Question

矿物年代学研究方法

Answer 1

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。不同的年代学测试方法需要选用不同成分、结构、形态、物理性质的矿物。

一、物理年代学方法

利用矿物岩石的物理性质（如热、电、磁性等）测定沉积物年龄的方法称为物理年代学方法。物理年代学方法包括古地磁法、热释光法（TL）、光释光法（OSL）、电子自旋共振法（ESR）、裂变径迹法等，主要用于第四纪样品分析。

能够用于上述测年方法的矿物及其测年范围是：

1）热释光和光释光法：石英、钾长石、方解石等，测年范围一般在1.0Ma以内。

2）电子自旋共振法：石笋、石膏、钙华、石英等，测年范围一般在几百年到几百万年以内。

3）裂变径迹法：磷灰石、锆石、榍石、云母等，测年范围在几百年至几百万年，尤宜用于测1 MaBP以来的样品。

二、放射性同位素年代学方法

利用矿物中所含微量放射性同位素的自行衰变计算矿物岩石年龄的方法称为放射性同位素年代学方法，放射性同位素年代学方法是地质学研究中确定地质体年龄的主要方法。

放射性同位素能自发地从原子核中发射出射线或粒子并同时释放出一定能量，该放射性同位素称为母体同位素，衰变后形成子体同位素。放射性同位素衰变速率的大小是每个放射性同位素的固有特性，不受外界因素影响，即不因外界温度、压力或化学条件的改变而改变。

当矿物、岩石形成时，各种放射性同位素以不同形式进入到矿物、岩石中以后，它们的含量随时间作指数衰减，与此同时，放射成因子体不断积累。如果矿物、岩石自形成以来一直保持在化学封闭的条件下，即体系中没有发生母、子体与外界物质的交换，没有带进和带出，那么通过测定现在矿物、岩石中母体及对应子体的含量，根据衰变定律就能得到矿物、岩石的同位素地质年龄。

结晶学与矿物学

式中：t为矿物、岩石形成时至现在的时间；λ为放射性同位素衰变常数；D为放射性子体同位素现在的量；N为放射性同位素现在的母体量。这是不同衰变体系放射成因子体增长和年龄计算的基本方程式。

用于同位素年龄测定的矿物必须含有一定量的同位素母体元素及相应的子体，满足同位素测年条件。常用同位素测年方法、适用矿物及其测年范围见表24-2。

表24-2 常用同位素测年方法、适用矿物及其测年范围

续表

思考题及习题

1）熟记表24-1所列各种方法的研究内容。

2）掌握几种主要方法（概要2）的基本原理、制样要求、适用范围和分析精度。

3）了解矿物成分、结构、微形貌和物相及年龄分析各方法的优缺点。