绝对地质年代的测定

绝对地质年代的测定
——地层的划分、测定与地质年代表
年级：2011级
班级：土木工程7班
学号：
姓名：***
一、地层的划分、对比
1.岩石学方法
单一岩性法标志层法岩石组合法重矿物法
2.构造学方法
主要依据岩石之间的接触对比
3.古生物化石法
标准化石法化石组合法
4.同位素地质年龄测定法
5.现代物理方法
利用地震资料对比岩层的方法测井方法古地磁学法
在人类找到合适的定年方法之前，对地球的年龄和地质事件发生的时间更多含有估计的成分。

诸如采用季节－气候法、沉积法、古生物法、海水含盐度法等，利用这些方法不同的学者会得到的不同的结果，和地球的实际年龄也有很大差别。

目前较常见也较准确的测年方法是放射性同位素法。

其中主要有U－Pb法、钾－氩法、氩－氩法、Rb－Sr法、Sm－Nd法、碳法、裂变径迹法等，根据所测定地质体的情况和放射性同位素的不同半衰期选用合适的方法可以获得比较理想的结果。

利用放射性同位素所获得的地球上最大的岩石年龄为45亿年，月岩年龄46-47亿年，陨石年龄在46-47亿年之间。

因此，地球的年龄应在46亿年以上。

二、同位素地质年龄测定法介绍
有些地层的矿物岩石中，含有一定输了的放射性同位素，它们一开始形成便不断裂变，释放出能量，衰变产生稳定同位素，前者叫做母体同位素，后者叫做子体同位素。

放射性同位素衰变一半所用的时间叫半衰期，可以在实验室中测定出来。

各种放射性同位素的半衰期是固定不变的。

若矿物或岩石中含有某种放射性元素，开始时有n0 个原子，衰变后余n个原子，产生
新元素的原子数D=n0 -n，如果测出矿物或岩石样品中放射性元素原子数n和衰变产物原子数D，则岩石的年龄t可按公式计算出来：
式中λ式一衰变常数，可根据放射性同位素的半衰期计算出来。

同位素年龄的测定，对于底层时代的确定，特别是对于很少有化石或者没有化石的底层的划分和对比是一个十分重要的方法。

因此，地层工作者应对同位素年代资料给予足够的重视。

同位素年龄的测定是专门人员在实验室中进行的工作，一般地质人员的任务是采样和使用最终测定的数据。

现在常用的同位素年龄测定有：铀—铅法，铷—锶法，钾—氩法。

一般来说，钾—氩法快速、经济。

这是因为地壳中有大量含钾矿物，沉积岩中的海绿石、光卤石和钾盐，岩浆岩中的黑云母都可以用作样品。

这种方法用的时间也比较短。

后期热事件会影响测定结果。

铀—铅法的优点是，用同一样品可以测出四个年龄值，它们之间可以互相印证，如果四组数据相同或相近，表明数据可靠。

第二个优点是母体同位素和子体同位素都是固体，保存性较好，不易受外界地质作用的影响，可以测定年龄值很大的样品。

缺点是铀矿物来源受到一定的限制，测试方法也比较复杂。

铷—锶法测年所需的样品几乎都来自伟晶岩脉，如锂云母。

铯榴石等，许多类质同像存在于含钾矿物中的铷锶也能测定年龄。

由于Rb87的半衰期长，且不易受热变质事件的影响，适合玉老岩系年龄的测定。

可用作测定地质年代的同位素须具备2个基本条件：
（1）母体同位素在岩石中分布较普遍，并能测定其含量；
（2）起子体同位素能在岩石中保存下来，并可测定其含量。

三、地球年龄（绝对地质年代）的计算方法
【1】剥蚀法☆
通过测定海水中某种成份的总量及其年输入量就可获得海水的年龄。

测得Na+在海洋中的总量为1.22×1022g，因为输入海洋的Na+大多来自陆上岩石的风化剥蚀，因此，可通过推算岩石的年剥蚀量，计算出由江河输入海洋的Na+量每年不超过6.9×1013g,由此算得海洋的年龄为1.22×1022g/6.9×1013g=1.8×108年(1.8亿年)。

大洋钻探获得的化石记录的洋底年龄也为1.8亿年。

由于实际的剥蚀速度取决于地表的坡度、降水量，温度及CO2的含量，还与岩石及土壤的类型等有关，影响因素很多，因此，现在一般已放弃这种计算方法。

但是，从模糊概念及统计学意义上来讲，用此方法来推断某一时段的年龄，还是有一定的参考价值。

这种方法影响因素太多，计算误差大，只能粗略估计某地质时段所经历的时间，如计算海、湖的年龄。

不能用于岩石年龄的测定。

【2】放射性同位素方法☆
该方法是1904年英国物理学家卢福首先提出的，此方法的基本原理是：假设岩石形成时，含有一定量的具放射性的母体同位素，随时间的流逝，该母体同位素蜕变，其含量逐渐减少，蜕变后形成的子体同位素则逐渐增多，只要测定母体同位素与子体同位素之比，则该
比值就可作为岩石形成以来的时间的尺度。

用以计算岩石的年龄的公式为：t＝ln(1＋D/N)/λλ为衰变常数；D为子体同位素含量；N为母体同位素含量
目前用放射性同位素方法测得地球上最古老岩石的年龄为40－43亿年；对来自外星球的陨石及月岩的测定，获得的最大年龄为45－47亿年。

据此，确定地球的年龄为至少有45亿年。

这是是目前唯一的一种可测定岩石自形成至今的时间的方法，由其测出的岩石的年龄称绝对地质年龄。

附：地质年代参照表
宙代纪世年代开始
百万年前（GSSP）
主要事件
显生宙新生代
第四
纪
全新
世
0.011430 ± 0.00013 人类繁荣（参照年表）
更新
世
1.806 ± 0.005
冰河时期，大量大型哺乳动物
灭绝
人类进化到现代状态
新近
纪
上新
世
5.332 ± 0.005 人类的人猿祖先出现
中新
世
23.03 ± 0.05
古近
纪
渐新
世
33.9 ± 0.1 大部份哺乳动物目崛起
始新
世
55.8 ± 0.2
古新
世
65.5 ± 0.3
中生代
白垩纪145.5 ± 4
恐龙的繁荣和灭绝
白垩纪-第三纪灭绝事件，地球
上45%生物灭绝
有胎盘的哺乳动物出现侏罗纪199.6 ± 0.6
有袋类哺乳动物出现
鸟类出现
裸子植物繁荣。