绝对地质年代的形成-工程地质第2版

1.地层年代的形成过程

地壳发展演变的历史叫作地质历史，简称地史。据科学推算，地球的年龄至少已有 46 亿年。在这漫长的地质历史中，地壳经历了许多次强烈的构造运动、岩浆活动、海陆变迁、剥蚀和沉积作用等各种地质事件，形成了不同的地质体。查明地质事件发生或地质体形成的时代和先后顺序是十分重要的，前者称为绝对地质年代，后者称为相对地质年代。

2.绝对地质年代的确定

人们很早就一直在探索测定年龄（绝对年代）的方法，直到放射性元素发现之后，才找到了令人信服的有科学依据的测年方法，这就是同位素测年。

同位素测年的原理：根据保存在岩石中的放射性元素的母体同位素含量和子体同位素含量进行分析。多长时间才能有这样的子体和母体同位素含量比例，取决于放射性元素的固定的衰变常数。

式中 t——放射性同位素的年龄；

λ——衰变常数；

N——蜕变后剩下的母体同位素含量；

D——蜕变而成的子体同位素含量。

上式计算出的是该同位素的形成年龄，这也就代表了所在岩石的形成年龄。

为了保证测年精度（准确性），用于测年的元素应具备：(www.xing528.com)

（1）长半衰期。

（2）在岩石中易分离，含量较大。

（3）易保存，不易在地史中丢失。

常用的测年同位素有：K-Ar、Rb-Sr 和U-Pb。

年代新（新生代或考古）常用14C 法测定。

注意：同位素测年方法原理科学性强，但由于 D、N 不易测试或地史中保留不全（丢失），故存在测年误差。地史记年以百万年为单位。

通常用来测定地质年代的放射性同位素如表 2.1 所列。从表中可看出，铷-锶法、铀（钍）-铅法（包括 3 种同位素）主要用以测定较古老岩石的地质年龄；钾-氩法的有效范围大，可以适用于绝大部分地质时间的确定，而且由于钾是常见元素，许多常见矿物中都富含钾，因而使钾-氩法的测定难度降低、精确度提高，所以钾-氩法应用最为广泛；14C 法由于其同位素的半衰期短，一般只适用于5 万年以内的年龄测定。另外，近年来开发的钐-钕法和40Ar-39Ar法以其高准确度和分辨率，显示了其优越性，可以用来补充上述方法的一些不足。

表2.1　用于测定地质年代的放射性同位素

注：To 为地球年龄，约 46 亿年。