同位素地质年代学第一次练习

地球化学在地质年代学中的应用利用同位素定年方法

地球化学在地质年代学中的应用利用同位素定年方法地球化学在地质年代学中的应用——利用同位素定年方法地质年代学是研究地球历史和地质事件发生的时间顺序的学科。

在过去的几十年里，地球化学已经成为地质年代学中不可或缺的重要工具之一。

地球化学通过分析地球上不同元素的同位素比例，利用同位素定年方法帮助我们理解地质事件的发生时间和持续时间。

本文将介绍地球化学在地质年代学中的应用，并讨论同位素定年方法的原理和几个典型案例。

一、同位素定年方法的原理同位素即具有相同原子序数但不同质量数的元素。

同位素的存在使得我们能够利用其不稳定性进行年代测定。

同位素定年方法基于同位素的衰变速率，通过测量样品中稳定同位素与不稳定同位素的比例，推断样品的年龄。

最常用的同位素定年方法包括放射性同位素衰变法、稳定同位素比例法和同位素年龄比对法。

二、放射性同位素衰变法放射性同位素衰变法利用放射性同位素（例如铀、钾、碳）在时间上的稳定衰变来测定岩石和矿物的年龄。

通过测量样品中稳定同位素与不稳定同位素的比例，计算衰变时间，推算样品的年龄。

这种方法主要适用于岩石、矿物和有机物的年龄确定。

三、稳定同位素比例法稳定同位素比例法使用地球上不同元素的稳定同位素比例来确定地质事件的时间序列。

常用的稳定同位素包括氢、氧、碳和硫。

通过比较不同沉积岩样本中同位素的比例变化，可以确定岩石形成的时间，从而推测地质事件的年代。

该方法适用于古气候研究、古环境变化等领域。

四、同位素年龄比对法同位素年龄比对法是通过将同位素定年方法和地质年代学的基本原理相结合来确定地质事件的时间序列。

该方法基于不同地质事件中形成的岩石或矿物所含同位素的比例差异，通过与已知地质历史事件进行对比，推断地质事件的年代。

这种方法对于比较复杂的地质事件序列的年龄确定非常有用。

五、地球化学在地质年代学中的应用地球化学在地质年代学中发挥着重要的作用。

通过同位素定年方法，我们可以确定各种地质事件的年代，例如地壳运动、火山喷发和陨石撞击等。

第6章地质年代试题

第6章地质年代试题第6章地质年代试题一、名词解释地质年代相对地质年代同位素（绝对）地质年代地层层序率生物层序率地层切割率岩层地层化石标准化石生物地层年表岩石地层单位宙代纪世宇界系统群组段二、是非题1.不同时代的地层中含有不同门类的化石及化石组合。

（）2．中生代的第一个纪叫三叠系。

（）3. 三叶虫是水下底栖固着生物。

（）4. 第四纪是人类出现和发展的时代。

（）5．半衰期愈长的同位素，在测定地质年代时作用也愈大。

（）6.只有在沉积岩中才能找到化石。

（）三、选择题1.只能用作测定第四纪地层年代的放射性同位素方法是（）。

a.钾-氩法 ;b.14C法 ;c.铀-铅法 ;d.铷-锶法 .2.世界上目前所发现最原始化石的地点是（）。

a.英国 ;b.苏联 ;c.中国;d.南非 .3.三叶虫是（）。

a.节肢动物 ;b.软体动物 ;c.原生动物 ;d.棘皮动物 .4.下列几种放射性同位素中半衰期最长的是（）。

a. 238U ;b.235U ;c.232T h;d. 87Rb .5.已知最古老岩石的同位素年龄是（）。

a.4.3Ga;b.3.8Ga;c.3.3Ga;d.2.8Ga .四、填空题1.寒武纪地层中含量最多的化石是（）。

2.可形成化石的物质包括动物的（）、（）、（）、（）等；植物的（）、（）、（）及孢子花粉等。

3.分辨岩层上、下层面的主要标志有（）、（）及（）等。

4.地球形成于距今（）左右；太古宙与元古宙以距今（）为界；元古宙与古生代以距今（）为界；早、晚古生代以距今（）为界；古生代与中生代以距今（）为界；新生代以距今（）为起算点；第四纪始于距今（）。

5.作为标准化石必须具备的三个条件是：（）、（）和（）。

6.古生代以来已划分的“纪”一级年代单位的名称与代号由老到新分别是：（）、（）、（）、（）、（）、（）、（）、（）、（）、（）和（）。

7.古近纪的三个亚纪及其代号分别是：（）、（）和（）；新近纪两个世的代号分别是：（）和（）。

南京大学同位素地质学-10-K-Ar-Ar-Ar同位素年代学(含作业)

40 Ar 36 Ar
总

40 Ar 36 Ar
堇青石、辉石和电气石经常含有过剩40Ar，而角闪石、长石、金云母、黑云母和方钠石中较少出现过剩 Ar 。过剩 40 （ York and MacIntyre, 1965; Livingston et al., 1967） 40Ar也曾经在金刚石中发现（Ozima et al., 。 1983）
(2)
两边除于36Ar，得：

40 36
Ar Ar

40 36
Ar Ar
i

e

40 K 36 Ar

et
1
y
x
该方程具有以下形式： y = b + xm
(4) (5)
把方程(4)中初始(40Ar/36Ar)i一项扩展为包括大气Ar和继承Ar两项：
Ar是一个惰性气体元素，原子量为39.948，Ar 在地球大气中的含量为0.93%。根据Nier (1950) 的测定，地球大气中Ar的同位素丰度为：
40Ar 99.60%
38Ar 0.063%
36Ar 0.337% 因而大气40Ar/36Ar=295.5。
2、K-Ar法定年
放射性的 40K 分支衰变为 40Ca和40Ar：
由于全岩抵御热扰动保存Ar的能力最差，因此 K-Ar定年中，只有当所有矿物相都太细而无法分离时，才采用全岩样品。
一般而言，K-Ar年龄代表矿物/岩石冷却到Ar 扩散丢失微乎其微的温度以来所经历的时间。
另一方面，一些含K矿物中发现存在过剩的40Ar，在K含量较低或较年轻的矿物中，过剩40Ar的存在对K-Ar定年的影响最明显。

同位素地质学原理

同位素地质学原理各位朋友！今儿个咱来聊聊一门特别有意思的学问——同位素地质学原理。

您要问啥是同位素地质学原理呀，别急，且听我慢慢给您说道说道。

这同位素地质学呀，简单来讲，就是一门通过研究地质体中同位素的分布、变化规律，来搞清楚地球历史和地质过程的科学。

就拿咱们熟悉的碳元素来说吧，您知道碳有好几种同位素，像碳- 12、碳- 13 和碳- 14 啥的。

这些同位素在自然界里的含量比例可不是随随便便定下来的，它们随着时间和地质过程会发生变化。

好比说碳- 14 吧，它会不断地衰变，通过测量一个古生物遗体或者古木材里剩余的碳- 14 的含量，咱就能推算出它的年代啦，这就是同位素测年的原理。

再比如说，氧也有同位素，像氧- 16、氧- 17 和氧-18 这些。

在研究古气候的时候，这氧同位素可派上了大用场。

因为不同的温度条件下，海水中氧同位素的比例会不一样。

咱们从深海沉积物里的有孔虫化石里分析氧同位素的组成，就能知道过去的气候是冷是热，是湿润还是干燥，就好像给过去的气候拍了一张张照片似的。

还有啊，同位素在研究岩石的成因和来源上也是功不可没。

比如说，通过分析岩石中锶同位素的组成，咱就能判断出这块岩石是来自地幔还是地壳，是在岩浆活动中形成的，还是经过了沉积、变质这些过程。

这就好比是给每一块岩石都办了一张“身份证”，让咱能清楚地知道它们的“身世”和“来历”。

您瞧，这同位素地质学原理啊，就像是一把神奇的钥匙，能帮咱打开地球历史的大门，让咱看到那些遥远的过去发生的事情。

它让咱们对地球这个大家伙的演化过程、气候变迁、岩石形成等等有了更深入、更准确的认识。

不过，这同位素地质学也不是那么容易的事儿，得有先进的仪器设备，得有专业的科学家们辛辛苦苦地采集样本、做实验、分析数据。

但是，每一次新的发现，每一次对地球历史的新认识，都让咱们觉得这一切的努力都是值得的。

好啦，今儿个跟您讲了讲这同位素地质学原理，不知道您听明白没有。

希望您以后再听到这个词儿的时候，不再是一头雾水，也能跟别人显摆显摆啦！。

地质基础知识题

第一套《地质学基础》试题一、填空（1´ ×20共计20分）。

1、古登堡面是__________和___________的分界面。

2、火山喷发类型有_________和_________两类。

3、火成岩可以分为超基性、基性、中性、酸性、脉岩等类别，请按此顺序分别列举一类岩石名称_________ 、__________、____________ 、____________ 、_________。

4、中生代从早到晚有，它们的代号分别为。

5、变质作用包括_________、___________和___________三类。

6、火山碎屑岩按照碎屑粒径大小可以划分为__________、________和_________三类。

7、岩石变形发展的三个阶段是___________、____________、____________。

二、选择题（20×1共计20分）1、人和真象，真马等出现于哪一个纪___________。

A、JB、KC、TD、Q2、印支运动发生于______纪。

A、石炭纪B、二叠纪C、三叠纪D、白垩纪3、矽卡岩型矿床是下列哪一种变质作用形成的_____。

A、接触交代型变质作用B、区域变质作用C、埋藏变质作用D、动力变质作用4、加里东运动发生于________。

A、中生代B、晚古生代C、早古生代D、新生代5、下列哪一种褶皱构造一定发生了地层倒转________。

A、倾伏褶皱B、直立褶皱C、倾斜褶皱D、翻卷褶皱6、在推覆构造中，由于强烈侵蚀作用，如果较年轻岩块出露于较老岩块之中，这种构造称为________。

A、飞来峰B、构造窗C、逆掩断层D、冲断层7、片理构造是区域变质岩中的常见构造，下列哪一种片理构造变质作用最强______。

A、板状构造B、千枚状构造C、片状构造D、片麻状构造8、根据同位素年龄测定，经历时间最长的地质时期是__________。

A．元古代 B．古生代C．中生代 D．新生代9、如果在地层中找到了三叶虫，那么这个地层时代为________。

同位素年代测定方法及其地质年代学意义

同位素年代测定方法及其地质年代学意义地质年代学研究是通过测定岩石、矿物、化石中的同位素来确定地质事件的时间顺序，从而揭示地球演化和地质历史的重要方法。

同位素年代测定方法是一种基于同位素的物质定年方法，通过测定示踪剂的原子核相对含量，从而计算出地质事件的年龄。

同位素年代测定方法的发展和应用促进了地质学的发展，为科学家们深入了解地球演化进程提供了重要的工具。

同位素年代测定方法基于放射性同位素的衰变规律。

放射性同位素是一种具有不稳定核的同位素，它们随时间的推移会经历衰变过程。

利用放射性同位素的固有衰变速率，可以测定地质样品中同位素的相对含量，从而推断出样品形成的时间。

同位素年代测定方法需要测定样品中的母体同位素和子体同位素的相对含量，以及它们之间的衰变常数。

同时，还需要考虑放射性同位素的半衰期，这是衰变的时间尺度。

同位素年代测定方法主要包括放射性同位素测年和稳定同位素测年两种方法。

放射性同位素测年是最常用的同位素年代测定方法之一。

它基于放射性同位素衰变的性质，测定地质样品中母体同位素和子体同位素的比值。

根据不同的放射性同位素的衰变规律和半衰期，可以测定不同时间尺度的地质事件。

例如，钾- 钛同位素法可用于测定岩浆、岩石的形成年代，铀- 铅同位素法适用于测定岩石的年代和地球的年龄，碳-14 测年法常用于考古学中的古人类遗址和古生物学中的化石，铀系列测年法则适用于测定地壳岩石的年代。

这些方法在实际应用中被广泛使用，为科学家们提供了重要的地质年代学数据。

稳定同位素测年是另一种常用的同位素年代测定方法。

它基于天然存在的稳定同位素的相对含量，通过分析同位素的地球化学过程来确定地质事件的年代。

常用的稳定同位素包括氢同位素、碳同位素、氯同位素等。

稳定同位素在地球化学循环中被广泛应用，可以用于追踪地表水的来源、分布和循环过程，还可以用于研究古气候环境的变化。

稳定同位素测年方法非常重要，可以为地质学家提供重要的环境背景信息。

同位素地质年代学与同位素地球化学

同位素地质年代学与同位素地球化学下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

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南京大学同位素地质学-09U-Pb同位素年代学(含作业)-1

对于普通Pb含量很低的锆石，只要知道大致的年龄，通过一般的地球Pb演化模式（如Stacey and Kramers, 1975提出的模式, 见后述）计算，获得锆石形成时206Pb/204Pb、207Pb/204Pb比值，来估算普通 Pb（初始206Pb、207Pb）的量进行扣除即可。
= 238U/204Pb
36
35
30 Whole rock 25
34
Feldspar
33 0
10
20
30
40 20
232Th/ 204Pb
2.82Ga reference line
例如美国怀何明州的 Granite Mountain岩基的全岩 Th-Pb 分析给出大致的等时线年龄为2.8Ga，但U-Pb等时线图显示U已大量丢失而无法给出年龄结果（ Rosholt and Bartel, 1969）。
符合上述条件的矿物的一致年龄将位于该曲线上的某一点。
0.7
3000
0.6
2700
0.5
一致曲线
0.4
2000
208Pb*/238U
0.3
0.2 1000
线不一致
0.1
500
0.0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
207Pb*/235U
图9-5 U-Pb谐和图。显示了一致曲线和Pb丢失产生的不一致曲线
\
206 Pb (e238t 1)
238 U
207 Pb (e235t 1) 235 U
式中*号代表放射成因铅。
206 Pb (e238t 1) 238 U

地质年代学中的放射性同位素测年法

地质年代学中的放射性同位素测年法地质年代学是一门研究地球历史发展的学科，它涉及到许多的技术手段，其中放射性同位素测年法就是其中非常重要的一项技术。

这种技术是利用一些天然放射性元素的代谢特性进行的，这些放射性元素的代谢特性是有规律的，可以通过这种规律来推算物质的年龄。

下面我们就来了解一下地质年代学中放射性同位素测年法的具体内容。

一、放射性元素的性质放射性元素是指具有不稳定原子核的元素。

它们会在分解的时候释放出放射性粒子，从而变成另一种元素。

放射性元素的变化过程是非常稳定的，每秒钟分解的数量是固定的。

放射性元素分为天然放射性元素和人工放射性元素。

天然放射性元素是指自然界中存在的放射性元素，如铀、钾、钍等，它们分解的过程是可以用来测定物质年龄的。

而人工放射性元素是指人工合成的放射性元素，如碳14、锶90等，它们的分解速度常常是非常快的，可以用来测定各种的物质。

二、测定物质年龄的原理测定物质年龄主要是利用放射性元素在分解的过程中会释放出特定的放射性粒子，这些放射性粒子可以导致物质中的其他原子发生电离，并与其它的原子重新组合成同位素。

放射性元素的分解速度是随时间推移而变化的，而且是一个可以预测的过程。

利用这个规律，地质学家可以推测出物质从形成之初到现在所经历的时间，并以此测定物质的年龄。

三、放射性同位素的分类放射性同位素可以从不同的分类角度来进行分类。

一种常见的分类方式是根据放射性元素的衰变方式进行分类。

衰变方式常常分为α衰变、β衰变、γ衰变和正电子衰变。

α衰变是指放射性同位素释放出α粒子，α粒子是二价锕元素核中的一个粒子。

β衰变是指放射性同位素释放出β粒子，β粒子是电子的一种。

γ衰变是指放射性同位素释放出γ光线，γ光线是能量很高的光线。

而正电子衰变是指放射性同位素释放出正电子，正电子是与电子具有相同的质量，但是带有相反的电荷的粒子。

四、放射性同位素测年法的具体测定方法放射性同位素测年法是利用放射性同位素的分解过程来推算物质的年龄的方法。

地质年代学基础单元测试题

地质年代学基础单元测试题一、选择题1. 地质年代学是研究地球历史发展和地层的学科。

以下哪个不属于地质年代学的研究内容？A. 地球的形成和演化过程B. 岩石的分类和成因C. 地壳运动和地震活动D. 古生物的演化和生态环境2. 地质年代学的基本理论是基于哪种原则？A. 对比原则B. 相对年代原则C. 同位原则D. 绝对年代原则3. 下列地质年代的划分中，哪一个是最小的时间单位？A. 代B. 纪C. 期D. 世4. 地球上某一特定区域内，不同地层的年代关系可以利用哪个原则来判断？A. 对比原则B. 相对年代原则C. 同位原则D. 绝对年代原则5. 地质年代学的研究方法主要包括以下哪些方面？A. 古生物学B. 矿物学C. 地貌学D. 放射性同位素测年二、判断题判断下列说法的正误，正确的选择A，错误的选择B。

1. 地质年代学的研究对象主要是古生物的化石。

A / B2. 相对年代原则是地质年代学的核心理论之一。

A / B3. 不同地区的地层可以直接对比，确定它们的年代关系。

A / B4. 放射性同位素测年方法可以准确测定地层的年龄。

A / B5. 地质学家通常使用相对年代原则和绝对年代原则相结合的方法来研究地层的年代。

A / B三、简答题1. 什么是相对年代原则？它在地质年代学中起到什么作用？2. 比较相对年代原则和绝对年代原则的区别和联系。

3. 请简述地质年代学的应用领域和意义。

四、综合题根据下图所示的地层剖面，回答以下问题。

![地层剖面图](image.jpg)1. 请根据剖面图所示的地层，推测该地区地质年代的顺序和相对年代关系。

2. 如果地层剖面上标有放射性同位素的测年结果，我们能否准确地确定各个地层的绝对年代？为什么？3. 请结合剖面图上的地质现象，简要描述该地区的地质历史和演化过程。

注意：以上答案仅供参考，考生可根据自己的理解给出合理的回答。

同位素地质年代学与同位素地球化学

同位素地质年代学与同位素地球化学嘿伙计们，今天我们来聊聊一个非常有趣的话题：同位素地质年代学与同位素地球化学。

这可是一个让我们大开眼界的领域，让我们一起来探索一下吧！咱们来了解一下什么是同位素地质年代学。

简单来说，就是通过研究地球上各种岩石和化石的同位素含量，来推算出它们形成的时间。

这个方法可是厉害了，因为它不需要知道这些岩石和化石的具体形成时间，只需要知道它们的年龄就行了。

这就像是给了一个人的出生证明，但是不知道他到底是什么时候出生的，只知道他多大了一样。

那么，同位素地球化学又是什么呢？它和同位素地质年代学有点像，也是通过研究地球上各种物质的同位素含量，来了解地球的历史。

不过，它的研究对象可就不仅仅是岩石和化石了，还包括土壤、水、大气等等。

这就像是在研究一个人的生活史，而不仅仅是他的出生和成长过程。

现在，我们来看看这两个领域有什么有趣的地方。

它们都是通过研究地球上的各种物质来了解地球的历史。

这就像是在看一部关于地球的电影，我们可以通过观察演员们的表现，来了解他们的生活和经历。

而且，这部电影还不是导演拍的，而是自然界自己拍的。

这是不是让你觉得很神奇呢？这两个领域的研究方法都非常重要。

同位素地质年代学需要我们找到那些含有特定同位素的岩石和化石，然后通过测量它们的同位素比例来计算出它们的年龄。

而同位素地球化学则需要我们找到那些含有特定同位素的土壤、水和大气等物质，然后通过测量它们的同位素比例来了解它们的组成和变化过程。

这就像是在做一个侦探工作，我们需要找到那些关键的证据，然后才能破解这个谜团。

这两个领域的研究成果对我们的生活也有很大的帮助。

比如说，通过对地球上的岩石和化石的研究，我们可以了解到地球的历史变迁，从而更好地保护我们的家园。

而通过对地球上的土壤、水和大气的研究，我们可以了解到环境的变化和污染情况，从而采取相应的措施来改善环境质量。

这就像是在给我们的生活做一次全面的体检，让我们知道哪里出了问题，然后想办法解决。

同位素在地质年代学中的应用

同位素在地质年代学中的应用地质年代学是研究地球历史和演化的学科，旨在确定岩石、矿物、化石和地质事件的年代。

同位素是一种用于确定地质年龄和研究地质过程的有效工具。

在地质年代学中，同位素的应用范围广泛，包括年龄测定、地质过程的研究、地球历史的重建以及环境变化的监测等。

同位素年龄测定是一种常用的技术，通过测量岩石或矿物中同位素的衰变和积累过程来确定它们的年龄。

同位素具有固定的衰变速率，这一速率可用于推断岩石或地质事件发生的时间。

例如，放射性同位素碳-14可以用于测定古生物遗骸或古代人类遗址的年龄，而铀-235和铅-207的衰变系列可用于测量地球上最古老的岩石的年龄。

同位素年龄测定为地质年代学家提供了重要的时间标尺，使他们能够了解地球上各种地质事件的发生顺序和历史背景。

同位素地质过程研究是另一个重要的应用领域。

地质过程的研究有助于我们更好地理解地球的演化历史以及地球内部和表面的动力学和化学过程。

同位素可以追踪矿物、岩石和水体的来源和变化。

例如，氧同位素被广泛用于研究水体的起源和运移，可以揭示地下水和地表水的循环过程。

碳同位素可以揭示古气候变化和生物地球化学过程。

同位素地质过程研究为我们提供了理解地球系统的重要线索，有助于预测自然灾害和保护环境。

同位素在地球历史重建方面也起着重要的作用。

地球历史是地质年代学的核心内容之一，通过研究地球的岩石和化石记录，我们可以重建地球演化的历史。

同位素可以提供一些关键的证据来支持这样的历史重建。

例如，同位素比值在岩石和矿物中的变化可以揭示地壳形成和变形的过程。

同位素可以对古环境和古生态系统进行重建，了解过去的气候变化和生物演化。

同位素在地球历史重建中的应用为我们构建了地球历史的大图景，帮助我们理解地球的起源、演变和未来发展的趋势。

最后，同位素的应用还涉及环境变化的监测。

环境变化是当今世界面临的一个巨大挑战，对其进行准确监测和解释是至关重要的。

同位素可以用于研究环境中的污染和气候变化。

稳定同位素质谱仪地质年代测定

稳定同位素质谱仪地质年代测定稳定同位素质谱仪地质年代测定是一种现代地质学中常用的方法，通过分析样品中稳定同位素的相对丰度以及其与时间的变化关系，可以对地质样品的年龄和地质历史进行精确测定。

稳定同位素测年方法的出现，为地质学的进一步研究提供了强有力的工具。

一、稳定同位素的基本概念稳定同位素是指在地球上永久存在，相对不发生放射性衰变的同位素。

常用的稳定同位素有氢（H）、碳（C）、氮（N）、氧（O）、硫（S）、铅（Pb）等元素的多种同位素。

这些同位素在自然界中的相对丰度是固定的，但会受到地质过程和生物过程的影响，从而发生变化。

二、稳定同位素质谱仪的原理稳定同位素质谱仪是一种将稳定同位素进行分离、检测和测量的仪器。

它的基本原理是利用稳定同位素的原子质量差异，通过高分辨质谱仪的质量分选作用，分离出不同质量的同位素，然后对各个同位素的丰度进行快速、准确的测量。

三、稳定同位素质谱仪地质年代测定的方法稳定同位素质谱仪地质年代测定主要有三种方法：碳同位素测年、氧同位素测年和氢同位素测年。

1. 碳同位素测年碳同位素（^14C/^12C）测年是通过分析地质或生物样品中^14C的相对丰度，进而推断样品的年龄。

^14C是一种放射性碳同位素，其半衰期为5730年。

地球上生物体摄取的 ^14C会逐渐减少，因此对于年代较古老的样品，^14C的相对丰度会明显降低。

利用稳定同位素质谱仪可以测量样品中^14C的含量，并推算其年龄。

2. 氧同位素测年氧同位素（^18O/^16O）测年是通过分析地质或气象样品中氧同位素的相对丰度，来推断样品的年龄。

氧同位素的相对丰度会受到地质过程和气候条件的影响，因此可以通过氧同位素的测量来了解地质历史和气象变化。

稳定同位素质谱仪能够准确地测量样品中不同氧同位素的含量，进而推断样品的年龄。

3. 氢同位素测年氢同位素（^2H/^1H，即D/H）测年是通过分析地质或生物样品中氢同位素的相对丰度，来推断样品的年龄。

南京大学同位素地质学-05-0Rb-Sr同位素年代学(含作业)

确定沉积岩时代的其它方法： •碳酸盐U－Pb同位素 •富有机质黑色页岩Re－Os同位素 •Sr同位素地层学 •C同位素地层学 •Os同位素地层学
5.5 变质岩的Rb－Sr定年及其意义
从同一岩浆房结晶分异演化出来的岩石，往往
具有相同的初始87Sr/86Sr比值，
经历了一个时期 t 后，由于 Rb 含量的不同，
87Sr得到不等的增长，
从而在 87Rb/86Sr － 87Sr/86Sr 坐标系中该套岩石
Sr+可以置换Ca+，所以Sr也是一个分散元素，并出现在含Ca的矿物中，如斜长石、磷灰石和碳酸
钙矿物。
但Sr还可以以少数独立矿物（菱锶矿和天青石）
出现，这两种矿物存在于某些热液矿床和碳酸盐
岩石中。
Sr有 23个同位素，其中 4个天然存在的稳定同位素及其平均相对丰度为：
88Sr 87Sr 86Sr 84Sr
给定一个适当的矿物形成时所进入矿物中的
锶的同位素初始比值(87Sr/86Sr)i，即可从前述方程求得t：
87 86 87 86 Sr/ Sr ( Sr/ Sr)i 1 t ln 1Байду номын сангаас 87 86 Rb/ Sr
只有当所给定的 (87Sr/86Sr)i 值准确、以及所
用海绿石来测定沉积岩年龄的尝试产出了许多
令人失望的结果，只有少数成功的例子。
因此一些年代学家对用海绿石定年持怀疑态度
（Obradovich & Cobban, 1975; Obradovich 1988)；
而另一些年代学家强调经过挑选的海绿石Rb－
Sr定年是可靠的（Odin， 1982）。
图 Ohio和Indiana下志留系Brassfield组海相碳酸盐中海绿石Rb-Sr等时线，其年龄小于该组地层年龄，初始Sr同位素组成与方解石脉的一致，海绿石的Sr同位素可能已与地下水Sr同位素平衡

同位素地质学试卷A卷

1. 同位素地球化学在地学领域中的应用主要有哪些方面？（20分）同位素地球化学在解决地学领域问题的独到之处1)计时作用：每一对放射性同位素都是一只时钟，自地球形成以来它们时时刻刻地，不受干扰地走动着，这样可以测定各种地质体的年龄，尤其是对隐生宙的前寒武纪地层及复杂地质体。

2)示踪作用：同位素成分的变化受到作用环境和作用本身的影响，为此，可利用同位素成分的变异来指示地质体形成的环境条件、机制，并能示踪物质来源。

3)测温作用：由于某些矿物同位素成分变化与其形成的温度有关，为此可用来设计各种矿物对的同位素温度计，来测定成岩成矿温度。

另外亦可用来进行资源勘查、环境监测、地质灾害防治等同位素为研究地球或宇宙体的成因与演化提供了重要的有价值的信息，主要包括：地质时钟、地球热源、大气圈-海洋的相互作用、壳幔相互作用及壳幔演化、成岩成矿作用、构造作用及古气候和古环境记录等。

2. 自然界引起同位素成分变化的原因主要有哪些？（20分）自然界同位素组成经常呈现一定程度的变化。

引起同位素成分变化的主要过程有两类：一类是放射性同位素衰变，使母体同位素的数量随时间的推移逐渐减少，同时子体同位素的数量增加；另一类是由各种化学和物理过程引起的同位素分馏，氢、碳、硫、硅、氮等同位素组成变化主要是由同位素分馏引起的。

1、放射性衰变：放射性同位素经过自然衰变，转变为其它元素的同位素，结果母元素同位素不断减少，而子元素同位素不断增加，从而改变着母元素和子元素同位素的成分，它是放射性核素原子核的一种特性，不受外界物化条件的影响。

1)α—衰变: 放射性母核放出α粒子（α粒子由两个质子和两个中子组成，α粒子实际上是）：2)β衰变自然界多数为β—衰变，即放射性母核中的一个中子分裂为1个质子和1个电子（即β—粒子），同时放出反中微子，通式为：衰变结果，核内减少1个中子，增加1个质子，新核的质量数不变，核电荷数加1，变成周期表上右侧相邻的新元素。

同位素地质年代学-Ru-Sr法

图5
四、陨石年代学
陨石一直是大量Rb-Sr定年研究的主题，但是对陨石最重要的一些Rb-Sr结果是初始比值测定。初始比值测定的意义是既作为地球Sr同位素演化的参考点又作为估计相对于太阳系天体凝聚时间的模式年龄的工具。
第一个精确的陨石初始比值是对玄武质无球粒陨石测定得到的。这些比值不同于球粒陨石所表现出的从太阳星云增长后的分馏证据。然而，它们可能没有参与产生铁陨石的行星全部分馏过程。它们低的Rb/Sr比值是由于自分异后仅仅产生有限的放射成因Sr的结果，因此有可能测定出精确的初始比值。
示踪初步
87Sr 86Sr
143Nd 144 Nd
176 Hf 177 Hf
Cl B
CS0B gDB (1 F ) F
CAl CS0A DA (1 F ) F
对于同一种元素，176Hf和177Hf，D相同，对一次熔融事件，F相同。那么：
Cl B
CAl
CCSS00BA（176Hf/177Hf）A≈（176Hf/177Hf）S0
m (87Sr)/m (86Sr)
黑云母
钾长石全岩
黑云母
钾长石全岩
无铷相
无铷相
t0
不一致矿物年龄
tM
tp
时间
图7
变质作用对矿物和全岩系统的影响也能在等时线图上加以说明(图8，Lanphere等，1964)。全系统起始于水平线。随后同位素演化沿近垂直的平行路径(由于y轴坐标的极端放大)。在热事件作用过程中，同位素比值均一至全岩值。如果这仅涉及87Sr，那么将会产生垂直方向变化。然而，图8所示的复杂性可能还涉及到有限的Rb 再活化。富Rb矿物趋向于遭受一些Rb丢失，而贫Rb矿物可能由富Rb蚀变产物的增长被污染，导致一定程度不可预测的变化方向(R)。热事件之后，全岩演化继续