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裂 变 径 迹 资源1304 廖凌波 基本原理 应用实例 结论 基本原理 应用实例 结论 裂变径迹基本原理 在放射性元素的自发裂变过程中，当带电粒子穿过固体介质时，会在介质中产生细而长的辐射损伤痕迹，称为裂变径迹。 裂变径迹的密度和样品中铀含量和样品形成时间有关，只要测定样品中的径迹密度和铀含量，就可以计算样品的年龄，这就是裂变径迹计时的原理。 1.定年原理 裂变径迹基本原理 zeta校正法 由于λfission的定值存有争议，且确定照射过程中的中子通量等参数也存在一定困难，故用同时照射已知年龄标样的办法，结合标样的径迹密度ρd，确定出参数ζ 消除因照射能量和裂变迹径衰变常数的不确定性引起的误差。在对未知样品进行年龄计算时，只需统计标样、未知样品的自发、诱发裂变径迹即可。 。 2、酸浸蚀方法 天然裂变过程产生的径迹难以直接观察，需要用酸浸蚀（刻蚀）的方法进行统计前的预处理。对径迹进行刻蚀时，所形成的径迹取决于矿物的基质、性质、铀含量和酸浸蚀温度等因素。不同物质有不同的径迹形态，进而也决定了其定年精度。在进行径迹统计时，要求的径迹密度每平方厘米超过100。 3、径迹退火作用 当温度升高时，径迹范围内发生了错位的离子将丢失电荷，进而重返其正常的晶格位置。这些位置在遇到酸反应时，将不再趋向于选择性地易于受到酸溶解。这种裂变径迹发生消退的现象称为径迹退火作用。裂变径迹具有明显的热效应,在一定的温度压力条件下才得以保存,当地下温度超过它的保存温度后,径迹密度开始减少、径迹长度缩短,直至完全消失,这种特性称之为退火 应用实例 基本原理 结论 应用实例 华北盆地济源凹陷古地温梯度的研究———磷灰石裂变径迹的应用 赵伟卫,金　强,王伟锋 准备知识 磷灰石裂变径迹的退火温度在70℃~130℃,此温度正好与生油窗（60~130℃）比较接近，能够有 效地反映油气生成等重要的石油地质问题,因此,常 被视为油气地质的古温度计 中生界和下第三系组成了济源凹陷主要生储盖 组合 1.磷灰石裂变径迹年龄和退火带的确定 T=[ln(1+λD×ρs×n×σ×I/(λf×ρi))]/λD 式中,ρs为自发裂变径迹密度(径迹数/cm2);ρi为 诱发裂变径迹密度(径迹数/cm2);λD为铀的总裂变 常数(1.54×10-10a-1);n为中子通量(0.345×1016 中子/cm2);σ为反应堆中子诱发裂变的截面(562× 10-24cm2);I为235U与238U的丰度比(1. 25× 10-3) 裂变径迹表观年龄 从L-6样品开始,随着层位的加深,年龄值逐渐减小,直至L-11样品(层位T3c,深度3 182.4m),年龄减为0.36Ma。这是由于地层的埋藏作用,地热增温,而引起磷灰石径迹退火作用造成的 国内外的理论和实验研究表明,裂变径迹的退火作用,从开始到完全退火不是在瞬间完成的,而是中间有个过渡带,这个带被称之为裂变径迹退火带 物源区剥蚀的原始平均年龄 L-6样品己受到退火影响。因此,我们可推断研究区中生界和下第三系退火带具有较大差异 L-11样品已接近磷灰石裂变径 迹退火带的底界深度 总之,研究区下第三系样品刚进入磷灰石裂变径迹退火带,中生界样品已接近磷灰石裂变径迹退火带的下限 2.古地温和热历史回溯 第三系样品可能仅遭受过简单的一次热事件 (裂变径迹均为单峰分布),而中生界样品基本为双峰特征,表明中生界可能经历了复杂的热历史（即两次热事件） 图１是３种典型地温史所对应的磷灰石裂变径迹长度分布模式图。模式ａ是样品从高于１１０℃的区域（接近部分退火带底部）快速降温至６０℃以下，其后缓慢的降温至地表（图１－１），磷灰石径迹分布特点为径迹长度集中于原始长度附近（１４～１５ｕｍ），径迹长度偏差较小，长度分布范围也较窄（图１－２）；模式ｂ具有匀速降低的冷却史，样品从部分退火带的底部（１２０℃）缓慢匀速冷却至地表温度（图１－１），径迹长度分布呈不对称的单峰型，左侧缓右侧陡，长度分布较模式 ａ要大一些（图１－３）；模式ｃ是样品从高于１１０℃的区域（接近部分退火带底部）不匀速降温至１００℃（图 １－１），在９０～１００℃范围缓慢降温持续很长时间，然后快速冷却到部分退火带的顶部（６０℃），最后再缓 慢冷却至地表温度。在２次缓慢冷却过程中，第一次在部分退火带滞留时间过长，因而径迹长度被极大地缩短，在第二次冷却过程中，温度较低，径迹未退火，基本上保留了原始长度（原始长度约为１６．３ｕｍ）。因此，径迹长度分布具有双峰结构（图１－４），反映样品经历了２次热事件。由此可见，通过分析样品的裂变径迹长度特征，再配合热演化模拟就