Sm-Nd метод

1. Sm-Nd метод

2.

147
Sm 143Nd 2.23 Mev
6.54 10 12 год 1
T1 2 106 млрд.лет
Lugmair G.W. Sm-Nd ages: a new dating method (abs). //
Meteoritics. 1974. V.9. P. 369.
147Sm
Nd 143Nd
144
[exp( t ) 1]
144
144
Nd Nd 0
Nd
143
0,5130
0,5125
143Nd/144Nd
143Nd 143Nd
144
144
1 Nd Nd 0
t ln
1
147
Sm
144
Nd
143Nd 143Nd
144
144
Nd
Nd
1
1
2 1
t ln 147
Sm 147Sm
144
144
Nd 1
Nd 2
0,5120
0,5115
0,5110
0,5105
0
0,1
0,2
147Sm/144Nd
0,3
0,4
0,5

3.

146
142
Sm
Nd
6.74 10 9 год 1
T1 2 103 млн.лет
720
617
514
411
309
206
103
1.1419
T☼-T, My
Nd/144Nd
1.1418
T☼=4.567 Gy
142
1.1417
(146Sm/144Sm)0=0.008
1.1416
1.1415
3 800
3 900
4 000
4 100
4 200
T, My
4 300
4 400
4 500
0

4. Изотопный состав Sm и Nd

At.%
AW
144Sm/154Sm=
0.13516
144Sm
3.075% 143.91207
147Sm/154Sm=
0.65918
147Sm
14.996% 146.91493
148Sm/154Sm
0.49419
148Sm
11.242% 147.91485
149Sm/154Sm=
0.6075
149Sm
13.820% 148.91721
150Sm/154Sm=
0.3244
150Sm
7.380% 149.91730
152Sm/154Sm=
1.17537
152Sm
26.738% 151.91976
154Sm
22.749% 153.92222
Sm
150.3656

5.

University of
California,
San Diego,
La Jolla
(UCSD),
G.W.Lugmair
California
Institute of
Technology,
Pasadena
(CIT),
G.J.Wasserburg
At.%
AW
142Nd/144Nd=
1.141817
1.138305
142Nd
27.168%
141.9077
143Nd/144Nd=
(0.512638)
(0.511847)
143Nd
12.198%
142.9099
144Nd
23.794%
143.9101
145Nd/144Nd=
0.348404
0.348933
145Nd
8.290%
144.9126
146Nd/144Nd≡
0.7219
0.724137
146Nd
17.177%
145.9132
148Nd/144Nd=
0.241572
0.243062
148Nd
5.748%
147.9169
150Nd/144Nd=
0.236431
0.238621
150Nd
5.626%
149.9209
Nd
(147Sm /144Nd )at (Sm / Nd )W ?
0.60456
144.240

6.

1.010
x
144
x
144
( Nd/
1.008
( Nd/
e
100
Nd)Wass
Nd)Lugm
80
1.006
60
1.004
40
( X Nd
eX X
( Nd
1.002
20
Nd )Wass
4
1 10
144
Nd )Lugm
144
1.000
0
0.998
-20
0.996
141
Mass, a.m.u.
142
143
144
145
146
147
148
149
150
-40

7.

T
e Nd
(143Nd 144Nd )TSample
4
143
1
10
144
T
Nd )CHUR
( Nd
где :
T
Nd
144
Nd
Sample
143
T
Nd 147Sm
[exp( t ) 1]
144
144
Nd
Nd
143
Nd
143Nd
147Sm
144
144
144
[exp( t ) 1]
Nd
Nd CHUR
CHUR Nd CHUR
143

8.

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

9.

t 0
Nd
144
0.512638
Nd
CHUR
143
или
0.511847 (Wass)
147Sm
144
0.1967
Nd CHUR
Nd
144
Nd
143
t 4.5
0.506763
?
или
или
C HUR
0.505972
?

10.

100
Chondrites
MORB
Granite
Концентрация, мкг/г
10
1
0.1
Ion Radii, Å
1.17
1.15
1.13
1.12
La
Ce
Pr
Nd
1.11
1.10
1.09
1.08
1.06
1.05
1.04
1.03
1.02
1.01 1.00
Eu
Gd
Tb
Dy
Ho
Er
Tm
Yb
0.01
(Pm) Sm
РЗЭ
Lu

11.

1000
Eu
Eu *
Eun
Chondrites
MORB
Granite
Smn Gdn
Образец / Хондрит CI
100
10
1
Ion Radii, Å
1.17
1.15
1.13
1.12
La
Ce
Pr
Nd
1.11
1.10
1.09
1.08
1.06
1.05
1.04
1.03
1.02
1.01
1.00
(Pm) Sm
Eu
Gd
Tb
Dy
Ho
Er
Tm
Yb
Lu
0.1
РЗЭ

12.

10
U, ppm
1
Sediments
IAB
OIB
Kimberlites
HIMU
MORB
0.1
0.01
0.1
1
10
(La/Lu)n
100
1000

13.

10
Eu/Eu*
1
Lherzolites
IAB
OIB
Granites
CFB
Cont. AB
HIMU
MORB
Sediments
0.1
0.01
0.001
1
10
100
Sr, ppm
1 000
10 000

14. Задача 10. Построить графики нормированных РЗЭ, рассчитать Eu/Eu* и (La/Lu)n

La
Ce
Pr
Nd
Sm
Eu
Gd
Tb
Dy
Ho
Er
Tm
Yb
Lu
Chondrites
0.367
0.957
0.137
0.711
0.231
0.087
0.306
0.058
0.381
0.0851
0.249
0.036
0.248
0.0381
82LI4Aa,
Carbonatite
698
1500
184
705
113
30.6
79.0
9.64
45.3
7.36
17.1
1.96
11.5
1.03
907-3,
Raumid
granite-1
39.7
77.6
8.0
25.9
4.06
0.506
2.97
0.44
2.47
0.53
1.63
0.27
1.91
0.3
972-1,
Raumid
granite-7
10.1
29.9
5.0
24.8
9.49
0.015
7.74
1.79
15.2
3.27
8.13
1.93
15.5
1.89
GL49S,
Basalt
glass
(N.Chile)
1.3
4.9
1.04
6.2
2.4
0.97
3.4
0.65
4.3
0.95
2.7
0.38
2.5
0.35

15.

DePaolo D.J.,
Wasserburg G.J., Nd
isotopic variations
and petrogenetic
models. //
Geophysical
Research Letters,
1976. 3(5): 249252.

16.

17.

Nd 0.513
144
Nd
143
DM
CH
UR
0.512
Cru
0.511
st
0.510
0.509
0.508
0.507
T, млрд.лет
0.506
0
1
2
3
4

18.

Nd
144
Nd
143
t 1.0 млрд.лет
0.511399
e Nd ?
t 1 млрд.лет
Nd
144
Nd
CHUR
143
0.512638 0.1967 [exp(0.00654 1.0) 1]
e Nd 0.511399 0.511347 1 10 4 1.0

19.

20.

21.

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: 4345.

22.

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

23.

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.

24.

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: 149153.

25.

26.

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.

27.

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.

28.

29.

30.

31.

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.

32.

0.701
e
0.705
0.709
0.713
0.717
Carbonatites
Lherzolites
IAB
OIB
Granites
Cont. tholeiites
Cont. AB
MORB
Sediments
Nd(T)
10
CHUR
0
0.721
UR
143
Nd
144
Nd
0.5131
0.5126
-10
0.5121
-20
0.5116
-30
0.5111
-50
0
50
e
Sr(T)
100
150
200
250

33.

0.725
87
Sr
Sr 0.720
86
0.715
0.710
0.705
0.700
T, млрд.лет
0.695
0
1
2
3
4
3
4
143
Nd 0.513
Nd
144
0.512
0.511
0.510
0.509
0.508
0.507
T, млрд.лет
0.506
0
1
2

34.

Nd 0.513
144
Nd
143
0.512
0.511
0.510
0.509
0.508
0.507
T, млрд.лет
0.506
0
1
2
3
4

35.

10
eNd
5
CHUR
0
-5
-10
-15
-20
-25
T, млрд.лет
-30
0
1
2
3
4

36.

Sm/Nd
1
Granites
IAB
Ocean AB
Cont. Tholeiites
MORB
HIMU
0.3
0.1
0.001
0.01
0.1
1
Rb/Sr
10
100
1000

37.

Задача 11.
Nd 0.513
144
Nd
DM
CH
UR
0.512
eNd
Sm/Nd
CHUR
0
?
DM
9
?
ContCrust
-16
?
(143Nd/144Nd)CHUR=0.512638
143
0.511
(147Sm/144Nd)CHUR=0.1967
0.510
0.509
0.508
0.507
T, млрд.лет
0.506
0
1
2
3
4

38.

10
eNd
DM
5
CHUR
0
-5
Crust
-10
-15
T, млрд.лет
-20
0
1
2
3
4

39.

eNd
143
Nd
144
Nd
10
0.5130
0
0.5126
0.5122
T=4
.5
Lherzolites
OIB
HIMU
MORB
Sediments
Chondrites
0.5118
0.5114
0.1
0.2
0.3
Sm/Nd
0.4
0.5
-10
-20

40.

12
Partial melting
10
Nd
CL
1
C S0 D (1 F ) F
C l/C 0s
8
For a model composition:
Ol - 50%
Opx - 30%
Cpx - 15%
Gar - 5%
DSm = 0.10
DNd = 0.08
(calc. from Shimizu, 1981)
Sm
6
4
2
Sm/Nd
0
0%
10%
20%
30%
Melting degree (F)
40%
50%

41. Модельный возраст в Sm-Nd системе

Позволяет оценить время отделения породы
(или её протолита) от мантийного источника

42.

43.

Nd 0.513
144
Nd
143
DM
Nd
TCHUR
CH
UR
0.512
143Nd
143Nd
144
144
Nd
Nd
1
S
CHUR
ln 147
1
Sm
147Sm
144
144
Nd S
Nd CHUR
0.511
0.510
0.509
0.508
0.507
T, млрд.лет
0.506
0
1
2
3
4

44.

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

45.

Nd 0.513
144
Nd
143
DM
Nd
TDM
CH
UR
0.512
143Nd
143Nd
144
144
1 Nd S Nd DM
ln 147
1
Sm
147Sm
144
144
Nd S
Nd DM
0.511
0.510
0.509
0.508
0.507
T, млрд.лет
0.506
0
1
2
3
4

46.

DM
0.513
143
Nd/144Nd
CHUR
0.512
Sample
0.511
0.13
0.15
0.17
0.19
147
144
Sm/
Nd
0.21
0.23

47.

143Nd
144
Nd
10
eNd
DM
0.513099
DM
Sm
0.3509
Nd
DM
5
CHUR
0
-5
Nd
TDM
Nd
TCHUR
-10
-15
T, млрд.лет
-20
0
1
2
3
4

48.

10
DM
eNd
5
CHUR
0
-5
-10
-15
T, млрд.лет
-20
0
1
2
3
4

49.

10
eNd
DM
5
CHUR
0
h
-5
a
-10
C
-15
TS
st
u
r
ro
P
l
it
l
to
Nd
TDM
2
T, млрд.лет
-20
0
1
2
3
4

50.

Nd
144
Nd
0.513
Nd
144
Nd
t T
143Nd
144
Nd
t T
143
143
0.514
CH
UR
0.512
DM 2
DM 2
S
CC
Nd
144
Nd
Sm
144
Nd
t T
143Nd
144
Nd
147Sm
144
t T
Nd
143
147
exp( T DM 2 ) exp( T S )
S
DM
DM
exp( T DM 2 ) exp( T S )
S
DM
0.511
Cru
stal
0.510
Pro
toli
th
0.509
0.508
TS
Nd
TDM
2
0.507
T, млрд.лет
0.506
0
1
2
3
4

51.

DM
S
Nd
Nd
144
144
Nd
Nd
t T
t T
143
143
S
147Sm
144
Nd
Nd
T DM
2
где
DM
147Sm
144
Nd
CC
S
exp( TDM 2 ) exp( TS )
S
143
143Nd DM
Nd
144
144
Nd
Nd
1
t T S
t T S
ln
exp( T S )
DM
CC
147
147
Sm
Sm
144Nd 144Nd
DM
Nd
144
Nd
Nd
144
t T
Nd
143Nd
144
Nd
143Nd
144
t T
Nd
143
143
S
S
S
DM
Sm
144
t 0 Nd
S
147
DM
S
exp( T S ) 1
147Sm
144
exp( T S ) 1
t 0 Nd

52.

Nd
TDM
2
CC
143Nd DM 147Sm DM 143Nd S 147Sm S
147Sm
144 144
exp( TS ) 1 144
exp( TS )
144 144
Nd
Nd
Nd
Nd
1 Nd
ln
DM
C
C
147Sm
147Sm
144
144
Nd
Nd

53.

DM
S
143Nd
143Nd
144
144
Nd t T Nd t T
S
DM
147Sm
144
Nd
147Sm
144
Nd
DM
DM
Nd
144
1 Nd t 0
TS
143
Nd
TDM
2
CC
Drad N t
S
Nd
Nd
144
144
Nd
Nd
1
t TS
t TS
TS
147Sm DM 147Sm C C
144
144
Nd
Nd
143
Nd
TDM
2
TDM2 TS
S
( t ) 2 ( t ) 3
exp( t ) 1 t
...
2!
3!
если t 1,
143
DM
S
147
147
Nd
Sm
Sm
144 144
144
TS
Nd t 0 Nd
Nd
DM
CC
147Sm
147Sm
144
144
Nd
Nd
143
S

54.

TDM
eNd
10
0
-10
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.
-20
-30
Volcanics
Turbidites (greenschist phase)
Turbidites (amphibolite phase)
-40
0
1
2
3
T, Ga
4

55.

TDM2
eNd
10
0
-10
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.
-20
-30
Volcanics
Turbidites (greenschist phase)
Turbidites (amphibolite phase)
-40
0
1
2.66
2
T, Ga
3
4

56.

57.

58.

10
Мантия
eNd
0
3
-10
2
гранито-гнейс (купольный)
1
34
гранит (интрузивный)
35
41
Бирхин, габбро
33
-20
Сигмоидальная дайка
39
Граниты Приморского разлома
40
AR
T, 109 лет
-30
0
1
2
3
4

59.

60.

Задача 12. Вычислить TDM и TDM2
Sample
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
…
31
32
33
34
Sm/Nd
0.1467
0.1500
0.1533
0.1566
0.1599
0.1633
0.1666
0.1699
0.1732
0.1765
…
0.2460
0.2493
0.2526
0.2559
143Nd/144Nd
0.512030
0.512014
0.511999
0.511984
0.511969
0.511955
0.511942
0.511929
0.511916
0.511904
…
0.511774
0.511774
0.511774
0.511774
Age
0.80
0.82
0.84
0.86
0.88
0.90
0.92
0.94
0.96
0.98
…
1.40
1.42
1.44
1.46
Остальные варианты
в файле Ex12.xls на
сайте wiki.web.ru
DM:
eNd(0)=+9
eNd(4.5)=0
Cont.Crust:
[Sm]=3.5 ppm
[Nd]=16.0 ppm

61. Задача 12. Вычислить TDM и TDM2

Проблема баланса
кора-мантия

62. Проблема баланса кора-мантия

63.

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

64.

0.38
0.37
Sm
Nd
Sm/Nd
Prim.Mantle 0.347 1.067 0.325
Cont.Crust 3.5
16.0 0.219
25%
(Taylor & McLennan, 1985)
Crust mass, %
100
Sm/Nd
0.36
50
0.35
T, Ga
0
50%
0
1
2
3
4
0.34
100%
0.33
CHUR
0.32
0
1
2
T, Ga
3
4

65.

12
Sm
Nd
Sm/Nd
Prim.Mantle 0.347 1.067 0.325
Cont.Crust 3.5
16.0 0.219
eNd
10
(Taylor & McLennan, 1985)
DM
8
20%
Crust mass, %
100
25%
6
50
4
T, Ga
0
0
50%
2
1
2
3
4
100%
0
0
1
2
T, Ga
3
4

66.

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

67.

0.04
Rb
Sr
Rb/Sr
Prim.Mantle 0.55 19.2 0.0286
Cont.Crust
32 260 0.123
(Taylor & McLennan, 1985)
0.03
Rb/Sr
UR
100%
0.02
50%
0.01
25 %
0
0
1
2
T, Ga
3
4

68.

0.705
0.704
Pr
Rb
PriMa
0.6
Cont.Crust 32
Sr
19.9
260
Rb/Sr
0.03
0.12
(Taylor & McLennan, 1985)
iM
a
100%
50%
0.702
(25%)
87
Sr/86Sr
0.703
0.701
0.700
0.699
0
1
2
T, Ga
3
4

69.

Линии смешения обеднённого и обогащённого
вещества в этих
координатах – прямые,
проходящие через
исходный (примитивный)
источник
Прямые выплавки
толейитов из CHUR должны
иметь:
eNd ≈ 0
Sm/Nd ≈ 0.325
0.513
D
D
Nd/ 144 Nd
E
0.512
E
E
D
0.511
5
D
E
0
Epsilon Nd
Прямые выплавки (E) из
примитивной мантии и
рестит (D) должны иметь
начальный изотопный
состав этого источника и
комплементарные
отношения Sm/Nd
143
D
-5
-10
E
-15
0.1
0.2
0.3
Sm/Nd
0.4

70.

143
Nd
144
Nd
10
0.5130
5
0
0.5126
-5
0.5122
0.5118
T=4
.5
6
Lherzolites
OIB
HIMU
MORB
Sediments
Chondrites
Jacobsen, 1988
Davies, 1984
Allegre, Lewin,
1989
0.5114
0.1
0.2
0.3
Sm/Nd
0.4
0.5
-10
-15
-20

71.

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

72.

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

73.

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

74. Альтернатива:

143
Nd
144
Nd
10
0.5130
25%
Sm/Nd=0.350
eNd=9
50%
100%
0
0.5126
CHUR
eNd
Marine Sediments
Ocean Island Basalts
-10
0.5122
Island Arc Basalts
Ga
MORB
4.56
Lherzolites
0.5118
HIMU
-20
0.1
0.2
0.3
Sm / Nd
0.4
0.5

75. D.C.Rubie, R.D. van der Hilst, Physics of the Earth and Planetary Interiors. 2001. V.127. P. 1-7.

DM
M

76. Вывод:

Задача 13
Рассчитать изотопный состав обеднённой мантии (DM) при
следующих допущениях:
• DM образовалась в результате отделения вещества
континентальной коры от примитивной мантии
• средний возраст коры – по вариантам (файл Ex13.xls на
wiki.web.ru)
Рассмотреть два случая:
• а) источник коры – вся мантия
• б) источник коры – верхняя мантия
Rb, ppm
Sr, ppm
87Rb/86Sr
87Sr/86Sr
eSr
Sm, ppm
Nd, ppm
147Sm/144Nd
143Nd/144Nd
eNd
Пиролит
(примитивная мантия)
0.55
19.25
0.0827
0.7045
0.0
0.347
1.067
0.1967
0.512638
0.0
Континентальная
кора
32
260
3.5
16
DM
?
?

77.

0.725
87
Sr
Sr 0.720
86
0.715
0.710
0.705
0.700
T, млрд.лет
0.695
0
1
2
3
4
3
4
143
Nd 0.513
Nd
144
0.512
0.511
0.510
0.509
0.508
0.507
T, млрд.лет
0.506
0
1
2

78.

79. Задача 13

Состав примитивной мантии
Sm/Nd = 0.350 и 143Nd/144Nd = 0.51310 eNd = 9
Rb/Sr = 0.020
= 0.7028 eSr = –28
(87Sr/86Sr)BABI = 0.699
87Sr/86Sr

80.

1
Sm/Nd
Cont. Alk.Basalts
OIB
IAB
Continental Flood Basalts
Indian MORB
MORB
HIMU
Lherzolites
0.1
0.1
1
10
(La/Lu)n
100

81.

10
Pyrolite (McDonough & Sun, 1995)
Normalized to CI
Primitive Mantle (This work)
(La/Lu)n=1.0
(La/Lu)n=0.7
1
La
Ce
Pr
Nd (Pm) Sm
Eu
Gd
Tb
Dy
Ho
Er
Tm
Yb
Lu

82.

0.702
e
0.703
0.704
0.705
0.706
15
143
Nd(T)
PriMa
MORB
Ocean AB
Continental AB
HIMU
10
Nd
144
Nd
0.5132
0.5130
5
0.5128
0
0.5126
0.5124
-5
-40
-30
-20
-10
e
Sr(T)
0
10
20

83. Состав примитивной мантии

142
Sm
Nd
6.74 10 год
9
0.9
1
T1 2 103 млн.лет
N0 Nexp( t)
N N0 exp( t)
146
Sm 146Sm0 exp( t)
0.8
Количество атомов
146
1
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
0
1
когда t T1 2
Ndrad 146Sm0
142
142Nd 142Nd
146Sm
144 144 144
Nd Nd t T0 Nd t T0
2
3
Время
4
5
6

84.

0.514
0.513
0.512
0.510
143
Nd/144Nd
0.511
0.509
0.508
0.507
0.506
0
0.05
0.1
0.15
147
Sm/144Nd
0.2
0.25

85.

1.14190
1.14185
1.14180
1.14170
142
Nd/144Nd
1.14175
1 4 2Nd 1 4 2Nd
1 4 6Sm
1 4 4 1 4 4
1 4 4
Nd Nd t T0 Nd t T0
1.14165
1.14160
1 4 2Nd 1 4 2Nd
1 4 7Sm 1 4 6Sm
1 4 4 1 4 4
1 4 7
1 4 4
Nd Nd t T0 Nd Sm t T0
1.14155
1.14150
0
0.05
0.1
0.15
147
Sm/144Nd
0.2
0.25

86.

720
617
514
411
309
206
103
Earth Mantle
Sm/Nd=0.350
3
CHUR
Sm/Nd=0.325
2
1
Difference
0
3 800
3 900
4 000
4 100
4 200
T, Ma
4 300
4 400
4 500
0

87.

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.

88.

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

89.

Насколько мантийный источник может быть
гетерогенным в отношении элементов-примесей?
100
10
10
1
U, ppm
Rb, ppm
1
0.1
0.1
IAB
OIB
MORB
Lherzolites
0.01
IAB
OIB
MORB
Lherzolites
0.01
0.001
0.001
0.1
1
10
MgO, %
100
0.1
1
10
100
MgO, %
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
93

90.

10000
Sr, ppm
1000
Granites
Lherzolites
Continental tholeiites
Continental AB
Ocean AB
HIMU
MORB
100
10
1
0.01
0.1
1
10
Rb, ppm
100
1000

91.

Sm/Nd
1
Granites
Ocean Alkali Basalts
Cont. Tholeiites
MORB
HIMU
P
0.3
ET
A
0.703
0.707
0.709
0.01
0.1
1
10
1
Rb/Sr
2
0
e
0.711
0.713
Carbonatites
Ocean Island Basalts
Continental Flood Basalts
Cont. AB
HIMU
CHUR
MORB
10
0.1
0.001
0.705
1
0.5131
0.5126
3
Nd(T)
-10
0.5121
2
EM-II
-20
0.5116
3
EM-I
-30
-50
0
e
0.5111
Sr(T)
50
100