'

Sm-Nd изотопная система

Понравилась презентация – покажи это...





Слайд 0

Sm-Nd изотопная система Юрий Александрович Костицын yuri.kostitsyn@gmail.com МГУ им. М. В. Ломоносова Геологический факультет Задачи (*.xlsx) и лекции (*.pptx) – на сайте http://wiki.web.ru/wiki/Геологический_Факультет_МГУ: Геохимия_Изотопов_и_Геохронология


Слайд 1

Lugmair G.W. Sm-Nd ages: a new dating method (abs). // Meteoritics. 1974. V.9. P. 369.


Слайд 2


Слайд 3

Изотопный состав Sm и Nd


Слайд 4


Слайд 5


Слайд 6


Слайд 7

Jacobsen S.B., Wasserburg G.J., Sm-Nd isotopic evolution of chondrites. // Earth and Planetary Science Letters, 1980. 50: 139-155. CHUR = Chondritic Uniform Reservoir


Слайд 8


Слайд 9


Слайд 10


Слайд 11


Слайд 12

Moorbath, S, Allaart, JH, Bridgwater, D and McGregor, VR (1977). "Rb-Sr ages of early Archaean supracrustal rocks and Amitsoq gneisses at Isua." Nature 270: 43-45.


Слайд 13

Moorbath, S, Whitehouse, MJ and Kamber, BS (1997). "Extreme Nd-Isotope Heterogeneity in the Early Archean - Fact or Fiction - Case-Histories from Northern Canada and West Greenland." Chemical Geology 135(3-4): 213-231.


Слайд 14

Gruau G., Rosing M., Bridgwater D., Gill R.C.O. Resetting of Sm-Nd systematics during metamorphism of >3.7 Ga rocks: implications for isotopic models of early Earth differentiation. Chemical Geology. 1996. V.133. P.225-240.


Слайд 15

McCulloch M.T., Compston W., Froude D. Sm-Nd and Rb-Sr dating of Archaean gneisses, eastern Yilgarn Block, Western Australia. // Journal of the Geological Society of Australia, 1983. 30: 149-153.


Слайд 16


Слайд 17

Frost C.D., Frost B.R. Open-System dehydration of amphibolite, Morton Pass, Wyoming - elemental and Nd and Sr isotopic effects. // Journal of Geology. 1995. 103(3): 269-284.


Слайд 18

Vance D., O'Nions R.K. Isotopic Chronometry of Zoned Garnets - Growth-Kinetics and Metamorphic Histories. // Earth and Planetary Science Letters. 1990. 97(3-4): 227-240.


Слайд 19


Слайд 20


Слайд 21


Слайд 22

???? ???? ? = ???? ?? ???? ?? • ???? ??


Слайд 23


Слайд 24


Слайд 25

Задача 11. Построить графики нормированных РЗЭ, рассчитать Eu/Eu* и (La/Lu)n


Слайд 26

DePaolo D.J., Wasserburg G.J., Nd isotopic variations and petrogenetic models. // Geophysical Research Letters, 1976. 3(5): 249-252.


Слайд 27

?? ???? ?? = 143 ???? 144 ???? ???????????? ?? 143 ???? 144 ???? ???????? ?? ?1 • 10 4


Слайд 28

DePaolo, Wasserburg, 1976


Слайд 29

Обогащённое вещество Обогащённое вещество Обеднённое вещество Обеднённое вещество


Слайд 30

DePaolo D.J., Wasserburg G.J. Inferences about magma sources and mantle structure from variations of 143Nd/144Nd. // Geophysical Research Letters, 1976. 3(12): 743-746. CHUR = Chondritic Uniform Reservoir UR = Uniform Reservoir BSE = Bulk Silicate Earth CHUR 0.7045 UR: 87Sr/86Sr=0.7045 BABI: 87Sr/86Sr=0.69897 Rb/Sr=0.0286


Слайд 31


Слайд 32

Обеднённое вещество, Sm/Nd > 0.325 Обогащённое вещество, Sm/Nd < 0.325 Примитивное вещество, Sm/Nd = 0.325


Слайд 33


Слайд 34


Слайд 35


Слайд 36


Слайд 37


Слайд 38


Слайд 39

Модельный возраст в Sm-Nd системе Позволяет оценить время отделения породы (или её протолита) от мантийного источника


Слайд 40


Слайд 41


Слайд 42

Smith A.D., Ludden J.N. Nd isotopic evolution of the Precambrian mantle. // Earth and Planetary Science Letters. 1989. 93: 14-22.


Слайд 43


Слайд 44


Слайд 45


Слайд 46


Слайд 47


Слайд 48

?? ???? 2 ???? ?? ?? ?? ???????? ????


Слайд 49


Слайд 50


Слайд 51


Слайд 52


Слайд 53

Yamashita K., Creaser R.A. Geochemical and Nd isotopic constraints for the origin of the Late Archean turbidites from the Yellowknife area, Northwest Territories, Canada. Geochimica et Cosmochimica Acta. 1999. 63(17): 2579-2598. TDM


Слайд 54

Yamashita K., Creaser R.A. Geochemical and Nd isotopic constraints for the origin of the Late Archean turbidites from the Yellowknife area, Northwest Territories, Canada. Geochimica et Cosmochimica Acta. 1999. 63(17): 2579-2598. TDM2


Слайд 55


Слайд 56


Слайд 57

Мишина и др., 2005 Савельева и др., 2006


Слайд 58


Слайд 59

Задача 13. Вычислить TDM и TDM2 DM: eNd(0)=+9 eNd(4.56)=0 Cont.Crust: [Sm]=3.5 ppm [Nd]=16.0 ppm Остальные варианты в файле Ex13.xlsx на сайте wiki.web.ru


Слайд 60

Проблема баланса кора-мантия


Слайд 61

62 EM-I EM-II


Слайд 62


Слайд 63

20 км 660 км 2898 км 5145 км Верхняя мантия (27%) Нижняя мантия (73%) Внешнее ядро Внутреннее ядро Континентальная кора --------------- = 0.57 % Мантия + кора Континентальная кора --------------- = 2.3 % Верхняя мантия + кора Мантия (100%)


Слайд 64


Слайд 65


Слайд 66


Слайд 67


Слайд 68

Smith A.D., Ludden J.N. Nd isotopic evolution of the Precambrian mantle. // Earth and Planetary Science Letters. 1989. 93: 14-22.


Слайд 69


Слайд 70


Слайд 71


Слайд 72


Слайд 73

Прямые выплавки (E) из примитивной мантии и рестит (D) должны иметь начальный изотопный состав этого источника и комплементарные отношения Sm/Nd Линии смешения обеднён-ного и обогащённого вещества в этих координатах – прямые, проходящие через исходный (примитивный) источник Прямые выплавки толеитов из CHUR должны иметь: eNd ? 0 Sm/Nd ? 0.325


Слайд 74


Слайд 75

76


Слайд 76

Альтернатива: Мантия Земли в целом имеет отличное от хондритов Sm/Nd отношение или Примитивное (необеднённое) вещество, в объёме нижней мантии, полностью изолировано на глубине


Слайд 77

D.C.Rubie, R.D. van der Hilst, Physics of the Earth and Planetary Interiors. 2001. V.127. P. 1-7. Поток вещества в нижнюю мантию фиксируется сейсмотомографией. Значит есть и обратный поток – из нижней мантии к поверхности Земли


Слайд 78

79 20 км 660 км 2898 км 5145 км UM LM Физически невозможная граница OC IC


Слайд 79

Вывод: Мантия Земли имеет отличное от хондритов Sm/Nd отношение Какое?


Слайд 80


Слайд 81


Слайд 82


Слайд 83

BSE (Sm/Nd=0.350) DM


Слайд 84


Слайд 85

Задача 14 Рассчитать изотопный состав обеднённой мантии (DM) при следующих допущениях: DM образовалась в результате отделения вещества континентальной коры от примитивной мантии (а) хондритового и (б) нехондритового состава средний возраст коры – по вариантам (файл Ex14.xlsx) Рассмотреть два случая: 1) источник коры – вся мантия 2) источник коры – верхняя мантия Сформулировать выводы …


Слайд 86

Обогащённое вещество Обогащённое вещество Обеднённое вещество Обеднённое вещество


Слайд 87


Слайд 88

Обеднённое вещество, Sm/Nd > 0.350 Обогащённое вещество, Sm/Nd < 0.350 Примитивное вещество, Sm/Nd = 0.350 89


Слайд 89

Состав примитивной мантии Sm/Nd = 0.350 и 143Nd/144Nd = 0.51310 eNd = 9 ? Rb/Sr = 0.020 ? 87Sr/86Sr = 0.7028 eSr = –24 (87Sr/86Sr)BABI = 0.699


Слайд 90


Слайд 91


Слайд 92

(BSE)


Слайд 93


Слайд 94


Слайд 95

142 Nd 144 Nd = 142 Nd 144 Nd ??= ?? 0 + 146 Sm 144 Nd ??= ?? 0 142 Nd 144 Nd = 142 Nd 144 Nd ??= ?? 0 + 147 Sm 144 Nd 146 Sm 147 Sm ??= ?? 0


Слайд 96


Слайд 97

M.Boyet, R.W.Carlson. 142Nd evidence for early (>4.53 Ga) global differentiation of the silicate Earth. Science. 2005. Vol.309. P.576-581.


Слайд 98

Различия в Sm/Nd отношениях Земли и хондритов возникли изначально. Корообразование к этому феномену отношения не имеет Обе пары: и 146Sm–142Nd и 147Sm–143Nd приводят к исключительно согласованным выводам


Слайд 99

Причины изотопной гетерогенности мантии в Rb-Sr и Sm-Nd изотопных системах


Слайд 100

Обеднённое вещество, Sm/Nd > 0.350 Обогащённое вещество, Sm/Nd < 0.350 Примитивное вещество, Sm/Nd = 0.350


Слайд 101

102 EM-I EM-II


Слайд 102

103 Насколько мантийный источник может быть гетерогенным в отношении элементов-примесей? Если в мантии имеют место вариации Rb/Sr, Sm/Nd, U/Th/Pb, Lu/Hf отношений, то со временем это должно привести к изотопной гетерогенности Sr, Nd, Pb, Hf


Слайд 103


Слайд 104

Изотопная гетерогенность мантии (87Sr/86Sr и 143Nd/144Nd) может быть следствием её химической гетерогенности (Rb/Sr и Sm/Nd) Два главных типа мантийных магм с “обогащёнными” характеристиками: Щелочные базальты (А) Обогащённые толеиты (ET)


Слайд 105


×

HTML:





Ссылка: