同位素地质年龄测定技术及应用

严堇纾

【摘要】随着我国经济不断发展，相关领域研究取得了进一步发展，地质学作为一门重要学科，其研究内容设计地球学、物理学等，在帮助人类认识地球等方面具有十分重要的作用，同位素地质年龄测定技术是一项将放射性同位素作为基础的测量方式，将其运用于地质学研究，不仅能够提高测量有效性，还能够更好地发现地球进化规律。本文将对同位素地质年龄测定技术发展历程进行分析和研究，并阐述Rb-Sr同位素地质年龄测定技术具体应用，旨在为我国地质研究提供参考和支持。

【关键词】同位素地质年龄；测定技术；应用

前言

近年来，同位素地质年代学作为一门新兴交叉学科，是地球系统科学的重要组成部分，科学技术蓬勃发展背景下，使得同位素地质年龄技术应运而生，对远古时代的生物、植物变化进行测量，了解地球发展历程。因此，加强对同位素地质年龄测定技术及应用的研究具有现实意义，能够推动该项技术进一步发展。

一、同位素地质年龄测定技术发展历程

19世纪末，法国物理学家发现金属铀的盐类能够释放神秘射线，开启了同位素地质年龄技术的研究，并得到了国际广泛认可，将其命名为Bq。而后，居里夫人在大量的实验后发现了钍和钋、镭元素，并将这种现象称为放射性，放射性元素的出现在一定程度上为同位素地质年龄技术进一步发展提供了极大的支持[1]。

随着时间的推移，1919年阿斯顿发明了一台质谱器，测量同位素相对丰度，但是，质谱器仅能够测量气体，再经过对石油馏分中的复杂烃类混合物进行研究，明确能够确定重复质谱之后，将这种方法应用于测量有机化合物的机构，从而促进该项技术进入到新研究领域。

上个世纪50年代，随着K-Ar（Ar-Ar）、Rb-Sr等測量体系形成并完善，使得同位素地质年龄技术也从理论走向了实践，并且，随着科学技术快速发展，新型同位素地质年龄测定技术也随之发展，在一定程度上为技术革新和发展带来了新发展机遇。综上所述，该项技术在地球研究过程中，能够发挥积极作用。

二、同位素地质年龄测定技术具体应用

（一）Rb-Sr介绍

Rb-Sr法主要是通过87RB中的粒子衰变转变为稳定的同位素，主要在测量相关矿物年龄方面发挥着积极作用，能够帮助地质学家更好地了解沉积岩形成的时间及形成过程，不仅如此，该项技术还能够对岩石、矿物等识别进行分析，并对成岩初始比值进行研究。一般情况下，大陆岩壳中富含碱金属等材料，使得其Rb更多，另外，由于Rb与Sr、Ca等在化学成分方面具有较高的相似性，由此，在实际测量过程中，地质学研究者通过发现K、Ca元素实现测量[2]。

（二）技术局限性

相比较而言，Rb-Sr与其他同位素地质年龄测定技术一样，自身具有一定局限性，比如：测量范围较小、方法易出现误差等，另外，很多元素处于半衰期状态，难以实现对其进行准确测量，与此同时，矿物和岩石一般在封闭的空间内，没有充足的母子体融入其中，增加了测定难度，使得技术测量的样本数据难以为地质年龄研究提供支持和帮助。具有相同同位素比值的研究过程中，误差较为明显，且对后期地质改造作用不能够进行准确判断，而这些问题从本质上来说，不仅是测量要假设的前提条件，也是该方法的约束条件。基于此，在研究过程中，地质学家要立足于实际情况，从多个角度入手，取技术之精华、去技术之糟粕，促使该项技术能够发挥积极作用。

（三）注意事项

上文提到Rb-Sr与K等元素相接近，特别是这对花岗岩的研究，为技术研究奠定了坚实的基础，并促使技术得到了广泛应用，且在侵入岩、火山岩等地质年龄测定都具有有效性。

利用该技术等时线法对岩浆岩年龄测量过程中，能够获取显著效果，主要是由于Sr同位素能够实现统一化，且处于一个相对封闭的体系当中，由此，只要能够采集到新鲜、且具有两种元素比值的样本，便能够测量岩体年龄。但是，值得注意的是，如果岩石融化重新融入，那么测量的年龄值相对要高，在采集样本过程中，要采集岩浆岩结构，尽量确保变质结构样品，避免在围岩接触带等地带采集，且为了避免数据过于密集，要注意采集同源，但是不同岩性的样本。

该项技术不仅能够进行地质年龄测定，还能够识别成岩、成矿物质来源等，二期，除了锶同位素特点外，利用海水中的元素比值，也能够进行地层学研究，为年轻地层划分等注入新力量。

除了上述方法之外，同位素地质年龄测定技术还包括Sm-Nd、Re-Os等方法，针对不同的地质类型，研究者可以选择针对性的方法，提高测定准确性和有效性，以此来帮助人类更好地研究地球，了解和掌握地球发展规律，与地球和谐相处，实现可持续发展目标[3]。

结论

根据上文所述，同位素地质年龄测定技术作为一项新型技术，在对地球年龄研究等方面占据举足轻重的位置。因此，在具体地质年龄研究过程中，相关研究人员要加强对该项技术的分析和研究，了解和掌握技术核心及精髓，并重视测定细节的管理，为实现准确测量奠定基础，从而推动我国地质研究领域可持续发展。

参考文献

[1]王松山.再论辽西四合屯脊椎动物生存时代：Ar-Ar年龄证据[J].岩石学报，2010，18（03）：259-261.

[2]杨振宇，沈渭洲，郑连弟.广西来宾蓬莱滩二叠纪瓜德鲁普统乐平统界线剖面元素和同位素地球化学研究及地质意义[J].地质学报，2012，20（05）：12-14.

[3]石玉若，施光海，张履桥.内蒙古图林凯蛇绿岩中埃达克岩SHRIMP测年：早古生代洋壳消减的证据[J].地质学报，2011，10（8）：158-159.