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相对精确研究定年的方法

发布时间:2022-08-17 03:31:28

1. 考古新技术除了放射性碳定年法还有哪些方法

1、利用陶瓷科技考古

我国陶瓷科技考古的主要动向有:利用X射线吸收近边结构谱(XANES)等方法探讨呈色元素的价态,从物理层次探讨釉、彩的呈色机制;明清时期斗彩、五彩、粉彩、珐琅彩等制作工艺;基于海上丝绸之路的中西方陶瓷研究等。

2、利用冶金科技考古

我国冶金技术当为独立起源,而在此之后受到西亚的影响,也是不争的事实。值得指出的是,最近在上海光源,采用X射线荧光面扫描分析,发现姜寨黄铜片不同区域的锌含量差异显着,而铅元素呈零星点状分布,其特征与固态还原法制备的黄铜完全相同,从而证明先民在使用天然金属与发明金属铸造之间,都曾采用热煅法或固体还原法冶炼金属。中国最早人工冶炼金属的年代与西亚相近,其冶炼金属为黄铜,不同于西亚的砷铜和红铜——这一事实有力地支持了中国冶金起源的本土说。

3、利用环境考古

揭示古代人类所处的自然环境,探索人类社会发展与所处自然环境的相互关系,即为环境考古。我国环境考古的累累硕果中,最令人震撼而难以忘却的,莫过于夏正楷教授等关于喇家遗址的探讨。4000年前,地震、山洪和洪水给喇家先民毁灭性打击的凄惨场景,借助于他们的研究,居然能够再现于我们眼前。近年来,莫多闻教授等从多个角度综合分析了我国不同地区的古代环境,并从环境角度论述了新石器晚期以来,我国中原地区成为华夏文化中心的原因。

4、利用农业科技考古

着名考古学家严文明十分关心我国农业考古的研究,他不仅从理论上对我国稻作农业起源作了有益的探讨,而且还利用他的国际影响,于20世纪90年代促成了“中美农业考古队”的组建,并开展了仙人洞和吊桶环遗址的发掘,有力地推动了我国农业考古的研究。

(1)相对精确研究定年的方法扩展阅读:

放射性同位素C-14的应用 自然界中碳元素有三种同位素,即稳定同位素12C、13C和放射性同位素14C,14C的半衰期为5730年,14C的应用主要有两个方面:一是在考古学中测定生物死亡年代,即放射性测年法;二是以14C标记化合物为示踪剂,探索化学和生命。

考古学,即考究古代的学科,属于人文科学,在中国是历史学的分支,而世界其他国家则多从属于人类学。考古学旨在根据古代人类各种活动遗留下来的物质资料,以研究人类古代社会的历史。

2. 二,相对年代的确定方法有哪些,分别定义第四纪气候与冰川活动的特点是什么

相对地质年代的确定有三种方法:(1)地层学方法(地层层序律)、(2)古生物学方法(化石层序律)、(3)构造地质学方法(切割律)。
另一种为同位素地质年龄,即利用岩石中某些放射性元素的蜕变规律,以年为单位来测算岩石形成的年龄,也称绝对地质年代确认法。
第四纪气候与冰川活动的基本特点 :
1、以全球性变冷为最突出特征,表现为冰川作用的盛衰和气候带的移动,冰期和间冰期更替频繁。
2、第四季气候变化的主导因素是温度降低,温度下降的幅度誉与纬度和海拔高度相关。冰期时,高纬地区温度降低最大,中纬地带的气候比现在低8℃到12℃低纬地区最小。在相同纬度地区,大陆性气候区纬度下降值大,海洋性气候区下降值小。
3、冰期时,北半球有三个主要大陆冰盖中心: ①欧洲斯堪的纳维亚冰盖,向南延伸至47°N,冰层厚度1000米,分布面 积广。 ②格陵兰与北美冰盖,延伸到48°N,平均厚度达1000米,中心达3500 米。 ③ 西伯利亚冰盖,分布在北极圈附近,最南界60°N - 70°N。
4、第四纪气候呈现了波动式周期性变化,在没有受到冰期进退直接影响的中低 纬地区,呈现了雨期和间雨期的特点。

3. 什么叫相对地质年代和绝对地质年代确定相对地质年代有那些方法

相对地质年代是指地层的生成顺序和相对的新老关系。它只表示地质历史的相对顺序和发展阶段,不表示各个地质时代单位的长短。在研究地球的演化历史或者地质过程时,有时候并不一定需要知道地质事件发生的准确时间,而只需要知道它们之间的先后顺序,这种只确定地质事件发生先后顺序的方法称为相对地质年代。在没有找到合适的定龄方法之前,地质学家采用的就是相对地质年代的方法来确定地质事件发生的先后顺序。这种相对地质年代学的方法至今仍然是地质学家研究地质过程的主要手段。
绝对地质年代指通过对岩石中放射性同位素含量的测定,根据其衰变规律而计算出该岩石的年龄。绝对地质年代是以绝对的天文单位“年”来表达地质时间的方法,绝对地质年代学可以用来确定地质事件发生、延续和结束的时间。在人类找到合适的定年方法之前,对地球的年龄和地质事件发生的时间更多含有估计的成分。诸如采用季节-气候法、沉积法、古生物法、海水含盐度法等,利用这些方法不同的学者会得到的不同的结果,和地球的实际年龄也有很大差别。目前较常见也较准确的测年方法是放射性同位素法。其中主要有U-Pb法、钾-氩法、氩-氩法、Rb-Sr法、 Sm-Nd法、碳法、裂变径迹法等,根据所测定地质体的情况和放射性同位素的不同半衰期选用合适的方法可以获得比较理想的结果。利用放射性同位素所获得的地球上最大的岩石年龄为45亿年,月岩年龄46-47亿年,陨石年龄在46-47亿年之间。因此,地球的年龄应在46亿年以上。在人类找到合适的定年方法之前,对地球的年龄和地质事件发生的时间更多含有估计的成分。诸如采用季节-气候法、沉积法、古生物法、海水含盐度法等,利用这些方法不同的学者会得到的不同的结果,和地球的实际年龄也有很大差别。目前较常见也较准确的测年方法是放射性同位素法。其中主要有U-Pb法、钾-氩法、氩-氩法、Rb-Sr法、 Sm-Nd法、碳法、裂变径迹法等,根据所测定地质体的情况和放射性同位素的不同半衰期选用合适的方法可以获得比较理想的结果。
相对地质年代的确定
确定相对年代,主要是根据岩层的叠复原理、生物群的演化规律和地质体(岩层、岩体、岩脉等)之间的切割关系这三个主要方面进行的。
叠复原理(law of superposition)
沉积岩的原始沉积总是一层一层的叠置起来,表现了下老上新的关系。遗憾的是,各地区的地层并非都是完整无缺,有的地区因地壳下降而接受沉积,另一些地区又因地壳上升而遭受剥蚀。在这种各地不统一的情况下,要建立大区域的或全球性的统一地层系统,就必须把各地零星的地层加以综合研究对比,最后综合出一个标准的地层顺序(或地层剖面),这种方法叫地层学法。它主要是研究岩石的性质。
生物群的演化规律(law of faunal succession)
除了利用岩性和岩层之间的叠复关系来解决岩层的相对新老外,人们发现保存在岩层中的生物化石群也有一种明确的可以确定的顺序。而且处在下部地层中的生物化石,有的在上部地层中也存在,有的则绝灭了但又出现一些新的种属。这充分说明,生物在演化发展过程中具有阶段性。而且在某一阶段中绝灭了的生物种属,不会在新的阶段中重新出现,这就是生物进化的不可逆性。因此,愈老的地层中所含的生物化石愈原始,愈低级;愈新的地层中所含生物化石愈先进,愈高级。这就是划分地层相对年代的生物群演化规律。这种方法叫古生物学法。
这里特别要指出的是,生物的存在与发展总是要适应随时间而变化的环境,所以在不同时代的地层中,往往有不同种属的生物化石。有趣的是,有些生物垂直分布很狭小(生存时间短),但水平分布却很广(分布面积大,数量多),这种生物化石对划分、对比地层的相对年代最有意义,称为标准化石(index fossil)。所以不论岩石的性质是否相同,相差地区何等遥远,只要所含的标准化石或化石群相同,它们的地质年代就是相同或大体相同的。
地质体之间的切割关系(law of dissection)
由于地壳运动、岩浆作用、沉积作用、剥蚀作用的发生,常常会出现地质体(岩层、岩体、岩脉)之间的彼此穿切现象。显然,被切割的岩层比切割的岩层老;被侵入的岩体比侵入的岩层或岩脉老。利用这种关系来确定岩层的相对地质年代,就叫构造地质学法。

4. 树木年轮法是考古学特有的测定年代的方法吗

定年是考古分析中的一个重要方面之一。在考古领域有许多断代测年方法,而树轮定年是最精确的一种定年方法,可以精确到年,甚至到某个季节。树轮年代学(Dendrochronology),也叫树轮定年(Tree–ring Dating),是对树木年轮年代序列的研究,科学的树轮年代学是美国的天文学者道格拉斯(Douglass)博士于二十世纪初研究建立起来的。他用树轮定年法测定了印第安人遗址中残留树木的树轮,明确了遗址的年代,于是这种方法在美国的史前年代学研究中得以确立。自从科学的树轮年代学建立以来,树轮年代学有了长足的发展。在建立长序列的年轮年表方面,许多国家已经建立了不同长度的年表,其中有两条长序列的年轮年表,一条是利用美国西南部考古遗址出土的木材样本,构建了这一地区的史前年代学框架,建立了上万年的刺果松(Pinus aristata)年轮年表,另一条是德国建立了不间断的可延续到整个全新世的10430年的栎树(Quercus)年轮年表。利用长序列年轮年表不但对新石器时代的遗存进行了定年,对古建、古美术的木材样本进行定年,而且对14C年代进行了校正,推测过去一些事件的年代,河流的改道,推测过去社会经济和文化状况,聚落的居住史和建筑史等。总之,在考古学领域,树轮年代学主要有两方面的作用,一方面是利用树木年轮分析判定过去人类文化遗存的年代,另一方面是对过去气候(包括温度、降水)和环境进行重建和研究。因此,为了尽快地建立长序列的年轮年表,有必要对树轮年代学的原理、分析方法和取样方法几个方面系统介绍,使考古工作者了解和掌握,以便取到比较理想的木材样本
望采纳!

5. 相对地质定年原理有那些

地质学表示时序的 方法有两种。一种为相对地质年代,即利用地层层序律、生物层序律以及切割律等来确定各 种地质事件发生的先后顺序;另一种为同位素地质年龄,即利用岩石中某些放射性元素的蜕 变规律,以年为单位来测算岩石形成的年龄,也称绝对地质年代。

相对地质年代的确定

(一)、相对年代(relative age)
即把各个地质历史时期形成的岩石以及包含在岩石中的生物组合,按先后顺序确定下来,展示出岩石的新老关系。因此,相对年代只能说明各地质事件发生的早晚,而没有绝对的数量关系。
确定相对年代,主要是根据岩层的叠复原理、生物群的演化规律和地质体(岩层、岩体、岩脉等)之间的切割关系这三个主要方面进行的。
叠复原理(law of superposition)
沉积岩的原始沉积总是一层一层的叠置起来,表现了下老上新的关系。遗憾的是,各地区的地层并非都是完整无缺,有的地区因地壳下降而接受沉积,另一些地区又因地壳上升而遭受剥蚀。在这种各地不统一的情况下,要建立大区域的或全球性的统一地层系统,就必须把各地零星的地层加以综合研究对比,最后综合出一个标准的地层顺序(或地层剖面),这种方法叫地层学法。它主要是研究岩石的性质。
生物群的演化规律(law of faunal succession)
除了利用岩性和岩层之间的叠复关系来解决岩层的相对新老外,人们发现保存在岩层中的生物化石群也有一种明确的可以确定的顺序。而且处在下部地层中的生物化石,有的在上部地层中也存在,有的则绝灭了但又出现一些新的种属。这充分说明,生物在演化发展过程中具有阶段性。而且在某一阶段中绝灭了的生物种属,不会在新的阶段中重新出现,这就是生物进化的不可逆性。因此,愈老的地层中所含的生物化石愈原始,愈低级;愈新的地层中所含生物化石愈先进,愈高级。这就是划分地层相对年代的生物群演化规律。这种方法叫古生物学法。
这里特别要指出的是,生物的存在与发展总是要适应随时间而变化的环境,所以在不同时代的地层中,往往有不同种属的生物化石。有趣的是,有些生物垂直分布很狭小(生存时间短),但水平分布却很广(分布面积大,数量多),这种生物化石对划分、对比地层的相对年代最有意义,称为标准化石(index fossil)。所以不论岩石的性质是否相同,相差地区何等遥远,只要所含的标准化石或化石群相同,它们的地质年代就是相同或大体相同的。
地质体之间的切割关系(law of dissection)
由于地壳运动、岩浆作用、沉积作用、剥蚀作用的发生,常常会出现地质体(岩层、岩体、岩脉)之间的彼此穿切现象。显然,被切割的岩层比切割的岩层老;被侵入的岩体比侵入的岩层或岩脉老。利用这种关系来确定岩层的相对地质年代,就叫构造地质学法(图4-1)。

6. 怎样用年轮还有树辨别方向

在我国,树木的年轮是南宽北窄。我国地处北半球,太阳光主要从南方照射过来,有利于树干南边木质部的形成,故年轮南宽北窄。
如果你把南边烧一下,年轮就会很密,甚至有重合,临水的方向总会比远水的方向年轮要稀疏一些,靠近山崖时,面对山崖的那一边就要比远离山岩的那一边年轮要密的多。如果遭到过破坏,被破坏的那一边年轮就会很密.肥力厚的那边年轮也会比肥力差的那一边要稀疏。
对于密林来说,树木稀疏的方位年轮就要稀疏,光照好的那一边年轮要比背阴的那一边稀疏的多,树林边缘朝外的那一面年轮稀疏,里面那一面就很密。如果一棵树,你整天去摩擦他的一边,那一边就会长得很慢,年轮也就会很密。
树轮定年可精确到季节:
年轮可以说是树木在生长过程中记载自己年龄的一种独特方式。提及树轮定年的奥秘,专家说:树木树干的形成层每年都有生长活动,形成早材和晚材,每一个年轮
的宽度包括当年的早材和晚材,多数温带树种一年形成一个年轮,因此年轮的数目就表示树龄的多少
年轮的宽窄则与相应生长年份的气候条件密切相关,在干旱年
份树木生长缓慢,年轮就窄;在湿润年份年轮就宽。同一气候区内同种树木的不同个体,在同一时期内年轮的宽窄变化规律是一致的,因此,树木的不同个体之间能
够交叉定年。
说到树轮定年相比其他定年方法的优势时,专家表示,树轮定年是最精确的一种定年方法,可以精确到年,甚至到某个季节。定年准确的长年表则可以用来推测过去社会经济和文化状况、贸易、艺术品的真伪、聚落的居住史和建筑史等,还用于气候重建、环境研究和碳十四校正。

7. 炭十四测年法可以精确到多少年

可测定 1000— 50000 年内的考古样品
断代测年技术----碳十四测年法

一、碳十四测年法

碳十四测年法又称放射性同位素(碳素)断代法,一般写作 14 C 。 14 C 断代方法由美国 芝加哥大学利比( Libby )教授于 1949 年提出。

1 、碳十四断代法的原理

自然界存在三种碳的同位素: 12C ( 98.9% ) , 13C (1.19%), 14C (10-10%) ,前两者 比较稳定,而 14C 属低能量的放射性元素。 14 C 的产生和衰变处于平衡状态,其半衰期 为 5730±40 年(现在仍使用 5568±30 年)。宇宙射线同地球大气发生作用产生了中子, 当热中子击中 14 N 发生核反应并与氧作用便产生了地球上的 14 C 。在大气环境中新生 14 C 很快与氧结合成 14 CO2 ,并与原来大气中 CO2 混合,参加自然界碳的交换循环。植 物通过光合作用吸收大气中的 CO2 ,动物又吃植物,因而所有生物都含有 14 C 。生物死 后,尸体分解将 14 C 带进土壤或大气中,大气又与海面接触,其中的 CO2 又与海水中溶 解的碳酸盐和 CO2 进行交换。可见凡是和大气中进行过直接、间接交换的含碳物质都含 14 C 。同时 14 C 又以 5730 年的半衰期衰变减小;加上碳在自然界的循环交换中相当快,使 得 14 C 在世界各地的水平值基本一致。如果生物体一旦死亡, 14 C 得不到补充,其中的 14 C 含量就按放射性衰变规律减少,经过 5730 年减少为原来的一半。因此可以计算出生 物与大气停止交换的年代 t ,即推算出生物死亡的年代。所以,一切死亡的生物体中的残 存有机物以及未经风化的骨片、贝壳等都可用 14 C 来测定年代。

要说明的是, 14 C 测年法基于几个假设条件之上: ① 假设大气中 14 C 的产生率不变。 地球上的交换碳近数万年来基本恒定,但 19 世纪后半叶工业活动的增加, 20 世纪原子弹 的爆炸形成的工业效应、原子弹效应,已减少了大气中 14 C 的含量。 ② 假定放射性衰变 规律不变,不受任何外界环境的影响,生物样品一旦死亡就停止与碳储存库进行自由交换。 半衰期最初为 5568 年,近年来推算应为 5730 年。但这个对研究影响不大。 ③ 地球上各 交换库中 14 C 的放射性比重不随时间、地点、物质种类而改变,这个假设经检验基本成立 。国际公认 14 C 测年中的 B 、 P 起算点是 1950 年(因为之后人工核爆炸产生的大量 14C 对大气影响很大), 1850—1950 年间的样品因工业化过程释放的 CO2 使得 14C 测年 数据稍偏老。

2 、碳十四断代法的优缺点

14C 断代法是目前最精确的测年方法,具有许多优点。( 1 )测量范围广,可测定 1000— 50000 年内的考古样品。( 2 )样品易得,凡是含碳的骨头、木质器具、焦炭木或其它无 机遗留物均可。( 3 )对样品要求不严,埋藏条件不要求,取样也很简单。尽管如此, 14 C 断代法仍存在一些问题。 ① 测量范围有限,受半衰期规律的限制,其最大可测年限不超 过四万年,而且样品年龄愈老,愈接近此极限值,测量误差愈大 。 ② 合适的样品难以采 集,要满足纯粹不受污染而且要求一定的重量。如古代样品在埋藏中易受到后代动植物腐烂 后的可溶碳化合物的污染;一些珍贵样品不能大量取样。 ③ 必须使用大量的样品,而且测 量时间较长。 ④ 因种种原因,过去大气中的 14 C 放射性水平不稳定、 14 C 粒子衰变本 身的波动性,那么用现代统一的 C 标准测定的年代不能等同于日历,只能是 14 C 年代, 现在这个问题已得到解决,即用树木年轮法校正。

3 、现状和应用

中国社会科学院考古研究所在碳 14 断代工作的成绩尤为突出,是全国同类实验室中建立时 间最长、公布数据最多的一个实验室。由于古陶瓷几乎不含碳,所以 14 C 断代法在古陶瓷 断代方面失去效用。

4 、加速器质谱碳十四测年方法

针对 14 C 测年法的局限性, 70 年代末加速器质谱碳十四计数法应运而生,以 1978 年在 罗切斯特大学召开的第一次国际加速器质谱会议为诞生标志。加速器质谱测年技术( AMS— —Accelerator Mass Spectrometry )与 14 C 年代法原理相同,只是以对碳十四原子计数 代替对 β 粒子的计数。 AMS 是加速器技术、质谱技术和探测鉴别技术的产物,具有一些 优点。首先 AMS 所需样品量少,一般 1-5 毫克就足够了,甚至 20-50μg 。其次,精确度 高,灵敏度可达 10-5 至 10-6 ,误差能达到不超过 0.3%±18 年。第三测定年代扩展到 7.5-10 万年。第四,测量时间短,一般几十分钟就可测试一个样品。 还有, AMS 不受环 境影响,不象 β 线计数要考虑宇宙光体。 AMS 14C 断代法自问世以来,广泛应用于考古 学、古人类学、地质学、物理学、天体物理学、环境科学、生物医学等领域。

AMS 超过 14 C 断代法对新石器时代完整年代序列的成就,因其取样少(加速器质谱仪为小 样品或含碳量极少的样品)给 14 C 分析带来了新的途径,甚至可以解决其他问题,诸如陶 器起源的追溯、人类祖先何时到达美洲、农业起源的时间等问题 。

8. 相对年龄测定法

相对年龄测定大部分都是建立在地层关系的基础之上的。相对年龄测定,研究被测定的第四纪事件或对象与第四纪地层之间的关系,以确定这些事件或对象与第四纪地层之间的相对年代。第四纪相对年龄测定与地层的关系分为四类:(1)被测定事件和对象与第四纪沉积物之间的时间关系,例如,被测定事件和对象,(如沉积物中所含的化石)可与沉积物是同时的,也可以先于或晚于沉积物;(2)含有和反映被测定的对象和事件的第四纪沉积物,与局部第四纪地层顺序之间的关系;(3)局部地层顺序与更广泛的第四纪地及顺序之间的对比关系;(4)各种被测定第四纪地质事件和对象本身之间的顺序

(一)动物群和植物群年龄的测定

动物群和植物群成分的变化,业已用来作为第四纪相对年龄测定的方法。虽然第四纪快速和大幅度的气候变化,对于动物群和植物群发展的影响是较大的(即动物群和植物群受气候变化的影响而变化颇大),但由于第四纪的时间短,年代学的精度要求较高,根据动物群和植物群对第四纪进行年龄测定,却仍然是困难的。

由于在第四纪中广泛地产出孢子,花粉,所以种用孢子、花粉分析的方法来测定第四纪的相对年代,是一种重要的方法。60年代以来,根据西北欧弗兰德利亚(Flandrian)泥炭和其他一些地区沉积物中的孢子、花粉分析,业已将弗兰德利亚泥炭形成时期分为一些孢子、花粉带。每一带都以一个特殊的森林树木组合作为标志(表12-1),形成了个孢粉地层顺序。这一顺序与Blyt-Sernander提出的气候顺序联合起来,形成了一种相对年代测定的植物学原理。这种原理认为,控制孢粉带顺序的一些因素(例如气候变化)在广大地区内具有同样的作用。因此,孢粉带在一定程度上可以认为是同步的。这种孢粉相对年龄测定法,在西欧以及西北欧以外的广大地区内,被用来研究植物历史、气候变化、堆积物的沉积历史和考古学之间的关系。弗兰德利亚时期的孢粉顺序现已用放射碳年代学加以确切地测定年龄。超过放射碳年龄测定范围(57000a)的一些第四纪沉积物,例如一些冰期和间冰期沉积物,孢粉分析仍然是一种首要的用来测定相对年龄和揭示植物历史的方法。

表12-1英国爱尔士迪文斯晚冰期和弗兰得里亚期的主要植物变化顺序

(据West年代)

(二)氟法

氟法运用于产生于砂和砾石层中的动物骨骼残骸的相对年龄测定。动物骨骼和牙齿,含有磷灰石(钙的磷酸盐)的成分。在动物骨骼和牙齿沉积于第四纪堆积物中后,吸收地下水中的氟以形成稳定的氟磷灰石,时间越长,骨骼和牙齿中的氟磷灰石的含量越大。所以,骨骼和牙齿中的氟磷酸盐的比例,可以被用来测定它们吸收氟的时间长度,即它们出现于堆积物中的时间长度。处于同样地下水条件之下的不同类型的沉积物,如果其骨骼和牙齿中的氟含量是类似的,则其年代也应当是大致相同的。同一类型但年代不相同的沉积物中的骨骼和牙齿的混合物中的氟含量和氟磷酸盐的比值,应当是不同的。动物骨骼较之牙齿更易于吸收地下水中的氟,所以,如动物的骨骼和牙齿的年代相同,骨骼中的氟含量较大于牙齿中的氟含量。因此,使用这种方法时,最好在同类骨骼或同类牙齿中进行测定。

(三)火山灰年代学

这是一种根据火山雨建立起来的年代学的方法。一次火山喷发在广大地区内产生火山灰沉积。所以,被保留在一个沉积顺序中(大陆或海洋沉积顺序)的火山灰层,常常可被用来作为标志层以进行大区域的第四纪地层的对比。例如,冰岛和其他许多地方的火山灰顺序,已被广泛地用来作为第四纪年代学的标志层,埋藏于第四纪堆积物剖面中的火山灰层和覆盖于地表的现代火山雨灰,已在许多地区测定了年龄。这些测定,对确定第四纪堆积物的年代,起着很大的作用。

(四)古地磁年代学

地磁场的参数,如极性、偏斜和倾斜等,在时间过程中是变化的。许多岩石和矿物,包括火成岩和沉积岩中可被磁化的矿物,在其形成时或在其形成以后的短时期内,被地磁场所磁化获得的磁性,被保留在岩石中,叫做剩磁。在岩石中的这种自然剩磁是可以测定的。这种方法有许多误差的来源,包括在原始磁化时的自身倒转、在原始磁化之后的缓慢磁化以及在化学蜕化时遗留下来的磁性变化,诸如在风化作用时,赤铁矿的形成等等。尽管如此,古地磁分析的结果,却可以形成一个岩石顺序的古地磁顺序,而这种顺序又是可以用放射法测定其年龄的。例如,含有有机物质的一些沉积物的放射碳年龄测定和火山岩的钾-氩法年龄测定,都可以与地磁测定结合起来。地球磁场的一些大的变化,是极世的变化。存在着一些正极世和反极世。其本身又分为一些较小的变化——极事件和反极事件。第四纪古地磁极世的年代业已进行过分析,并用放射碳法和钾-氩法进行了年龄测定(表12-2)。

表12-2古地磁世和事件表

第四纪地磁年代学年龄的精度,取决于钾-氩法所测定的第四纪年龄的精度。近数十年来,日益深入的第四纪古地磁年龄学的研究证明,这种测定可以用来进行广泛的对比。

(五)根据地质过程对时间的估计

在上述一些有效方法出现之前,在许多地区内,都是利用一些地质过程对时间进行估定的。下面用几个实例说明这种方法。

彭克(Peuck)曾经利用这种方法对阿尔卑斯地区第四纪几个间冰期的时间进行估定。根据第四纪堆积物沉积下来的时间越长,风化程度越深的原理,彭克将慕尼黑附近的Mindel冰期沉积物的风化程度与Riss冰期沉积的冰水砾石层的风化程度进行了比较,得出结论认为:mindel-Riss间冰期的时间,四倍于Riss-wurm间冰期的时间。根据同一原理.估定Riss-wurm间冰期的时间,三倍于后wurm间冰阶。根据野外观察,介于Gunz冰期堆积物和mindel冰期堆积物之间的关系,与介于Riss冰水砾石层和wurm冰水砾石层之间的关系是类似的。Gunz-mindel间冰期的时间,按这种方法估定,与Riss-wurm间冰期的时间是大致相同的。现阿尔卑斯地区几个间冰期的时间的估定表示在表12-3中。

表12-3彭克对阿尔卑斯地区间冰期时间的估算表

表12-3中所列间冰期的年龄部分是用冰退过程中冰水三角洲的增长计算出来的。后wurm间冰阶时间,部分是根据在wurm冰期行将结束时,Buhl冰阶的冰退之后,进入Lucerne湖的一个三角洲的增长计算出来的。

上述彭克所用的估定阿尔卑斯地区间冰期年龄的方法,也在其他大陆被应用。例如,Key对美国依阿华州内冰碛的风化程度所需要的时间进行了估定。估定结果认为wisconsin冰积物的风化淋滤平均深度为2.5m,淋滤时间需要250000a。较老的Illinoian冰期堆积物的淋滤深度为3m,Kansas冰期堆积物的淋滤深度为9m。最老的nebraskan冰期堆积物的淋滤深度为6m。假定淋滤的深度与时间呈比例,则Illinoiau-wiscousiu(Sangamou)间冰期的时间为120000a,Kansau-llliuoiau(Yarmoutu)间冰期的时间为300000a;而Nebr skan-kansan(attonian)间冰期的时间为200000a。

其他常用于估定时间的一些地质过程是侵蚀速度(其中包括瀑布的后退),泥炭、石灰华和海洋沉积物的累积速度等。Pestwich(1888)根据西北欧地形的侵蚀分割估定第四纪各冰期的年龄为15000—25000a;冰后期的年龄为8000—10000a。冰后期的估定数据接近于真实,但冰期的估定时间,却远比其他方法估定的时间短。可以看出,这种方法是不准确的,并且也是随入和随地区而异的。

应当认为,在所有这些根据风化作用、侵蚀作用和沉积作用的速度和程度的估定中,时间只是其中因素之一。除时间外,还有许多因素影响着这些过程的速度和程度。气候、植被、土壤和地质结构、地形、水系等,都影响着这些过程的速度和程度。所以,这样一些时间估定,都有许多误差。并且,与近代方法相比较事实上也证明这些方法在颇大的程度上是不可靠的。然而,当没有其他方法可供应用时,它们至少可以被用来粗略地估定第四纪的年代。

9. 地貌研究过程中主要的定年方法是什么

年代确定在地学中得到广泛应用.而作为地史学中重要的组成部分,年代确定为地质时期中地球岩石圈在时间上发展和演变提供了重要的时间约束.本文综述了四种定年方法:即古生物法;古地磁法;同位素法和地球物理法.随着地球物理的探测技术的发展,地球内部精细结构得到揭示.我们认为,应用地球物理资料确定年龄将可以弥补其它方法的缺陷,可能为地球内部三维岩石定年提供支撑.关键词综述,年代,定年,地球物理方法
中图分类号P631文献标识码A 文章编号100422903(2007)0120087208
The overview of dating methods and the geophysical dating
GUO Gui 2hong 1,HAN Feng 2
(1.T he I nstit ute of Geology of China Eart hquake A dmi nist ration ,B ei j ing 100029,Chi na;
2.Technics and Geology I nstit ute Dow nhole Operation Com pany of L iao Oil f iel d ,Panj i n 124107,China )
Abstract There are many applications of dating in G eosciences.As an important part of historical geology ,the age shows the history of lithosphere development and evolution of geological time ,and dating plays an important role in it.There are four methods in dating ,which include :the paleontology method ;the archeomagnetism method ;the iso 2topic method ;the geophysical method.Along with the development of geophysical exploration technique and more fine structure underneath having been revealed ,we think that the dating method utilizing geophysical data which will make up other methods deficiencies will bring foundation for 32D rock dating.K eyw ords overview ,age ,dating ,geophysical method
收稿日期2006204205;修回日期2006212230.基金项目国家自然科学基金项目(40404009)资助.
作者简介郭桂红,1975年生,女,甘肃平凉人,中国地震局地质研究所博士研究生,主要从事地震学方面研究.(E 2mail :[email protected] )
0引言
“地质学是一门时间起特别关键作用的学科.对
时间的这种依赖性给地质现象增添了一个独一无二
的维”[1]
.这个时间维在研究大陆地壳演化时起了非常重要的作用.没有时间维的确定就无法讨论演化问题;没有时间维的确定,更无法研究前寒武纪大陆地壳的演化.
追溯地球的演化历史是地球科学研究的任务之一.地学研究的基本方法是“将今论古,将古论今”,时间是研究地质问题的基础.时、空、质(物质)、能(动力)是研究地质过程、环境演变的基本要素.要认识和掌握自然规律,就要搞清上述各种要素的相互关系.当科学工作者把放射性衰变定律的原理应用到地质测年后,地球科学发生了质的变化,从定性研
究走上定量研究.如今科学界更加注重时间的重要
性,需要知道确切的年代数据,以便更好的进行大范围的对比,进而认识演变趋势和发展规律,为科学的探索过去,认识现在,预测未来找到证据.
地质作用过程持续时间的确定具有重要意义.无论是探讨地球或者天体物质的形成和演化,还是研究地球系统的变化及地质体的生成顺序,都与时间密切相关
.一定的矿藏通常与一定的地质体相联系,而地质体又是特定的地质历史时期形成的.例如太古代至元古代的金、太古代的铁、上古生代的煤、中新生代的石油和天然气等,其中充分显示出它们的时间属性.通过地球内部结构和构造研究了解深层动力过程,重建地球内部的结构[2~16],了解其演化具有重要的意义.因此整个自然界无不处于永恒的产生、变化和消亡之中,无不有时间的烙印.

前人已建立的地质定年方法(同位素法、古生物法和古地磁法)给出的是地质事件的“绝对年龄”或“相对年代”.但至今国内外尚缺乏有关地质作用持续时间的直接的测定方法.现代同位素测年技术的发展,已经为地质学家解决不同地质问题,提供可供选择的不同方法,以达到预期的目的.本文将对各种测年方法进行简述,并介绍地球物理定年方法.
1定年方法概述
近年来随着高精度测试手段的应用及分析测试技术的不断完善,以及全球系统变迁研究的深入进行,极大的推动了同位素定年方法的发展.同位素法是地质测年中最重要、应用最广泛的测年手段,主要
(K2Ar、Rb2Sr、U系法等)、宇宙成因核素法(14C、10Be、26Al、36Cl等)、核辐射效应法(TL、ESR、F T等)、稳定同位素法(18O 等).宇宙成因核素法及核辐射效应法则多用于其它地表过程的定年.人们采样各种方法来测定地质年龄,归纳起来有一下几种:
岩石地层法:地层层序、构造期次、沉积纹层、岩溶纹层、火山灰标志、黑曜岩脱水.
生物法:化石、花粉、树木年轮、珊瑚年轮、氨基酸消旋法、岩石漆法、地衣生长法.
磁性地层法:磁性倒转(polarity reversals)1Ma ~50000a
极性漂移(polarity excursions)50000~10000a
长期变(secular variation)2500~3000a
考古法:文化古迹、历史文献
同位素定年法:放射性同位素法:K2Ar、Rb2 Sr、U2Th……
宇宙成因核素:14C、10Be、26Al、36Cl……
核辐射效应法:TL(OSL)、ESR、F T
地球物理定年:利用速度和年代的关系定年
上述方法中一类是数字定年,即能给出具体的年龄值,如同位素法.另一类属于相对定年,即能给出新老年龄区间,但不能给出确切的年龄值,如某些岩石地层法、生物法乃至地磁法.但相对定年方法一旦数字化以后也会成为重要的定年工具,如地磁测量,它给出地磁强度和方向的变化,这没有时间的标志,但当用数字定年法把各个磁性事件做了时间标定后,就相当于建立了磁性标准,对照这个磁性标准就可以标定以后发生的磁性事件的时间.纹层犹如树木的年轮的沉积纹理,根据纹层可以确定先后顺序,却不能直接给出具体的年龄值,但纹层被用其他方法标定具体的年龄值后,就可以成为一个长的高分辨率的年龄谱.因此相对年龄需要数字年龄去标定(量化),数字年龄需要相对年龄去验证.二者是相辅相成的.
同位素定年法是上述各类方法种类最多,应用最广,发展最快因而最重要的一类.在一些地区无法采样的,但需要知道年龄时地球物理方法定年就变得非常的重要.各种方法的相互配合,可以测得从几十年到几百万年乃至更老的年龄,但要达到年际的分辨率是很难的,甚至是不可能的.而树轮、纹层、珊瑚、岩溶等是几种高分辨率的定年方法,可使年龄测定的分辨率达到年际.其中树轮、珊瑚的定年尺度比较短,最长可达10000年左右,而纹层可达到几万年至几十万年,是湖相沉积比较有前途的测年方法. (表1)主要列的是宇宙成因核素法和核辐射效应法.这两种测年主要用于比较新的年龄的地质体.

10. 地球化学常用的进行地质年代确定的手段有哪几种

锆石
U-Th-Pb定年
全岩-单矿物Sm-Nd
等时线
定年,Rb-Sr等时线定年,Lu-Hf等时线定年
上述几种方法适用于中生代-
太古代
样品。其中Rb-Sr由于化学性质相对活泼,误差较大。
Ar-Ar定年:该方法适用时间范围从千年尺度到
古生代

C14法:主要用于考古等。
还有U-Th不平衡:千年尺度。

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