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盘式过滤机-矿物或岩石中Sr同位素的精确组成取决于该矿物或岩石

时间:2019-01-30 查看:173
内容摘要:Sr有23个同位素,其中4个天然存在的同位素为88Sr,87Sr,86Sr和84Sr,它们都是稳定同位素,其同位素平均丰度分别为82.53%,7.04%,9.87%和0.56%(Faure歹1986)。由于Rb衰变形成Sr,故Sr同位素丰度是变化的。因此,一含Rb矿物或岩石中Sr同位素的精确组成取决于该...
Sr有23个同位素,其中4个天然存在的同位素为88Sr,87Sr,86Sr和84Sr,它们都是稳定同位素,其同位素平均丰度分别为82.53%,7.04%,9.87%和0.56%(Faure歹1986)。由于"Rb衰变形成"Sr,故Sr同位素丰度是变化的。因此,一含Rb矿物或岩石中Sr同位素的精确组成取决于该矿物或岩石的年龄及其n(Rb)/n(Sr)值。
 
岩浆分离结晶过程中,Sr趋向浓集于斜长石中,而Rb留在液相中。结果,结晶过程中残余岩浆的n(Rb)/n(Sr)值逐渐增加,所以在一套分异的火成岩石中,n(Rb)/n(Sr)值随分异程度增强而增加。
 
二、Rb-Sr同位素年代学
1.矿物Rb-Sr定年基础
根据式(6-14),矿物中87 Sr一8 7 Sri+ 8 7 Rb(泸一1),其中,87 Sr为矿物中现今的87 Sr的原子数总量,87 Srj为矿物中87 Sr的初始原子数,衰变常数A一1.42× 10-"a-',t为矿物形成以来所经历的时间。
方程两边同除以86 Sr(常数,因为是稳定同位素)得(6-27) 
该方程是Rb-Sr定年的基础。
变化只是由于同位素衰变的结果,件不满足,矿物中Rb,Sr已发生过带人或丢失,则由该方程算出的t值没有实际意义。
 
要通过方程(6-27)解出1而获得矿物的年龄,必须测定矿物的n(8 7 Sr)/。(8 6 Sr)直和Rb,Sr(或87Rb,86 Sr)含量、以及已知Sr同位素初始比值n(a7sr)/n(8 6 Sr)I。。(87 Sr)/。(8 6 Sr)值可通过将矿物用酸溶解并用阳离子交换色谱法分离和提纯出Sr在质谱仪上直接测定;Rb,Sr含量通常可以用同位素稀释法测定。必须把测得的n(Rb)/n(Sr)含量比值按下式转化为刀(87 Rb)/?!(s6sr)同位素原子数比值式中Ab87.Ab86 s,分别为87Rb,86 Sr的同位素丰度,WR匕,Ws,分别为Rb,Sr的原子量。值得注意的是,矿物的8 6 Sr丰度和Sr原子量与8 7 Sr丰度有关,由于不同矿物的Rb含量不同导致8 7 Sr丰度不同,因此对每一个矿物,都要计算8 6 Sr丰度和Sr原子量。下面的例子说明该计算过程(Faure! 1986)设某样品的同位素组成为 n (87Sr)ln(86Sr) 0. 708 961, n(86Sr)/n(88Sr) = 0. 119 4, n(84Sr)/n(88Sr) = 0. 006 75, 同位素丰度和Sr原子量可按表6-2计算显然,只有当矿物保持对Rb,Sr的封闭系统,即矿物中"Rb,'Sr的而与矿物以外的环境无关的条件下,该定年方程才有效。反之,若该条中微子。因此这种衰变可以看作是核外电子与质子作用形成一个Fll子和一个中微子,质量数不变。例如
可以引发这些同(立索的裂变、I午多其他术元素原子电能通过能(5o~45o MeV)原子核粒子轰击而诱发裂变。重t亥素(如i:批诱发裂变产到的两种核素。其原子序数介干30~65之同,并伴随发射出a粒子、中子和大tit的能]it(约2ooMcv)。裂变释放的l{子有可能促使其他的卫器廿发生裂变,建立起裂变链。当可裂变的核素的浓度足够高小、可以导致像超新星或原子弹那样的热核爆炸。裂变产生的两种子体的原子序数往往是不相等的、并、目.它f门往往具莉·多余的中子,因而它们也是放射性的,会发射出一系列的厂粒子而最终衰变为裂变子体的稳定的同量异位素。2器廿裂变子体之一'一衰变如下亡〉'玆
此外、已发现20种以上的重核素能发生自发裂变,但自发裂变的频率较其他衰变的频率小,例如:3 8 U的自发裂变频率是a衰变频率的5 × 105分之一。自发裂变是实验室合成的超铀元素衰变的主要方式。6.同量异位衰变和分支衰变上述衰变方式中,由于厂,旷和电子捕获衰变的结果均是质量数不变,即衰变子体与母体是同量异位素,这一类型的衰变又统称为同量异位衰变。
些放射性原子可部分地衰变为一种原子,同时部分地衰变为另一种原子,一例如4o K部分以发射乒°和电子捕获衰变为4oAr、部分以发射厂衰变为4o Ca。这种放射性原子同时衰变为不同稳定子体原子的衰变称为分支衰变。