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  • 1 # 使用者1379192032794

    岩石之所以有年齡,是因為岩石也是在過去的某個時間形成的。

    首先解釋一下什麼是岩石的“年齡”。通常把岩石生成後距今的實際年數稱之為岩石的絕對年齡,地質上通常以Ma/Ga(百萬年/十億年)為單位。有絕對年齡,自然就有相對年齡了,相對年齡指的是岩石和地層之間的相對新老關係和它們的時代順序(很拗口是不是,其實就是類似於歷史上的朝代名稱,例如我們熟知的寒武紀,侏羅紀等等)。

    通常我們把岩石分為三大類,即岩漿岩、沉積岩和變質岩。岩漿岩指的是岩漿噴出地表或侵入地殼後結晶形成的岩石;沉積岩指的是由其他任何岩石的風化產物(可以是物理的也可以是化學、生物的),以及一些火山噴發產物經過搬運沉積而形成的岩石;變質岩指的是岩石受溫度、壓力等條件的改變,在基本保持固態下礦物成分及結構構造都發生改變而形成的岩石。

    所以我們可以看出,不同的岩石具有不同的形成過程。對於岩漿岩和沉積岩來說,其年齡通常指的是岩石形成時的年齡,而對於變質岩來說,可以想象它應該至少存在兩個年齡,即原巖年齡(沒變質之前那塊石頭的年齡)和變質年齡(發生變質作用的年齡)。(實際上,岩漿岩的冷卻結晶,沉積岩的壓實成巖,變質岩的變質過程都是一個緩慢的過程,但通常提起岩石的年齡時,認為這一過程與岩石的年齡相比較為短暫,且通常計算得到的岩石年齡誤差也已將其包含)。

    搞清這些以後,我們再來看題主的問題。

    我們說一塊岩石年齡是5000萬年,那5000萬年前什麼東西發生了什麼變化,變成了岩石?

    一塊岩石得到了5000萬年的年齡,這個數字是怎麼得到的呢?通常是透過以下幾種方法得到的:

    古生物及地層對比法。假設題中的岩石是沉積岩,是從某一地層中採集到的,而這套地層中又找到了某種生物化石,並且知道這種生物生活在距今5000萬年前左右,那麼該沉積岩的年齡就可以確定是5000萬年左右。

    同位素定年法。上面的方法通常適用於自寒武紀(約5.4億年)之後的沉積岩(寒武紀生物大爆發後才出現大量的個體較大的生物),而對於岩漿岩、變質岩及前寒武紀的沉積岩來說,它們是不含生物化石的,也就無法透過上面的方法來確定年齡了。通常搞地質研究的人會選用同位素定年法來解決這一問題。同位素定年的原理前面有很多同學解釋過了,我們所要做的就是選定一個測定物件。對於岩石來說主要有兩種:即岩石中的某種礦物或整個岩石本身。無論選擇哪種物件,前提都是該物件的同位素體系到現今位置一直保持封閉,這樣計算出的年齡才可以代表該物件的年齡。針對不同岩石需要選擇不同的定年礦物,此外考慮到不同元素半衰期不同,針對不同時代的岩石選擇合適的同位素體系能得到更為精確可信的年齡。還是以題目為例,假設這是一塊岩漿岩,我們選擇這塊岩漿岩中的鋯石這種礦物為測年物件,透過U-Pb這套同位素體系得到了該鋯石的形成年齡為5000萬年,因為鋯石是在岩漿冷卻過程中結晶出來,並儲存在這塊岩石中的,同時鋯石是非常穩定的礦物,通常情況下其同位素體系不會受到破壞,因此5000萬年這個年齡也就可以代表這塊岩石的形成年齡。這個5000萬年也就解釋了題主的後半個問題,這塊岩石發生了什麼變化?沒錯,他就代表岩漿冷卻結晶形成岩石的年齡。但是對於沉積岩和變質岩來說,就不能這麼簡單的下結論了。為什麼呢?先來說沉積岩。前面介紹了沉積岩的概念,它是由各類岩石的風化產物組成的,也就是說它是一個混合的東西,這些風化產物在沉積成巖的過程中通常不會受到較大的改造,也就繼承了原巖的年齡資訊。因此沉積岩中透過礦物測年法通常會得到一系列的年齡,但這些年齡只能代表這些礦物在原巖中結晶形成時的年齡,而非進入到沉積岩中的年齡,這些年齡通常只能拿來限定沉積岩的成巖年齡範圍,而無法給出準確的成巖年齡。對於變質岩來說,由於較強的變質作用通常會使原巖在物理形態、化學成分上發生較大的變化,乃至有舊礦物的消失和新礦物的生成,因此透過礦物或全巖同位素定年得到的年齡的意義就要視情況而定了,所以在提到變質岩的年齡時,通常要說清楚是指變質年齡,還是原巖年齡。

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