裂变径迹

磷灰石裂变径迹方法原理与研究进展姓名：***班级：矿物S162学号：*********磷灰石裂变径迹方法原理与研究进展一、磷灰石裂变径迹分析方法原理的提出磷灰石裂变径迹分析是一种揭示岩石低温热年代学的有力工具，它建立在20世纪70年代。

磷灰石裂变径迹分析是一种揭示岩石低温热年代学的有力工具，它建立在238U自发裂变辐射损伤效应，在实验基础上来观察辐射损伤特征，并利用数学地质模型模拟岩石所经历的低温热演化史。

Fleischer等(1975)将裂变径迹的定义为：238U自发核裂变会产生具有很高能量的带电重粒子，当高能量带电重粒子(238U)穿过绝缘固体材料时，会在固体材料如磷灰石中留下放射性的狭窄痕迹，称之裂变径迹(Fleischer al．，1975)。

在上述过程中，Fleischer 等(1988)发现238U 将会分裂成两个大致相同的高能带电粒子向相反方向飞行，每个粒子带电大约在40～160MeV( Fleischer et al．，1988）。

Gleadow 等（1986) Green （1988）和Donelick （1990）等均实验并最终证实这些核裂变产生的高能带电粒子能在固体材料上留下大约16～18μｍ的线性裂缝（Gleadow et al，1986；Green，1988；Donelick et al.，1990）。

这些线性裂变径迹可以通过化学酸蚀处理可视化，进而可被光学显微镜观察。

相对低温下稳定的磷灰石裂变径迹在60°Ｃ以上会发生退火，而且会不断累计（Donelick et al．，1981）。

这意味着磷灰石裂变径迹很少代表岩石的形成年龄，主要代表其低温演化的年龄（Gleadow et al．，1986）。

磷灰石裂变径迹退火行为受温度影响的。

Duddy等（1988）在其恒温退火的描述与温度随时间变化吻合的实验过程中，利用“等效时间原理”解释实验现象，印证了该原理。

磷灰石的退火行为一旦发生就受温度及时间的因素影响，而且温度是主导因素（Duddy et al．，1988）。

裂变径迹测年（fission track dating）是一种用来确定岩石和矿物样品年代的方法。

这种方法利用了岩石中裂变所产生的径迹数量与时间的关系，通过计算裂变径迹数量来推断样品的年代。

裂变径迹测年是一种重要的地质年代学方法，广泛应用于地质学、考古学、地质灾害研究等领域。

裂变是指重元素核碎裂为两个较轻的碎片并释放出中子的过程。

在天然岩石中，铀和钍是最常见的放射性元素，它们的裂变产物产生能够留下径迹的粒子。

当裂变产物来到岩石中，它们会从轨道中脱离并迅速与晶格中的原子发生相互作用，产生一系列的原子伤害，形成微小的径迹。

这些径迹在岩石中形成一个特定的结构，可以通过显微镜观察和计数。

核裂变中生成的径迹数量与裂变时间及温度相关。

核裂变释放出的中子速度很高，径迹的长短与中子的速度和触发核反应的维度有关。

在高温条件下，岩石结构活跃，微小的径迹会被抹平或修复，从而减少裂变径迹的数量。

而在低温条件下，岩石结构相对稳定，微小的径迹会得以保留或积累，从而增加裂变径迹的数量。

因此，高温环境下的样品裂变径迹数量较少，低温环境下的样品裂变径迹数量较多。

通过对裂变径迹数量的测量和分析，可以计算样品的裂变径迹密度，并与已知年代的样品进行对比，从而确定样品的年代。

裂变径迹测年方法具有以下优点：测年范围广，可追溯几千万年；无需破坏样品，可应用于原地测量；对于岩石和矿物中的不同裂变系统都可应用。

但裂变径迹测年方法也有其局限性，例如需要高精度的显微镜来观察和计数径迹，测年结果可能受到样品中的多种因素的干扰。

裂变径迹测年方法在地质学和其他相关领域中具有广泛的应用。

在地质学中，裂变径迹测年可以用来确定岩石的年代，并提供了研究地质历史、构造过程和地壳演化的重要线索。

在考古学中，裂变径迹测年可以用来确定史前遗址和文化层的年代，为考古学家提供时间框架。

在地质灾害研究中，裂变径迹测年可以用来研究地震活动、火山喷发和地滑等现象的频率和规模，对地质灾害的预测和评估有重要作用。

磷灰石裂变径迹在确定造山带隆升速率中的
应用
1磷灰石裂变径迹的概念
磷灰石裂变径迹，即Fission Tracks或FTs，是由高能中子和其他离子束所产生的放射记录，即能够在矿物中持续保存，并且可以被观察到并识别出来的典型微米级小型特征。

它们是指矿物内空隙中的微小裂纹，形成这些微小裂纹的原因是中子和其他离子束在捕获反应中穿过矿物时，会导致原子核碰撞或裂变反应，这会产生大量的热量，从而导致矿物熔融或引起介质的拉裂，形成磷灰石裂变径迹。

2磷灰石裂变径迹在确定造山带隆升速率中的应用磷灰石裂变径迹技术是地质古代放射同位素技术的开山头，经过几十年的发展，Fission Track技术的应用日渐广泛，已经成为地质古代研究的重要手段和有效方法，近年来在地质科学领域有重大的进展。

Fission Track技术可以用来研究古地壳深部变形过程，是计算造山带隆升速率和形成造山带时代的重要依据，它可以用矿物样品中生成的磷灰石裂变径迹来确定当前振幅，以推断变形的度和量。

根据不同的裂变时间，计算出造山作用的持续时期，从而确定当前的应变历史以及地壳的古代构造演化过程，这便是应用Fission Tracks在识别古造山作用构造过程中的重要性。

3结论
磷灰石裂变径迹是一种由高能中子和其他离子束引起的有效研究古代变形过程的技术，其定义了一种新的方法，用来辨别历史构造过程，并可用来确定造山带隆升速率。

我们相信，今天的磷灰石裂变径迹技术将为世界的构造古老研究带来深刻的贡献，为我们提供关于古代构造历史的一些有价值的信息，它是一项高效能的、省时的、有效的技术。

裂变径迹法裂变径迹法（FissionTrackAnalysis，FTA）是一种用于研究古地质、地貌及其他矿物构造应用的地球物理学方法。

它研究的主要是采用放射性裂变来研究古地质学问题，例如古地貌、古构造以及古元素的研究。

裂变径迹的特征及原理基础裂变径迹是由放射性裂变产生的物质在古地质、地貌及其他矿物构造物中留下的印记。

裂变径迹的特征是有限的，从观察的角度来看，它是一种曲线，它在矿物结晶中会产生椭圆形的孔洞。

并且，裂变径迹在矿物结晶中会产生类似激光孔细小的小口，称为裂变物质洞，它可以用来研究固体构造及其他构造。

放射性裂变是一种自发裂变，裂变物质可以分解为两个小的物质，它的产生是由于辐射及物质的散失引起的，一旦发生裂变，就会形成穿过结晶矿物的椭圆形裂变径迹，而在这个过程中，结晶矿物是不受损害的。

裂变径迹法的应用裂变径迹法可以用于研究古地质学问题，例如古地貌、古构造以及古元素的研究。

它也可以用于研究地质构造，例如深度和年龄的研究。

此外，它还可以用于探测放射性材料，例如放射性废物的定位及监测。

在矿产勘查中，裂变径迹法可以用于探测矿物中的放射性元素，以及恢复古地貌，探测矿产构造，识别古气候改变，解释变质作用等。

在社会科学中，裂变径迹也能够用于古文化遗址的研究，以及研究古文物及历史人类活动的痕迹等。

裂变径迹法可以用于研究古地质学问题的原因是，它可以根据裂变径迹推测穿过矿物的放射性裂变产生的放射性物质的角度来识别古元素，从而确定其古代的年龄，从而研究古地质变化的过程。

总结裂变径迹法是一种用于研究古地质学及其他应用的地球物理学方法，它使用放射性裂变来研究古地质学问题，例如古地貌、古构造以及古元素的研究。

它可以用于矿产勘查、古文化遗址研究以及社会科学研究等，通过裂变径迹法可以识别古元素，从而研究其古代的年龄，从而研究古地质变化的过程。

磷灰石裂变径迹磷灰石裂变径迹的发现和研究，为地质学家研究地壳演化、构造运动以及岩石类别、矿床类型等提供了重要的指导和依据。

磷灰石裂变径迹指的是磷灰石中由于自然放射性元素的α粒子撞击引起的磷灰石晶格结构的损伤痕迹。

这些裂变径迹的形成与地质年代学以及岩石学研究息息相关，对地质历史和地质事件的了解具有重要意义。

磷灰石作为广泛存在于地壳中的矿物，是研究地质现象的重要载体之一。

磷灰石晶格结构中的磷元素与天然放射性元素钍和铀有一定的亲和性，因此，地球上的磷灰石中往往含有少量的天然放射性元素。

由于这些元素的自然衰变，会释放出大量α粒子，当这些α粒子撞击到磷灰石的晶格结构上时，会在磷灰石晶格中留下特征性的损伤痕迹，形成所谓的裂变径迹。

磷灰石裂变径迹的研究可以通过光学显微镜观察和计数裂变径迹来进行。

通过计数磷灰石中裂变径迹的数量和长度，可以对样品中的放射性元素含量和衰变历史进行初步的估计。

同时，裂变径迹的形貌、分布和密度等特征也对地质过程和岩石演化的研究提供重要线索。

磷灰石裂变径迹的研究在地质学和岩石学的诸多领域中发挥着重要的作用。

首先，磷灰石裂变径迹的计数可以用于放射性年代学研究。

通过测定岩石或矿床中磷灰石晶体中裂变径迹的数量，结合自然放射性元素的衰变规律，可以确定样品的年代信息。

这对于研究地壳演化、地质历史和构造运动等具有重要意义。

其次，磷灰石裂变径迹的观察与分析还可以用于岩石类型和矿床类型的判别。

不同类型的岩石和矿床中的磷灰石裂变径迹特征各异，通过观察和分析磷灰石中的裂变径迹，可以对岩石和矿床的形成过程和成因进行研究。

同时，由于裂变径迹的形成与岩石中的相对温度有关，因此，磷灰石裂变径迹也可以作为岩石温度史的指标之一，用于研究岩石的热力学特征以及构造运动的发育过程。

总结起来，磷灰石裂变径迹的研究为地质学家提供了一种有效的研究手段，对于理解地球的演化历史、地壳构造和航空航天中的飞行空间等诸多领域都具有重要的指导和应用价值。

构造-热演化的裂变径迹分析和模拟一、实习目的和意义裂变径迹技术自20世纪60年代兴起以来，经过半个世纪的发展，已经成为一种比较成熟的技术方法。

由于裂变径迹方法具有年龄和独有的长度分布特征，其在热砾石分析方面具有其他方法无法比拟的定量性和系统性，因此成为定量热历史模拟的关键方法。

本次实习以中扬子秭归盆地的裂变径迹试验数据为基础，利用目前广泛使用的hefty软件，开展时间-温度热历史模拟，分析构造-热演化过程，使学生了解并掌握裂变径迹热历史模拟的软件和模拟方法。

二、实习区区域地质概括秭归盆地分布于巴东、秭归、兴山一代，主体由晚三叠世和侏罗纪地层组成。

它位于3组不同方向的构造线交汇部位，东为黄陵隆起、北为神农架穹窿，南为湘鄂西弧形褶皱带。

秭归盆地基底为三叠纪巴东组，为东部峡口一线深，向西逐渐变浅的古地貌，控制该盆地的断裂为新华断裂。

盆地基底面为印支-燕山运动古构造面，位于中三叠世巴东组与晚三叠世九里岗组之间。

在两河口等地可见两者之间存在明显的古风化壳，在区域上呈角度不整合接触关系。

在盆地东缘一般缺失巴东组部分地层，为沉积间断造成。

此界面特征表明印支-燕山运动在区内虽没有导致基底地层发生强烈褶皱，但由于区域性的差异抬升，形成了黄陵隆起和秭归凹陷，存在一个明显的古构造面。

由于这种抬升作用形成了盆地早期的内陆河湖环境，沉积物均来自于黄陵隆起。

晚三叠世盆地开始坳陷，其中东侧坳陷速度明显高于东部，随着盆地坳陷夫妇的不断加大、加快，沉积厚度剧增，且盆地范围较晚三叠世亦有所扩大，沉寂了以内陆湖相为主的早侏罗世沉积物。

其后随着沉积物的充填和地壳抬升，盆地开始萎缩，至晚侏罗世抬升为陆。

由此显示出秭归盆地经历了从海相抬升为陆，差异下坳为陆相湖盆，以沉降、相对稳定和萎缩而告终的沉积演化历史。

三、盆地构造-热演化的裂变径迹分析和模拟根据实验所给数据，进行裂变径迹模拟，模拟结果如下：图1 秭归盆地ZG02样品磷灰石裂变径迹热历史模拟结果根据磷灰石裂变径迹热历史模拟结果，可以看出，秭归盆地主要接受三次构造活动，136.Ma—110Ma期间温度迅速降低，代表此时构造抬升迅速；110Ma—85Ma对应温度降低减缓，说明此时地层缓慢抬升；85Ma—15Ma温度变化不大，代表此时构造活动少；15Ma —今，温度上升迅速，代表此时抬升强烈。

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