238U/235U分馏及其地质应用

摘要：

铀是自然界中天然存在的最重的放射性元素.传统观点认为238U/235U是不分馏的,但近些年的研究发现自然界中铀同位素分馏δ238/235U可达1.3‰,远大于多接收电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICPMS)的测试精度±0.2‰(2σ).铀同位素的分馏机制与核场效应有关,自然界中最大的δ238/235U分馏发生在氧化性沉积物(形成于氧化环境下的大洋锰结核富集轻铀同位素)和还原性沉积物(形成于还原环境下的黑色页岩富集重铀同位素)中,次氧化性沉积物和海水中δ238/235U的分馏则小于前两者.由于具有对氧化-还原环境较敏感的特性,铀同位素被认为是理想的反演古海洋及古大气氧化还原环境变化的手段之一.δ238/235U在形成于不同氧化-还原环境的高温型铀矿床(比如岩浆型)和低温型铀矿床(比如砂岩型)之间存在明显的同位素分馏,此特征可以作为确定铀矿床类型的重要依据.铀同位素分馏现象的发现,提示人们在应用Pb-Pb体系进行年轻地质体高精度测年时需要考虑到铀同位素分馏对测年精确度的影响.文章对近年来有关238U/235U的研究成果做了详细介绍,以推动铀同位素体系在地球科学领域的研究和应用.

关键词：地球化学、铀同位素、同位素分馏、核场效应、氧化还原环境、黑色页岩、高精度U-Pb测年

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分类号：P597+.1(地球化学)

资助基金：中央级公益性科研院所基本科研业务费项目K1205;地质过程与矿产资源国家重点实验室开放课题基金项目GPMR2011;国土资源大调查项目12120114034301,1212011220869;人力资源和社会保障部留学人员科技活动择优资助项目的联合资助

在线出版日期：2014-07-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共14页

页码：497-510