等时线法

许多放射性年代测定方法都是以微量添加子产物为基础的岩石或者矿物中已经存在相当数量的女儿型同位素。这些同位素不是来自放射性衰变而在制度形成的过程中反而形成了原始的创造元素.在这种情况下,将母同位素和子同位素的丰度根据初始背景子同位素的丰度给出的形式来呈现数据是一个很大的优势。的增量然后,子类型的添加可以按母原子丰度的比例来观察。用数学术语来说,实现方法如下。它已经被证明了方程7-放射性衰变产生的子原子的数量D*可能与剩余的父原子数有关P通过简单的表达式:

方程。

当一些子原子最初出现时(指定D0),即总数D是放射成因原子和初始原子的和,是这样吗

方程。

为了建立父元素和子元素丰度都应该相对于初始背景(稳定同位素)的条件年代可以选择子元素的值,并将其分为这个方程的所有部分;因此,

方程。

这个方程有这样的形式yb+x,这是一条直线上x- - - - - -y坐标。的等于(eλt−1),截距等于(D/年代0.这一项叫做初始项.坡度与系统的地质年龄成正比。

在实践中,等时线方法有很多固有的的优势。当一个单一的液态岩石结晶时,父母和女儿元素可以分离,以便同位素数据一旦凝固,就可以确定一系列时间点,可以沿着反映初始子元素的共同值的水平线绘制同位素比(D/年代0.随着时间的推移,每一个都将根据亲本的数量发展出额外的子丰度。如果分析了一些样本,结果显示在误差范围内定义了一条直线,那么就可以定义一个精确的年龄,因为只有当每个样本都是一个封闭系统,并且每个样本都具有相同的初始比率和年龄时,这才有可能。的不确定性在确定斜率时,由于它是由许多点定义的,所以斜率减小了。这种方法的第二个优点是在高温条件下子同位素可能从宿主矿物中逸出。在这种情况下,只要它们留在岩石中,仍然可以获得有效的年龄。如果点图在该线以下,则可能表明某一特定样品对年代元素的迁移是开放的,或者该样品在岩石凝固时受到污染并位于等时线以下。

铷锶(Rb-Sr)测年是第一个广泛应用全岩等时线法的技术。某些在表面迅速冷却的岩石被发现具有精确定义的线性等时线,但许多其他岩石则没有。一些研究表明两者都很机动吗液体迁移在岩石冷却的过程中穿过岩石,在岩石发生化学反应时进入流体中风化.类似的研究表明-(Sm-Nd)父子对更能抵抗二次迁移,但在这种情况下,母体同位素丰度的充分初始扩散难以实现。

分离分析矿物质

当一个火成岩结晶,种类繁多的主要和跟踪矿物质可形成,每一种集中某些元素和放射性微量元素在岩石.通过仔细选择,某些含有少量或不含子元素而含有丰富母元素的矿物可以被分析出来。在这种情况下,可以建立一个图形,其中直线的斜率可以从初始比率的假设值计算出来,并且通常可以表明与此假设相关的不确定性可以忽略不计。这是可能的钾氩(K-Ar)测年例如,因为大多数矿物质不吸收进入他们的结构。在铷锶约会云母排除当它们形成但接受大量铷时。在铀铅(U-Pb)日期锆石,锆石几乎完全排除了初始铅。矿物也是一种可预测的化学物质化合物这可以证明在特定的温度下形成,如果岩石被重新加热或改变,则在特定的温度下保持封闭。另一方面,一块岩石可能含有在不同条件下不止一次形成的矿物质。在这种情况下,对某些矿物的分离和分析可以表明这些条件是在什么时候出现的。如果一种简单的矿物广泛存在于地质记录,这种方法更有测年价值,因为用同样的方法可以测量更多的年龄单位并进行比较。但是,如果是一对单亲母女那就是有义务的为了精确分析,可以测量各种矿物,各种岩石类型的年龄可以通过单一方法确定,而不需要相互校准。在某些情况下,一个罕见的发现微量矿物元素,这是一项重大突破,因为它可以用以前不可测定的单位来确定精确的年龄。例如,矿物斜锆石,一个氧化(ZrO2)和锆石(CaZrTi2O7),已显示在本港以少量的量广泛存在镁铁质火成岩(即主要由一种或多种铁镁质,深色矿物组成的)。在这里,单一的铀铅同位素分析可以提供比采用涉及许多分析的全岩石等时线方法更精确的年龄。当对单个矿物进行分析时,每一粒矿物都可以在一个模型下进行研究显微镜在强烈的侧光下,这样改动或不完美就可以被显示和排除。如果用矿物来测定年代,对年龄的必要检查是通过分析来自多个地点的样品,以及分析对扰动事件有不同反应的不同粒度或矿物类型来实现的。可以说,矿物提供了很高的样品度完整性根据在各种地质条件下的大量调查所获得的经验,这是可以预测的。理想的矿物是有足够的父矿和子矿同位素精确地测量,是化学惰性的,含有很少或没有显著的初始子同位素,并保留子产物在尽可能高的温度。一种特定的可确定年代的矿物金红石,这可以联系到一个特定的事件,如形成一个矿床,尤其重要。