6.5 铀-钍-铅衰变体系

1. 铀-钍-铅计时

   1. 自然界中的铀、钍和铅

铀和钍都是放射性的锕系元素，岩石中铀的含量一般在 1ppm 左右，钍的含量在几个 ppm 左右。从基性岩到酸性岩，岩石中铀、钍含量增高。铅在自然界中最主要独立矿物是方铅矿，其次是各种硫盐。岩石中铅的最重要载体是钾长石，其次是云母。各种岩石中铅的含量不一，超基性岩最低，平均0.3ppm，花岗岩最高，平均 20ppm。

铀有六个放射性同位素，在地质年代学中有意义的是：238U，235U 和 234U，其同位素丰度为 99.275％，0.720％和 0.005％，238U/235U=137.88。钍也有六个同位素，232Th 丰度近似为 100％，其余的同位素半衰期很短，丰度极微， 通常不考虑自然界铅共有九个同位素，其中 204Pb，206Pb，207Pb，和 208Pb 是稳定同位素，其余是三个放射系的中间子体同位素。四个稳定同位素中 204Pb 是非放射成因的，其余三个分别是铀系、锕铀系和钍系的最终放射成因稳定子体这四个稳。定同位素的丰度分别是：1.4％，24.1％，22.1％和 52.4％。最近研究表明 204Pb 亦是放射性的，它通过一次α衰变而转变为 200Hg，只不过其半衰期极长，可以把它看作是稳定的。

严格说来，自然界中的铅，特别是岩石、矿物中的铅，随着样品的形成时代和环境不同是不一样的。所有放射衰变体系的子体同位素都具有这一特点。铅同位素地球化学研究正是基于这一点。

习惯上把铅分成原生铅、原始铅、放射成因铅和普通铅，其含义如下： 原生铝：是指地球形成前，在宇宙核素形成时与铀、钍等所有其他元素

同时形成的铅，由 204Pb，206Pb，207Pb 和 208Pb 组成，相对而言，它最富 204Pb。原始铅：指地球形成的最初时刻的铅，其同位素组成相当于原生铅加上

从元素形成到地球形成这段时间内所积累的由铀钍衰变而来的放射成因铅。地球各部分原始铅的组成是否均一，主要取决于地球凝固形成过程持续的长短，如果这一过程和地球年龄相比很短促，那么地球各处的原始铅同位素组成是相同的，反之则会有差异。目前一般认为原始铅的组成在全球是相同的。它通常取铁陨石中的陨硫铁相铅同位素组成作为地球原始铅的代表，其铀钍含量极低。原始铅同位素和以夏威夷玄武岩为代表的现代铅同位素组成列于表 6.3 中。原始铅值普遍采用 Tatsumoto（1973）的资料。

放射成因铅：一般意义上是指由铀、钍放射衰变而形成的铅，包括 206Pb， 207Pb 和 208Pb。或者，特殊意义上是指在含铀、钍的矿物岩石体系形成以后

由它们衰变而生成的铅，这是比较习惯的用法。