长安大学地球物理学原理-第3章-地球的年龄ppt课件

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1、严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。l佛教的轮回观：地球的年龄是无限大的，佛教的轮回观：地球的年龄是无限大的，因为已经过无限次的轮回。因为已经过无限次的轮回。l天主教根据圣经认为地球是很年轻的，约天主教根据圣经认为地球是很年轻的，约被创造于被创造于4004 BC。宗教与神话的臆测宗教与神话的臆测严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。大多

2、数科学尝试的基本原则大多数科学尝试的基本原则需是经由自然过程所造成的改变；需是经由自然过程所造成的改变；此改变需以等速度进行；此改变需以等速度进行；需于地质上留下可循之记录。需于地质上留下可循之记录。变化的速率改变的数量年龄严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。l 月地距离变大：目前，月亮以月地距离变大：目前，月亮以3.7cm/yr的速度远离地球。的速度远离地球。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关

3、规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。L.Kelvin0),(0,22txxfttxxTtT求解无热源时，半无限空间中的热传导问题。对于全空间，有求解无热源时，半无限空间中的热传导问题。对于全空间，有:其解为其解为:)(21),(4)(dxexftxTtxx严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类

4、违纪行为或突发事件。2020TtTx 通过迭加，可以求得半空间问题的解。设通过迭加，可以求得半空间问题的解。设x=0为半空间的表面，介质为半空间的表面，介质伸展于伸展于x0。没表面温度为。没表面温度为TS，初始温度为，初始温度为T=f(x)。若初始温度是一常数。若初始温度是一常数T0，则其解为：，则其解为：可得地球年龄为：可得地球年龄为：)2/()(),(0txerfTTTtxTSSl开尔芬得出的地球年龄约为开尔芬得出的地球年龄约为(2-40)107年。他认为年。他认为,自己这个方法的唯一自己这个方法的唯一困难在于初始温度不好确定。困难在于初始温度不好确定。l开尔芬计算值偏小的主要原因：第一，

5、地球的热历史主要不是热变冷的开尔芬计算值偏小的主要原因：第一，地球的热历史主要不是热变冷的简单过程，而是从冷变热、又从热变冷的过程；第二，地球的热源主要简单过程，而是从冷变热、又从热变冷的过程；第二，地球的热源主要不是原始热不是原始热,而是放射性衰变热；第三，地球热量的主要传输方式不是热而是放射性衰变热；第三，地球热量的主要传输方式不是热传导，而是热对流。至于地球的温度初值等参数选择，则不是根本因素。传导，而是热对流。至于地球的温度初值等参数选择，则不是根本因素。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。1896年，法国物理

6、学家年，法国物理学家Henri Becquerel 无无意中把一个铀矿岩石标本放到了一张包好的意中把一个铀矿岩石标本放到了一张包好的未洗胶片上，照片洗出后显示出了岩石标本未洗胶片上，照片洗出后显示出了岩石标本的轮廓。从此发现了元素的放射性。的轮廓。从此发现了元素的放射性。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。l衰变衰变：发射两个质子和两个中子（：发射两个质子和两个中子（粒子，氦核）；质量数减粒子，氦核）；质量数减4，原，原子序数减子序数减2。l-衰变衰变：从原子核中发射一个电子（：从原子核中发射一个电子（粒子），一个中子

7、变成质子；质粒子），一个中子变成质子；质量数不变，原子序数加量数不变，原子序数加1。从原子核中发射两个电子（从原子核中发射两个电子（粒子），两个中子变成质子；粒子），两个中子变成质子；质量数不变，原子序数加质量数不变，原子序数加2。从原子核中发射一个正电子。从原子核中发射一个正电子。l 电子俘获电子俘获：原子核捕获一个电子，一个质子和电子结合后变成中子；：原子核捕获一个电子，一个质子和电子结合后变成中子；质量数不变，原子序数减质量数不变，原子序数减1。l 核自发裂变核自发裂变：母原子核可自发地分裂成两或三部分，同时发射高能粒：母原子核可自发地分裂成两或三部分，同时发射高能粒子。子。严格执行突发

8、事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。常见的放射性常见的放射性衰变类型衰变类型 8787铷铷 8787锶锶严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。Ndt/dN(31)严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。1n1nn22112111xdtdxxxdtdxxudtdxudtdu(32)设设u元素衰变后成为元素元素衰变后成为元素x1,而而x1又衰变为元素又衰变为元素x2,如如此继续直至元素此继续

9、直至元素xn,成为一稳定的元素。若开始时只有成为一稳定的元素。若开始时只有u,即即t=0时时,u=u0,x1=x2=xn=0。于是。于是(32)(fe)(fe)(feu)1(xeeeeux)ee(uxeuukkt1ktkt1k10kk12tt2tt1102tt101t0k11221)()()(fk1k (3-3)严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。设设u的寿命远大于任何的寿命远大于任何x、时间、时间t很长以致很长以致1/t小于任何小于任何 k,则以上各解可以化简为：则以上各解可以化简为：严格执行突发事件上报制度、校外活

10、动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。从物理意义上看从物理意义上看,表示单位时间内母核的衰变比率；表示单位时间内母核的衰变比率；从统计意义上看从统计意义上看,表示单位时间内一个母核的衰变几率。表示单位时间内一个母核的衰变几率。从从(33)式亦可看出式亦可看出,为母核按指数减少的系数为母核按指数减少的系数,或者为子或者为子核按指数增加的系数。母核衰变为子核的方式不同核按指数增加的系数。母核衰变为子核的方式不同,衰变常衰变常数数 不同。因此不同。因此,衰变常数衰变常数 的大小反映了放射性元素的衰变的大小反映了放射性元素的衰变性质。性质。dtNdN/)/(严

11、格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。/693.0/2lnT21/1Tsh/932.6/2ln10Tme：严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。平均寿命是样品中放射性原子的平均寿命：平均寿命是样品中放射性原子的平均寿命：693.01)(112/100000000tdtteNNNdttNtdNNttN平均严格执行突发事件上报制度、校外活动报批

12、制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。计算矿物的年龄一般系指矿物自熔岩结晶出来的时刻计算矿物的年龄一般系指矿物自熔岩结晶出来的时刻,并假设此时最后并假设此时最后产物等于零产物等于零,但但若与结晶同时若与结晶同时,矿物中已含有一定数量的最后产物矿物中已含有一定数量的最后产物,这样这样将使得问题复杂化。另一方面将使得问题复杂化。另一方面,如果

13、矿物后来经过如果矿物后来经过变质作用变质作用,以前所含的以前所含的最后产物可能部分或全部消失，这样测定的年龄与最后产物可能部分或全部消失，这样测定的年龄与最后一次变质的时最后一次变质的时间间有关有关,故使结果的解释复杂化。故使结果的解释复杂化。在矿物的历史中在矿物的历史中,由于某种作用由于某种作用,如高温时如高温时扩散作用扩散作用加剧加剧,或矿物孔隙水或矿物孔隙水的流通产生的流通产生化学溶滤化学溶滤作用等，均可使母元素或最后产物的含量改变作用等，均可使母元素或最后产物的含量改变,使使测定的年龄测定的年龄不准确不准确。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、

14、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。在自然界中在自然界中,一般情况下一般情况下,新生成的子核新生成的子核,还还会继续衰变会继续衰变,直到最后生成某种稳定性的元素为直到最后生成某种稳定性的元素为止止,称为一个称为一个衰变系列衰变系列。在系列衰变过程中。在系列衰变过程中,若若单位时间内由母核衰变而来的子核数目单位时间内由母核衰变而来的子核数目,与同一与同一时间内子核衰变掉的数目接近相等时间内子核衰变掉的数目接近相等,称为称为放射性放射性平衡平衡。当系列达到平衡时。当系列达到平衡时,多代衰变和一代衰变多代衰变和一代衰变的衰变规律都具有如同的衰变规律都具有如同(37)式的形式。这是式的形式。这是地质年代

15、学或地球年代学的地质年代学或地球年代学的最基本公式。最基本公式。)ux1ln(1tn公式公式(37)的成立条件的成立条件和样品的选取条件和样品的选取条件(1)为常数为常数(2)系统封闭系统封闭(3)平衡条件平衡条件(4)元素寿命长度元素寿命长度(5)元素丰度足够大元素丰度足够大严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。常用放射性元素丰度(10-6)严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发

16、现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。主要的放射性系列：主要的放射性系列：三个系列：钍系、铀系以及锕系，它们由天然产生的不稳定三个系列：钍系、铀系以及锕系，它们由天然产生的不稳定重核引起，这些重核元素的半衰期可与其元素年龄相比拟。重核引起，这些重核元素的半衰期可与其元素年龄相比拟。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。钍系、铀系、锕系衰变特征钍系、铀系、锕系衰变特征严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。根据公式根据公式(37),可得可得:)1

17、e(RbSrt8787因为衰变开始时因为衰变开始时,锶的数量不一定为零锶的数量不一定为零,所以所以:(318)1e(RbSrSrt8787087(319)严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。)1e(SrRbSrSrSrSrt86878687086878687Sr/Sr8687Sr/Rb86870Sr/Sr)1(te在锶的同位素中在锶的同位素中,除放射性除放射性Sr87之外。还有非放射性之外。还有非放射性Sr86,其数量不变。通常采用同位素之比其数量不变。通常采用同位素之比,即对即对(319)式的两端式的两端,分别除以分

18、别除以Sr86,则则:(320)式中 可用质谱仪测出来,可用化学方法测定出来。和 是两个未知数。一般使用同使用同龄直线法求解。龄直线法求解。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。用同龄直线法计算年龄用同龄直线法计算年龄,需要准确的斜率。通常采用最小二需要准确的斜率。通常采用最小二乘法乘法,以便减小误差。同龄直线法又称等时线法以便减小误差。同龄直线法又称等时线法,不仅在铷不仅在铷锶法锶法,而且在钾而且在钾氩法和铅法中氩法和铅法中,也得到广泛应用。也得到广泛应用。铷铷锶法的优点是衰变元素是固体锶法的优点是衰变元素是固体,不易

19、丢失；缺点是锶在不易丢失；缺点是锶在地壳中的含量低。该法适用于测定古老岩石年龄和陨石年龄地壳中的含量低。该法适用于测定古老岩石年龄和陨石年龄。86870Sr/Sr在同一岩浆分异出来的一套岩石在同一岩浆分异出来的一套岩石中：中：和和 的值可的值可能不同。能不同。8687Sr/Rb但但 和和 的比的比值值,能很好地满足能很好地满足(320)式所示式所示的线性关系，因此的线性关系，因此,若把这些比若把这些比值点在一张直角坐标图上值点在一张直角坐标图上,应该应该成一条直线成一条直线,称为称为同龄直线。同龄直线。截截距为距为 ,斜率为斜率为 。8687/SrSr8687Sr/Rb86870/SrSr)1

20、e(t严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。:钾的衰变有两种方式：钾的衰变有两种方式：K40+eAr40+X射线射线 K40Ca40+上式表示上式表示K40可以通过俘获可以通过俘获k轨道上的一个电子轨道上的一个电子,衰变成衰变成Ar40；也可以通过也可以通过 衰变衰变,衰变成衰变成Ca40。这两个分支在自然界中都存。这两个分支在自然界中都存在在,但是但是,由于矿物中由于矿物中Ca的来源很多的来源很多,不易区分出有多少不易区分出有多少Ca是是来源于放射性衰变来源于放射性衰变,所以一般不用钾所以一般不用钾钙分支测定年龄钙分支

21、测定年龄,而用而用钾钾氩分支。氩分支。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。(续）续）:由于两个分支同时存在由于两个分支同时存在,既使采用钾既使采用钾氩分支氩分支,也要考虑钾也要考虑钾钙分支的影响钙分支的影响,这种影响主要表现在：所测出的钾是两个分这种影响主要表现在：所测出的钾是两个分支衰变后的剩余钾支衰变后的剩余钾,需要从中计算出钾需要从中计算出钾氩分支的那一部分；氩分支的那一部分；而且而且,因为钾的衰变有两个方式因为钾的衰变有两个方式,衰变常数就不应当是一个衰变常数就不应当是一个,而而是两个之和。因此是两个之和。因此

22、,年龄计算基本公式年龄计算基本公式(37)要改写成：要改写成：)KAr1ln(1t4040eee式中e、分别为钾氩和钾钙分支的衰变常数,Ar40/K40为现在放射性氩与放射性钾的原子数目之比。当衰变只有一个分支时,则退化为(37)式。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。实际上实际上,氩的丢失和过剩氩的丢失和过剩是不容忽视的。引起氩丢失的主要是不容忽视的。引起氩丢失的主要因素是受热。据估计因素是受热。据估计,在常温下在常温下云母类矿物云母类矿物尚能保持封闭系尚能保持封闭系统统,在在100温度下温度下,就成为氩的开放系统就

23、成为氩的开放系统了。由于氩的严重了。由于氩的严重丢失丢失,将造成将造成钾钾氩年龄严重偏低氩年龄严重偏低。造成氩过剩的主要原因。造成氩过剩的主要原因是当地壳下部和上地幔的是当地壳下部和上地幔的岩浆运移上升岩浆运移上升时时,将那里的放射性将那里的放射性钾衰变而成的氩置于结晶或重结晶矿物中钾衰变而成的氩置于结晶或重结晶矿物中,携带到地面。携带到地面。过过剩氩剩氩的存在的存在,使钾使钾氩年龄可能氩年龄可能高高到不合理程度。但钾到不合理程度。但钾氩氩法也法也优点优点,主要是主要是含钾矿物较多含钾矿物较多,可以广泛使用；而且由于它可以广泛使用；而且由于它的的半衰期短半衰期短,可用来测定可用来测定较新较新(

24、如如1 105年年)矿物矿物的年龄。的年龄。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。铀和钍放射系衰变时铀和钍放射系衰变时,最后的稳定元素都是铅的同位素最后的稳定元素都是铅的同位素 U238Pb206+8He4 U235Pb207+7He4 Th232Pb208+6He4 这三个放射系都满足以上所说的条件这三个放射系都满足以上所说的条件,即式即式(33)可以化可以化简为式简为式(37)。如果矿物和岩石在形成时原来不含放射。如果矿物和岩石在形成时原来不含放射性来源的铅性来源的铅,则由现在所含的铀或钍与铅的比值则由现在所含的铀或

25、钍与铅的比值,就可以测就可以测出矿物自形成时到现在的时间出矿物自形成时到现在的时间,由式由式(37),可写出：可写出：严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。)1e(ThPb)1e(UPb)1e(UPbt232208t235207t238206232235238(322)严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。由上式中任何一式都可以求由上式中任何一式都可以求t。另一方法是用前二式相除。另一方法是用前二式相除,即即)1e(U)1e(UPbPbt235t2

26、38207206235238(323)式中两种铀同位素现在的比值是已知的式中两种铀同位素现在的比值是已知的,等于等于137.8。所以。所以由岩、矿所含铅同位素比值也可求由岩、矿所含铅同位素比值也可求t。应注意的是上式左。应注意的是上式左端是原子数目之比。若实测的是质量之比端是原子数目之比。若实测的是质量之比,则还应乘以原则还应乘以原子量之比。铀、钍在岩、矿中常是共生的子量之比。铀、钍在岩、矿中常是共生的,可彼此验证。可彼此验证。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。还可利用整合曲线法测年还可利用整合曲线法测年,将将(32

27、2)式改写为：式改写为：)1e(UPb)1e(UPbt235207t238206235238(324)每给一个每给一个t,可算出一对比值可算出一对比值Pb206/U238和和Pb207/U235。以。以Pb206/U238为纵坐标为纵坐标,相应的相应的Pb207/U235为横坐标为横坐标,得到的得到的理论曲线理论曲线,称为称为整合线整合线,如图如图32所示。所示。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。(续续)严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。(

28、续续)1e(PbUPbPbPbPbt2042382042060204206238)1e(PbUPbPbPbPbt2042352042070204207235如果在原始矿物中如果在原始矿物中,放射性产物和不是零放射性产物和不是零,可采与可采与铷铷锶法类似的同龄直线法。因为非放射性铅的数锶法类似的同龄直线法。因为非放射性铅的数量保持不变量保持不变,所以：所以：严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。(续续)2042060tt2382352042070204206tt238235204207PbPb)1e()1e(UUPbPbP

29、bPb)1e()1e(UUPbPb238235238235也可将上面两式相除也可将上面两式相除,得到：得到：上式中上式中U235/U238的是常数的是常数,它等于它等于0.00725,因此方括号内因此方括号内的数值皆为常数。从而可由直线斜率求得年龄。这种方的数值皆为常数。从而可由直线斜率求得年龄。这种方法称为法称为铅铅铅法铅法,由于全部采用铅的同位素比值由于全部采用铅的同位素比值,可以可以消除消除许多误差许多误差,对研究地球年龄及其演化十分有利。对研究地球年龄及其演化十分有利。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。C14

30、是放射性的。大气中的是放射性的。大气中的C14一方面衰变一方面衰变,一方一方面又因宇宙线对大气的作用而得到补偿面又因宇宙线对大气的作用而得到补偿,大气中的大气中的C14含量保持稳定值，大气中含量保持稳定值，大气中CO2的的146C:126C1012。活着的动、植物从大气中吸收活着的动、植物从大气中吸收CO2，动物和人体食取，动物和人体食取植物，因而都有同样的植物，因而都有同样的14C:12C比值。比值。在生物死亡或在生物死亡或碳酸钙沉淀之后碳酸钙沉淀之后,循环即停止。这时所含的循环即停止。这时所含的C14得不到得不到补偿补偿,便由于衰变而减少；因此可以测定便由于衰变而减少；因此可以测定循环停止

31、循环停止的的时间。时间。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。C14衰变成衰变成N14,半衰期为半衰期为5720年年,只能用于测定较短只能用于测定较短的时间。这对于鉴定某些考古学或人类学中的重要的时间。这对于鉴定某些考古学或人类学中的重要事件的年代事件的年代,或确定某些近代的地质活动或确定某些近代的地质活动(如冰川的如冰川的进退进退,阶地的形成阶地的形成,海面升降海面升降,火山活动等火山活动等)的时间颇的时间颇为有用。为有用。C14法测龄的主要因难在于实验技术法测龄的主要因难在于实验技术,其中其中包括用于制样及纯化的高真

32、空系统和探测装置。目包括用于制样及纯化的高真空系统和探测装置。目前，应用前，应用小型气体正比计数器和加速器质谱仪小型气体正比计数器和加速器质谱仪，仅，仅需几需几mg到到100mg的碳样品即可完成年龄测定。的碳样品即可完成年龄测定。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。例：测得某古尸例：测得某古尸146C:126C比值为比值为0.51012，计算古尸，计算古尸的年代。的年代。解：解：146C0:126C=1012,而而 146C:126C=0.51012知：知：5.00NNteNN0代入代入 得：得：yrtt57202ln

33、2/1严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。动植物通过光合作用利用二氧化碳来补充活体，动植物通过光合作用利用二氧化碳来补充活体，14C在其活组织内是平衡的。在其活组织内是平衡的。当动植物死亡后，补充停止，当动植物死亡后，补充停止，14C开始衰变。开始衰变。直接应用衰变公式直接应用衰变公式（放射性测年原理放射性测年原理）半衰期为半衰期为5720年，只能用于年，只能用于1万年之内的事件测年。万年之内的事件测年。14C测年方法被广泛用于考古测年。测年方法被广泛用于考古测年。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制

34、度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。母原子核可自发或诱发地分裂成两或三部分，母原子核可自发或诱发地分裂成两或三部分，U238的的裂变产物是高能粒子裂变产物是高能粒子,在穿过晶体时在穿过晶体时,形成宽约形成宽约10nm的的损坏区。在损坏区内损坏区。在损坏区内,有长达有长达1100 m的的“径迹径迹”许许多条。径迹的疏密程度与放射性强弱有关。若已知径多条。径迹的疏密程度与放射性强弱有关。若已知径迹体密度迹体密度DF,则：则：)UD1ln(1t238FF其中F是裂变常

35、数,是包括裂变和衰变的总衰变常数。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。nUUtFiF)(21ln1238235实际上无法测量体密度DF,只能测量表面径迹密度F。采用热中子照射样品的办法,使其中U235受热中子作用发生裂变。这种诱生面密度用i表示。若取n为热中子通量,为热中子引起的裂变截面,则有：严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。上式所给的时间是U238自发裂变的年龄。对地球岩石,基本不存在U235的诱生裂变。但对于陨石等样品,宇宙线中子流引起

36、的诱生裂变是不可忽视的。样品加温到一定程度,径迹将消失。因此,径迹法测龄给出的是样品受最近一次热事件以来的时间。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。估计地球年龄的途径:寻找地球最古老岩石的年龄,作地球年龄的下限；利用同位素周期系的性质,估计地球元素的年龄,作为地球年龄的上限；在计算地球上各地质时期的矿物或岩石年龄的基础上,在一定地质构造学说的指导下,进行合理推测,得出可能的地球年龄；在计算陨石或月球样品年龄的

37、基础上,在一定地球起源学说的指导下,进行合理推测,得出地球年龄。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。地球年龄的下限岩石年龄:从地球起源得知,地球是从原始太阳星云演化而来的,如今所见到的地面岩石,是经过地球自身的“改造”得到的。地球上的岩石年龄表示其经历最后一次变质的年龄,因此,地球的年龄总不会小于地球上任何岩石的年龄。表34给出世界上若干地区的测定结果,大致在(3042)亿年之间,其中以澳大利亚芒特纳里尔的42亿年为最大。说明地球的年龄至少在42亿年以上。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及

38、时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。l 地球年龄的下限岩石年龄:世界上最古老岩石的年龄世界上最古老岩石的年龄 严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。在地球上最老的岩石在地球上最老的岩石 (1998)(1998)(Acasta(Acasta片麻岩，北加拿大片麻岩，北加拿大)-大約大約40.340.3亿亿年年 在地球上最老的鋯石在地球上最老的鋯石(zircons)(zircons)矿矿物物 (2001)(2001)(Jack Hills，西澳西澳大利亚大利亚)-大約大約44.4亿亿年年 严格执行突发事件上报制度、

39、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。由地球铅的演化过程推算地球年龄由地球铅的演化过程推算地球年龄:此方法在铅法测定原理的整合曲线法中做过介绍。19661968年我国珠峰考察所做的铅同位素年龄测定,外推地球年龄为(44.945.9)108年。由陨石铅的同位素比值推算地球年龄由陨石铅的同位素比值推算地球年龄:表35给出根据陨石所得铅同位素比值得到的年龄。表中a0=Pb206/Pb204,b0=Pb207/Pb204,c0=Pb208/Pb

40、204,表示原始铅的同位素成份。我国对1975年吉林陨石雨进行同位素年龄测定所得地球年龄也是(45.50.7)108年。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。陨石铅所得地球年龄陨石铅所得地球年龄 严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。含碳含碳球粒陨石球粒陨石铁陨石铁陨石严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。地球年龄测定与地球演化:地球年龄的估计地球年龄的估计严格执行突发事件上

41、报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。地球年龄测定与地球演化地球年龄测定与地球演化:tntup(或tFp)：地球形成之前，已经先有地球上的元素,尤其是地球上的重元素，其间经过大约45亿年时间。tuptFp：地球和陨石同时形成。tFptq：地球形成后，经过了复杂的地质变动。所得岩石年龄，充其量是最后一次变动至今的年龄。这个过程并未结束,因为这里的岩石年龄,只是最古老的岩石年龄。地球早期7亿年的历史是一个谜。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。远在放射性物质发现之前远

42、在放射性物质发现之前,地质学家就已经发明了比较地质学家就已经发明了比较系统地确定地层相对年龄的方法系统地确定地层相对年龄的方法,其中最主要的是其中最主要的是依据依据岩层的相对位置岩层的相对位置和它们所含有的和它们所含有的古生物化石古生物化石。相对年代的确定方法相对年代的确定方法:1.地层学方法地层学方法：沉积岩的原始沉积总是一层一层叠置起来的，它们存在着下伏沉积一定早于上覆沉积的相对新老关系。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。相对年代的确定方法相对年代的确定方法:2.古生物学方法：古生物学方法：生物演化是由简单到复杂

43、，由低级到高级，生物种属由少到多，而且这种演化和发展是不可逆的。因而，各地质时期所具有的生物种属、类别是不相同的。时代越老，所具有的生物类别越少，生物越低级，构造越简单；时代越新，所具有的生物类别越多，生物越高级，构造越复杂。因此，在时代较老的岩石中保存的生物化石相对较低级，构造较简单；而在时代较新的岩石中保存的生物化石相对较高级，构造较复杂。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。植物化石植物化石严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事

44、件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制

45、度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。+VVVVVVVVVXXXXXXPPJJEENN地质剖面图地质剖面图相对年代的确定方法相对年代的确定方法:3.构造地质学方法：构造地质学方法：地壳运动和岩浆活动的结果，地壳运动和岩浆活动的结果，使不同时代的岩层、岩体和构造出现彼此切割穿插使不同时代的岩层、岩体和构造出现彼此切割穿插关系，利用这些关系也可以确定岩层、岩

46、体和构造关系，利用这些关系也可以确定岩层、岩体和构造的形成先后的顺序。的形成先后的顺序。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。地质学研究中,把地质历史按不同的级别划分了不同的时间单位。由大到小分别是：宙、代、宙、代、纪、世纪、世。而在这些时间单位内形成的地层称为：宇、界、系、统。宇、界、系、统。级别级别 地质年代单位地质年代单位 年年代地层单位代地层单位大 宙 宇 代 界 纪 系 小 世 统严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。