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精确测量铀系不平衡,并以此来研究众多地质过程和它们的时间尺度

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精确测量铀系不平衡,并以此来研究众多地质过程和它们的时间尺度

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【摘要】:
在238U-206Pb、235U-207Pb和232Th-208Pb这三个衰变系列中存在很多短半衰期的铀系子同位素,例如234U、231Pa、230Th、226Ra、210Po等等。如果体系在超过5倍子体半衰期的时间里不受扰动,该体系母子体放射性活度比为1,体系达到平衡态。反之,体系具有铀系不平衡,因此它对于时间非常敏感。铀系不平衡几乎在所有年轻地质样品中都已经观测到,例如地下水、土壤、火山岩、石

在238U-206Pb、235U-207Pb和232Th-208Pb这三个衰变系列中存在很多短半衰期的铀系子同位素,例如234U、231Pa、230Th、226Ra、210Po等等,如果体系在超过5倍子体半衰期的时间里不受扰动,该体系母子体放射性活度比为1,体系达到平衡态。反之,体系具有铀系不平衡,因此它对于时间非常敏感。铀系不平衡几乎在所有年轻地质样品中都已经观测到,例如地下水、土壤、火山岩、石笋等等。铀系不平衡可用来进行定年和反演铀系母子体分异的机制,从而对地质事件提供独特的时间和过程的制约。因此,它在表生地球化学、岩浆作用、第四纪年代学等领域有极其广泛的应用。我们的兴趣在于利用铀系不平衡研究俯冲带岩浆作用的过程和时间尺度。俯冲带岩浆作用是新生陆壳增生的最重要方式,由此引发的火山爆发也给人类带来巨大灾害,因此理解其过程和时间尺度至关重要 。

目前在研项目有南安第斯山第四纪火山岩的铀系不平衡,岛弧岩浆岩铀系不平衡的重新认识,俯冲带物质再循环和过程和时间尺度,洋底火山的岩浆房过程 。

由于大部分岛弧岩浆经历不同程度的mixing – assimilation – crystallization(MAC),铀系不平衡数据的解释需要考虑MAC过程。

(Huang F., 2014, invited talk in Goldschmidt Conference).