铅同位素地球化学是一门研究自然物质中铅同位素丰度、变异规律及其地质意义的学科。主要关注的是含放射性元素极低的矿物或岩石中的铅同位素组成。

自然界中的铅包含四个稳定的同位素：204Pb、206Pb、207Pb和208Pb，其丰度比例分别为1.4%，24.1%，22.1%和52.4%。其中，204Pb是非放射成因的，而其他三个同位素则是由天然放射性同位素238U、235U和232Th经过一系列α、β衰变后形成的稳定同位素。

铅同位素地球化学的研究对象包括两种类型的铅：单阶段铅和多阶段铅。单阶段铅指的是在封闭体系中铅同位素组成的稳定性，即铅同位素比值如206Pb/204Pb、207Pb/204Pb、208Pb/204Pb等保持恒定。而多阶段铅则是在开放体系中，由于铅曾与具有不同U/Pb、Th/Pb比值的体系伴生过，且铅在这些体系中存在时间各异，导致铅同位素比值发生了变化。

铅同位素地球化学的研究方法包括建立多种数学模型以追溯铅的复杂历史。这项研究不仅能够确定成矿时代或模式年龄，还可以判断成矿物质来源、矿床成因等。例如，根据铅同位素组成的特点，可以将成矿物质的最初来源分为幔源、壳源和混合来源。此外，铅同位素比值还可用于判断矿床是单成因还是多成因，以及成矿物质是单一来源还是多种来源。