稳定锶钕同位素组成变化对传统铷-锶、钐-钕同位素体系的影响评估研究

In this project, we will carry out the high-precision measurement of stable Sr-Nd isotopes by using 84Sr-87Sr double-spike and 145Nd-150Nd double-spike in MC-ICPMS, respectively. Based on this method, we will choose Qinghu granite, Tangtang granite, Jinan-Zouping gabbros and South Africa TTG as our research subjects to carry out the Rb-Sr and Sm-Nd isochron and to measure stable and radiogenic strontium-neodymium isotopic systematics, especially for these minerals in each rock. Our aims are to observe the stable Sr-Nd isotopic fractionation in minerals of each rock and probe the mechanism of stable isotope fractionation in minerals. Then, we will evaluate the influence of the variation of stable Sr-Nd isotopes in minerals on the traditional isotopic systems of Rb-Sr and Sm-Nd, especially in precision of isochron of mineral and tracing provenance using initial radiogenic Sr-Nd isotopes.

本项目拟建立利用84Sr-87Sr和145Nd-150Nd双稀释剂的高精度稳定Sr、Nd同位素组成的分析方法，优化完善地质样品的稳定Sr-Nd同位素分析技术体系。依靠这一技术，对多个不同岩浆性质的代表性岩体（青湖花岗岩，汤塘花岗岩，鲁西的济南-邹平的辉长岩,和南非TTG）的各主要矿物开展综合的Rb-Sr、Sm-Nd年代学和稳定Sr-Nd同位素体系研究，特别是对这些岩体中各种矿物的稳定/放射成因Sr和Nd同位素组成进行精确分析，目的在于了解岩浆结晶形成岩石初始时期不同矿物稳定Sr-Nd同位素的差异，探讨导致这种差异的控制因素和机制。在此基础上，通过构建矿物内部等时线等方法并定量估算这些不同岩浆体系下各结晶矿物初始稳定Sr-Nd同位素组成的差异对岩体对年龄及初始放射成因同位素组成的结果的影响，评估并其对一些传统认识可能带来的偏差。

传统的Rb-Sr和 Sm-Nd同位素体系广泛用于定年与示踪，在高精度的Sr和Nd同位素组成测试过程中，均使用恒定的88Sr/86Sr和 146Nd/144Nd比值来进行质谱测量时仪器的质量歧视校正。这一基准的分析技术的可靠性是基于高质量数的稳定Sr-Nd同位素比值通常在地质过程中不发生分馏。然而其结果就是忽略了自然界中可能存在的高质量数的稳定Sr-Nd同位素的分馏效应。这就需要对传统认识上的高质量数的稳定同位素在自然过程中不发生分馏的假设进行重新审视，并就其变化对传统的放射性成因的Sr-Nd体系产生的可能影响进行评估。本项目在实施过程中选择性的进行了两个花岗岩岩体的全岩及单矿物的稳定Sr-Nd同位素及其放射成因同位素的测试，包括青湖花岗岩体，汤唐花岗岩体以此来评价稳定同位素的变化对于传统放射性同位素测试结果的影响大小。依照分析结果，结晶较好的花岗岩矿物间的稳定Sr-Nd同位素变化较小，其对传统的Rb-Sr与Sm-Nd体系的同位素组成不会造成显著影响，因此部分的调整了计划的内容，取消了原计划进行的另外两个岩体的相关同位素分析工作，增加了稳定Rb同位素的分析工作，以期来探讨稳定Rb同位素的变化对Rb-Sr体系的影响。从已分析的结果显示，高质量数的Rb 同位素组成在矿物间有较明显的分馏，但不同岩体间的Rb 同位素非常均一，这说明用不同演化的全岩获得的Rb-Sr 体系及其等时线不受其变化的影响。