采礦地球物理學(xué)概論第二章地球物理基礎(chǔ)

0 1/dteT t 鈾 和 釷 經(jīng) 過 衰 變 只 能 形 成 206Pb， 207Pb和 208Pb， 但含 鉛 礦 物 中 還 存 在 非 放 射 性 的 鉛 同 位 素 204Pb。 它 與 放射 性 來 源 的 鉛 的 比 值 隨 著 時(shí) 間 而 減 小 ， 直 到 某 個(gè) 時(shí) 期 ，鉛 分 離 成 鉛 礦 或 形 成 其 它 不 含 鈾 、 釷 的 礦 物 時(shí) ， 這 些 比值 就 不 再 變 化 了 。 鉛 與 鈾 、 釷 并 存 的 時(shí) 間 越 長 ， 這 些 比值 就 越 小 ;反 過 來 ， 若 鉛 礦 越 老 ， 這 些 比 值 也 越 大 。 實(shí)測(cè) 的 結(jié) 果 也 證 明 了 這 一 點(diǎn) 。 估 算 地 球 年 齡 的 地 球 初 期 情 況 的 假 設(shè) : (1) 在 地 球 形 成 的 初 期 ， 各 種 鉛 同 位 素 的 比 值 在 各 處 都是 相 同 的 ; (2) 從 某 時(shí) 起 ， 地 球 不 同 區(qū) 域 的 鈾 、 釷 和 鉛 部 各 有 特 征性 的 比 值 ， 這 些 比 值 只 能 隨 著 放 射 性 元 素 的 衰 變 而 改 變 ; (3) 在 以 后 的 某 個(gè) 時(shí) 期 ， 含 鉛 礦 或 其 它 不 含 鈾 、 釷 的 鉛礦 分 離 出 來 ， 鉛 同 位 素 的 比 值 就 不 再 變 化 ; (4) 鉛 與 鈾 、 釷 分 離 或 成 礦 的 時(shí) 間 可 以 獨(dú) 立 地 測(cè) 定 (例 如測(cè) 定 其 它 附 屬 礦 物 的 年 齡 等 )。 應(yīng) 該 指 出 利 用 放 射 性 元 素 衰 變 測(cè) 定 的 地 球年 齡 ， 是 指 某 系 中 母 體 和 子 體 沒 有 互 相 進(jìn) 出 時(shí) ，即 成 為 封 閉 系 統(tǒng) 以 后 到 現(xiàn) 在 的 時(shí) 間 。 因 此 ， 所測(cè) 定 地 球 的 年 齡 不 是 從 宇 宙 塵 埃 開 始 集 聚 算 起 ，而 是 從 地 球 形 成 了 地 核 和 地 慢 以 后 到 現(xiàn) 在 為 止的 時(shí) 間 。 4.6 4 3 2 1 00.6990.704 0.7200.730 0.740 0.710 AB C C 8786 地 幔 增 長 線地 球 形 成Sr/ Sr 年 代 （ x10 年 前 ） 近 日 點(diǎn)遠(yuǎn) 日 點(diǎn) 太 陽12 3456 7 8 9 10 11 12 冬 夏 至 赤 道 面黃 道 面 軌 道 運(yùn) 動(dòng) 春 秋 分 春 秋 分 冬 夏 至 黃 極天北極 黃 極 天北極 黃 極天北極 (a) (b) (c) 織 女 天 津 四 （ 公 元 7000年 ） 天 溝 五 （ 公 元 13600年 ） 黃 極 天 龍 座（ 公 元 前 3000年 ） 右 樞小 熊 座 大 熊 座 北 極 星 （ 現(xiàn) 代 ）仙 王 座 010 南 極 赤 道 北 極 m-30 0 10 10 0 -30 m 100-30m m-30 00 510 15 2000 4000 6000B C D E F G 杰 弗 里 斯古 登 堡 深 度 ， Km 速度，Km/ s ABC D EF G 內(nèi) 核6371Km5210Km4980Km 2900Km 1000Km400Km下 地 幔上 地 幔 外 核 0 一 個(gè) 波 長縱 波 壓 縮 稀 疏波 傳 播 方 向（ a） 橫 波 （ b） 質(zhì) 點(diǎn) 振 動(dòng) 方 向 21 )1(2 spvv )21)(1( )1( Evp )1(2 1 Evs 質(zhì) 點(diǎn) 振 動(dòng) 軌 跡 傳 播 方 向 y z 2 傳 播 方 向xo y z質(zhì) 點(diǎn) 振 動(dòng) 方 向 (a) (b) (c) (d) 鐵 ， 鎳 ， 硅 FeO， MgO,SiO2，Al2O3超 鎂 鐵 巖 石 富 硅 酸 鹽 巖 石 內(nèi) 核 外 核 地 幔 地 殼30 400700 2900 5150 6371 深 度 ， Km 密 度 ， g/cm3 成 分3.03.3 6.09.50 11.511.512.0 固 體 金 屬 液 體 金 屬 rfG 34