采矿地球物理学概论第二章地球物理基础

0 1/dteT t 铀 和 钍 经 过 衰 变 只 能 形 成 206Pb， 207Pb和 208Pb， 但含 铅 矿 物 中 还 存 在 非 放 射 性 的 铅 同 位 素 204Pb。 它 与 放射 性 来 源 的 铅 的 比 值 随 着 时 间 而 减 小 ， 直 到 某 个 时 期 ，铅 分 离 成 铅 矿 或 形 成 其 它 不 含 铀 、 钍 的 矿 物 时 ， 这 些 比值 就 不 再 变 化 了 。 铅 与 铀 、 钍 并 存 的 时 间 越 长 ， 这 些 比值 就 越 小 ;反 过 来 ， 若 铅 矿 越 老 ， 这 些 比 值 也 越 大 。 实测 的 结 果 也 证 明 了 这 一 点 。 估 算 地 球 年 龄 的 地 球 初 期 情 况 的 假 设 : (1) 在 地 球 形 成 的 初 期 ， 各 种 铅 同 位 素 的 比 值 在 各 处 都是 相 同 的 ; (2) 从 某 时 起 ， 地 球 不 同 区 域 的 铀 、 钍 和 铅 部 各 有 特 征性 的 比 值 ， 这 些 比 值 只 能 随 着 放 射 性 元 素 的 衰 变 而 改 变 ; (3) 在 以 后 的 某 个 时 期 ， 含 铅 矿 或 其 它 不 含 铀 、 钍 的 铅矿 分 离 出 来 ， 铅 同 位 素 的 比 值 就 不 再 变 化 ; (4) 铅 与 铀 、 钍 分 离 或 成 矿 的 时 间 可 以 独 立 地 测 定 (例 如测 定 其 它 附 属 矿 物 的 年 龄 等 )。 应 该 指 出 利 用 放 射 性 元 素 衰 变 测 定 的 地 球年 龄 ， 是 指 某 系 中 母 体 和 子 体 没 有 互 相 进 出 时 ，即 成 为 封 闭 系 统 以 后 到 现 在 的 时 间 。 因 此 ， 所测 定 地 球 的 年 龄 不 是 从 宇 宙 尘 埃 开 始 集 聚 算 起 ，而 是 从 地 球 形 成 了 地 核 和 地 慢 以 后 到 现 在 为 止的 时 间 。 4.6 4 3 2 1 00.6990.704 0.7200.730 0.740 0.710 AB C C 8786 地 幔 增 长 线地 球 形 成Sr/ Sr 年 代 （ x10 年 前 ） 近 日 点远 日 点 太 阳12 3456 7 8 9 10 11 12 冬 夏 至 赤 道 面黄 道 面 轨 道 运 动 春 秋 分 春 秋 分 冬 夏 至 黄 极天北极 黄 极 天北极 黄 极天北极 (a) (b) (c) 织 女 天 津 四 （ 公 元 7000年 ） 天 沟 五 （ 公 元 13600年 ） 黄 极 天 龙 座（ 公 元 前 3000年 ） 右 枢小 熊 座 大 熊 座 北 极 星 （ 现 代 ）仙 王 座 010 南 极 赤 道 北 极 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 内 核6371Km5210Km4980Km 2900Km 1000Km400Km下 地 幔上 地 幔 外 核 0 一 个 波 长纵 波 压 缩 稀 疏波 传 播 方 向（ a） 横 波 （ b） 质 点 振 动 方 向 21 )1(2 spvv )21)(1( )1( Evp )1(2 1 Evs 质 点 振 动 轨 迹 传 播 方 向 y z 2 传 播 方 向xo y z质 点 振 动 方 向 (a) (b) (c) (d) 铁 ， 镍 ， 硅 FeO， MgO,SiO2，Al2O3超 镁 铁 岩 石 富 硅 酸 盐 岩 石 内 核 外 核 地 幔 地 壳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 体 金 属 液 体 金 属 rfG 34