表 4.1 用于测定地质年代的放射性同位素

母体同位素

子体同位素

半衰期(T1/2)

有效范围

测定对象

铷(87Rb)

锶(87Sr)

500 亿 a

8

To ～10 A



T ～ 104a

o

50000a ～今

云母、钾长石、海绿石

铀(238U)

铅(206Pb)

45.1 亿 a

铀(235U)

铅(207Pb)

7.13 亿 a

晶质铀矿、锆石、独居石、黑色页岩

钍(232Th)

铅(208Pb)

139 亿 a

钾(14K)

氩(40Ar)

14.7 亿 a

云母、钾长石、角闪石、海绿石

碳(14C)

氮(14N)

5692a

有机碳、化石骨骼

钐(150Sm)

钕(144Nd)

氩(40Ar)

氩(39Ar)

云母、钾长石、角闪石、海绿石

注：表中 To 为地球年龄，约 46 亿 a 。

通常用来测定地质年代的放射性同位素见表 4.1 所列。从表中可看出，

铷—锶法、铀（钍）—铅法（包括 3 种同位素）主要用以测定较古老岩石的地质年龄；钾—氩法的有效范围大，几乎可以适用于绝大部分地质时间，而且由于钾是常见元素，许多常见矿物中都富含钾，因而使钾—氩法的测定难度降低、精确度提高，所以钾-氩法应用最为广泛；14C 法由于其同位素的半衰期短，它一般只适用于 5 万 a 以来的年龄测定。另外，近年来开发的钐- 钕法和 40Ar-39Ar 法以其准确度提高、分辨率增强，显示了其优越性，可以用来补充上述方法的一些不足。

同位素测年技术为解决地球和地壳的形成年龄带来了希望。首先，人们着手于对地球表面最古老的岩石进行了年龄测定，获得了地球形成年龄的下限值为 40 亿 a 左右，如南美洲圭亚那的古老角闪岩的年龄为（41.30±1.7） 亿 a、格陵兰的古老片麻岩的年龄为 36 亿～40 亿 a、非洲阿扎尼亚的片麻岩的年龄为（38.7±1.1）亿 a 等等，这些都说明地球的真正年龄应在 40 亿 a 以上。其次，人们通过对地球上所发现的各种陨石的年龄测定，惊奇地发现各种陨石（无论是石陨石还是铁陨石，无论它们是何时落到地球上的）都具有相同的年龄，大致在 46 亿 a 左右，从太阳系内天体形成的统一性考虑，可以认为地球的年龄应与陨石相同。最后，取自月球表面的岩石的年龄测定， 又进一步为地球的年龄提供了佐证，月球上岩石的年龄值一般为 31 亿～46 亿 a。综上所述，现在一般认为地球的形成年龄约为 46 亿 a。