同位素地质年代学
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。
同位素地质年代测定原理[权威资料]
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同位素地质年代测定原理本文档格式为WORD,感谢你的阅读。
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。
南京大学同位素地质学-08Re-Os同位素年代学
Creaser et al.,2002
Exshaw Fm TOC < 5% 的 样品结果
偏大
MSDW偏大，可能因除水成Os组分外，所含非水成的非 放射成因Os组分(碎屑)所致。
(A) Exshaw 组地层岩石样品初始 187Os/188Os值vs.岩石中碳氢 化合物成熟度(以参数Tmax表示)，图显示无相关性，表明碳氢 化合物趋熟并不显著扰动Re-Os 同位素体系. Creaser et al.,2002
并且主要是由187Re衰变成因的187Os。 因此辉钼矿具有非常高的 Re/Os 比值，特别 适合于 Re-Os 定年。为含辉钼矿的热液脉状 矿床的定年提供了一种有效的方法。
Hirt et al. (1963) 试图用Re-Os等时线法对 14个铁陨石进行定年，其结果(4.0 ± 0.8Ga) 精度较差，不能说明铁陨石是否与石陨石同
Os的稳定和封闭。因此其年龄为沉积年龄。
富含有机质的几个地层的沉积岩全岩 Re–Os年龄: (a) Kimmeridgian age 155 4.3Ma, (b) Toarcian age 18113 Ma (c) Hettangian age 20712 Ma, 对应于沉积物的沉积年龄.
初始187Os/188Os (i) 比值代表了当时海
贵州王家弯下寒 武统黑色页岩中 Ni-Mo硫化物富 集层
Mao et al., 2000
矿床定年
加拿大Sudbury的McCreedy West ores (Ni–Cu sulfide) 的Re-Os 等时线. Morgan et al.,2002
加拿大Sudbury的 Falconbridge ores (Ni–Cu sulfide) Re-Os 等时线 Morgan et al.,2002
确定绝对地质年代的方法
确定绝对地质年代的方法地质年代是研究地球历史的重要内容之一，它描述了地球上不同时期的地质事件和生物演化。
确定绝对地质年代是地质学家的一项重要任务，为了实现这一目标，科学家们采用了多种方法和技术。
下面将介绍几种常用的确定绝对地质年代的方法。
1. 放射性同位素测年法放射性同位素测年法是一种基于放射性同位素的衰变过程来确定地质年代的方法。
这种方法利用放射性同位素的衰变速率来计算岩石或矿物中的年龄。
常用的放射性同位素包括铀、钾和碳等。
通过测量岩石或矿物中同位素的比例，可以计算出它们的年龄。
这种方法广泛应用于确定地质年代，尤其对于年代较古老的岩石和化石具有较高的精确度。
2. 古地磁测年法古地磁测年法是一种通过测量地球磁场的变化来确定地质年代的方法。
地球的磁场在不同的时期会发生反转或漂移，这些变化可以通过磁性矿物记录下来。
通过对岩石或矿物中的磁性矿物进行测量，可以确定它们形成的时期。
古地磁测年法可以用来确定地质年代的大致范围，尤其对于年代较古老的岩石具有一定的可靠性。
3. 古生物学方法古生物学方法是一种通过研究化石的演化过程来确定地质年代的方法。
生物的演化具有一定的规律性，不同的生物种类在不同的时期出现和消失。
通过研究化石的形态和分布，可以确定它们所属的地质年代。
古生物学方法通常用于确定地质年代比较古老的地层，如古生代和中生代。
4. 核素测年法核素测年法是一种通过测量岩石或矿物中稳定同位素的相对含量来确定地质年代的方法。
这种方法利用某些元素在地质过程中的稳定同位素比例不会发生变化的特性，通过测量岩石或矿物中同位素的相对含量，可以推断它们的年龄。
核素测年法常用于确定地质年代较古老的岩石和矿物。
5. 地质剖面法地质剖面法是一种通过观察地质剖面的不同层次和结构来确定地质年代的方法。
地质剖面是地球地壳中岩石层次的纵向切面，它记录了地质历史的演化过程。
通过观察地质剖面中不同岩石层次的特征和关系，可以推断它们的年代。
地质剖面法常用于确定地质年代较古老的地层和构造。
同位素测年的原理
同位素测年是一种用来确定物质的年龄的方法。
它是基于同位素的原子核性质和衰变过程的原理。
同位素是具有相同的原子序数但质量数不同的原子，它们在核外电子结构上具有相同的化学性质。
同位素测年通过观察同位素的衰变过程和稳定同位素的比例来确定物质的年龄。
同位素是由原子核中的质子和中子组成的。
原子核中的质子数量决定了元素的化学性质，而质子和中子的总数则决定了同位素的质量数。
同一元素的不同同位素具有相同的化学性质，但它们的质量数不同，因此具有不同的核性质。
放射性衰变是指一些核素的原子核在时间的推移中会自发地发生转变，并释放出一定的能量。
放射性衰变过程中，一种原子核通过放射衰变转变为另一种原子核。
这种衰变过程是随机的，但可以用半衰期来描述。
半衰期是指在衰变过程中，一半的原子核会衰变所需的时间。
不同同位素具有不同的半衰期，可以从此推算物质的年龄。
放射性采样是指在地质或化学过程中，自然界中的一些元素与同位素以特定的比例被捕获或固定到固体、液体或气体中。
例如，放射性同位素碳-14（14C）以特定的比例被生物体吸收，然后在生物体死亡后停止吸收。
通过测量样品中14C和稳定碳同位素的比例，可以确定样品的年龄。
同位素分数是指给定同位素的同位素原子核数量占总原子核数量的比例。
同位素分数可以通过质谱仪等仪器测量得出。
在同位素测年中，研究人员会测量样品中稳定同位素和放射性同位素的比例，然后根据已知的半衰期和放射性衰变方程来确定样品的年龄。
同位素测年方法包括放射性碳测年（利用14C的半衰期为5730年测定有机物的年龄）、钾-氩测年（利用40K的衰变产物40Ar的半衰期为1.28亿年测定岩石和矿物的年龄）、铀-铅测年（利用铀系列同位素衰变到铅系列同位素的比例来测定岩石和矿物的年龄）等。
总之，同位素测年是一种重要的地质年代学方法，它利用同位素的核性质和衰变过程来确定物质的年龄。
通过测量同位素的分数和衰变过程，可以推算出物质的年龄，从而深入研究地球历史和生物进化过程。
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！今天我们要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，让我们一起来看看吧！咱们来聊聊什么是同位素地质年代学。
简单来说，就是通过研究地球上的岩石和化石，了解地球的历史。
这些岩石和化石都有一个共同的特点，那就是它们里面含有各种各样的同位素。
同位素就是原子核中质子数相同，但中子数不同的原子。
这些同位素在自然界中的含量是有限的，而且它们的半衰期也是不同的。
所以，通过测量这些同位素的相对含量，我们就可以推算出这些岩石和化石形成的时间。
那么，同位素地球化学又是什么呢？它其实是同位素地质年代学的一个分支，主要研究的是地球上的物质是如何随着时间的推移而发生变化的。
这个领域的研究对象包括了大气、水、土壤等等。
通过对这些物质中的同位素进行分析，我们就可以了解到地球历史上的各种事件，比如火山喷发、气候变化、生物进化等等。
现在，让我们来举个例子，看看同位素地质年代学是如何帮助我们了解地球历史的。
假设我们发现了一块来自几千万年前的岩石样本，这块岩石中的碳-12同位素含量比现代岩石中的高很多。
根据我们的知识，我们知道这个时期的地球上还没有出现大量的树木，所以这块岩石很可能来自一个没有大量植物生长的时期。
通过这个例子，我们就可以看出同位素地质年代学对于我们了解地球历史的重要性。
接下来，我们再来聊聊同位素地球化学。
这个领域的研究对象非常广泛，包括了大气、水、土壤等等。
其中，大气同位素地球化学是一个非常有趣的领域。
我们知道，大气中的氮气、氧气、二氧化碳等气体都是由氮、氧、碳等元素组成的。
但是，这些气体中的氮、氧、碳原子却有着不同的同位素。
通过研究这些同位素的相对含量，我们就可以了解到大气中的气体是如何随着时间的推移而发生变化的。
例如，我们可以通过测量大气中甲烷(CH4)和二氧化碳(CO2)的同位素含量，来了解过去的气候变化。
如果甲烷的同位素比例较高，那么说明过去的气候比较温暖；反之，如果甲烷的同位素比例较低，那么说明过去的气候比较寒冷。
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§1.3 分析技术 为了使用放射成因同位素作为定年工具与示踪剂，必须使用 先进、精确的仪器将不同质量的核素分离开，这种仪器就是现代 广泛使用的质谱计。在这种仪器中，使用扇形磁铁，使真空下离 子化的核素先通过高电压加速，然后在磁场中分离不同质荷比的 核素。
m 2V r e H2
2
因为产生的大多数离子是单电价的，不同的核素将被分成简 单的质量谱。每一个质量的相对丰度由其相应的离子电流(由法拉 第筒或电子倍增器捕获)确定。其它的质量分离方法(如四极杆、 飞行时间分析器)也可用于质量分析，但它们对于精确的同位素比 值测量很少广泛应用。
这个方程是地质年代学定年工具的根本。 在铀系衰变链中，放射性衰变的子体产物(不是三个铅同位素)本 身都是放射性的。因此，这种子体产物衰变速率由其从母体的产 生率与本身的衰变速率的差值决定：
dn2 / dt n11 n22
这里n1和λ 1是母体的丰度与衰变常数，n2和λ 2是子体的丰度与 衰变常数。
在235U到207Pb的衰变系列中近来发现了一种新的放射性衰变， 也就是223Ra通过放出14C直接衰变到209Pb,衰变能为13.8MeV。然 而，这种衰变模式只占不到223Raα衰变的10-9。 核裂变与Oklo天然反应堆：
238U(原子序数92)经过自发裂变成为两个不同原子序数的产物核，
典型的大约40和55(Zr和Cs)，伴随着其它粒子和大量的能量。由 于重母体核素具高的中子/质子比，子体产物具过量的中子通过放 出β射线发生同量异位衰变。
t1 / 2
ln 2
*
0.693
放射成因子体原子数D*等于消耗的母体原子数：
D nห้องสมุดไป่ตู้ n
但是， 0
n ne
t
，因此将n0代入上式，得到：
D ne n
*
也就是：
t
D n(e 1)
*
t
t
如果t=0时，子体原子数为D0，时间t后子体原子总数为：
D D0 n(e 1)
德国产的MAT261固体质谱计
德国产的MAT251稳定同位素质谱计
固体同位素分析前处理超纯实验室
固体同位素分析前处理超纯实验室
质谱仪
接口 等离子体源
进样系统
A Typical ICP-MS in 1990s (PE, PlasmaQuad II)
A Typical ICP-MS Laboratory in 2000s
图3
§1.2 放射性衰变定律 放射性母体核素衰变成稳定子体产生的速率与任一时间 t 时的 原子数n成正比：
dn n dt
这里λ 是比例常数，它是每个放射性核素的特征值，称之为衰变 常数 ( 以时间的倒数单位表示 ) 。衰变常数表示了一给定放射性 原子在规定的时间内衰变的几率。dn/dt项是母体原子数的变化 率，为负是因为此变化率随时间减小。整理上式,我们得到：
尽管238U的自发裂变频率不到其α衰变的2×10-6，在较重的超铀元 素中，自发裂变是主要的衰变模式。其它核素，如235U，如果经中 子轰击，可能发生裂变。而且由于裂变释放中子又促使进一步的 裂变反应，这样链式反应就建立起来了。如果易裂变核素的浓度 足够高，将导致热中子爆炸，就象超新星或原子弹爆炸一样。 在特殊情况下，中等重元素浓度保持着，自维持但非爆炸链式 反应也是可能的。这主要取决于“协调剂”的存在与否。由裂变 产生的高能“快”中子与协调剂原子发生多次弹性碰撞。它们被 减速为“热”中子,具介质热振动的速度特征，对增进周围重原子 裂变反应是最优的速度。已知的这种现象的一个天然例子称为 Oklo天然反应堆。
四极杆质谱 (Quadrupole Mass)
射频和直流电场同时作用下的振动滤质器
双聚焦扇形磁场质谱 ( Double-focused Magnetic-Sector Mass Spectrometer )
方向聚焦和动能聚焦
扇形磁场偏转分离 静电分析器消除相 同质量离子间的动能 差别 具有更高的分辨率
目前已知有264个稳定核素，也就是用现行的探测设备观测不 到它们的衰变，它们构成了图1中黑色的稳定性的中央路径。在该 路径的两边锯齿状的轮廓构成了实验上已知的不稳定核素。当某 一同位素离开稳定性路径的边，其衰变更加迅速。平滑的外部范 围就是核素稳定的理论极限，超出此范围便产迅速衰变。 少量不稳定核素具有足够长的半衰 期(母体减少到初始量的一半时所需的 时间)，以致太阳系形成以来还没有完 全衰变掉。几个其它的短寿命核素或 产生于铀和钍的衰变系列中，或者是 由宇宙射线轰击稳定核素产生。这些 核素与一至两个灭绝的短寿命同位素， 加上它们的子体产物就构成了放射成 因同位素地质学的研究领域。图2中标 注了半衰期超过0.5Ma的放射性核素。 半衰期超过1012a的核素衰变太慢在地 质上无法利用。
将前面已经推导出的母体衰变关系代入上式得到：
dn2 / dt n1,initiale
1
1t
1 n22
e
2t
选定一套初始条件对上式积分，最简单的是使t=0时，n2=0，得到：
n22
2 1
n1,initial(e
1t
)
当使用放射性衰变来测定岩石的年龄时，我们必须应用均一性 的经典原理，即假定母体放射性核素的衰变常数在地球历史中保持 恒定。因此，重要的是总结一些证据来说明该假设是恰当的。 物理条件(压力和温度)影响放射性核素衰变常数的可能性也必 须考虑。由于放射性衰变是核的性质，它不受外部轨道电子的影响， 物理条件要影响α 和β 衰变是很不可能的，但是电子捕获衰变可能 受到影响。Hensley 等(1973)证明7Be到7Li的电子捕获衰变，当BeO 置于270±10kbars压力的金刚石砧中，衰变增加0.59%。这便引发 了究竟40K到40Ar的电子捕获衰变是否影响K-Ar定年的问题。事实上， 这是不可能的。在地球深部的高压-高温下，K-Ar系统化学上是开 放的，并且根本就不能定年。而在地壳深度内，λ 对压力的依赖性 与实验误差相比是可以忽略的。 对于岩石(其化学系统保持封闭)一致性的K-Ar、Rb-Sr、U-Pb 年龄的成功证明了衰变常数不随时间发生变化。因为如果衰变常数 发生变化，不同的放射性核素应有不同的响应。对于衰变常数的不 变性的最后一个证据来自于放射性定年与其它时间标志(沉积作用 与演化速率、海底扩张磁异常，放射性碳定年与树轮年龄的对应性， 铀系定年与珊瑚增长带的对应性)相吻合。
同位素地质年代学
课程组成：同位素地质年代学
放射性成因同位素子体示踪
同位素地质年代学：Rb-Sr、Sm-Nd、KAr/Ar-Ar、U-Th-Pb、Re-Os、Lu-Hf、U系 不平衡、宇宙成因母体放射性衰变定年 （14C、210Pb、10Be)、热释光、裂变径迹等。
放射性成因同位素示踪：
Pb(206Pb/204Pb、207Pb/204Pb、208Pb/204Pb)，Nd(143Nd/144Nd), Hf(176Hf/177Hf)，稀有气体（3He/4He，20Ne/22Ne、21Ne/22Ne， 40Ar/36Ar、38Ar/36Ar，78Kr/84Kr、80Kr/84Kr、82Kr/84Kr、 83Kr/84Kr、86Kr/84Kr，124Xe/130Xe、126Xe/130Xe、128Xe/130Xe、 129Xe/130Xe、131Xe/130Xe、132Xe/130Xe、134Xe/130Xe、136Xe/130Xe) 参考书目：陈岳龙、杨忠芳、赵志丹.2005.同位素地质年代学与 地球化学.北京：地质出版社. Faure G. 2005. Principles of Isotope Geology (3rd edition) . John Wiley & Sons . Dickin A P. 1997. Radiogenic Isotope Geochronology (2nd edition). Cambridge University Press. 魏菊英、王关玉.1988.同位素地球化学.北京：地质出 版社.
图2
§1.1放射性衰变
低质量核素,Z/N等于1达到稳定;高质量核素,N/Z可达1.5保持稳 定.
能量谷:周围不稳定核素趋向于掉入其中，并放出粒子与能量。
放射性衰变
放出的粒子性质取决于不稳定核素相对能量谷的位置。位于 谷任一侧的不稳定核素通常由同量异位素过程衰变。也就是，核 的质子转化成中子或相反，但核质量数不发生明显变化(除非由 于核结合能的“质量缺限”消耗掉)。与此相反的是，位于能量 谷高端的不稳定核素常常通过放出重粒子(即α粒子)而衰变，因此 减小该核素的总质量。
(PE, Sciex ELAN 6000)
ICP-MS检测限及质量分析范围
Major Components of Mass Spectrometer
Charged Particle in Magnet Field
Mass/Charge ratio (m/q)
m B2 • r2 = q 2V
课程要求：
1. 完成三次课后作业(占总成绩的50%) 2.随机2-3次考勤(占总成绩的10%) 3.不少于5篇参考文献的结课报告(占总成绩20%) 4.课程研讨(占总成绩的20%)
同位素地质年代学
第一章 核衰变与分析技术 在同位素地质学领域， 中子、质子和电子可认 为是原子的基本组成部 分。一个给定类型的原 子(称为核素)成分由核中 特定的质子数(原子序数， Z)和中子数(N)来描述。 它们的总数就是质量数 (A)。对所有核素通过在 质子数Z对中子数N的关 系图，就可获得核素图 (至少瞬间存在) （图1）。 图1
1972年5月，在进入法国处理厂的铀矿石中发现亏损235U 中非加蓬共和国 Oklo 的一个矿床。 235U 亏损是由 18 亿前的天然裂 变反应堆引起的。 花岗岩 河床砂矿床 蓝-绿藻 还原铀成为更可溶的氧化物形式