自然界中Pb有四個同位素,包括職Pb、勸甲b、2陽b、姍Pb,其中2即b是非放射性成因同位素尸喲,b、姍Pb、期Pb、2明Pb為放射性成因同位素,由姍U、扔U、2卿h放射性衰變產生,因此,鉛同位素的研究最初為模式年齡定年和探討成礦物質來源的示蹤。隨著近年來對鉛同位素的不斷研究,鉛同位素開始應用于化探與找礦評價、找礦勘探,以及在殼慢相互作用和環境評價等方面也具有重要的指示意義。
1 鉛同位素定年
1.1 U一Pb錯石法\\(一致年齡\\)。如果一種礦物在形成時含很高的u但不含Pb。圖1為U一Pb諧和圖。顯示了一致曲線和Pb丟失產生的不一致曲線。晶質鈾礦和獨居石最初被用來定年,但其有限的分布限制了它們的應用。錯石在中一酸巖中是一個廣泛分布的富鈾礦物,被廣泛應用于U一Pb定年?；詭r中斜錯石也被用來定年。
1.2 U一Pb錯石法\\(不一致年齡\\)。LHAhrenS\\(1995\\)和GW.wetherill\\(l956\\)提出了鉛一次連續不丟失的模型。假設在一個研究地質體中取得了若干個錯石樣品,其真實年齡為T,然而在Tl時發生如區域變質作用或熱接觸變質作用等使得鉛丟失,且由于各個樣品丟失程度不同而形成圖一中的不一致線。上交點年齡作為錯石形成年齡的解釋則是確定的;但下交點年齡具有多解性。然而,如果錯石數據投影點離上交點較遠,則上交點的誤差較大。為了獲得較好的上交點精度,Krogh\\(1982\\)認為應在進行同位素分析之前,去除樣品中Pb丟失嚴重的部分。一種方法是用高通量的磁鐵進行分選,選出變生最弱的礦物顆粒。另一種方法是在一個風力磨具中磨掉礦物的外層部分,該部分往往最富U,因而變生也最嚴重,樣品經這樣處理后,分析數據的一致性大為提高。因此,后一種方法已成為“傳統”錯石定年的標準程序。
傳統的錯石定年方法需要將許多顆錯石一起溶解進行分析,這就有可能誤把不同時期不同成因的錯石混在一起,如果發生這種情況,則獲得的年齡是一個沒有確切地質含義的混合年齡。近幾十年發展了單顆粒錯石蒸發法、單顆粒錯石化學法、單顆粒錯石離子探針質譜\\(SHRIMP\\)和激光探針一等離子質譜\\(LA一ICPMS\\)法。
1.3 普通\\(全巖\\)Pb一Pb法。一組具有相同年齡和相同初始鉛同位素比值并保持封閉的樣品不測定u,近期u丟失不影響鉛比值,風化也不造成鉛分餾。
1.4 Pb模式\\(方鉛礦\\)年齡。不同的Pb同位素定年方法,以不同的方式處理U的活動性問題。在U一Pb錯石定年中,選擇一個對U保持很好的礦物,而該礦物對Pb的丟失可以進行模式化并進行矯正。在普通Pb一Pb定年中,只要體系的大部分時間是封閉的,近期發生的U丟失是可以允許的。在下述的模式年齡中,礦物相\\(方鉛礦、黃鐵礦、鉀長石\\)不含U,因此就沒有U丟失的問題。
由于在方鉛礦中不存在U衰變,因此我們不是直接測定礦物從現在往回推的年齡,而是測定體系自地球形成直到方鉛礦形成\\(即從該體系分離出來\\)的這段時間。該方法由HolmeS\\(1946\\)和Houtermans\\(1946\\)分別獨立提出,故稱為Holmes一HoutermanS模式或單階段Pb模式年齡。
2 鉛同位素的地球化學示蹤
鉛同位素的地球化學示蹤主要應用于示蹤成礦物質來源、劃分鉛構造一地球化學省以及示蹤地慢物質的不均一性。
2.1 示蹤成礦物質來源。鉛同位素分子的質量數較大,不同的同位素分子間相對質量差較小,因此鉛同位素不但從礦源巖中浸取時不會產生同位素分餾,而且在轉移進人成礦熱液且隨之遷移的過程中,同位素組成不會發生變化l2]。其研究思路是進行礦石和圍巖或可能與成礦有關成因聯系的火成巖體鉛同位素組成對比,如果圍巖鉛和礦石鉛的同位素組成相似或年齡一致,若圍巖是沉積巖時礦床可能屬于同沉積礦床,若圍巖是火成巖時礦床可能屬于巖漿熱液礦床。反之,礦質來源應與圍巖無關,或由熱液從其他源區搬運而來。
鉛同位素廣泛應用于示蹤成礦物質來源,目前主要方法有:模式年齡法、構造模式法、直接對比法和PbSL等時年齡法等嘰劃分鉛構造一地球化學省。前人研究表明:在不同的構造塊體中鉛同位素組成存在明顯差異,而在同一塊體各種地質體的錢同位素組成具有相似性,即鉛同位素的塊體效應。因此,根據鉛同位素的塊體效應,可劃分鉛的構造一地球化學省。根據中國大陸尤其是東部地區鉛同位素研究發現以下重要規律:顯生宙以來,由新生代玄武巖確定的地慢鉛,尤其是中生代花崗巖的長石鉛所代表的殼源鉛和具有不同殼慢成因的礦石鉛,三者具有消長同步變化,嚴格受不同構造塊體制約。由此,朱炳泉等\\(1993\\)將中國的東部劃分為落干個鉛同位素構造地球化學省3.3鉛同位素的演化與構造環境B.R.多伊和R.E.扎曼特用板塊構造理論將鉛同位素的演化同板塊構造體系和構造動力學相結合，賦予鉛同位素以構造環境意義\\(見圖}\\)，從動力學和物質平衡的觀點上解釋了成礦作用演化特征和成礦的地質構造環境.
3 化探與找礦評價
鉛同位素的研究不僅應用于定年和地球化學示蹤，還應用于化探與找礦評價前人在鉛同位素應用于找礦勘探方面主要表現為優選找礦靶區、區域找礦、隱伏礦深度預測和資源量評價.
3.1 優選找礦靶區一般超大型和大型礦床表現出鉛同位素組成十分穩定的現象，并且在次生過程中不易受到所在系統物理化學條件變化帶來的影響，具有比較復雜演化歷史并與變質作用、巖漿侵人有關的礦床當礦區礦化地段表面風化后，基本不會出現鉛礦化現象，化探異常也不太明顯，可是鉛同位素‘血型“與’指紋”卻始終保持著對于到底是何種礦化引起的地表鐵帽，鉛同位素‘指紋“則更有說服力通過確定成礦靶標的Pl。同位素組成范圍來進行化探找礦方法即為打靶法但是通過近幾年的實踐表明，簡單的打靶法對預測區的宏觀評價有一定的意義，但對具體的隱伏礦的預測，結果并不理想。
3.2 隱伏礦深度預測和資源量評價在老礦山、化探異常區、危機礦山或者經過初步勘探發現一定規模淺層礦體地區，這些需要解決的問題是深部是否存在有隱伏礦藏以及埋藏的深度和規模這些靠常規的化探方法無法解決，因此，近年來我們開展了隱伏礦深度預測及資源量預測的鉛同位素方法探索性研究。
結束語
鉛同位素的研究最初為模式年齡定年和探討成礦物質來源的示蹤，隨著近年來的不斷研究，鉛同位素開始應用于化探與找礦評價、找礦勘探，以及在殼慢相互作用和環境評價等方面也具有重要的指示意義隨著科技的發展和研究水平的不斷深人，相信在未來有更廣闊的應用空間.
參考文獻
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