铅同位素地球化学

[拼音]：qian tongweisu diqiu huaxue

[外文]：lead isotope geochemistry

研究自然物质中铅同位素的丰度、变异规律及其地质意义。自然界铅由²⁰⁴Pb、²⁰⁶Pb、²⁰⁷Pb和²⁰⁸Pb4个稳定同位素组成,它们的丰度分别为1.4％、24.1％、22.1％和52.4%。²⁰⁴Pb是非放射成因的,²⁰⁶Pb、²⁰⁷Pb、²⁰⁸Pb是由²³⁸U和²³⁵U 和²³²Th 3个天然放射性同位素经过一系列α、β衰变后最终形成的稳定同位素。这 3个衰变系列可分别用下列简化式来表示：

²³⁸U→8α+6β^-+²⁰⁶Pb

²³⁵U→7α+4β^-+²⁰⁷Pb

²³²Th→6α+4β^-+²⁰⁸Pb

铅同位素地球化学主要用于研究含放射性元素极低的矿物或岩石中的铅同位素组成。这些铅同位素组成自矿物或岩石形成之后不再发生变化，即不再有放射成因铅的加入，如方铅矿、白铅矿、长石、云母等及其所形成的矿石和岩石中的铅均属此类，把此类铅叫做普通铅。根据普通铅的演化历史和源区性质可分为单阶段铅和多阶段铅。

单阶段铅是指封闭体系中铅同位素组成保持恒定。如果一组样品是同源的，那么，它们的铅同位素比值如²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb等应该也是相同的。多阶段铅是指开放体系中普通铅同位素组成的变化。这种铅曾与具有不同U/Pb、Th/Pb比值的体系伴生过,而且铅在这些体系中存在的时间也各异，因此，铅同位素比值就会发生相应的变化。为追索这种铅的复杂历史，已建立了多种数学模式。

通过铅同位素地球化学研究，不仅可以确定成矿时代（见区域成矿学）或模式年龄（按照某种理论模式确立的公式计算年龄），而且还可判断成矿物质来源、矿床成因等。例如根据铅同位素组成及其特点，认为成矿物质的最初来源可分为幔源、壳源和混合来源。²⁰⁷Pb／²⁰⁴Pb比值或μ值(²³⁸U/²⁰⁴Pb)高的铅来自上地壳，低μ值的铅来自下地壳或上地幔。造山带（岛弧）铅被认为是地壳铅与地幔铅混合的结果。再如，矿床是单成因还是多成因、成矿物质是单一来源还是多种来源等问题均可利用铅同位素比值来判断。