裂变径迹

总之,研究区下第三系样品刚进入 磷灰石裂变径迹退火带,中生界样 品已接近磷灰石裂变径迹退火带 物源区剥蚀的原 的下限 始平均年龄
L-6样品己受到退火影响。因此,我们可推 断研究区中生界和下第三系退火带具有较 大差异
L-11样品已接近磷灰石裂变径 迹退火带的底界深度
2.古地温和热历史回溯 第三系样品可能仅遭受过简单的一次热事件 (裂变径迹均为单峰分布),而中生界样品基本 为双峰特征,表明中生界可能经历了复杂的热 历史（即两次热事件）
基本原理
结论
应用实例
结论
1.济源凹陷三叠系—侏罗系磷灰石裂变径迹 经历了两次退火过程带,第三系磷灰石经历 了一次退火作用,根据样品所受最高古地温 计算出中生代地温梯度为2.9℃/100m,第三 纪为3.1℃/100m。 2.磷灰石裂变径迹指示的古地温梯度反映了研 究区大地构造演化特征,因为中生代研究区是广盆 拗陷性质具有相对低的地温梯度,第三纪具有断陷 性质,地温梯度较高。晚白垩世—古新世沉积间断 (并伴有抬升剥蚀)期是地温梯度的转变期。
裂变径迹基本原理
1.定年原理
由于λfission的定值存有争议，且 确定照射过程中的中子通量等参 数也存在一定困难，故用同时照 射已知年龄标样的办法，结合标 消除因照射能量和裂变迹径衰变常数的不确定性 样的径迹密度ρd，确定出参数ζ
引起的误差。在对未知样品进行年龄计算时，只
需统计标样、未知样品的自发、诱发裂变径迹即 可。 。 zeta校正 法
中生界和下第三系组成了济源凹陷主要生储盖 组合
1.磷灰石裂变径迹年龄和退火带的确定
裂变径迹表观年龄
T=[ln(1+λD×ρs×n×ρs为自发裂变径迹密度(径迹数/cm2);ρi为 诱发裂变径迹密度(径迹数/cm2);λD为铀的总裂变 常数(1.54×10-10a-1);n为中子通量(0.345×1016 中子/cm2);σ为反应堆中子诱发裂变的截面(562× 10-24cm2);I为235U与238U的丰度比(1. 25× 10-3)
从L-6样品开始,随着层位的加深,年龄值逐渐减小,直至 L-11样品(层位T3c,深度3 182.4m),年龄减为0.36Ma。这 是由于地层的埋藏作用,地热增温,而引起磷灰石径迹退 火作用造成的
国内外的理论和实验研究表明,裂变径迹的退火作 用,从开始到完全退火不是在瞬间完成的,而是中间 有个过渡带,这个带被称之为裂变径迹退火带
当温度升高时，径迹范围内发生了错位的离子将丢失电荷，进而重返其正 常的晶格位置。这些位置在遇到酸反应时，将不再趋向于选择性地易于受 到酸溶解。这种裂变径迹发生消退的现象称为径迹退火作用。裂变径迹具 有明显的热效应,在一定的温度压力条件下才得以保存,当地下温度超过它 的保存温度后,径迹密度开始减少、径迹长度缩短,直至完全消失,这种特性 称之为退火
2、酸浸蚀方法
天然裂变过程产生的径迹难以直接观察，需要用酸浸蚀（刻蚀）的方法进行 统计前的预处理。对径迹进行刻蚀时，所形成的径迹取决于矿物的基质、性 质、铀含量和酸浸蚀温度等因素。不同物质有不同的径迹形态，进而也决定 了其定年精度。在进行径迹统计时，要求的径迹密度每平方厘米超过100。
3、径迹退火作用
图１是３种典型地温史所对应的磷灰石 裂变径迹长度分布模式图。模式ａ是样 品从高于１１０℃的区域（接近部分退 火带底部）快速降温至６０℃以下，其 后缓慢的降温至地表（图１－１），磷 灰石径迹分布特点为径迹长度集中于原 始长度附近（１４～１５ｕｍ），径迹 长度偏差较小，长度分布范围也较窄（ 图１－２）；模式ｂ具有匀速降低的冷 却史，样品从部分退火带的底部（１２ ０℃）缓慢匀速冷却至地表温度（图１ －１），径迹长度分布呈不对称的单峰 型，左侧缓右侧陡，长度分布较模式 ａ要大一些（图１－３）；模式ｃ是样 品从高于１１０℃的区域（接近部分退 火带底部）不匀速降温至１００℃（图 １－１），在９０～１００℃范围缓慢 降温持续很长时间，然后快速冷却到部 分退火带的顶部（６０℃），最后再缓 慢冷却至地表温度。在２次缓慢冷却过 程中，第一次在部分退火带滞留时间过 长，因而径迹长度被极大地缩短，在第 二次冷却过程中，温度较低，径迹未退 火，基本上保留了原始长度（原始长度 约为１６．３ｕｍ）。因此，径迹长度 分布具有双峰结构（图１－４），反映 样品经历了２次热事件。由此可见，通 过分析样品的裂变径迹长度特征，再配 合热演化模拟就可以确定样品的热历史
根据每个样品实际测得的裂变径迹年龄,再根 据样品随深度增加而裂变径迹年龄缩减的特征,进 行模拟退火计算,可推算出每个样品所经历的最 高古地温(表2)。因此得知,下第三系和中生界样 品对应的古地温范围分别为67℃~74℃和114℃~ 125℃。由此可推算,早第三纪和中生代的平均古地 温梯度: GT=dT/dH=(74-67)/(831-608)=3.1℃/100m GM=dT/dH=(125-114)/(3 182-2 802)=2.9℃/100m 即济源凹陷中生代古地温梯度为2.9℃/100m,第三 纪的古地温梯度为3.1℃/100m,低于现今地温梯度 (3.25℃/100m)。
基本原理
应用实例
结论
应用实例 华北盆地济源凹陷古地温梯度的研 究———磷灰石裂变径迹的应用
赵伟卫,金 强,王伟锋
准 备 知 识
磷灰石裂变径迹的退火温度在70℃~130℃,此温度正 好与生油窗（60~130℃）比较接近，能够有 效地反映油气生成等重要的石油地质问题,因此,常 被视为油气地质的古温度计
裂变径迹
资源1304 廖凌波
基本原理
应用实例
结论
应用实例
基本原理
结论
裂变径迹基本原理
在放射性元素的自发裂变过程中，当带电粒 子穿过固体介质时，会在介质中产生细而长 的辐射损伤痕迹，称为裂变径迹。
裂变径迹的密度和样品中铀 含量和样品形成时间有关， 只要测定样品中的径迹密度 和铀含量，就可以计算样品 的年龄，这就是裂变径迹计 时的原理。