1969分析了7个玄武质无球粒陨石，得到：,(87Sr/86Sr)0=0.6989900.000047 (BABI),后来参考了试验室间标准作了一点修正:,87Sr/86Sr0=0.6989700.00003(太阳系的初始值),格雷等(1973)从阿伦德选出了富Ca、Al，贫碱金属的陨石球粒，得到,(87Sr/86Sr0=0.698770.00002，ALL可能是太阳系中最早形成的物质。,3地球锶同位素,地球的初始值可能与陨石相当。,对被任为起源于地幔的，又没有受到地壳Sr明显混入的玄武岩和大的辉长岩体的分析，得到上地幔的,87,Sr/,86,Sr=0.7040.002,对900个年轻的玄武质和中性成分的火山岩的87Sr/86Sr值统计，说明大多数岩石落在了0.7040.002的范围内。,但是随着环境的不同比值也有差异见图，缘由可能是多方面的，如大陆物质的混染，与海水的作用，或地幔的分异。,初始比值的求法:,以87Sr/86Sr为纵坐标，以87Rb/86Sr为横坐标，将假设干个样品点用最小二乘法求1条回归直线，其在y轴上的截距就是87Sr/86Sr0,Rb-Sr等时线年龄求法,花岗岩,：,与地幔有关的:,(87Sr/86Sr0=0.7040.002,地壳成因的:,87Sr/86Sr0=0.7200.005,玄武岩类,大洋玄武岩:0.70120.7059,大陆玄武岩：0.7030.712可能是受到地壳物质的影响。,岛弧安山岩,世界假设干主要的岛弧地区的安山岩、英安岩和玄武岩的锶同位素比值与大洋玄武岩是重叠的，在0.70360.7066之间。,超基性岩,阿尔卑斯性超铁镁质岩类和火山岩中的超铁镁质岩捕虏体被认为近似地代表原始地幔的组成。,大局部超铁镁质岩为：0.70120.7057,但是，地幔确定是不均一的，因此有些超铁镁质岩可能会高于这个范围。,大洋自生的碳酸盐：,特殊均匀，87Sr/86Sr=0.708 可以用来区分海相或陆相,大洋沉积物:,a,大洋火山岩风化,87Sr/86Sr0=0.7040.002,b，大陆物质,87Sr/86Sr0=0.7200.005,三、锶同位素的应用一测定成矿年龄,尽管承受Rb-Sr等时线法测定成矿年龄不是件简洁的事，但由于Rb-Sr年龄数据牢靠，在等时线法测定过程中，所获得的初始87Sr/86Sr还可用于推想成矿物质的来源和争论矿床成因，而且，目前的试验技术可以检测矿脉中极微量的Rb、Sr(达10-11一10-12)及其同位素组成，为Rb-Sr法在成矿年龄争论种的应用打下了根底。,1、通过测定,蚀变围岩,的Rb-Sr同位素组成确定成矿年龄。,据F.D.Fullagar等(1970)争论，Ore Knob硫化物矿床的围岩是云母片麻岩和闪石片麻岩。正常云母片麻岩的全岩Rb-Sr等时年龄约为950Ma，它大体代表围岩的形成时间。在近矿围岩蚀变中，云母片麻岩的Rb-Sr等时年龄为45042Ma，闪石片麻岩的Rb-Sr等时年龄为3919Ma，热液蚀变作用使近矿围岩的Rb-Sr同位素体系又一次到达平衡。因此，400Ma可以代表硫化物矿化的成矿年龄。,2、通过测定矿脉中脉石矿物液体包裹体的Rb-Sr同位素组成确定成矿年龄。,通过分析液体包裹体的Rb-Sr同位素组成有可能确定成矿年龄。,为使测定的年龄值真正代表成矿大事，所分析的液体包裹体必需都是原生的，,石英最常见，化学纯度又高，其同位素交换不会影响液体包裹体的Rb-Sr同位素组成，因而石英是一个比较抱负的测定对象。,据T.J.Shephard和D.P.F.Darbyshire(1981)争论，Carrock Fell钨矿床中，早、晚两期石英中液体包裹体的Rb-Sr同位素分析结果构成一条很好的等时线。等时年龄为393士5Ma，与矿脉中白云母的K-Ar年龄(387士6Ma)在误差范围内全都，因而393Ma可以作为该矿床的成矿年龄。,3、通过测定矿脉中金属矿物的Rb-Sr同位素组成确定成矿年龄,。,据S.Lange等(1983)对密苏里东南部Viburnum铅锌矿床的争论，由该矿床中4个方铅矿样品所确定的Rb-Sr等时年龄为391土2lMa，与含矿层中海绿石的Rb-Sr年龄360Ma根本全都。,4、通过分析脉石矿物与近矿蚀变围岩的Rb-Sr同位素组成确定成矿年龄。,J.Ruiz等(1984)指出，本方法适合于下述条件的矿床，即矿脉的Rb/Sr极低，围岩的Rb/Sr比值高，而且成矿物质直接来自围岩的矿床。在这种状况下，可依据式,计算成矿年龄。式中,p和I分别表示现今值和初始值。,由于(87Sr/86Sr)iM和t 为常数，因此式中的(87Sr/86Sr)p和(87Rb/86Sr)p之间存在线性关系。(87Sr/86Sr)i以矿脉中萤石、方解石、硫化物等矿物的87Sr/86Sr测定值代表；(87Rb/86Sr)p和(87Sr/86Sr)p以近矿围岩的测定值代表。据J.Ruiz等对一些矿床的争论说明，承受本方法可以获得令人满足的成矿年龄数据。如在Panasqueira钨矿床中，所计算的Rb-Sr年龄为296Ma，矿脉中白云母的K-Ar年龄为290Ma；在Parral铅锌矿床中，Rb-Sr年龄为31Ma，矿脉中冰长石的K-Ar年龄为30Ma，两者几乎完全全都。,二推断成矿物质来源,由于锶同位素的质量数大，不同同位素分子的相对质量差较小，成矿过程中，成矿溶液物理-化学条件的变化对其锶同位素组成的影响可以无视不计。加之，成矿溶液与其循环岩石之间的锶同位素交换相当缓慢，因而在没有外来锶混染的状况下，矿脉中富锶脉石矿物的87Sr/86Sr可以指示其成矿物质来源。,1、依据(87Sr/86Sr)0,2、比照争论矿石的脉石矿物与其围岩的87Sr/86Sr，假设二者对应的好，则锶以及其他的成矿物质可能直接来源于围岩。成矿溶液对围岩淋滤和蚀变而从其中吸取了成矿物质。否则可能为其他的来源。,例如，在Consuzo岩株内，矿脉样品的87Sr/86Sr为0.7059一0.7208；在侏罗系围岩中，矿脉样品的87Sr/86Sr为0.7063一0.7239，它们都远远大于含矿岩石87Sr/86Sr。这种特性说明，矿脉中的锶已经过了长距离的搬运，在液包体水的D值和矿脉的87Sr/86Sr之间具有相像的变化特征，这就清晰说明，矿脉中87Sr/86Sr的变化可能是由成矿溶液中的水来源的变化引起的。,Landis和Rye(1974)的争论己经证明，成矿溶液是由岩浆水+大气降水或可能包括第三种演化水(同生-建筑-变质水)按不同程度混合形成的。岩浆水的87Sr/86Sr与Consuzo岩株的87Sr/86Sr0.705左右相像。大气降水由于在第三纪火山岩(与Consuzo岩株属于同源岩浆)和侏罗-白垩系沉积岩中循环，因而其87Sr/86Sr可能介于0.705一0.716之间。演化水(不管其最终成因如何)确定是通过侏罗-白垩系沉积岩或古生代-前寒武系变质基底而循环的，因此其87Sr/86Sr大于或等于0.716。,由于演化水是在温度上升的条件下循环，而且流淌速度又很缓慢，所以在演化水使矿物发生不全都溶解的过程中，矿物中的放射成因锶选择性的被演化水迁移，导致演化水的87Sr/86Sr明显上升。Norman和Landis认为，矿脉中87Sr/86Sr的明显变化正是这些不同来源水按不同比例混合的结果(图8-21)。,因此，成矿热液锶同位素的争论说明，矿脉中的锶来自不同的源区。对该矿床所进展的其他争论证明，氟、钨是岩浆来源或是从岩株中浸取的，硫和贱金属以岩浆来源为主;晚阶段的砷、锑、铜是由演化水从深部沉积岩中带来的。由此可知，Pasto Bueno矿床的成矿物质具有多源的。,虚线表示的延长局部代表大气降水和演化水锶同位素组成的可能变化范围；岩浆水的锶同位素组成以Consuzo岩株的测定值表示:混合物限制在由三个端员组分所确定的三度空间内,