Lu-Hf изотопная система

QHfLu 17672

17671 l=1.867×10–11 год–1

(Sherer et al., 2001, 2007)

178.49

174.97AWat %%Нуклид

35.080180Hf13.621179Hf27.282178Hf18.596177Hf5.260176Hf0.162174Hf2.59176Lu97.41175Lu

179Hf/177Hf0.7325

M.Bizzarro et al., 2003Nature. Vol.421. P.931-933.

0332.0HfLu

CHUR177

176

282772.0177

176

CHURHfHf

Blichert-Toft, Albarède, 1997

l=1.983×10–11 год–1

Scherer E., Münker C., Mezger K. Calibration of the Lu-Hf clock. Science. 2001. Vol. 293. p. 683-687.

Постоянна ли l176Lu?

Albarede et al., GCA, 2006, Vol. 70, p.1261-1270.

Облучение 176Lu g-квантами с энергией ~1 МэВ переводит его в возбуждённое состояние с периодом полураспада всего 3.7 ч.

]1)[exp(177

176

0177

176

177

176

t

HfLu

HfHf

HfHf l

4177176

177176101)(

)(

T

CHUR

TSampleT

Hf HfHfHfHf

Pettingill, Patchett, 1981

(l176=1.96×10-11)

TSm-Nd=3.64±0.12 Gy[Moorbath et al., 1997]

TLu-Hf=3.73±0.22 Gy(l=1.867×10–11 год–1)

Lu и Hf в различных типах пород

Lu Hf Lu/Hf Hf T ±2s NChondrites 0.050 0.15 0.237 -0.4 9.1 47MORB 0.453 2.62 0.175 15.5 5.9 146HIMU 0.328 5.88 0.055 5.1 3.8 15OIB 0.328 3.98 0.082 11.7 12.9 133IAB 0.318 2.46 0.135 12.4 8.4 115Sediments 0.331 3.74 0.087 0.0 20.0 207I-granites 0.569 4.72 0.129 2.6 8.2 16

0.001

0.01

0.1

1

10

0.01 0.1 1 10 100Hf, ppm

Lu, p

pm

KimberlitesCarbonatitesIABOIBCont. tholeiitesCont. ABHIMUMORBSedimentsChondritesLherzolites

0.001

0.01

0.1

1

10

0.1 1

Sm/Nd

LuHf

SedimentsKimberlitesCarbonatitesIABOIBCont. tholeiitesCont. ABHIMULherzolitesMORBChondritesPyrolith

M

1050-5-10-15-20-25-30

-40

-30

-20

-10

0

10

20

0.2815

0.2820

0.2825

0.2830

0.2835

0.5111 0.5116 0.5121 0.5126 0.5131

143Nd/144Nd

IABOIBI-GranitesCont. ABHIMUMORBSedimentsDupAl

176Hf177Hf

Nd

Hf

S. L. Goldstein and S. R. Hemming, 2003

Задача 18. Найти (Lu/Hf)DM, если в среднем для MORB εHf=+15

CHUR

DM

-10

-5

0

5

10

15

0 1 2 3 4

T, млрд.лет

Hf

CHUR

DM

0.2795

0.2800

0.2805

0.2810

0.2815

0.2820

0.2825

0.2830

0.2835

0 1 2 3 4

T, млрд.лет

176Hf177Hf

Kinny, Compston, Williams, 1991

Vervoort et al., 1999

1ln1

144

147

144

147

144

143

144

143

147

DMS

DMS

Sm

NdDM

NdSm

NdSm

NdNd

NdNd

Tl

1ln1

177

176

177

176

177

176

177

176

176

DMS

DMS

Lu

HfDM

HfLu

HfLu

HfHf

HfHf

Tl

0.2832

0.2829

0.2826

0.2823

0.2820

CHUR

T=4.

5

-30

-20

-10

0

10

20

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5Lu/Hf

Hf(T)

SedimentsOIBMORB

176Hf177Hf

Lu/Hf=0.266

Hf = +15

]1)[exp(

]1)[exp(

]1)[exp(

]1)[exp(

]1)[exp(

]1)[exp(

232204

232

0204

208

204

208

235204

235

0204

207

204

207

238204

238

0204

206

204

206

176177

176

0177

176

177

176

147144

147

0144

143

144

143

8786

87

086

87

86

87

tPbTh

PbPb

PbPb

tPbU

PbPb

PbPb

tPbU

PbPb

PbPb

tHfLu

HfHf

HfHf

tNdSm

NdNd

NdNd

tSrRb

SrSr

SrSr

l

l

l

l

l

l

]1)[exp(0 tiiii l

PbTh

PbU

PbU

HfLu

NdSm

SrRb

GyT

GyT

GyT

GyT

GyT

GyT

20814232

20771.0235

2065.4238

17636176

143106147

874887

21

21

21

21

21

21

]1)[exp(0 tVarVarVar iiii l

]1)[exp(0 tiiii l

ii0 VarVar

]1)[exp( tVarVar iii l

или ?

0.00001

0.0001

0.001

0.01

0.1

1

0.0001 0.001 0.01 0.1 1 10

St.Dev.(i ) · [exp(li · ‹t›) – 1]

St.Dev.(i )

147Sm–143Nd N=1304

176Lu–176Hf N=173

87Rb–87Sr N=1438

238U–206Pb N=1127

235U–207Pb N=1127

232Th–208Pb N=1127

Oceanic tholeiites (MORB + OIB)

r = 0.9997

0.00001

0.0001

0.001

0.01

0.1

1

0.0001 0.001 0.01 0.1 1 10

St.Dev.(i ) · [exp(li · ‹t›) – 1]

St.Dev.(i )

147Sm–143Nd N=1304

176Lu–176Hf N=173

87Rb–87Sr N=1438

238U–206Pb N=1127

235U–207Pb N=1127

232Th–208Pb N=1127

Oceanic tholeiites (MORB + OIB)

r = 0.9997

Столь строгая зависи-мость вряд ли случайна;

Это – не результат распада in-situ;

График отражает разви-тие некоторого единого процесса в источнике пород;

График показывает, что изотопная гетерогенность мантии определяется её собственной химической гетерогенностью;

Все представленные здесь изотопные системы имеют в мантии общую историю развития, и мы не можем для различных изотопных аномалий (DM, EM-I, EM-II, HIMU, DUPAL) подбирать разные объяснения.

Все и взяты из данных для толеитовых базальтов;Наилучшее приближение при <t>~1.8 Ga;Оценка <t> имеет смысл среднего возраста всех процессов, запечатлённых в ‘изотопной памяти' источника этих пород.

0.0001

0.001

0.01

0.1

1

0.0001 0.001 0.01 0.1 1 10 100

St.Dev.(i ) · [exp(li · ‹t›) – 1]

St.Dev.(i )

147Sm–143Nd N=1822

176Lu–176Hf N=301

87Rb–87Sr N=2033

238U–206Pb N=351

235U–207Pb N=351

232Th–208Pb N=351

Crustal Rocks

0.0001

0.001

0.01

0.1

1

0.00001 0.0001 0.001 0.01 0.1 1 10

St.Dev.(i ) · [exp(li · ‹t›) – 1]

St.Dev.(i )

147Sm–143Nd N=4354

176Lu–176Hf N=427

87Rb–87Sr N=4948

238U–206Pb N=3460

235U–207Pb N=3460

232Th–208Pb N=3460

All Basic Rocks

0.00001

0.0001

0.001

0.01

0.1

1

10

100

1000

10000

100000

1000000

10000000

0.0001 0.01 1 100 10000 1000000 100000000

St.Dev.(i ) · [exp(li · ‹t›) – 1]

St.Dev.(i )

147Sm–143Nd N=1304

176Lu–176Hf N=173

87Rb–87Sr N=1438

238U–206Pb N=1127

235U–207Pb N=1127

232Th–208Pb N=1127

Oceanic tholeiites (MORB + OIB)

187Re–187Os N=26

40K–40Ar N=16

(238U+235U+232Th)–4He N=185