地球的年龄和地质年代--绝对年龄及地质年代表

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圭亚那奥陶世放射性元素地层单位地质年代表杂谈 |
分类: 地球科学 |
地球的年龄和地质年代
绝对年龄及地质年代表
放射性元素在放射出各种射线(例如,α、β或γ射线)的同时,会变成另一种元素,放射性元素有固有的衰变速度,不受物理或化学条件的变化而改变。衰变前的元素称为母体(parent element),衰变后的元素称为子体(daughter element),在一个封闭体系内,随时间的迁移,母体含量逐渐减少,子体含量则逐渐增加,如果测定出母体、子体元素的含量以及衰变速度,就可以计算出该封闭体系(例如矿物)形成至今的年龄。
依据实际情况,可以分别选用三者中的两者,N和D均可以在实验室中测定。实际工作中,经常测量同一对象的不同样品(例如一个岩体不同部位的全岩样品),或测量同一样品中的不同矿物(例如钾长石、黑云母、白云母等),得到一组N和D,用方程(2-5或2-6)拟合,因为样品有着相同的t,所以均为直线,其中斜率与t相关,斜率越大,t越大,反之亦然。用拟合所得的斜率求出t,该法称等时线法,所得年龄为等时线年龄。对方程(2-6),不但可以得到斜率和年龄,而且可以求出截距(初始值)D0。
半衰期(T1/2)、衰变常数(λ)与平均寿命(τ)的关系为:
一般而言,较老年龄采用半衰期较长的元素,较新年龄采用半衰期较短的元素。
目前所地球上所获得的最老岩石年龄为41.3±1.7亿年(南美洲圭亚那角闪岩)。有趣的是,通过对地球上所发现的各种陨石的年龄测定,无论石陨石还是铁陨石,无论何时落入地球,都具有相同的年龄,大致在46亿年左右,甚至月球上岩石年龄的最大值也为46亿年,从太阳系天体形成的同时性推论,地球的形成年龄也约为46亿年。
地质年代表
可以说,地层层序律建立了岩性地层,生物层序律建立了生物地层,而放射性同位素则建立了年代地层,而三者的结合,最终建立起世界上通用的地质年代表。
地质年代表中分为两套单位,一是时间单位,二是空间单位,时空相互对应。时间单位(也即地质年代单位,Geologic time
unit)从大到小为:宙(eon)、代(era)、纪(period)、世(epoch);空间单位(也即年代地层单位,time
stratigraphic
unit)从大到小为:宇(eonothem)、界(erathem)、系(system)、统(series)。
地质年代单位:
宙(eon)
代(era)
纪(period)
世(epoch)
值得注意的是,年代地层单位虽然具有空间意义,但也同时具有时间的含义。地质年代单位用早、中、晚进一步划分,年代地层单位用下、中、上进一步划分,两者必须对应,如表。
相 对 年 代 |
同位素年龄(Ma) (底界) |
生物 |
|||||
宙(宇) |
代(界) |
纪(系) |
世(统) |
植物 |
动物 |
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显 生 宙 (宇) PH |
新 生 代 (界) Kz |
第四纪(系)Q |
全新世(统)Qh 更新世(统)Qp |
2.48(1.81) |
被 子 植 物 |
哺 乳 动 物 |
|
新近纪(系)N |
上新世(统)N2 中新世(统) N1 |
23.03 |
|||||
古近纪(系)E |
渐新世(统) E3 始新世(统) E2 古新世(统) E1 |
65.5 |
|||||
中 生 代 (界) Mz |
白垩纪(系)K |
晚(上)白垩世(统)K2 早(下)白垩世(统)K1 |
145.5 |
裸 子 植 物 |
爬 行 动 物 (恐龙) |
||
侏罗纪(系)J |
晚(上)侏罗世(统)J3 中(中)侏罗世(统)J2 早(下)侏罗世(统)J1 |
199.6 |
|||||
三叠纪(系)T |
晚(上)三叠世(统)T3 中(中)三叠世(统)T2 早(下)三叠世(统)T1 |
251.0 |
|||||
古 生 代 (界) Pz |
晚(上) 古生 代(界) Pz2 |
二叠纪(系)P |
晚(上)二叠世(统)P2 早(下)二叠世(统)P1 |
299.0 |
孢 子 植 物 |
古爬行动 物 |
|
石炭纪(系)C |
晚(上)石炭世(统)C2 早(下)石炭世(统)C1 |
359.2 |
两栖 动物 |
||||
泥盆纪(系)D |
晚(上)泥盆世(统)D3 中(中)泥盆世(统)D2 早(下)泥盆世(统)D1 |
416.0 |
鱼类 |
||||
显 生 宙 (宇) PH |
古 生 代 (界) Pz |
早(下) 古生 代(界) Pz1 |
志留纪(系)S |
晚(上)志留世(统)S3 中(中)志留世(统)S2 早(下)志留世(统)S1 |
443.7 |
孢 子 植 物 |
无 脊 椎 动 物 |
奥陶纪(系)O |
晚(上)奥陶世(统)O3 中(中)奥陶世(统)O2 早(下)奥陶世(统)O1 |
488.3 |
藻 类 |
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寒武纪(系) Є |
芙蓉世(统) Є 3 第三世(统) Є 2 第二世(统) Є 1 第一世(统) Є 1 |
542.0 |
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元 古 宙 (宇) PT |
新元古代 (界)Pt3 |
震旦纪(系)Z |
晚(上)震旦世(统)Z2 早(下)震旦世(统)Z1 |
800 |
菌 藻 类 |
|
|
|
|
1000 |
|||||
中元古代 (界)Pt2 |
蓟县”纪” (“系”)Jx
|
|
1400 |
||||
长城”纪” (“系”)Chc |
|
1600 |
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古元古代(界)Pt1 |
|
|
2500 |
||||
太古宙(宇)AR |
|
|
|
3800 |
|
|
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冥古宙(宇)HD |
|
|
|
4600 |
|
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(据国际地层委员会,2006,其中新近纪和第四纪按中国的划分方案)