对同位素测年中封闭温度的理解
锆石U_Pb同位素定年的原理_方法及应用_高少华
立年龄； 定年方法各有优缺点，应用时应根据从样品中分选出的锆石数量、粒度、内部结构、定年精度等因素，
灵活选择； 锆石 U-Pb 年龄常用于沉积盆地物源分析、岩体的年代约束及成矿年代学与韧性剪切带定年中，应
用时要结合地质背景，对定年结果进行合理解释。
关键词： 锆石； U-Pb 同位素； 原理； 定年方法； 地质应用
收稿日期： 2013 － 04 － 11； 修订日期： 2013 － 05 － 30 作者简介： 高少华（ 1986 － ） ，男，在读硕士，专业方向： 沉积盆地物源分析研究。
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江西科学
2013 年第 31 卷
1 锆石的地球化学特征和内部结构
1． 1 锆石的地球化学特征 锆石 的 氧 化 物 中 ω （ ZrO2 ） 占 67． 2% 、ω
Abstract： This article discusses geochemical characteristics and internal structure of zircon，the principle of zircon U-Pb isotopic dating，the advantages and disadvantages of dating method and the application of geological problems through consulting a large number of Chinese and foreign literature and combined with the author's experiments． The results show that magmatic zircon and metamorphic zircon in geochemical and internal structure have different characteristics． Principle is that by using of the U-Pb decay equation getting three independent ages of 206 Pb / 238 U、207 Pb / 235 U and 207 Pb / 206 Pb． Dating methods have advantages and disadvantages，please accord to the quantity，size，internal structure and factors such as accuracy of sorting out the zircons from samples，selecting dating methods flexibly． Zircon U-Pb age is often used in the analysis of the sedimentary basin provenance，in the age constraint of some rock and metallogenic chronology and ductile shear zone． The dating results are reasonable explanation to combined with the geological background． Key words： Zircon，U-Pb isotope，The principle，Dating method，The geological applications
★粤北长江铀矿田花岗岩独居石Ｕ－Ｐｂ同位素定年及其地质意义
２０２２年１月Ｊａｎｕａｒｙ２０２２岩 矿 测 试ＲＯＣＫＡＮＤＭＩＮＥＲＡＬＡＮＡＬＹＳＩＳ Ｖｏｌ．４１，Ｎｏ．１１－１３收稿日期：２０２１－０３－１２；修回日期：２０２１－０８－０４；接受日期：２０２１－０９－２１基金项目：国家自然科学基金项目（４２００２０９５，４１８６２０１０，４１７７２０６６）；核资源与环境国家重点实验室自主基金项目（Ｚ１９０６，２０２０Ｚ０８）第一作者：陈妍，硕士研究生，地质学专业。
Ｅ－ｍａｉｌ：８３８７９４４６３＠ｑｑ．ｃｏｍ。
通信作者：潘家永，博士，教授，主要从事矿床地球化学研究。
Ｅ－ｍａｉｌ：ｊｙｐａｎ＠ｅｃｕｔ．ｅｄｕ．ｃｎ。
陈妍，潘家永，钟福军，等．粤北长江铀矿田花岗岩独居石Ｕ－Ｐｂ同位素定年及其地质意义［Ｊ］．岩矿测试，２０２２，４１（１）：１－１３．ＣＨＥＮＹａｎ，ＰＡＮＪｉａ－ｙｏｎｇ，ＺＨＯＮＧＦｕ－ｊｕｎ，ｅｔａｌ．Ｕ－ＰｂＩｓｏｔｏｐｉｃＤａｔｉｎｇｏｆＭｏｎａｚｉｔｅｉｎＧｒａｎｉｔｅｆｒｏｍｔｈｅＣｈａｎｇｊｉａｎｇＵｒａｎｉｕｍＯｒｅｆｉｅｌｄ，ＮｏｒｔｈｅｒｎＧｕａｎｇｄｏｎｇＰｒｏｖｉｎｃｅａｎｄＩｔｓＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＳｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ［Ｊ］．ＲｏｃｋａｎｄＭｉｎｅｒａｌＡｎａｌｙｓｉｓ，２０２２，４１（１）：１－１３．【ＤＯＩ：１０．１５８９８／ｊ．ｃｎｋｉ．１１－２１３１／ｔｄ．２０２１０３１２００３８】粤北长江铀矿田花岗岩独居石Ｕ－Ｐｂ同位素定年及其地质意义陈妍１，潘家永１，钟福军１，万建军１，严杰１，刘文泉１，２，李海东１，２（１．东华理工大学核资源与环境国家重点实验室，江西南昌３３００１３；２．核工业二九 研究所，广东韶关５１２０２６）摘要：长江铀矿田位于诸广山复式岩体中南部，是典型的花岗岩型铀矿田。
前人采用锆石Ｕ－Ｐｂ定年方法对赋矿花岗岩进行了年代学研究，但由于全岩和锆石铀含量较高，锆石往往发生了蜕晶化，可能导致锆石Ｕ－Ｐｂ定年数据散乱，影响锆石Ｕ－Ｐｂ年龄的可靠性。
同位素地质年代学中主要定年方法概述
同位素地质年代学的定年方法概述一些元素(K,Rb,Re,Sm,Lu,U和Th)的自然长寿命放射性同位素,衰变为另种元素稳定同位素的作用,广泛应用于岩石和矿物的年龄测定。
这种测年提供了关于地球地质历史的信息,并已用于标定地质年代表。
地质过程时间维的确定是一项重要而复杂的研究任务。
准确标定某一地质体的年代是区域地质学、地球化学、矿床学和大地构造学研究中不可缺少的内容,对于区域地史演化规律的研究和找矿方向的确定,都具有十分重要的理论和实际意义。
可以说，现代岩石学在很大程度上已经离不开同位素地质学的研究。
在上一世纪60-80年代Sr、Nd、Pb 等同位素地质理论蓬勃发展并逐渐成熟的形势下，Re-Os、Lu-Hf等新的同位素体系也在快速发展。
近年来,由于各种新型同位素分析仪器的开发利用和分析测试技术方法上的迅猛发展,例如新一代高精度、高灵敏度、多接收表面热电离质谱仪(TIMS TRITON)、多接收电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS)和高灵敏度高分辨率离子探针质谱（SHRIMP）技术的开发和利用,大大拓宽了各种同位素新技术方法在地球科学各个领域中的应用,并取得了一系列令人瞩目的新发现和新认识。
目前,地质体的定年主要采用的是K-Ar法、40Ar-39Ar法、U-Pb法、Pb-Pb法、Rb-Sr法、Sm-Nd法等,已经获得了非常丰富的资料。
然而,由于地质作用过程的复杂性、多期性和测年方法及测试对象的局限性,对已经获得的年龄数据,不同的学者往往有不同的地质解释。
因此,开展同位素定年方法学中的适用性和局限性有关问题的研究,不仅有助于重新认识、评价和应用已有的资料,而且有利于今后工作中同位素定年方法的改进。
一、K-Ar法和40Ar-39Ar法常规的K-Ar法定年主要建立在两个基本的假设条件之上。
①矿物或岩石形成以后,对钾和氩保持封闭体系,既没有钾和氩的加入,也没有钾和氩的逃逸。
②矿物或岩石中不含有大气氩;如果含有氩,则只能由大气混染造成,可以进行常规法定年的大气混染校正(穆治国,1990)。
同位素地质年龄测定技术及应用
同位素地质年龄测定技术及应用陈文;万渝生;李华芹;张宗清;戴檀谟;施泽恩;孙敬博【期刊名称】《地质学报》【年(卷),期】2011(085)011【摘要】同位素地质年代学是地球科学、物理学、化学和技术科学相互交叉发展起来的一门新兴学科,是地球系统科学中一个年轻而充满活力的分支学科.它根据放射性同位素衰变规律确定地质体形成和地质事件发生的时代,以研究地球和行星物质的形成历史和演化规律.本文对几种常用的精度比较高的同位素测年方法从理论、实验技术、应用范围、使用的注意事项等方面予以简要总结和介绍,期望为地质同行们提供有益的参考.所涉及的同位素测年方法主要有U-Pb法、Ar-Ar法、Rb-Sr 法、Sm-Nd法、Re-Os法、(U-Th)/He法等.①U-Pb法:是最早用来测定地质年龄的放射性方法之一,也是国内目前最重要的同位素测年方法.近10年来,近乎完美的锆石微区U-Pb年龄测定技术的引进对我国的地质科学研究起到了巨大的推动作用,并且其应用领域仍在进一步扩展中.②Ar-Ar法:已经成为同位素地质年代学研究最主要的方法之一.该方法具有以下特点:a.测量的时间域较宽,最老可到3800Ma(月岩年龄),最年轻可测到千年级(意大利维苏威火山喷发年龄);b.测量对象广泛,原则上,所有的含钾矿物、岩石都可以用作Ar-Ar法同位素测年,甚至含有微量钾盐包裹体的非钾矿物如石英、闪锌矿等也有成功测定出Ar-Ar年龄的报道；c.独特的分步加热技术和内部组分的Ar同位素相关图处理技术不仅可以获得高精度的年龄,还可以揭示被测定对象所经历的多期地质演化信息；d.和激光技术配套可以直接在岩石光片上寻找待测矿物进行微区(几十微米一几百微米)Ar-Ar测年,从而能够获得变质岩P-T-t轨迹研究中最精确的时间信息；e.应用领域广泛,几乎所有的地质学分支学科中都有应用；f.是矿床年代学研究的最主要的技术手段；g.是同位素热年代学研究的支柱技术.Ar-Ar法测年也有其局限性:首先是分析技术复杂导致其成本高、分析周期长.其次中子参数测定的准确性直接影响样品年龄测定的准确性.核反冲效应会导致极细粒的粘土矿物Ar-Ar年龄结果偏高.对于古元古代和太古宙古老变质岩样品,由于可能存在K和Ar的自然扩散作用或后期变质、变形等多因素的扰动作用,用Ar-Ar法很难测出早期的变质事件年龄.③Rb-Sr法:是一个应用很广泛的方法,利用等时线技术可以测定侵入岩、火山岩、变质岩和某些沉积岩的同位素地质年龄.在用Rb-Sr同位素系统测定中酸性侵入岩和火山岩的年龄时,如果岩石迅速冷却,无论用全岩等时线法或矿物等时线法得到的年龄都可能是岩石的形成年龄.对于变质岩,矿物Rb-Sr等时线年龄一般代表岩石遭受最后一次强变质热事件Sr同位素均一化时间.对于沉积岩,可以利用Rb-Sr法测定成岩自生矿物年龄.对于金属矿床,可以用包裹体的Rb-Sr等时线确定矿床的形成时间.通过断层和韧性剪切带形成的矿物的Rb-Sr年龄测定,可以限定构造形成时间.Rb-Sr法最大缺点是,由于Rb的流动性,极易形成开放系统,从而得到不正确的年龄.此外,还经常受到假等时线的困扰.④Sm-Nd法:由于Sm-Nd体系的保存性能良好,抗蚀变和变质作用的能力较强,因此Sm-Nd法年龄能代表原岩生成的时间和反映成岩物质源区的特性.对于基性岩、超基性岩,对太古宙古老岩石,Sm-Nd等时线法是较好的测年方法.Sm-Nd模式年龄代表地壳岩石从CHUR地幔源中分异出来的时间,利用碎屑沉积岩的模式年龄可以鉴别沉积物的源区,判断岩石形成构造背景,了解其物源区存留地壳的平均年龄,揭示地壳形成和演化历史等.其缺点是由于Sm、Nd地球化学性质的类似,地质作用过程中难以发生相互分离,Sm、Nd在岩石中的比值变化范围就很小,给Sm-Nd等时线法测年带来了困扰,有时不能给出正确可信的年龄.⑤Re-Os法:是目前能够直接测定金属矿床矿化年龄的唯一成熟方法.但在实验技术和应用方面还存在不少问题:a.近年来发现有些金属矿床辉钼矿的Re-Os年龄高于其赋矿围岩的年龄,原因不明;b.黄铁矿等多数硫化物矿物含Re量很低,并含有一定程度的普通Os,对样品化学制备过程中低本底的要求很高,一般实验室难以达到,普通Os也难以准确扣除；c.后期的热液活动有时可以使Os同位素发生重置,因此,金属硫化物Re-Os同位素体系封闭温度及其影响因素是一个亟待解决的问题.⑥(U-Th)/He法:(U-Th)/He同位素系统的优势是其封闭温度是已有同位素体系中最低的,能够记录地质体经历较低温度范围的时代与温度信息.该方法在矿床年代学研究中也具有可观应用前景.其不足之处是因为封闭温度很低,在用于地质体定年时要特别关注冷却速率和再加热作用的影响.%Isotope geochronology is a newly developed interdisciplinary science which combines geoscience, physics, chemistry and technical sciences, and is a young and energetic branch of earth science. The decay of radioactive isotopes is used to determine the formation age of geological body and the age of geological events, with aiming to study the formation history and evolution of earth and planetary materials. This paper presents brief introduction and summary of relative high-precise isotope dating methods in terms of theory, experiment techniques, application scope, precautions for use, in hope of providing a useful reference to geologist. Main isotope dating methods involved s are U-Pb, Ar-Ar, Rb-Sr, Sm-Nd, Re-Os and (U-Th)/He methods. (l)U-Pb method: It is one of the earliest radioactive methods for determination of geological age as well as the most important isotope dating method in China so far. In the past 10 years, the introduction of zircon U-Pb dating technique has played a significant role in promoting geological research in China, and its application is expanding.(2) Ar-Ar method: Ar-Ar dating has become one of the most important methods of isotope geochronology. The characteristics of this method areas follows: ① Wide time-domain measurements, with the oldest age up to 3. 8Ga (the age of lunar rocks) and the youngest one in a scale of millennium age (the eruption age of Mount Vesuvius, Italy); ② A w ide range of measurement objects. In principle, all the k-bearing minerals and rocks can be used for Ar-Ar isotopic dating, even there are reports on the successful determination of Ar-Ar ages from non-potassium minerals such as quartz and sphalerite which contain trace amounts of kainitite inclusions;③ Unique step heating technique and Ar isotope correlation diagram of internal components can not only obtain high-precision age but unfold multi-stage geological evolution of the object;④ Combined with laser technique, it can be used to determine Ar-Ar age by searching microzonation directly on polished section of minerals to be tested, so as to obtain the most precision time information of the metamorphic rock P-T-t track; ⑤ Wide application area. It has be en used almost in every discipline of geology; ⑥ It has been the most important technical tool of deposit chronology; ⑦ It is the backbone technique of isotope thermochronology. But Ar-Ar dating has its limitations. Firstly, the complex analysis leads to high cost and long cycle. Secondly, the accuracy of the determination of the neutron parameters directly affects the accuracy of samples dating. Nuclear recoil effect can result in high Ar-Ar age of very fine-grained clay minerals. For the samples of Early Proterozoic and Archean metamorphic rocks, there may be natural K and Ar diffusion or later metamorphism, deformation and other disturbance, which will make it difficult to determine the age of early metamorphic events. (3)Rb-Srmethod. It is a popular method. The isotope geological ages of intrusive, volcanic, metamorphic, and some sedimentary rocks can be determined by using isochron technique. When Rb-Sr isotopic system is used to determine the age of intermediate and acid intrusive rocks and volcanic rocks, if these rocks cooled rapidly, the ages determined by both the whole rock isochron and mineral isochron age may be the formation ages of the rocks. For metamorphic rocks, Rb-Sr isochron age generally represents the Sr isotope homogenization time when the latest strong thermal event happened. For sedimentary rocks, we can determine the authigenic mineral diagenesis age using Rb-Sr dating. But for metallic deposits, we can determine the formation ages of deposits using inclusion Rb-Sr isochron. Through Rb-Sr mineral dating to determine the formation of faults and ductile shear zone, we can limit the tectonic formation time. The biggest drawback of Rb-Sr dating is that incorrect age can be obtained due to the fact that the mobility of Rb easily produces an open system. In addition, the age determination is often interfered by false isochrons. (4)Sm-Nd method. Due to good preservation, corrosion and metamorphism resistances of Sm-Nd system, Sm-Nd dating time can represent the formation age of primary rocks and and reflect the characteristics of rock-forming material sources. For mafic, ultramafic, and archean rocks, Sm-Nd isochron dating method is a good one. Sm-Nd model age represents the time of crustal rocks which differentiated from the CHUR mantle, and model ages of clastic sedimentary rocks can be sued to identify the rock-forming source, so as to judge the tectonicbackground of rock formation, understand the average ages of material source detained within the crust, and finally reveal the history of formation and evolution of the crust formation. The disadvantage is that Sm and Nd are difficult to separate from each other due to their similar geochemical properties during the geological process, resulting in a narrow range of Sm to Nd ratios in rocks, giving trouble for SM-Nd isochron dating method, even without reliable age obtained. (5) Re-Os method. Re-Os isotope dating method is the only mature method so far that is directly used to determine mineralization ages of metal deposits. However, there are many problems in experiment techniques and applications. ① It is found in recent years that the Re-Os ages of molybdenite in some metal deposits are higher than the ages of ore-bearing rocks, and the reasons are unclear.② Most sulfide minerals such as pyr ite contains very low content of Re buta certain amount of common Os. This imposes high requirements on the preparation of samples, which general laboratories fail to meet. In addition, common Os can not be precisely deducted. ③ Sometimes post-hydrothermal activities may reset Os isotope, therefore, the closure temperature and influencing factors of the metal sulfide Re-Os isotope system is a key problem to be solved urgently. (6) (U-Th) / He method. The advantage of (U-Th) / He isotope system is that its closure temperature is the lowest among the existing isotopic systems, and can record temperature information and the time when geologic body underwent a lower temperature range. This method also has considerable application potential in deposit chronology. But its disadvantage is very low closuretemperatures, and much attention should be paid on cooling rate and re-heating effect during dating of geological bodies.【总页数】31页(P1917-1947)【作者】陈文;万渝生;李华芹;张宗清;戴檀谟;施泽恩;孙敬博【作者单位】同位素热年代学实验室,大陆构造与动力学国家重点实验室,中国地质科学院地质研究所,北京,100037;北京离子探针中心,中国地质科学院地质研究所,北京,100037;武汉地质矿产研究所,武汉,430205;同位素热年代学实验室,大陆构造与动力学国家重点实验室,中国地质科学院地质研究所,北京,100037;中国科学院广州地球化学研究所,广州,510640;中国科学院广州地球化学研究所,广州,510640;同位素热年代学实验室,大陆构造与动力学国家重点实验室,中国地质科学院地质研究所,北京,100037【正文语种】中文【相关文献】1.同位素地质年龄测定技术及应用 [J], 严堇纾2.同位素地质年龄测定技术及应用 [J], 王旭3.辽宁姚家沟钼矿床辉钼矿Re-Os同位素年龄测定及其地质意义 [J], 方俊钦;聂凤军;张可;刘勇;徐备4.巴尔喀什成矿带Cu-Mo-W矿床的辉钼矿Re-Os同位素年龄测定及其地质意义[J], 陈宣华;杜安道;蒋荣宝;王志宏;屈文俊;韩淑琴;Eleonora Seitmuratova;施炜;杨农;陈正乐;叶宝莹;曾法刚5.湖北麻城白鸭山钼矿床辉钼矿 Re－Os 同位素年龄测定及其地质意义 [J], 陈炜;周文平;陈开旭;刘明文;王彤;周仁君;方明;贺慧艳;李随云因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
裂变径迹测年原理及对温度的响应
• （三）径迹形态 • 裂变径迹蚀刻外貌受矿物结晶对称性、蚀刻 面在晶体结构中的位置、径迹取向、蚀刻时 间等有关；径迹蚀刻数目与蚀刻剂种类和浓 度、蚀刻时间、蚀刻温度、蚀刻面在晶体结 构中的位置有关。
• 表1 不同的常见矿物的蚀刻条件
矿物名称 磷灰石 白云母 锆石 榍石 70%HNO3 40%HF 20gNaOH+5gH2 0 6:3:2:1 H2 O+HCl+HNO3+HF 蚀刻剂 温度 20 20 220 20 时间 15s 4h 2.5h 5min
裂变径迹测年原理及对温度的 响应
卫江伟 2015/6/4
内容概述：
• • • • 一、 裂变径迹产生原理 二、 裂变径迹定年原理 三、 裂变径迹封闭温度原理 四、 裂变径迹相关应用
一、 裂变径迹产生原理
• （一）裂变产生 • （二）径迹蚀刻 • （三）径迹形态
一、 裂变径迹产生原理
• （一）裂变产生 • 裂变与衰变均属于自然界放射性同位素由不稳定 状态变为稳定状态时所发生的核反应过程； • 核衰变通常是指α、β、γ等衰变； • 核裂变是指一个重元素的原子核分裂为两个质量 相差不远的碎片；裂变反应可分为自发裂变和诱 发裂变。自发裂变是原子核在没有外来因素影响 下自行发生的核裂变，属于核素放射性衰变的一 种类型； • 诱发裂变是重原子核受外来粒子轰击，发生的核 裂变反应，以中子诱发核裂变最为重要
• （一）裂变产生 • 重核裂变之后，由于质量减少，产生约200MeV能 量，大部分转变为裂变后碎片的动能，两个碎片 在运动过程中经过一系列β或其他形式衰变最终形 成两个稳定的核素； • 碎片运动时与周围物质的原子核和电子发生电磁 作用，从而使碎片改变方向和损失能量； • 当通过的物质为绝缘材料时，就会沿着运动轨迹 产生一个放射性损伤的狭窄痕迹即径迹； • 解释：1）缓慢冷却重结晶；2）“离子爆炸尖峰” 模型：电离化——正离子——排斥——损伤区域 • 此时形成的径迹称为潜径迹。
锆石及Hf同位素 文献阅读笔记
锆石是各类成因岩石中常见的副矿物，是U-Pb同位素定年的重要对象。
随着近年来同位素年代学向微区高精度方向发展，锆石的离子探针(如SHRIMP)与激光探针(LA-ICPMS)等成为目前U-Pb同位素定年的重要方法。
这些方法的共同点就是需要标准锆石作外部校正，因此理想的标准锆石是U-Pb定年能否获得可靠结果的关键。
另一方面，锆石的理想晶体化学式为ZrSiO4，但大多数锆石中含有0.5%~2%的Hf，因而也是进行Hf同位素测定的理想矿物。
Hf有6个同位素，其中176Hf是由176Lu通过b衰变生成。
锆石中由于Lu/Hf比值很低(176Lu/177Hf比值通常小于0.002)，因而由176Lu衰变生成的176Hf 极少。
因此，锆石的176Hf/177Hf比值可以代表该锆石形成时的176Hf/177Hf比值，从而为讨论其成因提供重要信息。
（徐平，2004；科学通报；U_Pb同位素定年标准锆石的Hf同位素）锆石Hf同位素分析在中国地质科学院矿产资源研究所同位素实验室完成为使Hf同位素分析与锆石U-Pb年龄分析相对应，我们的锆石Hf同位素的分析点与U-Pb年龄的分析点位于同一颗锆石晶体内，但由于在进行锆石U-Pb测定时有的测点基本被离子束击穿，所以锆石Hf的分析点与锆石U-Pb年龄分析点并不完全重合，但都位于同一锆石颗粒内。
地球化学分析：主量元素数据分析；稀土模式图，轻重稀土分馏，有无负铕异常；微量元素蜘蛛网图。
锆石的稀土元素分析：锆石的稀土模式图锆石的Hf同位素特征：1.形成年龄t 对Hf( t) 图解2.锆石的Hf二阶段模式年龄直方图3.地球化学图解分析构造背景、物源（耿元生周喜文，2010；岩石学报；阿拉善地区新元古代早期花岗岩的地球化学和锆石Hf 同位素特征）通过对北京昌平地区燕辽裂陷槽内出露的基底密云群片麻岩及其上覆沉积盖层底部长城系常州沟组和顶部青白口系长龙山组砂岩的锆石LA-ICP-MSU-Pb年龄和Hf同位素组成的研究，对华北克拉通新太古代-元古宙期间的沉积与地壳演化进行探讨。
U-Pb同位素测年方法及应用综述
U-Pb同位素测年方法及应用综述作者：梁丽萍高苑苑来源：《青年生活》2019年第19期摘要：U-Pb同位素定年技术是应用最广的重要经典同位素定年技术之一，具有其他许多同位素测年技术无法相比的优点。
本文介绍了U-Pb同位素体系测年的基本原理和样品要求，并整理了U-Pb法同位素定年常用矿物用有锆石、斜锆石、金红石、磷灰石、锡石。
最后对U-Pb同位素测年方法进行了整体介绍。
关键词：U-Pb;测年一基本原理和前提1.1基本原理同位素地质年龄测定依据元素放射性衰变的原理。
放射性是指原子核自发地放射各种射线（粒子）的现象。
在磁场中研究放射性的性质时，发现射线是由α、β、γ等3种射线组成的。
α射线是高速运动的粒子流，粒子由2个质子和2个中子组成，实际上就是He原子核。
β射线是高速运动的电子流。
γ射线是波长很短的电磁波。
能自发地放射各种射线的同位素称为放射性同位素。
放射性同位素放射出α或β射线而发生核转变的过程称放射性衰变，衰变前的放射性同位素为母体，衰变过程中产生的新同位素叫子体。
若放射性母体经过一次衰变就转变为另一种稳定的子体，称为单衰变。
1.2前提由于各同位素体系的放射性同位素具有不同的衰变速率（或半衰期不同）和不同的地球化学特征，这使得每个同位素体系定年都具有独特优点和适用范围。
但是，作为同位素体系定年的基本前提和限制条件是相同的，即：（1）用来测定地质年齡的放射性同位素有适宜的半衰期T1。
与测定的对象年龄相比，不宜过大，也不宜过小，且半衰期和衰变常数能被准确测定。
（2）能够准确测定母体同位素组成和每个同位素的相对丰度。
无论是在自然界的矿物、岩石中，还是在人工合成物中，这个相对丰度应该是固定不变的，即是一个常数。
（3）母体同位素衰变的最终产物必须是稳定同位素，用当前的仪器设备和技术水平能准确测定出母子体含量及同位素组成。
（4）岩石及矿物自形成后处于封闭体系，没有母子体的加入或丢失。
（5）在岩石或矿物形成过程中和形成以后，同位素体系从开放体系过渡到封闭体系，所经历的时间相对于封闭体系所维持的时间是短暂的，从部分封闭到完全封闭所经历的时间可忽略不计。
地球化学期末复习20221207整理
地球化学期末复习20221207整理名词解释：1、硅酸盐地球：地球总体元素丰度与球粒陨石相近，除了挥发元素外，主要是由硅酸盐组成的，故名硅酸盐地球。
2、元素丰度：就是化学元素在一定自然体中的相对平均含量3、元素地球化学迁移：当体系与环境处于不平衡条件时，元素将从一种赋存状态转变为另一种赋存状态，并伴随着元素组合和分布上的变化及空间上的位移，以达到与新环境条件的平衡，该过程称为元素的地球化学迁移。
4、元素地球化学亲和性：在自然体系中元素形成阳离子的能力和所显示出的有选择地与某种阴离子结合的特性称为元素的地球化学亲和性。
5、微量元素：是指构成物质的常量（或主要）元素之外的、用现代分析技术可以检测出来的所有元素。
6、不相容元素：总分配系数小于1，在硅酸盐熔体中相对富集的元素。
7、相容元素：总分配系数大于1，在早期结晶的固相矿物组合中相对富集的元素。
8、能斯特分配定律：在一定的温度压力下，微量组分在两共存相中的分配达平衡时，其在两相中的化学位相等。
9、分配系数：在温度、压力恒定的条件下，微量元素i(溶质)在两相分配达平衡时其浓度比为一常数(KD)，此常数KD称为分配系数，或称能斯特分配系数。
10、放射性衰变定律：单位时间内发生衰变的原子数与现存放射性母体的原子数成正比。
其数学表达式：—dN/dt=λN11、同位素等时线：对于同期同源地质样品，它们应有相同的初始子体同位素比值和形成时间，即各样品均符合具相同参数（如对于Sm-Nd的143Nd/144Nd(0)和t）的放射成因子体同位素衰变方程，表现为各样品沿以初始子体同位素比值为截距，以(eλt-1)为斜率的直线分布，这条直线称为等时线。
12、Sr模式年龄：用假定初始87Sr/86Sr比值的方法计算出来的同位素年龄称为Sr模式年龄。
13、同位素封闭温度：对各种同位素定年体系来说，它们不是在矿物、岩石形成时的那一瞬间就开始计时，而是必须当温度降低到能使该计时体系达到封闭状态时，即子体由于热扩散丢失可以忽略不计时，子体才开始积累，这个开始计时的温度就是封闭温度，得到的年龄即为表面年龄或称冷却年龄。
石榴石中Sm-Nd测年法的潜在问题
表6(c)
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4.讨论
因为非常相似的稀土元素的化学性质，在大多数地质体中Nd和Sm显 示很小的元素分馏。最近的文献中的一些例子表明 ,磷灰石，锆石,辉 石 , 角闪石和十字石可能有足够高的 Sm/Nd 比值。而且，石榴石的 Sm/Nd比值也是很高。含有较多石榴石的岩石，这种矿物的高Sm/Nd 比值甚至主导整个岩石系统参数,导致Sm/Nd比值异常高。
HREE比LREE石榴石晶格的强烈偏好 ,HREE 使这种矿物质非常适合 Sm-Nd测年。事实上,大多数石榴石的地质年代数据的发表基于Sm-Nd 同位素系统。
4ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
然而,石榴石中Sm - Nd年龄数据的解释,并不简单,可能有些重要的问题。 其中,(a)high-LREE夹杂物的影响,(b)同位素不均衡,石榴石和矩阵矿物 质之间,以及石榴石的主矿物和夹杂物(c)封闭温度(Tc)的不确定性是最 重要的。 本文的目的是通过以下几点讲一些问题： (i)一个简要的关于阿尔卑斯山脉东部的石榴石Sm-Nd年代信息的回顾， 为了提取最终的SM- Nd同位素测年问题的结论 (ii)一些额外的新成果的讨论,包括浸出试验,观察Sm / Nd比值,主要成 分组成和石榴石的带状构造，不同的岩性组合，主要评价标准数据; (iii)评估阿尔卑斯山东部的岩浆过程中石榴石Sm - Nd测年的效果和独 特的构造。
大部分阿尔卑斯山东部的石榴石SM–Nd数据属于以下三个岩性： 变质基性岩（变质辉长岩，变质玄武岩） 变质泥岩（云母片岩，副片麻岩）
变质伟晶岩或变质花岗岩
13
3.1 变质基性岩中的石榴石
图6a显示了主要来自“奥兹塔尔中央区域变基性岩” 和Saualpe Koralpe 变质榴辉岩序列中的石榴石数 据 。 这 些 岩 石 的 典 型 矿 物 成 分 是 grt+cpx+zo±ky±amp±phe + accessories。石榴石 主要化学元素一般是变化的 ( 取决于大部分岩石成 分 ), 有时显示相同的样本单个颗粒之间的差异(), 这 可能表明当地的岩性变化，与“区域结晶”有关。 Sm/Nd比值显示明显变化,奥兹塔尔石榴石在 0.127和1.37之间波动 和Koralpe -Saualpe变质基 性岩序列的石榴石在0.23和1.94之间。Nd的浓度总 的变化很大，变化范围超过了3 个数量级。然而, 只 有5个样品显示很高的Nd浓度(> 5 ppm)。大多数的 石榴石显示Nd浓度小于2ppm。Koralpe -Saualpe 序列的例子是极端的:分析的石榴石的14/17钕浓度 低于100ppb。Fig.6还显示，尽管具有相似的地球 化学特点 , 这两个地区的石榴石中的 REE 含量有很 大不同，与Koralpe相比，Otztal的石榴石含有相当 高的Nd浓度。
同位素地质年龄测定技术及应用
第85卷 第11期2011年11月地 质 学 报 ACT A GEOLOGICA SINICAV ol.85 N o.11No v. 2011注:本文为国家重点基础研究发展计划项目(编号2007CB411306;2009C B421001)、中国地质调查局项目(编号1212010660212;1212011120293)和公益性行业专项经费(编号200911043-13)资助成果。
收稿日期:2011-03-11;改回日期:2011-07-20;责任编辑:周健。
作者简介:陈文,男,1962年生。
博士,研究员,博士生导师。
研究方向为同位素地质年代学。
Email:ch enw enf@vip.s 。
DOI:CNKI:11-1951/P.20111025.0834.002 网络出版时间:2011-10-258:34网络出版地址:h ttp://w w ki.n et/kcms/detail/11.1951.P.20111025.0834.002.h tm l同位素地质年龄测定技术及应用陈文1),万渝生2),李华芹3),张宗清1),戴橦谟4),施泽恩4),孙敬博1)1)同位素热年代学实验室,大陆构造与动力学国家重点实验室,中国地质科学院地质研究所,北京,100037;2)北京离子探针中心,中国地质科学院地质研究所,北京,100037;3)武汉地质矿产研究所,武汉,430205;4)中国科学院广州地球化学研究所,广州,510640内容提要:同位素地质年代学是地球科学、物理学、化学和技术科学相互交叉发展起来的一门新兴学科,是地球系统科学中一个年轻而充满活力的分支学科。
它根据放射性同位素衰变规律确定地质体形成和地质事件发生的时代,以研究地球和行星物质的形成历史和演化规律。
本文对几种常用的精度比较高的同位素测年方法从理论、实验技术、应用范围、使用的注意事项等方面予以简要总结和介绍,期望为地质同行们提供有益的参考。
简析同位素测年法
ｔ ＝ ｌ ／ ｋ Ｘ Ｉ ｎ （ Ｉ ＋ Ｄ ／ Ｎ） 其 中Ｄ ＝ Ｎ —Ｎ ＝ Ｎ ｏ （ １ 一ｅ 一 ） ＝ Ｎ（ ｅ Ｌ 一 １ ） （ １ ）
来 样 品 的混 染 ， 剔 除掉 含 有包 裹 体 杂 质 的 不 纯锆 石 或 其 他
２ ． ４ Ｒ ｂ —Ｓ ｒ 法
间。一般而言 ， 岩浆岩分 异程度增强 ， 其Ｓ ｍ和 Ｎ ｄ 含量 升 高， 但ｎ （ Ｓ ｍ ） ／ ｎ （ Ｎ ｄ ） 值有所下降。 Ｓ ｍ — Ｎ ｄ 之 间有 ห้องสมุดไป่ตู้ 对 母一 子 体 同位 素 ， 即“ Ｓ ｍ衰变
。 Ｒ ｂ 是放 射性 同位 素 ， 它 通过 发射 一个 Ｂ 一 粒 子而 衰变
特点 ， 最 大 技 术 优 势 是 不需 化 学 处 理 可 对一 个 矿 物 （ 锆石 、 体可能本身就存 在不 同时代 ； 这些因素决定 了在实际工作
独 居石 、 榍石 、 磷钇矿 和磷 灰石等 ） 的不同部位直接定年 。 中很难得到科学的、 合理的等时线年龄 （ 丛宝华等 ， ２ ０ １ １ ） 。 可以测定＜ ２ Ｍ ａ 的非常年轻的锆石年龄。 ２ ． ５ Ｓ ｍ— Ｎ ｄ 法
鄙鸳
简析同位素测年法
徐学 员 周 富华 易 慧能
基础地质 ２ ０ １ ６ 年 第 六 期
内蒙 古 自治 区第十 地质 矿产 勘查 开发 院
赤峰
０ ２ ４ ０ ０ ０
摘要 ： 同位素年代学研究是现代矿床学研究的热点 ， 本文仅简单地介绍 了ｕ —Ｐ ｂ 法、 Ｒ ｂ —Ｓ ｒ 法、 Ｓ ｍ —Ｎ ｄ 法、 Ｋ —Ａ ｒ 法、 Ｒ ｅ —Ｏ ｓ 法等几种同位素测年方法 ， 并分析了其优缺点。认为要尽可能地采取不同的测定方法 ， 以地质为基础 ， 才能获得有
矿物氧同位素模式温度计算
San Jo se 英云闪长岩和 Syb ille 采场橄长岩的实例分析可以看出, 模式温度计算有良好的自洽性和应用前景。对大别山双河两
种片麻岩所进行的模式温度计算得到副片麻岩中石榴石和榍石的模式温度为 695 ～ 930℃, 正片麻岩中石榴石和磁铁矿的模 式温度为 560 ～ 750℃。 在高温下的降温阶段, 副片麻岩与正片麻岩可能有着不同的冷却历史, 但两种片麻岩可能均经历过榴 辉岩相温度的变质作用。 关键词 氧同位素; 模式温度; 扩散封闭; 地质温度计; 高温岩石 中图法分类号 P588. 34
G iletti ( 1986) 提出了一个描述封闭体系中矿物氧同位素
交换的模型 ( 即 Coo l 模型) 。 该模型假定矿物颗粒周围的岩 石作为同位素得失的无限储库, 将 Dodson ( 1973 ) 所提出的 “封闭温度” 定义为一个矿物有效地与体系中其它矿物停止 交换的温度。 该模型认为, 当岩石从固相点 ( 火成岩) 或顶峰 变质温度 ( 变质岩) 开始冷却时, 所有的矿物均处于氧同位素 平衡状态。 当其中某种矿物达到封闭温度时, 该矿物就从体 系中分离出来, 即与其它矿物不再进行氧同位素交换, 其氧 同位素组成不再变化而最终保存下来, 但体系内的其它矿 物仍保持同位素平衡。当体系进一步降温时, 又有新的矿物 停止交换而脱离体系。直至没有可交换的矿物时, 体系的内 部氧同位素交换停止。 封闭温度概念对传统的矿物对氧同位素测温方法提出 了挑战, 认为直接由矿物对计算的同位素温度并不完全反 映矿物的实际封闭温度, 有时可能是一个不具有明确地质 涵义的表观平衡温度。图 1 为两个具有相同冷却史的假想花 岗岩体系矿物与黑云母之间的 ∆18O 矿物 2∆18O 黑云母 图解, 它直 观地显示出氧同位素扩散交换对传统测温的影响。图中假定 了两个理想的封闭花岗岩体系, 均由石英2正长石2黑云母2 磁铁矿四相组成, 从 800℃降温至 200℃。在降温过程中假定 两体系中的磁铁矿、 石英、 黑云母和正长石的氧同位素交换 都分别于 650℃、 500℃、 400℃时停止 ( 冷却历史和体系参数 请参见表 1, 2 和 3) 。 图 1 清晰地显示, 当体系降温至 600℃时磁铁矿的氧同 位素组成不再变化。但由于此时的黑云母仍参与交换, 因此 最终的磁铁矿2黑云母矿物对温度 985℃只能是表观平衡温 度, 而这一温度远高于假定的封闭温度 400℃。 同样, 在
同位素体系封闭温度范围
同位素体系封闭温度范围
同位素体系的封闭温度范围是指在一定的温度范围内，同位
素体系中的同位素不会发生迁移或损失。
同位素体系的封闭温
度范围对于地球科学、地质学和天体物理学等领域的研究非常
重要，因为它可以帮助我们了解岩石形成和历史演化的过程。
在地质学中，通过研究岩石中的同位素含量和同位素比值，
可以了解岩石的年龄、成因和变质作用等重要信息。
同位素体
系的封闭温度范围可以用来判断岩石形成和经历的温度条件，
从而揭示地球历史中的构造变动、地质事件等内容。
在地球科学中，同位素封闭温度范围可以应用于研究大陆地
壳的形成和演化过程。
例如，在研究岩浆活动和火山喷发的过
程中，可以通过研究岩浆中的同位素组成，推断出岩浆的形成
温度和物质来源。
同时，通过研究火山喷发后留下的岩石，可
以了解火山活动对地壳演化的影响。
在天体物理学中，同位素封闭温度范围可以帮助我们研究恒
星和行星的形成和演化。
通过分析恒星和行星中的同位素组成，可以推断它们形成的温度条件和来源。
同时，通过观测宇宙中
的星云和彗星，可以了解恒星和行星在演化过程中同位素的迁
移和损失情况。
总体来说，同位素体系的封闭温度范围对于我们理解地球的
历史演化、地壳的形成和演化，以及恒星和行星的形成和演化
具有重要意义。
它为地球科学和天体物理学的研究提供了基础数据，并帮助我们揭示宇宙的奥秘。
锆石U—Pb同位素定年的原理、方法及应用研究
锆石U—Pb同位素定年的原理、方法及应用研究本文在研究中主要围绕锆石开展，在分析其化学特征的基础上，对U-Pb同位素定年的主要原理进行判断，提出定年的实际方法，并分析U-Pb同位素定年在韧性剪切带定年以及分析沉积盆地物源等方面的应用。
标签：U-Pb定年；锆石；方法；运用0 前言作为月岩、变质岩、岩浆岩以及沉积岩中的重要矿物，锆石在成分上涉及到较多微量元素、放射性元素。
而且该矿物本身具有较为稳定的物化性质，分布极为广泛，加上其自身封闭温度较高，不仅是矿物定年中的最佳选择，也能被应用于地质学中。
因此，本文对U-Pb同位素定年相关研究，具有十分重要的意义。
1 锆石化学特征及其U-Pb同位素定年原理关于锆石，其在不同类型岩石内所体现的微量元素、常量元素等较为不同，且锆石成因不同，其中的U、Th等含量也存在一定差异，且两种含量在比值上变化较为明显，如对于变质锆石U与Th含量的都较少，比值可保持在0.1以内，而岩浆锆石，U与Th含量较高，比值超出0.4。
需注意由于较多岩浆中涵盖的组分较为特殊，所以在锆石成因判断中并不能完全依靠Th/U比值。
假若从稀土元素看，锆石中有较多花岗岩、镁铁质岩等存在，具有较高的丰度。
而对于U-Pb 同位素进行定年，其实际原理主要表现在对母体进行测定的基础上，将其中因衰变而带来的子体同位素含量变化进行测定，结合放射性衰变定律，使同位素自形成起的年龄得以推算出来。
在测定过程中，由于有U、Th都存在于锆石中，而且贫普通Pb，本身具有较为明显的抗后期影响优势，此时便需对Th、U衰变为Pb的情况分析，完成整个定年过程。
需注意的是对于1000-1200Ma的年轻锆石，测试过程中可直接引入206Pb/238U，原因在于年轻锆石不存在较多放射成因铅，而在放射成因铅较多的锆石中，可采取的定年方式为207Pb/206Pb[1]。
2 U-Pb同位素定年的主要方法分析从现行定年中采用的方法看，常见的主要以LA-ICP-MS、SIM以及ID-TIMS 等方法，这些方法用于U-Pb同位素定年中有各自的优势与弊端。
中国科学院地质与地球物理研究所地球化学专业考博真题2006-2010年
2006年中科院地质与地球物理所地球化学专业博士入学考题一、名词解释1.元素丰度2.半衰期3.相容元素4.稳定同位素5.类质同象6.同位素计时体系的封闭温度7.微量元素8.U-Pb同位素体系的普通Pb9.温度效应气体10.晶格能11.分配系数12.地幔交代作用二、简答1.等时线定年法的原理。
2.目前锆石U-Pb体系定年的主要方法和各自的优缺点。
3.简述埃达克岩的特征和形成环境。
4.简述识别地幔岩浆遭受地壳混染的地球化学手段。
5.简述氧同位素测试方法和其应用。
6.简述大气圈和水圈的形成和演化。
三、论述1.概述同位素分馏、分馏系数及其影响因素。
并举例说明稳定同位素分馏程度在地球科学其一领域中的应用。
2.论述岩浆作用过程中（部分熔融和分离结晶）相容元素和不相容元素的变化规律。
3.概述研究高级变质岩热演化（T-t曲线）的原理和方法（以某一岩石类型为例，如榴辉岩、麻粒岩）。
4.论述地球化学方法在花岗岩成因研究中的应用（可结合实例说明）。
2007年中科院地质与地球物理所地球化学专业博士入学考题一、名词解释1.球粒陨石2.相容元素3.吉布斯相率4.部分熔融作用5.稀土元素标准化6.稳定同位素分馏系数7.等时线8.封闭温度9.分配系数10.放射性衰变常熟11.地幔楔12.类质同象二、简答和论述1．列出你所了解和阅读的国际重要的地球化学杂志名称（>4）2.说明太阳、行星和陨石对元素丰度研究的贡献。
3.简述戈尔施密特元素地球化学分类的依据，结果和意义。
每类列举三种以上的代表元素。
4.简述类质同象法则。
举例说明它对微量元素集中和分散的影响。
5.论述微量元素地质温度计的原理和应用。
6.举例说明稀土元素在地球化学研究中的作用。
7.造成地幔不均一性的可能因素有哪些？简述大陆陨石的同位素组成变化大于大洋岩石同位素组成变化的原因。
8.举例说明H、C同位素在矿床地球化学示踪的应用。
9.选取某一同位素体系（Rb-Sr，Sm-Nd）及以岩类或者矿床为例，叙述其视年龄、内部矿物等时线和全岩等时线年龄方法的原理、前提、差异及应用。
封闭温度的概念
封闭温度的概念封闭温度是指在材料加热或冷却的过程中，发生相变或结构改变的临界温度。
在此温度之下，材料的晶体结构相对于平衡状态保持相对稳定，而在此温度之上，材料的晶体结构发生相变或变得不稳定。
封闭温度是一个重要的概念，在材料科学和工程中具有广泛的应用。
具体来说，封闭温度对于材料的热处理过程、相变行为和热稳定性非常关键。
首先，封闭温度对于材料的热处理过程非常重要。
热处理是一种通过控制材料温度和时间来改变其物理和化学性质的工艺。
热处理可以通过提高封闭温度来促进材料晶粒生长，改善其力学性能。
封闭温度可以用来确定材料在热处理过程中最适宜的温度范围，以达到最佳的处理效果。
其次，封闭温度对于材料的相变行为有很大的影响。
相变是指物质从一种晶体结构转变为另一种晶体结构的过程。
在材料加热或冷却的过程中，当温度达到或超过封闭温度时，材料会发生相变。
相变可以导致材料的物理和化学性质的改变，例如热膨胀、热导率、电阻率等。
了解材料的封闭温度可以帮助我们理解其相变行为，从而更好地设计和应用材料。
最后，封闭温度对于材料的热稳定性也非常重要。
热稳定性是指材料在高温下的稳定性能。
当材料的温度超过封闭温度时，其晶体结构可能会发生相变或破坏，从而导致材料的性能下降或失效。
因此，了解材料的封闭温度对于选择适合高温环境的材料非常重要，如高温结构材料、耐火材料等。
综上所述，封闭温度是指材料加热或冷却的过程中，发生相变或结构改变的临界温度。
它对于材料的热处理过程、相变行为和热稳定性具有重要的影响。
了解材料的封闭温度可以帮助我们更好地了解和应用材料，进一步提高材料的性能和应用范围。
闭合温度的概念
闭合温度的概念闭合温度是指在一固定容器中，当内部气压逐渐上升时，由于容器的封闭性，气体颗粒之间发生碰撞的速率加快，导致气体分子的平均动能和速度增加，从而使温度升高。
当温度升高到一定程度时，气体分子的平均动能达到一定值，此时再增加气压，气体分子之间发生碰撞的速率不再增加，分子速度也不再增加。
这个特定的温度称为闭合温度。
闭合温度的概念是由物理学家波尔和冯特黑斯于1920年首次提出的。
他们通过理论分析和实验观察发现，当气体密度趋近于极限时，气体的平均动能和速度不再随气压增加而增加，而趋于一定值。
这个温度就是闭合温度。
闭合温度的大小与气体的特性有关。
常见的气体（如氮气、氧气、二氧化碳等）的闭合温度通常在几百摄氏度至一千摄氏度范围内。
惰性气体（如氦气、氩气等）由于分子间相互作用较小，其闭合温度较低，通常在几十摄氏度至一百摄氏度范围内。
闭合温度还与容器的封闭性以及气体分子的尺寸和质量有关。
闭合温度在实际应用中具有重要的意义。
首先，在温度超过闭合温度时，加大气压并不会导致气体分子速度的增加，这就给气体容器的设计和制造提供了参考。
其次，闭合温度还与气体的输运性质相关。
在气体分子速度达到闭合温度后，由于气体分子间碰撞的速率不再增加，气体的扩散速率和传递速率也趋于稳定。
这对于气体在工业上的运输和储存具有重要意义。
另外，闭合温度还与气体的化学反应速率有关。
当温度低于闭合温度时，反应速率会随着压力的增加而增加；但当温度高于闭合温度时，反应速率不再随压力增加而增加，这对于化学反应的控制和优化有一定的指导意义。
总之，闭合温度是指在封闭的容器中，气体分子的平均动能和速度达到稳定状态的温度。
这一概念在物理学和化学领域具有重要的理论和实际应用价值。
了解闭合温度的概念和特性，有助于我们深入理解气体的行为和性质，同时也为相关技术的研发和应用提供了关键的指导。
对同位素测年中封闭温度的理解
对同位素测年中封闭温度的理解对封闭温度的理解封闭温度的概念由于矿物对同位素的保存能⼒与温度有关，在某⼀温度以下，同位素从某种矿物中的逸出速率可以忽略不计，⽽在此温度之上，同位素有明显逸出，则这⼀温度称为封闭温度或临界温度。
封闭温度的概念不同学者有不同的表述：YorK的定义是“对某⼀母⼦体组成⽽⾔，在⼀个很⼩的温度范围内，矿物从⼀个⼴阔的开放体系变为⼀个严密的封闭体系”；Faure 的定义是“封闭温度是这样⼀个温度，低于封闭温度，扩散所引起的放射成因⼦体的丢失和其积累相⽐变得微不⾜道”；⽽Dodson认为，“封闭温度就是有表⾯年龄给出的那个时间点的温度，它与冷却历史有关”。
我们认为，Dodson关于封闭温度的定义最为严谨，其理论模型的物理意义如图1所⽰。
因此，如果深成岩或变质岩处于⼀个缓慢冷却的过程中，这时得到的年龄即可视为冷却年龄（或封闭年龄、保存年龄）。
显然，冷却年龄要⽐深成岩的侵⼊年龄或变质年龄低，冷却年龄的⼤⼩和冷却速度及其它多种因素有关。
对于迅速冷却的⽕⼭岩或浅成侵⼊岩，测得的K-Ar年龄可以基本上代表其喷出或侵⼊的年龄，形成年龄和冷却年龄基本⽆差别。
冷却年龄和封闭年龄的概念可以推⼴到其他任何放射性同位素衰变体系。
只是因为其它放射性成因⼦体都是固态物质，不像⽓态氩那样易于扩散，因⽽他们的封闭温度都⽐Ar⾼。
封闭温度的计算放射性成因⼦体同位素的丢失⽆论是⽓体还是固体，主要是由分⼦热运动导致的扩散作⽤引起的，1973年Dodson从扩散理论出发，给出了⼀个封闭温度的⼀般理论通式：T c=E/Rln ?AD0RT c2E?T a这样E为活化能，R为⽓体常数，A为取决于矿物⼏何形态和扩散模型的常数，D0为频率因⼦，A为矿物颗粒半径，-T为封闭温度点的冷却速率。
由此可见，封闭温度是⼀个和矿物种类、形态、⼤⼩和冷却速率等有关的复杂函数。
同种矿物，颗粒越⼤，冷却速率越快，封闭温度将越⾼。
对K-Ar体系，⾓闪⽯的封闭温度最⾼，云母次之，长⽯最低，因此⼀般情况下，⾓闪⽯的年龄应该更接近岩⽯结晶年龄。
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对封闭温度的理解
封闭温度的概念
由于矿物对同位素的保存能力与温度有关，在某一温度以下，同位素从某种矿物中的逸出速率可以忽略不计，而在此温度之上，同位素有明显逸出，则这一温度称为封闭温度或临界温度。
封闭温度的概念不同学者有不同的表述：YorK的定义是“对某一母子体组成而言，在一个很小的温度范围内，矿物从一个广阔的开放体系变为一个严密的封闭体系”；Faure 的定义是“封闭温度是这样一个温度，低于封闭温度，扩散所引起的放射成因子体的丢失和其积累相比变得微不足道”；而Dodson认为，“封闭温度就是有表面年龄给出的那个时间点的温度，它与冷却历史有关”。
我们认为，Dodson关于封闭温度的定义最为严谨，其理论模型的物理意义如图1所示。
因此，如果深成岩或变质岩处于一个缓慢冷却的过程中，这时得到的年龄即可视为冷却年龄（或封闭年龄、保存年龄）。
显然，冷却年龄要比深成岩的侵入年龄或变质年龄低，冷却年龄的大小和冷却速度及其它多种因素有关。
对于迅速冷却的火山岩或浅成侵入岩，测得的K-Ar年龄可以基本上代表其喷出或侵入的年龄，形成年龄和冷却年龄基本无差别。
冷却年龄和封闭年龄的概念可以推广到其他任何放射性同位素衰变体系。
只是因为其它放射性成因子体都是固态物质，不像气态氩那样易于扩散，因而他们的封闭温度都比Ar高。
封闭温度的计算
放射性成因子体同位素的丢失无论是气体还是固体，主要是由分子热运动导致的扩散作用引起的，1973年Dodson从扩散理论出发，给出了一个封闭温度的一般理论通式：
T c=
E/R
ln −AD0RT c2
E−T a
这样E为活化能，R为气体常数，A为取决于矿物几何形态和扩散模型的常数，D0为频率因子，A为矿物颗粒半径，-T为封闭温度点的冷却速率。
由此可见，封闭温度是一个和矿物种类、形态、大小和冷却速率等有关的复杂函数。
同种矿物，颗粒越大，冷却速率越快，封闭温度将越高。
对K-Ar体系，角闪石的封闭温度最高，云母次之，长石最低，因此一般情况下，角闪
石的年龄应该更接近岩石结晶年龄。
目前，利用多种不同封闭温度的矿物，或者同种矿物在不同计时体系中封闭温度的差别，可以推算岩体的冷却速率或上升隆起过程。
矿物年龄的解释
由上面的讨论可知道，矿物的同位素地质年龄是指矿物冷却到封闭温度以来所经历的时间。
由于同一种矿物对于不同的同位素体系，有不同的封闭温度，所以得到的同位素年龄也是不一致的。
因此，对于同一岩石的不同矿物要构建等时线，要求各矿物有相同或相近的同位素封闭温度，对快速冷却的岩体，这一要求可忽略，而对缓慢冷却的体系是不能忽略的。
图2表示一个侵入岩体，由于各矿物同位素体系的封闭温度不同，可以给出很不相同的年龄，它反映了岩石的冷却曲线。
封闭温度对测年的影响
矿物形成后处于封闭体系这一条件是一切测年方法的前提条件。
因此，封闭温度对测年有重要的影响。
比如，K-Ar体系中钾长石具有很低的封闭温度，有时在很低温度下就不能定量保存放射成因氩，因此利用钾长石K-Ar年龄有一定的适用范围。
侵入岩中的钾长石(微斜长石、条纹长石等)都具有很低的封闭温度，常常造成氩丢失或过剩，因此，不适合于K-Ar 定年。
喷出岩中的高温长石，如透长石，歪长石等，是在快速冷凝的过程中结晶形成的，而且对氩有较好的保存能力，在后期没有热扰动的情况下，测得的年龄就准确的代表了火山作用的时间。
低温脉中的钾长石可有条件的应用。
如果岩石发生了后期的变质作用使得出现某一元素的缺失或者过剩，在Ar-Ar法中，可通过逐级加热法得到坪年龄来测定年龄。
参考文献：
[1]陈道公.地球化学[M].合肥：中国科学技术大学出版社，2009.4:250—254
[2]高晶晶，刘玉琳.钾长石K-Ar定年若干问题的讨论[J].高校地质学报，2006,12（3）：375-377。