南京大学同位素地质学-04同位素年代学一般原理

8Sr14762Sm10614360Nd17671Lu-3617672Hf18775Re-4118776Os23290Th,-1420882Pb23592U,-0.70420782Pb23892U,-4.4720682Pb一个长寿命的放射性核素(N)在一个封闭体系中衰变,放射成因稳定子体原子的数目(D*),应等于衰变掉的放射性母体原子的数目:D*=N0-N?即:D*=N0(1-e-t)?或:D*=N(et-1)?如果一体系中,t=0时的子体原子数为D0,则该体系子体原子总数为:D=D0+D*=D0+N(et-1)-dN/dt=lN;N=N0e-tD=D0+D*=D0+N(et-1)该方程是同位素地质学的基础。若t=0时体系中初始的子体原子数D0已知,则通过测定体系中目前的放射性母体的原子数和子体的原子总数,由上式可求得体系封闭以来所经历的时间t:D=D0+N(et-1)质谱测量中不是测定绝对量,而是测定比值,因此将上式两边同除于一个子体元素的稳定同位素,得: I=I0+R(et-1)式中I为样本测定的子体同位素比值,R为样本测定的母体同位素与子体元素的稳定同位素的比值,I0为样本形成时的子体同位素比值.年龄t为:4.2定年的一般前提(1)用作定年的岩石或矿物样品中除了母体衰变为子体以外,没有发生母子体的获得或丢失(封闭)(2)衰变常数不随时间和物理条件变化,其值已知(3)计算中使用的初始子体数值(D0或I0)合适;(4)岩石或矿物样品中母体和子体的测定值准确。D=D0+D*=D0+N(et-1)I=I0+R(et-1)前提-(1):体系封闭由于放射成因子体元素与母体元素地球化学性质存在差异,在原来的矿物中不稳定,趋向于逃逸出原矿物而破坏体系的封闭性。如何判断封闭/开放?由于样品和地质作用的复杂性,没有直接的数学方法标准,只有一些经验方法。