一种基于热分析测定地质年代的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于地质测年技术领域，具体设及一种基于热分析测定地质年代的方法。
【背景技术】
[0002] 磯灰石扣-Th)Afe同位素测年技术是近年来快速发展起来的测年技术。目前该 方法已被广泛应用于浅表地壳的剥蚀研究、近地表物质的测年研究和低温段地质热历史研 究。该测年法中最重要的工作之一是准确测定被测定矿物中 238u、232化、i"Sm和4He同位素 的含量，中子活化分析测定 238U、2叫h、i"Sm同位素含量是比较成熟的方法之一，而氮同位素 是气体，其测量的难度比较大。因此，如何准确测定矿物中 4He同位素的含量成为扣-Th)/ 化同位素测年技术的关键。国外有的研究机构已经建立了相关实验室，国内虽有几家做过 尝试，但终因实验比较复杂，要求精密而未见数据报道。
[0003] 扣-化)/化同位素定年法的基本公式是
[0004] W'战=8 -1) +7 7V…[,(6义-'-1) +6 W:'!押(6如-1) +1~"扣(6如7( -1) (1)
[000引其中W化，W",u，，W!,;巧和W|,'S分别表示每克样品中238口、 235口、232化和 l"Sm的原子核个数；A 238,人23日，入232和入147是j38U严U，232化和l"Sm原子核a衰变常数；t 表示扣-Th) Ale同位素定年法所测样品的地质年代。
[000引在公式中^ 238, ^ 235, ^ 232和A 147是有定值的已知量，若用实验测出某种地质样品 W叫,，了，，和W…，含量，已知它的地质年龄t，由该公式便可W算出每克样品中 应含的4化原子核个数。
[0007] Durango磯灰石是一种产于墨西哥，由于用多种方法测得的地质年龄基本一 致（为31.4±0.5Ma)，国际上经常将其推荐为标准地质样品使用。我国学者中国地质 科学院地质研究所张彦，陈文等2011年测出Durango磯灰石样品的 238U，232化和i"Sm 同位素含量平均值分别为13.612yg/g，265. 555 yg/g和30.99 yg/g，由此可计算出 二3.4'13025X10'i;n/g，,V::,二2.''1949r)3Xl〇i-n/g(235U含量为 238U的 1/138)， 八/:=6. 890691XKVVg和W…S二 1. 2691 14XlO'Wg。将该四个值W及t= 31. 4Ma代入扣-Th/He)同位素定年法的基本公式，可W算出八巧3670XKVWg，该是由 Dorango磯灰石标准样推荐年龄算出来的理论值.
[0008] 由扣-Th)Afe同位素定年法相关技术还可W直接测出该样品Wyp的实际含量，中 国地质科学院地质研究所张彦，陈文等2011年实际测量值为V ,/ =7. 508M'1Xl〇i5n/g.
[0009] 对比理论值和实测值可见二者之差为3%左右。由此可见在长达31.4^fa地质年龄 期间，轴、社和衫发生a衰变产生的 4He个数仍然保存在Durango磯灰石中，损失很小。磯 灰石中4化个数和它的核径迹条数是一一对应的，通过热分析法测量核径迹数，将其应用到 扣-化)/化同位素定年法中是可行的。目前还没有基于热分析测定地质年代的方法出现。
【发明内容】
[0010] 为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于热分析测定地质 年代的方法，简单实用。
[0011] 为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：
[0012] 一种基于热分析测定地质年代的方法，包括W下步骤：
[0013] 1)参照样品的选定和置备：
[0014] 1. 1)选定和待测样品同一类矿物的国际标准地质样品或非国际标准地质样品作 为参照样品，如果选择非国际标准地质样品，其已知地质年代必须可靠；
[00巧]1. 2)测出该参照样品238U、232化和i"Sm同位素含量的平均值，算出Ww。、 。、Wwn和W…S的数值，将该四个值W及该参照样品的地质年龄t代入（1)式计算出 该参照样品的
[0016]
【主权项】
1. 一种基于热分析测定地质年代的方法，其特征在于，包括以下步骤： 1) 参照样品的选定和置备： 1. 1)选定和待测样品同一类矿物的国际标准地质样品或非国际标准地质样品作为参 照样品，如果选择非国际标准地质样品，其已知地质年代必须可靠； 1. 2)测出该参照样品238U、232Th和147Sm同位素含量的平均值，算出I u、、Ira 和的数值，将这四个值以及该参照样品的地质年龄t代入（1)式计算出该参照样品的
其中和分别表示每克样品中U35u严Th和H7Sm的原子核 个数；λ 238, λ 235, λ 232和 λ 147是 238U，235U，232Th 和 147Sm原子核 α 衰变常数；t 表示（U-Th)/ He同位素定年法所测样品的地质年代； 1. 3)用差示扫描量热仪测出参照样品等温DSC曲线，测出其单位质量放出的退火质量 (?，用如下公式算出参照样品平均每个α离子核径迹放出的退火热量q，
2) 热分析法测定地质年代待测样品的处理以及地质年代的计算： 2. 1)用中子活化分析或者其他分析手段测量出待测样品中铀、钍和钐的含量，计算出 N.''v、Nikn 和 N'" s ' 2. 2)将待测样品用差示扫描量热仪作等温DSC曲线，测出其单位质量放出的退火热量 Q待； 2.3) 用下式计算出待测样品单位质量中核径迹数：
2.4) 将待测样品中计算出的％4和夂^，以及（3)式中求出的待代入Q) 式，计算出待测样品的地质年龄t。
2. 根据权利要求1所述的一种基于热分析测定地质年代的方法，其特征在于：所述的 待测样品和参照样品所经历地质环境相近。
3. 根据权利要求1所述的一种基于热分析测定地质年代的方法，其特征在于：所述的 步骤2. 3)所使用的差示扫描量热仪与步骤1. 3)所用的差示扫描量热仪相同，测试和作条 件相同。
【专利摘要】一种基于热分析测定地质年代的方法，先选定参照样品，测出参照样品238U、232Th和147Sm同位素含量的平均值，算出和的数值，计算出参照样品的标，用差示扫描量热仪作出参照样品等温DSC曲线，测出其单位质量放出的退火质量，算出参照样品平均每个α离子核径迹放出的退火热量，后测量出待测样品中铀、钍和钐的含量，计算出和，将待测样品用差示扫描量热仪作等温DSC曲线，测出退火热量，计算出待测样品单位质量中核径迹数，最后计算出待测样品的地质年龄t，待测样品和参照样品所经历地质环境相近，本发明用测热代替了测氦,简单实用。
【IPC分类】G06F19-00, G01N33-24
【公开号】CN104749346
【申请号】CN201510151509
【发明人】杨铜锁, 史永谦, 李义国, 王永仓, 张建祥, 李险峰
【申请人】西京学院
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年4月1日