同位素地质年龄测定技术及应用
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U-Pb同位素测年方法是一种重要的地球科学测年方法，它是基于铀和钍系放射性衰变序列的原理，利用锆石等矿物中的铀和钍元素与其衰变产物的比值来确定矿物的年龄。
本文将对U-Pb同位素测年方法及其应用进行综述。
铀和钍元素的衰变系列分别为：U-238到Pb-206，U-235到Pb-207和Th-232到Pb-208。
这些元素的衰变产物中的铅同位素是非常稳定的，因此可以用来测定矿物的年龄。
通常使用的是含有铀和钍的晶体矿物，如锆石、独居石和黑云母等。
在这些矿物中，铀和钍元素的比值通常很小，但是它们的衰变产物——铅元素的量却很大，因此可以测定矿物中的铀和钍元素浓度、铅元素浓度和铀、钍元素与其衰变产物铅元素的比例，以确定矿物的年龄。
1. 从样品中提取含有铀和钍元素的晶体矿物；2. 测定矿物中铀、钍和铅元素的浓度；4. 利用铀和钍元素与其衰变产物铅元素之间的关系，计算出矿物的年龄。
U-Pb同位素测年方法广泛应用于地球科学中的各个领域，包括地质学、古生物学、构造地质学、矿床学等。
地质学中，U-Pb同位素测年方法是研究岩石和矿物年龄的重要方法。
它可以用来确定岩浆岩、变质岩和沉积岩的形成年龄，以及变质、岩浆作用的时代和历史，从而揭示地球的演化。
此外，U-Pb同位素测年方法也可以用于研究地球化学过程，比如地球的演化和作用，岩石圈和地幔的构成等。
古生物学中，U-Pb同位素测年方法可以用于确定化石的年龄，特别是对于古生物学研究中的发掘和分类很有帮助。
古生物学家可以根据化石的年龄对不同时期的生物群落做出更准确的判断。
例如，古生物学家可以基于U-Pb同位素测年方法确定某一古生物时期的地质年龄，从而推断该时期的生物分布和生态环境。
构造地质学中，U-Pb同位素测年方法可以用于确定岩石的形成和变形的时间，为地壳和板块构造演化提供重要的证据。
它不仅可以确定岩石和构造事件的年代，还可以研究不同形态的岩石和构造作用的组合和关系。
地球化学研究中的同位素测年技术
地球化学研究中的同位素测年技术地球化学研究中的同位素测年技术被广泛应用于地质学、地球科学、考古学等领域，为我们揭示了地球历史的面纱。
同位素测年技术是通过分析地质物质中不同同位素的比例来确定物质的年龄，其原理基于同位素在自然界中的稳定性和放射性衰变的特性。
本文将介绍同位素测年技术的原理、应用领域及其在地球化学研究中的重要性。
一、同位素测年技术的原理同位素是同一个元素中具有相同原子序数但质量数不同的核素。
同位素的稳定性是同位素测年技术有效应用的基础，而放射性同位素的衰变性质则被用于测定物质的年龄。
同位素测年技术的核心原理是根据衰变速率和父母同位素与子女同位素之间的比例关系来计算样品的年龄。
放射性同位素的衰变速率是稳定的，衰变过程中父母同位素的逐渐减少，而子女同位素的比例逐渐增加。
通过测量样品中父母同位素和子女同位素的含量，可以计算出样品的年龄。
二、同位素测年技术的应用领域同位素测年技术广泛应用于地质学、地球科学和考古学等领域，为研究地球历史和人类活动提供了重要的依据。
在地质学中，同位素测年技术可以用于确定岩石和矿石的形成时间，揭示地球地质演化的过程。
例如，铀系同位素测年方法可以用于测定岩石的年龄，帮助我们了解地球各个时期的构造变化和地球表面的历史。
在地球科学中，同位素测年技术被用于研究地球大气和海洋的循环过程，揭示气候变化的规律。
通过分析大气和海洋中的同位素比例，可以推断过去的气候环境，为预测未来的气候变化提供参考依据。
在考古学中，同位素测年技术被用于确定考古遗址中文物和生物化石的年代，揭示人类活动的发展历程。
通过测定遗址中的有机物的同位素比例，可以推断人类定居和活动的时间，帮助我们了解古代文明的兴衰和民族迁徙的历史。
三、同位素测年技术在地球化学研究中的重要性同位素测年技术在地球化学研究中具有重要的地位和作用。
首先，同位素测年技术是地球化学研究的重要方法之一，通过分析样品中同位素的比例，可以确定样品的年龄和形成过程，从而揭示地球的演化历史。
同位素地质年龄测定
同位素地质年龄测定同位素地质年龄测定：1. 什么是同位素地质年龄测定？同位素地质年龄测定是一种技术，其主要原理是利用放射性同位素系统衰变这一自然现象研究地质年代或者体系发展历史。
放射性同位素指的是具有一定半衰期的示踪性放射素，如粒子或射线源，而这种特定类型的放射性物质颗粒可能来源于岩石的矿物中，从而可以以一定的速率衰变。
以测年的观点来看，放射性同位素的衰变率可以作为一种记录时间的标志，可以表明某一地质物体的形成时间或某一地质事件发生的时间等。
2. 同位素地质年龄测定的基本步骤(1) 样品取样和分析：样品包括岩石、矿物及其沉积物。
样品取样可以使用活质量突破样本或岩芯钻棒，并进行合理的粉碎、浸提等实验步骤。
按照同位素年龄测定方法，将待测样品中放射性衰变产物与其它样品元素提取出来，然后进行激光和亮度法进行分析。
(2) 同位素校准：放射性同位素的衰变速率以及不同地质物的形成和发展速度都有可能随着环境的不同发生变化，因此，在计算出实际的同位素年龄之前，我们首先要把测试的同位素年龄进行一个校准，把它们校准到以每天8.77微秒为半衰期的放射性同位素系统或者参考标准。
(3) 计算同位素年龄：在同位素校准之后，可以计算出初始浓度和校准后的衰变浓度之间的差异，并利用此差异和衰变系数，从而求出样品的同位素年龄。
3. 同位素地质年龄测定的应用同位素地质年龄测定技术可以用于研究岩石的沉积、流动等地质过程，它可以用来测定多种岩石、矿物、沉积物和流动体中形成、发展和演化的历史，从而对地质年代进行精确测定，为我们对地表历史演化、沉积环境探讨提供有力的支持。
在构造地质学中，它也可以用于研究地壳构造活动、火山喷发活动和地质普遍影响等地质事件的发生时间和发展历史。
测定地球年龄的方法
测定地球年龄的方法地球的年龄一直以来都是科学界关注的焦点之一。
科学家们通过多种方法和技术，探索和推测地球的年龄。
本文将介绍一些常用的测定地球年龄的方法，并简要说明它们的原理和应用。
一、地球年龄的测定方法1. 放射性同位素测年法放射性同位素测年法是测定地球年龄的主要方法之一。
它基于放射性同位素的衰变过程，通过测量样品中同位素的衰变产物相对于稳定同位素的比值，来推算样品的年龄。
常用的放射性同位素包括铀、锶、钾等元素，它们的衰变速率是稳定的，因此可以用来测定地球岩石和矿物的年龄。
2. 树轮年代学树轮年代学是一种通过分析树木年轮的方法来测定地球年龄的方法。
树木的年轮是由树木每年的生长环境变化所形成的，每年的年轮都有明显的特征，如厚度、颜色等。
通过对树木的年轮进行观察和分析，可以确定树木的生长年限，从而推算出地球的年龄。
树轮年代学在测定地球年龄方面具有较高的精确度和可靠性。
3. 岩石磁性测年法岩石磁性测年法是一种通过分析岩石中的磁性粒子来测定地球年龄的方法。
地球的磁场在不同的时期会发生翻转，形成不同的磁性方向。
当岩石形成时，其中的磁性粒子会根据当时的磁场方向进行定向，并在岩石中留下相应的磁性记录。
通过测量岩石中的磁性记录，可以推算出岩石的形成时间和地球的年龄。
4. 地质剖面分析地质剖面分析是一种通过对地质剖面的观察和分析来测定地球年龄的方法。
地质剖面是指地球表面的不同地质层次和构造的剖面图。
通过分析地质剖面中的岩石类型、构造特征和化石分布等信息，可以推断出地球各个时期的地质历史和年代顺序，从而间接测定地球的年龄。
二、测定地球年龄的应用1. 推进地球科学研究测定地球年龄的方法为地球科学研究提供了重要的时限和背景，帮助科学家们更好地理解地球形成和演化的过程。
通过测定地球年龄，科学家们可以推断出地球的起源、地壳运动和大陆漂移等地球科学问题的答案，进一步完善地球科学的理论体系。
2. 确定地质资源的形成时期测定地球年龄的方法也可以用于确定地质资源的形成时期，如矿产资源和石油资源等。
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。
同位素地质年代测定原理
同位素地质年代测定原理同位素地质年代测定原理摘要：本文阐述了同位素测年的原理、前提、方法，重点介绍了Rb―Sr法的原理、使用要求、适用范围、原理、结果解释及优缺点。
关键字：同位素测定原理Rb―Sr法 1. 测年原理和前提同位素地质年龄，简称同位素年龄（绝对年龄），指利用放射性同位素衰变定律，测定矿物或岩石在某次地质事件中，从岩浆熔体、流体中结晶或重结晶后，至今时间。
放射性同位素进入其中后，含量随时间作指数衰减，放射成因子体积累。
若化学封闭，无母体、子体与外界交换而带进带出，测定现在岩石或矿物中母子体含量，根据衰变定律得到矿物、岩石同位素地质年龄。
这种年龄测定称做同位素计时或放射性计时。
计时的基本原理就是依据天然放射性同位素的衰变规律，由此测定的地质事件或宇宙事件的年龄，谓之同位素年龄。
应用同位素方法测定地质年龄，必须满足以下前提: (1)放射性同位素的衰变常数须精确地测定，并且衰变的最终产物是稳定的。
(2)样品及其测得的N和D值能代表想要得到年龄的那个体系。
(3)已知母体元素的同位素种类和相应的同位素丰度。
并且无论是在不同时代的地球物质中，还是在人工合成物甚至天体样品中，这些元素的同位素都具有固定的丰度值。
(4)体系形成时不存在稳定子体，即D0= 0(对于衰变系列，也不存在任何初始的中间子体)，或者通过一定的方法能对样品中混人的非放射成因稳定子体的初始含量D0作出准确地扣除或校正。
(5)岩石或矿物形成以来，母体和子体既没有自体系中丢失也没有从休系外获得。
也就是说，岩石或矿物对于母体和子体是封闭体系。
其中(1)和(3)两个前提是基本的，(4)和(5)两个条件则决定了岩石或矿物地质历史的一个模式。
2. 同位素测年主要方法在同位素年代学上，除了利用天然放射性的衰变定律直接进行年龄侧定外，还可以根据衰变射线和裂变碎片对周围物质作用所产生的次生现象来计时。
因此，总体上可将同位素年龄测定方法分为两大类: 第一类为直接法，它们是基于放射性同位素自发地进行衰变，按照衰变定律来测定年龄。
ar-ar同位素测年法原理及应用
ar-ar同位素测年法原理及应用
Ar-Ar同位素测年法是基于钾-40（K-40）放射性衰变产生的氩-40（Ar-40）同位素的测年方法。
K-40衰变成Ca-40或Ar-40，其中的Ar-40是稳定同位素，因此可以用Ar-40作为母体同位素，并测定样品中Ar-40/Ar-39比值。
该方法不仅可以测定岩石和矿物的年龄，还可以用于测定岩浆和流体的年龄，因此广泛应用于地质学、天文学、环境科学和考古学等领域。
该方法的主要原理是通过测量样品中Ar-40/Ar-39比值的变化来计算样品中K-40的半衰期和原子年龄。
在测定中，首先将含有K-40的样品加热至高温，使其中所有的Ar-39和Ar-40都脱离样品，然后将氩气分离，通过激光等手段测量样品中Ar-40/Ar-39比值。
K-40的半衰期为1.25亿年，因此可以通过样品中Ar-40/Ar-39比值的变化来计算样品的年龄。
Ar-Ar同位素测年法具有高精度、高分辨率和广泛适用性等优点，可以对年龄较老的样品进行测定，甚至可以测定几亿年前的样品。
同时，该方法对样品的要求较低，不仅可以对岩石、矿物和岩浆进行测定，还可以对蒸汽、液态和固态物质进行测定。
总之，Ar-Ar同位素测年法是一种常用的地质年代学方法，具有高精度、高分辨率和广泛适用性等优点，可以用于研究岩石和矿物的形成、变质和变形历史，以及研究地球、行星和宇宙的演化历史。
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。
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引言同位素测年是地球科学中非常重要的一种测年手段，能够精确地确定地质事件的发生时间。
U-Pb同位素测年方法是一种常用的测年方法之一，可以用于研究地质年代、研究岩石成因及地壳演化等方面。
本文将对U-Pb同位素测年方法进行综述，介绍其原理和应用，并对其在地质研究中的意义进行探讨。
一、U-Pb同位素测年方法的原理U-Pb同位素测年方法是利用铀-铅同位素体系进行测年的一种方法。
铀在自然界中存在两种稳定同位素：铀238和铀235，它们都会通过放射性衰变逐渐转变成铅同位素。
铀238的衰变系列包括13个同位素，最终转变成稳定的铅206，而铀235的衰变系列包括7个同位素，最终转变成稳定的铅207。
这两种衰变系列中的每一个同位素的衰变速率都是已知的，因此可以利用这一特性来测定岩石的年龄。
U-Pb同位素测年方法主要包括两种技术：同位素比值法和同位素成分法。
同位素比值法是通过测量同位素的比值来确定岩石的年龄，而同位素成分法则是通过测量样品中铀和铅的含量来确定年龄。
这两种方法都需要使用质谱仪等仪器进行测量，以获得高精度的测年结果。
二、U-Pb同位素测年方法的应用U-Pb同位素测年方法可以应用于各种不同类型的岩石，包括火成岩、变质岩和沉积岩。
通过对不同类型岩石中的铀-铅同位素进行测量，可以确定它们的形成时间，从而推断地质过程的发生时间和演化历史。
1. 火成岩的年代测定火成岩是地球表面最常见的岩石类型之一，它的形成与地球内部的岩浆运动密切相关。
利用U-Pb同位素测年方法可以精确地确定火成岩的形成时间，从而揭示地壳演化和板块构造的历史。
三、U-Pb同位素测年方法的意义和前景U-Pb同位素测年方法在地质学、矿产学和环境地质学等领域都具有重要的应用价值，可以帮助科学家们解决地球演化和地质资源开发等方面的重大科学问题。
随着测年技术的不断改进和仪器设备的不断更新，U-Pb同位素测年方法的精度和应用范围还将不断扩大，为地质研究提供更多的有力支持。
同位素在地质年代测定中的应用
同位素在地质年代测定中的应用地质年代测定是地质学中一个重要的研究领域，它帮助我们了解地球的演化历史以及地质事件的时间顺序。
同位素在地质年代测定中起着至关重要的作用。
本文将讨论同位素测年原理和一些常用的同位素测年技术，并介绍一些应用案例。
同位素测年是基于自然放射性衰变原理的方法，其基本思想是通过测量岩石中的同位素活度，了解该岩石形成的时间。
同位素是具有相同化学性质的元素，但具有不同质量数的原子，因此它们的核结构存在差异。
同位素的核结构决定其放射性衰变速率，衰变率是一个恒定的数值，可以用半衰期来表示。
在地质年代测定中，常用的同位素包括铀、钾、铀系列和碳。
铀-铅同位素法是最常用的测定岩石和矿物年龄的方法之一。
它基于岩石中铀的放射性衰变为铅的过程，通过测量铅和锆石中的铀含量及其放射性同位素比例，可以确定岩石的年龄。
铀-铅同位素法在地质年代测定中具有很高的准确性和可靠性。
另一个常用的同位素测年技术是钾-氩法。
这种方法通过测量岩石中钾同位素的放射性衰变产物氩的含量来确定岩石的年龄。
钾-氩法适用于测定较古老的岩石和火山岩的年龄，因为钾-氩的半衰期较长。
除了铀、钾系列外，碳同位素的测年方法也被广泛应用于地质年代测定中。
碳-14同位素是一种放射性同位素，它的半衰期为5730年。
通过测定化石、古代植物或木材中碳-14同位素的含量，可以推断它们的年龄。
碳同位素测年主要适用于约50,000年前的地质事件，例如考古学中人类起源的研究。
同位素测年在地球科学研究中有广泛的应用。
它可以用来测定岩石和矿物的年代，确定断层活动的时间和速率，研究地区的地质演化过程，以及揭示地球发展的历史。
同时，同位素测年技术还可用于火山喷发、地球内部物质循环和气候变化等领域的研究。
一个典型的应用案例是利用同位素测年技术来研究地震断层的活动历史。
通过测量断层上岩石的同位素含量和比例，可以推断断层发生地震运动的时间和幅度。
这对于地震学和地震灾害风险评估非常重要，可以为地震预测和防灾减灾提供科学依据。
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。
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。
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。
同位素年龄单位
同位素年龄单位
摘要：
一、同位素年龄单位的定义与概述
二、同位素年龄单位的计算方法
三、同位素年龄单位的应用领域
四、同位素年龄单位的重要性
正文：
一、同位素年龄单位的定义与概述
同位素年龄单位，是一种衡量物质年龄的度量方式，主要通过测量物质中同位素的含量来推算物质的年龄。
同位素年龄单位的概念来源于地球科学和宇宙学领域，被广泛应用于地质学、考古学、生物学等领域。
二、同位素年龄单位的计算方法
同位素年龄单位的计算方法通常基于放射性同位素的衰变速率。
放射性同位素会按照一定的速率进行衰变，这种衰变速率可以用来测量物质的年龄。
同位素年龄的计算公式为：年龄= （现在的同位素含量- 初始同位素含量）/ 衰变速率。
三、同位素年龄单位的应用领域
同位素年龄单位在地球科学和宇宙学领域有着广泛的应用。
在地质学中，同位素年龄单位被用来确定岩石和化石的年龄，帮助我们了解地球的历史。
在考古学中，同位素年龄单位可以用来确定古文明的年代，帮助我们了解人类历史的发展。
在生物学中，同位素年龄单位可以用来研究生物物种的演化历程。
四、同位素年龄单位的重要性
同位素年龄单位在科学研究中具有重要的地位。
它为我们提供了一种客观、准确的测量物质年龄的方法，帮助我们了解自然界和人类历史的发展。
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1. 引言1.1 研究背景U-Pb同位素测年方法是一种广泛应用于地球科学领域的高精度地质年代学技术。
随着科学技术的不断进步和发展，U-Pb同位素测年方法在地质学、矿床学和考古学等领域中的应用越来越广泛。
其原理基于铀和铅同位素的自然放射性衰变过程，通过测定岩石中铀同位素和其衰变产物铅同位素的比值，从而确定岩石的年龄。
这种方法具有高精度、高分辨率和可广泛应用的优势，对于解决地质事件的时间序列和地质过程的演化具有重要意义。
在过去的几十年里，U-Pb同位素测年方法已经成为地球科学研究中不可或缺的重要工具，并且不断为我们揭示地球历史和演化的奥秘。
深入了解U-Pb同位素测年方法的原理和应用，对于推动地球科学研究取得更多重要突破具有重要意义。
1.2 研究意义U-Pb同位素测年方法在地质学、矿床学和考古学等领域中具有重要的应用价值。
通过对地质事件和矿床形成过程的准确年代测定，可以帮助科研人员更好地理解地质历史和资源分布规律。
在考古学领域中，U-Pb同位素测年方法可以提供关于古代文明和人类活动时间线的重要信息，帮助揭示人类社会的演化过程。
深入研究U-Pb同位素测年方法的原理、技术和应用，不仅有助于推动地质学、矿床学和考古学的科学研究，也对人类对于地球历史和自然资源的认识提供了重要支撑。
建立准确的年代框架，对于科学家们推进各领域研究、探索未知领域具有重要意义。
探讨U-Pb同位素测年方法的研究意义，有助于全面认识该方法在不同领域中的应用潜力和价值。
2. 正文2.1 U-Pb同位素测年方法原理U-Pb同位素测年方法是一种常用的放射性同位素测年方法，主要用于确定岩石、矿物或地质事件的年代。
它基于铀（U）238同位素的放射性衰变产物铅（Pb）206的比例来确定样品的年代。
原理上，U-Pb 同位素测年方法利用了铅同位素存在于天然铀矿石中的稳定性质，使其在地质时间尺度内成为一种可靠的地质时钟。
具体来说，铀238会经历一系列的衰变，最终稳定转化为铅206。
锆石u-pb同位素定年的原理,方法及应用
锆石u-pb同位素定年的原理,方法及应用
锆石U-Pb同位素定年是一种广泛使用的放射性同位素定年方法，应用于地质科学中，用于测定岩石、矿物的年龄。
以下是其原理、方法和应用：
原理
锆石晶体中自然存在的微量铀和钍，通过自然放射性衰变过程，最终分别转变为稳定的铅同位素。
锆石U-Pb同位素定年，即利用锆石中铀和铅之间的放射性衰变关系，测定锆石的年龄。
具体来说，是利用锆石晶体中铀（^238U）自然放射性衰变成铅（^206Pb），以及钍（^232Th）自然放射性衰变成铅（^208Pb）的过程中释放出的α粒子造成的连锁反应计算锆石形成的时间。
方法
锆石U-Pb同位素定年的方法通常有两种：碰撞法和非碰撞法。
碰撞法利用离子束将样品表面剥蚀，将离子轰击区域的同位素进行测量。
非碰撞法则是利用激光将样品表面打在一个小点上，使表面物质的离子化并被聚焦和加速，最终进行同位素测量。
应用
锆石U-Pb同位素定年可用于测定岩石和矿物的年龄、形成时期等，并广泛应用于地质学、矿床学、构造地质学等领域。
例如，在岩石学中，可以通过锆石U-Pb同位素定年来了解岩石的形成历史和演化过程；在矿床学中，可以通过锆石U-Pb同位素定年来确定矿床形成的年龄和矿床类型；在构造地质学中，可以通过同位素定年来研究大地构造演化过程等方面。
同时，锆石U-Pb同位素定年也可以与其他定年方法相结合，以提高年代学的精度和可靠性。
锆石UPb同位素定年的原理 方法及应用
总之，LAMCICPMS锆石微区原位UPb定年技术是一种非常重要的地质学技术， 它可以提供更多、更准确的地质年代和地质信息，有助于深入了解地球的历史和 演化过程。
参考内容三
引言
LAICPMS锆石UPb定年方法是一种高精度的铀铅测年方法，被广泛应用于地质 学、地球化学和考古学等领域。为了评估该方法的准确度和精密度，以及探讨不 同实验室之间的结果差异，我们组织了本次多实验室对比分析。本次演示旨在介 绍LAICPMS锆石UPb定年方法的基本原理和流程，分析各实验室的分析结果，讨论 结果差异的原因，并总结本次对比分析的结论。
4、实验室操作：实验室内操作的规范性和熟练程度可能影响分析结果的稳 定性。
谢谢观看
虽然锆石UPb同位素测年方法具有很高的精度和可靠性，但目前仍存在一些 问题需要进一步研究和解决。例如，UPb同位素测年过程中可能受到多种因素的 影响，如样品处理过程中造成的元素损失、不同成因锆石之间的差异等。此外， 对于不同成因的锆石，其UPb同位素组成特征可能存在较大差异，这也会对年龄 测定结果的准确性产生影响。
参考内容二
LAMCICPMS锆石微区原位UPb定年技术的主要优势在于其高精度和高灵敏度。 该技术可以在锆石微区尺度上进行分析，以获取更准确的地质年代信息。此外， 该技术还可以分析锆石中不同矿物的化学成分，从而推断出更多的地质信息。
在实践中，LAMCICPMS锆石微区原位UPb定年技术的应用范围非常广泛。它可 以应用于研究地壳演化历史、古气候变化、地磁反转和生物演化历史等领域。例 如，通过分析锆石中不同矿物的化学成分，可以推断出古代气候的特征，比如温 度、湿度和风等；通过分析锆石中不同矿物的UPb含量，可以确定地壳构造的演 化过程；通过分析地磁场的变化，可以推断出古生物演化历史；通过分析岩浆熔 融历史，可以推断出地壳运动历史等。
同位素在地质研究中的应用
同位素在地质研究中的应用同位素是指原子核中质子数相同，但中子数不同的原子。
同位素具有相同的化学性质，但物理性质和放射性质可能不同。
同位素在地质研究中有着广泛的应用，它的应用不仅为我们探索地球的历史和演化提供了重要依据，也为我们了解自然界中各种现象提供了支持。
一、同位素测年法同位素测年法是同位素在地质研究中最为常用的方法之一。
该方法建立在同位素半衰期的基础上，可以通过测定不同同位素的相对含量来计算样品的年龄。
不同的同位素测年法适用于不同的年龄范围和材料类型。
1.铀系列测年法铀系列测年法是通过测定样品中铀、钍和铅同位素的相对含量来计算样品的年龄，适用于矿物、骨骼等寿命长的材料。
该方法应用广泛，可以测定数百年至数十万年的年龄。
例如，铀-钍-铅测年法被应用于研究早期人类和哺乳动物的演化与扩散过程。
2.钾-氩测年法钾-氩测年法是通过测定样品中钾-40和氩-40同位素的相对含量来计算样品的年龄，适用于火山岩、熔融岩石等寿命短的材料。
该方法可以测定数百万至数十亿年的年龄。
例如，在研究大陆漂移和板块构造等地质过程中，钾-氩测年法被广泛应用。
3.碳-14测年法碳-14测年法是通过测定样品中碳-14同位素的含量来确定样品的年龄，适用于有机、生物和古生物样品。
该方法可以测定最近5万年以内的年龄。
例如，该方法应用于研究气候变化、自然环境变化和生物演化等问题。
二、同位素地球化学同位素地球化学是通过测定地球化学元素中同位素的相对含量，来研究地球物质的来源、演化和过程。
同位素地球化学已经成为一个重要的研究领域。
1.同位素示踪同位素示踪是通过同位素的相对含量和比例来判断物质的来源和流动路径。
例如，氧同位素示踪被广泛应用于研究水循环、降水来源、地下水的形成、河流口水与海洋水的混合和周围环境和气候变化等问题。
2.同位素地球化学的前沿研究随着同位素分析技术的进步和对地球科学问题的深入挖掘，同位素地球化学的研究领域也在不断扩展。
例如，较新的前沿研究包括对稀土元素、锶、铌、钇、铥等元素同位素的分析和应用。
微区同位素定年技术
微区同位素定年技术微区同位素定年技术是一种先进的技术，利用同位素比率的测量来确定材料的年龄。
这种技术在各种科学领域中发挥着至关重要的作用，包括地质学、考古学和古生物学。
原理同位素是元素的变体，具有相同原子序数，但中子数不同。
某些同位素是不稳定的，会随着时间发生放射性衰变，转化为不同的元素或同位素。
放射性衰变的速率是恒定的，并且特定同位素的半衰期（完全衰变所需的时间）也是已知的。
微区同位素定年技术测量母同位素和子同位素的比率。
通过将测得的比率与已知的半衰期进行比较，研究人员可以计算出材料形成以来的时间。
样品类型微区同位素定年技术适用于广泛的样品类型，包括：岩石和矿物：用于确定地质事件的年代，例如岩浆侵入和变质作用。
化石和考古材料：用于确定有机体的年龄和文化制品。
环境样本：用于研究气候变化和沉积物堆积等过程。
技术微区同位素定年技术涉及以下步骤：样品制备：样品被切成薄片或制成小块，以暴露感兴趣的区域。
离子束溅射：一束离子轰击样品，从特定区域溅射出材料。
质谱分析：溅射出的材料被送入质谱仪，测量不同同位素的相对丰度。
年龄计算：将测得的同位素比率与已知的半衰期进行比较，以计算样品的年龄。
优点微区同位素定年技术具有以下优点：高精度：微区定年技术可以达到非常高的精度，通常在 1-5%范围内。
空间分辨率：该技术可以分析样品中的特定区域，这对于研究复杂的材料或不同年龄的事件至关重要。
非破坏性：微区定年技术通常是非破坏性的，这使得它可以用于保存或有价值的样品。
局限性微区同位素定年技术也有一些局限性：样品大小：需要分析的样品必须足够大，以便获得准确的结果。
半衰期限制：该技术只能用于具有合适半衰期的同位素，通常是 100 万年至几十亿年的同位素。
成本：微区同位素定年技术可能需要昂贵的设备和专业知识。
应用微区同位素定年技术在各个科学领域都有广泛的应用，包括：地质学：测定岩石和矿物的年龄，以研究地质历史和构造事件。
考古学：确定考古遗址和文物，提供有关人类历史和文化的见解。
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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是判断岩体年龄或地质事件发生时代的常用方法，主要包括U-Pb法、Ar-Ar法、Rb-Sr法、Sm-Nd法等，各类方法均有其自身的特点，因此其适用范围和注意事项也存一定的区别。
本文以Rb-Sr法为例，对其原理、使用范围、注意事项及其局限性进行了分析讨论，希望能为读者提供参考。
标签：同位素;地质年龄;Rb-Sr法;应用
1 概述
随着科学技术的不断发展，地质学在帮助人类认识地球方面的作用日渐明显。
同位素地质年龄测定技术是以放射性同位素为基础的测量技术，该技术在地质研究方面的应用，可提高测量结果的有效性，便于人们更好地发现地球演变规律。
本文将对同位素地质年龄测定技术及其相关应用进行探讨。
2 同位素地质年龄测定技术
2.1 原理分析
测定原理为元素放射性衰变，放射性是指原子核可自发地放射各种粒子，具有自发放射各种射线的同位素称为放射性同位素;而放射出α或β射线后，原子核发生变化的过程可成为放射性衰变;衰变前的放射性同位素称为母体，衰变过程中产生的新同位素则称为子体;若经过一次衰变就可获得稳定子体的为单衰变;若经历若干次连续衰变获得稳定子体的则称为衰变系列。
在衰变过程中，放射性同位素母体同位素原子有一半完成衰变所耗费的时间成为半衰期，较为稳定，不受元素状态、外界环境、元素质量变化的影响;放射性同位素在单位时间内每个原子核的衰变概率成为衰变常数。
利用放射性衰变规律计算地质年代的主要依据就是半衰期和衰变常数。
2.2 放射性同位素测定地质年龄的前提
放射性同位素测定岩体年龄的常用技术有U-Pb法、Ar-Ar法、Rb-Sr法、Sm-Nd法、Re-Os法、（U-Th）/He法等，各种方法的使用前提基本相同：①用于测定地质年龄的放射性同位素半衰期与测定对象相匹配，且半衰期和衰变常数能被准确测定;②能准确测定母体同位素组成及各项同位素的相对丰度;③母体衰变产物具有一定的稳定性，便于使用仪器设备对其进行检测;④岩石或矿物处于封闭状态，减少误差;⑤岩石或矿物形成过程中，同位素处于开放状态时间较短，可忽略不计。
3 同位素测定地质年龄的应用
同位素测定地球年龄技术较多，本文以较为常用的Rb-Sr法为例，对其应用
进行分析。
3.1 Rb-Sr法介绍
Rb-Sr法是利用87Rb放射出β-粒子衰变为同位素87Sr的一种定年方法，是应用较为广泛的一种测定方法。
Rb属于碱金属元素，由87Rb和85Rb两种同位素，丰度分别为27.8346%和72.1654%;Sr属于碱土金属元素，天然存在的同位素有四种，分别为88Sr（82.56%）、87Sr（7.02%）、86Sr（9.86%）、85Sr（0.56%），其中87Sr有放射成因和非放射成因，其他三种都属于非放射成因同位素。
Rb-Sr 法定年计算式如下：
=
i+
（eλ-1）（1）
式（1）中，87Sr/86Sr和87Rb/86Sr分别为待测样品中的值，（87Sr/86Sr）i 为样品形成时的初始值，87Rb的半衰期长数以λ表示，t为样品形成所经历的时间。
3.2 Rb-Sr法应用范围
元素Rb、Sr与K、Ca具有一致性，因此Rb-Sr法主要用于含K的矿物测定。
如云母类矿物，若火成岩中的黑云母和白云母对Rb、Sr的保存性较好，可用Rb-Sr 法测定年龄;锂云母具有合适的Rb/Sr比值，也可用Rb/Sr进行测定;长石类矿物对87Sr的保存能力较好，但由于Rb/Sr比值会出现异常，因此应谨慎选择;闪石和辉石类矿物中Rb/Sr比值较低，但可直接从辉石中测定87Sr/86Sr的初始比值，并将其作为研究岩石形成机理的示踪剂。
以岩浆岩时代测定为例，岩浆岩形成过程中，Sr同位素容易达到均一化，且Rb、Sr在化学封闭体系中保持较好，因此可用Rb-Sr法获得较好的测定结果。
Sr均一化是指在岩浆岩形成时，87Sr/86Sr的比值在岩体的各个部分分布比较均匀，只要采集到具有不同Rb/Sr的新鲜样品，就可得到岩体形成的準确时代。
3.3 Rb-Sr法测定地质年龄的局限性
Rb-Sr同位素测定年龄范围为大于10Ma，由于Rb元素的流动性较强，因此很容易形成开放系统，无法获取岩石形成的准确年龄，特别是在样品极少的情况下，更是会造成较大误差。
例如，江博明等在对迁西太古宙片麻岩的年龄进行测定时，同时采用了Sm-Nd法和Rb-Sr法，利用Sm-Nd法时，所有样品的测定年龄均为2480Ma;而利用Rb-Sr法测定时，大部分样品测定年龄为2480Ma，但有5个样品的测定年龄为4270Ma，这是明显的异常年龄。
因此，若测定样品较少时，Rb-Sr系统容易被改造，导致测定结果出现较大误差，应结合其他测定方法进行
综合测定。
另外，Rb-Sr法使用时，还容易受到假等时线的干扰。
假等时线是指初始Sr同位素未达到均一状态的岩浆岩体系的等时线，这是由于样品不是来自均一源区，因而Sr同位素初始比不同，各样品形成年龄存在一定的差异性，Rb-Sr 体系无法保持封闭性，影响测定结果的准确性。
判断假等时线的方法有两种，一是Rb/Sr比值变化较小时，87Sr/86Sr与1/Sr呈正比关系;二是等时线截距与同时期地幔或地壳内的Sr同位素值相比，出现明显小于或大于的情况。
4 结语
同位素测定地质年龄方法有多种，每种方法的使用范围和特点不同，任何一种方法都存在优势和不足，因此在选择测定方法时，应根据实际情况进行选择，必要时可采取多种方法相结合的测定技术进行样品测定，确保测定结果的可靠性。
参考文献：
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