鉛同位素地球化學

研究自然物質中鉛同位素的丰度、變異規律及其地質意義。自然界鉛由204Pb、206Pb、207Pb和208Pb4個穩定同位素組成，它們的丰度分別為1.4％、24.1％、22.1％和52.4%。204Pb是非放射成因的,206Pb、207Pb、208Pb是由238U和235U 和232Th 3個天然放射性同位素經過一系列α、β衰變后最終形成的穩定同位素。這 3個衰變系列可分別用下列簡化式來表示：

238U→8α+6β-+206Pb

235U→7α+4β-+207Pb

232Th→6α+4β-+208Pb

鉛同位素地球化學主要用於研究含放射性元素極低的礦物或岩石中的鉛同位素組成。這些鉛同位素組成自礦物或岩石形成之後不再發生變化，即不再有放射成因鉛的加入，如方鉛礦、白鉛礦、長石、雲母等及其所形成的礦石和岩石中的鉛均屬此類，把此類鉛叫做普通鉛。根據普通鉛的演化歷史和源區性質可分為單階段鉛和多階段鉛。

單階段鉛是指封閉體系中鉛同位素組成保持恆定。如果一組樣品是同源的，那麼，它們的鉛同位素比值如206Pb/204Pb、207Pb/204Pb、208Pb/204Pb等應該也是相同的。多階段鉛是指開放體系中普通鉛同位素組成的變化。這種鉛曾與具有不同U/Pb、Th/Pb比值的體系伴生過，而且鉛在這些體系中存在的時間也各異，因此，鉛同位素比值就會發生相應的變化。為追索這種鉛的複雜歷史，已建立了多種數學模式。

通過鉛同位素地球化學研究，不僅可以確定成礦時代（見區域成礦學）或模式年齡（按照某種理論模式確立的公式計算年齡），而且還可判斷成礦物質來源、礦床成因等。例如根據鉛同位素組成及其特點，認為成礦物質的最初來源可分為幔源、殼源和混合來源。207Pb／204Pb比值或μ值(238U/204Pb)高的鉛來自上地殼，低μ值的鉛來自下地殼或上地幔。造山帶（島弧）鉛被認為是地殼鉛與地幔鉛混合的結果。再如，礦床是單成因還是多成因、成礦物質是單一來源還是多種來源等問題均可利用鉛同位素比值來判斷。