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地質年代學
geochronology
研究有關地球歷史演化和測定地質事件的年齡與時間序列的學科，是地史學的分支學科。它與礦物學、岩石學、地層學、古生物學、構造地質學和礦床學等密切相關，是一門綜合性學科。地質年代學包括同位素地質年代學和相對地質年代學。對地質年代學的研究可製定更準確的地質年代表。
研究簡史 19世紀初期，英國的W.史密斯首先提出化石順序律，為地質年代表的建立奠定了基礎。30年代，C.萊伊爾最早使用生物地層學的研究方法，50年代，德國的A.奧佩爾提出了化石帶的概念，從而開創了劃分生物地層的途徑。從19世紀70年代到20世紀40年代，岩相古地理和歷史大地構造學的建立，以岩石、地層、古生物方法確定相對的地質年代方法被廣泛應用，形成相對地質年代學。放射性的發現和同位素概念的提出，放射性同位素衰裂變定年技術的應用，為測定岩石、礦物年齡提供了精確的方法，從而形成了一門獨立的分支學科──同位素地質年代學。20世紀40年代以來，測定地質年齡的鈾-鉛法、鉀-氬法和銣-鍶法的建立和完善,使同位素年代學進入了一個全新階段。
同位素年齡測定的原理和方法 當岩漿冷凝，礦物、岩石結晶或重結晶時，放射性元素以某種形式進入礦物或岩石，在封閉體係中，放射性母體或子體同位素持續衰變和積纍。衹要準確地測定礦物和岩石中放射性母體和子體的含量，即可根據放射性衰變定律計算出岩石和礦物的年齡。運用這種方法的前提是：母體元素的衰變常數已被準確測定；衰變最終子體産物是穩定的；已知放射性母體和子體元素同位素組成及相對豐度；有精確測定母體和子體同位素的分析技術；岩石、礦物形成後始終保持封閉係統。
根據放射性同位素衰、裂變和能量輻射效應等，以年為單位的地質年齡測定方法有兩種。
①根據放射性同位素本身衰變過程而定的方法。即以母體同位素衰減或子體同位素增長作為時間的函數而測定。這一方法又分為3類:a.測定天然物質中放射性母體及穩定子體産物的同位素比值來計算年齡，主要有鉀－氬法、鈾-鉛法、銣－鍶法、氬-40-氬-39法、釤－釹法、鑭-鈰法、錸－鋨法和鑥-鉿法等。b.測定放射性母體同位素本身現有和原有的含量，根據兩者比值計算出天然物體的形成年齡,如碳－14法、釷－230法和鐳-226法等。c.測定由於放射性衰變引起的子體同位素組成的變化，如普通鉛法等。這些方法中，以鉀-氬法、銣-鍶法和鈾-鉛法研究最多、應用最廣。鉀-氬法可用於幾萬年至幾十億年地質體的測定，特別是中、新生代的火山岩和侵入岩。它測定的對象包括雲母類礦物、高溫長石、角閃石、輝石、沉積海緑石、伊利石及火山岩全岩（玄武岩）等含鉀礦物。鈾－鉛法和銣－鍶法主要應用於前寒武紀至中生代，特別是前寒武紀岩石、礦物年齡測定。適合鈾-鉛法的對象有鋯石、獨居石、磷灰石、榍石、晶質鈾礦、瀝青鈾礦等礦物。適合銣－鍶法測定的有化學封閉係統的火成岩和變質岩、沉積頁岩和雲母、長石等礦物。碳-14法是測定年輕樣品年齡的一種重要方法,能測到2～5萬年的年齡,引入加速器質譜技術後,測定範圍可擴大到6～10萬年。碳－14法可與鉀-氬法相接並進行對比，主要用於晚第四紀及對人類學、考古學中某些化石和歷史文物的鑒定。其測定對象甚廣，包括木炭、木頭、泥炭、各種植物的餘骸、各種生物、碳酸????類和原生無機碳酸????、土壤等。釷-230法和鐳-226法是不平衡鈾係法中的兩種方法。釷-230法測定範圍為0.3～0.4萬年,鐳-226法用於大於1萬年的樣品。它們都用於海湖相沉積速率和年齡的測定，測定對象是海相粘土、石鐘乳類、碳酸 |