铷-锶定年法（英语：rubidium-strontium dating）是一种辐射测年技术，根据岩石和矿物的同位素铷（⁸⁷Rb）和锶（⁸⁷Sr, ⁸⁶Sr）的含量来确定岩石和矿物的年龄^[1]。铷有两种天然同位素，其中之一，⁸⁷Rb，衰变为 ⁸⁷Sr，半衰期为492.3亿年。锶有四种天然同位素，但只有⁸⁷Sr一种可在地球上衰变产生。因此随着⁸⁷Rb的衰变，⁸⁷Sr 的量会增加。其他 Sr 同位素的数量则保持不变。因此可以根据 ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr 的增加量来计算样品形成时的年龄^[2]。

从同一岩浆结晶出来的矿物，具有与母体岩浆相同的原始 ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比率。由于一些矿物中的 Rb 会替代 K，这些矿物具有不同的原始 Rb/Sr 比。因此⁸⁷Sr/⁸⁶Sr 比率在 Rb 含量较低的矿物中不会增加太多。通常，Rb/Sr 比率按斜长石、角闪石、钾长石、黑云母、白云母的顺序增加。因此，若矿物历经同一时期的衰变，则矿物中测得的 ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr 比率值，以相同的顺序增加。因此，通过比较岩石样本中的不同矿物，可以推断出原始的 ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr 比率并确定岩石的年龄。^[3]

此外，Rb 是一种高度不相容的元素，在地幔部分熔融过程中，Rb进入岩浆熔体比留在地幔矿物中高。因此，地壳岩石矿物中的 Rb 比地幔矿物富集，因而地壳岩石中的 ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr 高于地幔岩石。这就能够区分由地壳岩石熔化产生的岩浆和由地幔岩石熔化产生的岩^[4]。 从 ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr 亦可估计地壳岩石最初从地幔岩浆形成的时间，也不受后期变质甚至熔化和重结晶的影响。这就为地壳的年龄提供了证据^[5][6]。

参考文献[编辑]

1. ^ Faure, G., Powell, J.L. (1972). The Geochemistry of Rubidium and Strontium. In: Strontium Isotope Geology. Minerals, Rocks and Inorganic Materials, vol 5. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-642-65367-4_1

2. ^ Attendorn, HG., Bowen, R.N.C. (1997). Rubidium-strontium dating. In: Radioactive and Stable Isotope Geology. Springer, Dordrecht. https://doi.org/10.1007/978-94-011-5840-4_7. https://doi.org/10.1007/978-94-011-5840-4_7

3. ^ Stephen Moorbath (1964) The rubidium–strontium method. Geological Society, London, Special Publications, 1, 87-99, 1 January 1964, https://doi.org/10.1144/GSL.SP.1964.001.01.10

4. ^ Hawkesworth, C. J.; Vollmer, R. (1979). "Crustal contamination versus enriched mantle: 143Nd/144Nd and 87Sr/86Sr evidence from the Italian volcanics". Contributions to Mineralogy and Petrology. 69 (2): 151–165. doi:10.1007/BF00371858.

5. ^ Moller, A.; Mezger, K.; Schenk, V. (1 April 1998). "Crustal Age Domains and the Evolution of the Continental Crust in the Mozambique Belt of Tanzania: Combined Sm-Nd, Rb-Sr, and Pb-Pb Isotopic Evidence". Journal of Petrology. 39 (4): 749–783. doi:10.1093/petroj/39.4.749.

6. ^ McCulloch, M. T.; Wasserburg, G. J. (2 June 1978). "Sm-Nd and Rb-Sr Chronology of Continental Crust Formation: Times of addition to continents of chemically fractionated mantle-derived materials are determined". Science. 200 (4345): 1003–1011. doi:10.1126/science.200.4345.1003.