同位素地球化學(xué)在地球科學(xué)中的應(yīng)用?

侯波 姚學(xué)鋼

1 浙江省建德市自然資源綜合服務(wù)中心，浙江 建德 311600 2 中化地質(zhì)礦山總局浙江地質(zhì)勘查院，浙江 杭州 310002

K.Rankama[1]曾指出，“同位素地球化學(xué)是利用元素的穩(wěn)定和不穩(wěn)定同位素及其在豐度上的變化進(jìn)行地質(zhì)現(xiàn)象研究”的一門(mén)科學(xué)。該學(xué)科是地球化學(xué)向更深一個(gè)層次發(fā)展而產(chǎn)生的一門(mén)新分立學(xué)科，其研究對(duì)象是自然界尤其是地質(zhì)作用和地質(zhì)體中同位素的豐度以及其演化規(guī)律。該學(xué)科在地質(zhì)學(xué)中的應(yīng)用包含兩個(gè)方面，即同位素地質(zhì)年代學(xué)和穩(wěn)定同位素地球化學(xué)[2-8]。

1 同位素地質(zhì)年代學(xué)

現(xiàn)代地質(zhì)年代學(xué)的基礎(chǔ)是20世紀(jì)之初Rutherford和Soddy[2]關(guān)于天然放射性研究的工作成果。他們提出放射性衰變過(guò)程呈指數(shù)變化，與化學(xué)或者物理學(xué)條件無(wú)關(guān)，只與時(shí)間有關(guān)，因此，其放射性衰變的速率可以用來(lái)計(jì)算地質(zhì)年代。

1.1 同位素計(jì)時(shí)原理

當(dāng)巖石或礦物在某次地質(zhì)事件中形成時(shí)，放射性同位素以一定的形式進(jìn)入礦石、礦物內(nèi)，之后再不斷地衰減，導(dǎo)致放射成因穩(wěn)定子體逐漸增加。只要準(zhǔn)確測(cè)定巖石、礦物中放射性衰變成因的母體和子體的含量，就可以根據(jù)放射性衰變定律計(jì)算出該巖石、礦物的地質(zhì)年齡。這種年齡測(cè)定法稱(chēng)作同位素計(jì)時(shí)或放射性計(jì)時(shí)。計(jì)時(shí)的基本原理就是依據(jù)天然放射性同位素的衰變規(guī)律，由此測(cè)定的地質(zhì)事件或宇宙事件的年齡，謂之同位素年齡。

1.2 同位素地質(zhì)年齡表述方式

地質(zhì)年代學(xué)中有兩個(gè)最常用的年齡計(jì)算方法：等時(shí)線年齡和模式年齡。……