Tl元素的非质量分馏对于早期地球演化的指示

摘要

重金属短半衰期元素体系,包括182Hf-182W(t1/2≈8.9Ma),146Sm-142Nd(t1/2≈68Ma),205Pb-205Tl(t1/2≈17.3Ma),247Cm-235U(t1/2≈15.6Ma).它们可以指示早期太阳系和地球的演化和分异过程.这些体系由于元素之间地球化学性质的差异,在衰变周期内,Hf/W、Sm/Nd、Pb/Tl在金属/硅酸盐分异、岩浆岩结晶分异、高温气化过程中的变化,会造成子体同位素组成的差异,表现为地幔样品、球粒陨石、铁陨石中,182W/184W、142Nd/144Nd、205Tl/203Tl、235U/238U同位素信号的不均匀性.在金属稳定同位素的实验测试过程中，通过标准化校正去除所有自然界和实验过程中产生的质量依赖分馏。实际测得样品的同位素异常值，被认为来源于衰变成因、核合成成因、动力学分馏过程，以及核体积效应造成的重金属同位素的非质量分馏效应。缺一则不可以完整探讨子体同位素异常值，并示踪地球化学过程。通过探讨各重金属体系的核体积效应在不同矿物或分子离子之间的分馏可以补充完善自然界发现的同位素异常的成因。