裂变径迹课件

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3182.4m),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可以确定样品的热历史根据每个样品实际测得的裂变径迹年龄,再根据样品随深度增加而裂变径迹年龄缩减的特征,进行模拟退火计算,可推算出每个样品所经历的最高古地温(表2)。因此得知,下第三系和中生界样品对应的古地温范围分别为67℃~74℃和114℃~125℃。由此可推算,早第三纪和中生代的平均古地温梯度:GT=dT/dH=(74-67)/(831-608)=3.1℃/100mGM=dT/dH=(125-114)/(3182-2802)=2.9℃/100m即济源凹陷中生代古地温梯度为2.9℃/100m,第三纪的古地温梯度为3.1℃/100m,低于现今地温梯度(3.25℃/100m)。结论基本原理应用实例1.济源凹陷三叠系—侏罗系磷灰石裂变径迹经历了两次退火过程带,第三系磷灰石经历了一次退火作用,根据样品所受最高古地温计算出中生代地温梯度为2.9℃/100m,第三纪为3.