的重要性锆石在铀铅年代测定中
锆石矿物为铀铅定年增添了三个基本优势。首先,它的水晶结构允许少量的四价铀替代锆,但不允许大量的四价铀效率铅的掺入。(可以说,一个人从一个空盒子开始。)其次,锆石一旦形成,就具有极强的抗变化能力,并且具有有史以来最高的阻塞温度。最后,除了少数可预测的例外,锆石只能在液态岩石中生长或再生长,或在再次加热以接近锆石的固态岩石中生长或再生长熔点.结合所有这些属性,通常可以测量同一颗粒的不同部分或同一岩石的不同选定颗粒的结晶时间和第二次熔化时间。当然,如此高的阻塞温度也有其缺点。当寻找结晶年龄时,继承的岩心可能会给出一个混合的假年龄。因此,对三种或三种以上的晶粒类型或晶粒的部分进行分析,以确定只有一个年代的材料存在。
铀-铅法测定锆石结果的经验显示出一种有趣的结果悖论.如果在较低的表面温度下停留较长的地质时间,晶体内的放射性会破坏晶格结构,而在较高的温度下,这一过程是自我退火。事实上,当用x射线方法检查时,一些锆石没有可检测到的结构,这表明至少25%的初始原子已经被转移辐射损伤.在这些条件下,低温事件甚至不足以重置钾-氩系统(见下文钾氩方法)会导致铅在某些谷物中丢失。这不是巧合,当标准最终找到了和谐的颗粒,这些颗粒也被发现是铀含量最低和相关辐射损害最低的颗粒。
考虑到两个相关的铀-铅父子系统,有可能同时确定最初或主要岩石形成事件的时间和主要再加热事件或次要事件的时间。矿物中的铀-铅同位素榍石(CaTiSiO5)来自一系列具有共同地质特征的岩石历史可以画在康科迪亚图上。根据颜色可区分的新钛矿可能在同一块岩石中形成,而较老的部分复位钛矿仍然存在。地质年代学家可以通过绘制样品中铅与铀的比例,将最近由于某些干扰事件(如岩石的再加热)造成的铅损失与正常的铅损失率分开。一条新的线,不和谐线,将沿着一条不同的线轨迹但它会在两个地方拦截协和号。上面的截距将表示主要岩石形成事件的时间,而下面的截距将表示再加热事件的时间。
铀铅定年依赖于分离出非常高质量的颗粒或矿物颗粒的部分,这些颗粒极其罕见,但仍然存在于大多数火成岩、变质岩和岩石中沉积岩单位。收集重达10至50公斤(22至110磅)的样品,粉碎,研磨成细沙,并在此基础上分离出各种矿物质比重、晶粒尺寸和磁性能。所使用的矿物在野外是不可见的,但它们的存在是可能的推断出很容易识别的主要矿物。
改进的铀-铅锆石技术最有趣的应用之一是它能够从提取的单个颗粒中获得几乎一致的结果砂岩.这是可能的,因为锆石在化学上是惰性的,在风化过程中不会受到干扰,因为直径约为人类头发丝厚度的单个颗粒含有足够的铀和铅,可以在最先进的实验室进行分析。在一个样本中,人们确定了一种砂岩,它位于该省的大部分地区新斯科舍可能最初是在加拿大海岸沉积的北非并在大陆的开放之前大西洋.这是因为观察到的年龄发生在北非,而在非洲常见的年龄北美是缺席.
另一个样本,来自苏格兰北部一条大河沉积的砂岩,肯定来自大陆岩石,这些岩石的年龄是由单个沙粒确定的年龄来表示的。在这种情况下,产生沙子的大陆已经移动了,因为大陆漂移但它可以通过测量的年龄来识别。