銣鍶法同位素年齡測定

同位素地質測年方法之一。研究對象是火成岩中的斜長石和磷灰石，沉積岩中的磷酸鈣和磷灰石礦物。

基本介紹

• 中文名：銣鍶法同位素年齡測定
• 外文名：Rb-Sr isotopic age dating
• 學科：同位素地質年代學
• 類別：同位素地質測年方法之一

方法原理

自然界中，銣有兩種天然存在的同位素：⁸⁵Rb（72.1654%）和 ⁸⁷Rb（27.8346%）。

⁸⁷Rb是放射性的，可以衰變成放射性成因的 ⁸⁷Sr，半衰期為4.88×10¹⁰ 年。鍶有四種自然同位素： ⁸⁴Sr（0557%）、 ⁸⁶Sr（9.861%）、 ⁸⁷Sr（6.991%）和 ⁸⁸Sr（82.59%）。 ⁸⁷Sr的豐度通常可以測量，而且表達為一個比值： ⁸⁷Sr/ ⁸⁶Sr。在含銣的岩石或礦物中，這個 ⁸⁷Sr/ ⁸⁶Sr比值將隨時間而增加，與該物質的 ⁸⁷Rb/ ⁸⁶Sr值和流逝的時間成一個數量比。銣與鍶的地球化學習性相當不同，因為銣是一種鹼性元素，而鍶為一種鹼土（金屬）元素。因此，不同物質具有極為不同的⁸⁷Rb/⁸⁶Sr值，從碳酸鹽的小於0.01至雲母的超過100。

在一些條件下，儘管這個封閉體系的假設前提未得到滿足，Rb-Sr等時線年代測定法也可能提供有用的信息。如果所測定的體系在一個較短的地質時期，已變成對銣或鍶“開放的”，或許與一種特定的地質事件有關（比如局部熱事件），則Rb-Sr時鐘就會重新設定，而這種等時線方法就可以用於測定這次事件的年齡，而不是樣品的原始形成年齡。

分析要求與套用

從原理上講，有幾種黏土礦物是可以用銣鍶法進行年齡測定的。大多數已經發表的Rb—Sr數據是用海綠石做出的。利用高靈敏的電磁分離儀可以容易地將海綠石從砂岩中分離出來。隨著高靈敏度質譜儀的發展，現在可以選取單個的礦物顆粒進行年代的測定。火成岩中鍶的主要載體是斜長石和磷灰石，沉積岩中鍶的主要載體是碳酸鈣（特別是霰石）和磷灰石，可以用單礦物分析、測定。

在理想的條件下，來自相同樣品生物成因的海相碳酸鹽，也可以做此項分析。

銣鍶法測年已經廣泛套用在比較古老地層的年代測定領域，目前國內外多在海相碳酸鹽岩的測年研究中採用此法。但是，由於銣同位素的檢測條件、實驗室淨化條件等要求相當高，且所分析樣品易受熱事件的影響，所以在確定岩石年代時應綜合分析。