銣–鍶法定年，根據放射性成因鍶–87與放射性銣–87的比值測定岩石、礦物和隕石形成年代的方法。
基本介紹
- 中文名：銣–鍶法定年
- 外文名：Rubidium strontium dating
銣有85Rb（占72.17％）和87Rb（占27.83％）兩個天然同位素，銣–87經β−衰變形成穩定的鍶–87。銣–鍶法定年是依據87Rb–87Sr衰變系統中87Rb隨時間衰減和87Sr*隨時間增長的規律而建立起來的。按照放射性衰變定律，年齡方程式可寫成：(1)式中87Sr/86Sr和87Rb/86Sr是樣品中相應核素現有原子數目的測定比值；(87Sr/86Sr)0是岩石或礦物形成時的鍶同位素初始比值（是與岩石或礦物年齡無關的非放射成因鍶，在年齡計算中需要扣除）；λ是銣–87的衰變常數；t是岩石或礦物形成事件的年齡。方程(1)計算出的是表面年齡。真實年齡必須滿足下列條件：①岩石或礦物形成後保持封閉系統，沒有發生銣、鍶及其同位素的丟失或獲得；②正確扣除初始鍶的同位素比值。為了解決初始鍶扣除中的不精確，特別是對於大多數岩石樣品實際上無法進行正確扣除的情況，更可靠的方法是採用等時線法定年。方程(1)表明，對於採集一套成因相同（同時形成並具有相同同位素初始比）的岩石樣品，假定形成後保持封閉系統，那么在87Rb/86Sr(x)–87Sr/86Sr(y)雙變數投影圖解上，數據點構成了一條直線，這條直線稱作等時線（見圖）。通常可以採用最小二乘法對數據點進行直線的擬合，得到與方程(1)形式完全相同的等時線方程y＝b＋mx。此時，等時線截距是岩石形成時的鍶同位素初始比值，即b＝(87Sr/86Sr)0，這是具有岩石成因意義的指紋參數；等時線的斜率m可用來計算岩石的年齡，即：(2)理想的等時線應確保數據點分布合理地沿直線散開，具體辦法是選擇一套具有不同Rb/Sr比值的樣品，特別是此比值儘可能大和儘可能小的兩個關鍵樣品。岩石等時線是指一套相同成因岩石構成的等時線，礦物等時線是指一個岩石樣品中幾種不同礦物和該岩石全岩一起構成的等時線。衡量等時線對樣品數據點擬合優劣的一個重要參數是MSWD（加權均方差），它也是用來判斷直線擬合是否在數據的分析誤差限度之內的參數。理想的情況下等時線的MSWD≤1.0，對於一般的數據來說MSWD≤2.5仍能接受為等時線。MSWD＞2.5的直線嚴格來說不是等時線，意味著數據的分散不能用實驗分析誤差來限定，構成等時線的假設條件不能得到滿足。適用於銣–鍶法定年的樣品：礦物主要有雲母、鉀長石和黏土礦物，岩石主要是酸性火成岩、變質岩和隕石。岩石全岩樣品定年一般採用等時線法。銣–87的半衰期接近500億年，適用於古老岩石和隕石樣品的定年，定年範圍通常為8 000萬年至46億年。
