²³⁸U/²³⁵U分馏及其地质应用

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• 责任者：徐林刚^c中国地质科学院矿产资源研究所国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室^d1981^e博士^f助理研究员
• 刊名：矿床地质
• 出版年：2014
• 卷期：33^b3
• 关键词：铀—238／铀—23520^a同位素分馏作用 ; 氧化作用 ; 还原作用 ; 黑色页岩 ; 铀同位素
• 页码：497～510
• 索书号：P410.6/967
• 图表：^c参55插图
• 分类号：0300
• 文摘期号：2014/11

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，该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δ²³⁸/²³⁵U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。