问:同位素地质年代学的详细介绍
- 答: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、γ3种射线组成。α射线是高速运动的α粒子流,α粒子由两个质子和两个中子组成,实际上就是嬆He。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。如87Rb→87Sr+β-。若放射性母体经过若干次衰变,每一种衰变所形成的中间子体是不唤宽亏稳定的,又继续衰变,一直到产生稳定的最终子体为止,则叫连续衰变或衰变系列。如和神 238U经过 14次连续衰变,即238U→8α+6β-+206Pb,最终形成稳定的206Pb子体。有的放射性母体能同时产生两种子体,这样的衰变称分支衰变。如 40K一方面通过β-衰变形成稳定的40Ca,同时又以K层电子捕获方式形成稳定的 40Ar。在放射性衰变过程中放射性母体同位素的原子数衰减到原子数目的一半所需的时间称为半衰期,记作 T1/2。它不随外界条件、元素所处状态或元素质量的变化而改变。半衰期的长短差别很大,短的只有10-7秒,长的可达1018年。半衰期越短的同位素放射性越强。放射性同位素在单位时间内每个原子核的衰变几率称衰变常数(λ)。半衰期和衰变常数是利用放射性衰变定律计算地质年代时的两个重要特巧喊征常数。一些同位素的半衰期和衰变常数如表。
问:同位素地质年代学的介绍
- 答:同位素地球化学的一个研究领域。它依据放射性同位素衰变定律进行精确的地质计时,为地球形成以来各个主要演化阶段确定了科学时标。所测年龄通常以 100万年(Ma)来表示。同位素地质年代学是毁仔地质学、核物理学和放射化学相互结合逐渐发展而成的。它的发展与电子计算机技术、超微超纯分析技术特别是质谱分析技术的高速做胡发展密切相纤胡汪关,这些技术的发展大大提高了同位素测量的灵敏度和分辨率。
问:同位素地球化学的研究内容
- 答:同位素地球化学是根据卜烂自然界的核衰变、裂变及其他核反应过程所引起的同位素变异,以及物理、化学和生物过程引起的同位素分馏,研究天体、地球以及各种地质体的形成时间、物质来源与演化历史。
同位素地质年代学已建立了一整套同位素年龄测定方法,为地球与天体的演化提供了重要的时间坐标。比如已经测得太阳系各行星形成的年龄为45~46亿年,太阳系元素的年龄为50~58亿年等等。
另外在矿产资源研究中,同位素地球化学可以提供成岩、成矿作用的多方面信息,为探索某些地质体和矿床的形成机制和物质来源提供依据。
①自然界同位素的起源、演化和衰亡历史。
②同位素在宇宙体、地球及其各圈层中的分布分配、不同地质体中的丰度及其在地质过程中活化与迁移、富集与亏损、衰变与增长的规律;同位素组成变异的原因;并据此探讨地质作用的演化历史和物质来源。
③利用放射性同位素的衰变定律建立一套有效的同位素计时方法,测定不同天体事件的年龄,并作出合理的解释,为地球和太阳系的演化确定时间坐标。
根据同位素的性质,同位素地球化学研究领域主要粗塌分稳定同位素地球化学和同位素年代学两个方面。稳定同位素地球化学主要研究自然界中稳定同位素的丰度及其变化。同位素年代学随研究领域的深入,又分为同位素地质年代学和宇宙年代学。同位素地质年代学主要研究地球及其地质体的年龄和演化历史。宇宙年代学则主要研究天体型凳漏的年龄和演化历史。