同位素方法测定地质年龄的前提

自然界存在很多放射性同位素，但是目前能用于地质年龄测定的仅有少数几种。这是因为利用天然放射性同位素测定地质年龄，需要满足一系列前提条件。

1)用来测定地质年龄的放射性同位素有合适的半衰期T_1/2，与测定对象相比不宜过大，也不宜过小。一般与地球年龄相比，最好在地球年龄（45.6亿年）的1/10到10倍之间。半衰期过大，自地球形成以来，放射成因子体增长不明显，目前的技术水平很难做出精确测定。相反，半衰期过小，自地球形成以来母体衰减很快，至今几乎或已经完全衰减殆尽，这样，在被测样品中母体含量很少，同样不能被精确测定。

2）放射性同位素的半衰期能够被准确地测定。这个条件十分重要，一旦半衰期得到精确测定并且获得公认，该方法就会快速发展。这方面例子很多，早期Rb-Sr法是一例，近期Re-Os法也是一例。至今La-Ce法发展缓慢的原因之一，也是与¹³⁸Laβ^-衰变的半衰期过大（超过地球年龄60倍），至今没有准确地测定有关。

3）能够准确测定母体同位素组成和每个同位素的相对丰度。无论是在自然界的矿物、岩石中，还是在人工合成物中，这个相对丰度应该固定不变，是一个常数。

4）母体同位素衰变的最终产物必须是稳定同位素，当前的技术水平能够准确而灵敏地对它们的含量与同位素组成进行测定。

5）在矿物、岩石形成时，与母体同位素同时进入的还有对应子体同位素，这部分子体不是在矿物、岩石形成后由其中的母体衰变产生。但是从实验中测出的只能是子体总量。因此，在计算年龄时必须有办法对混入的这部分初始子体含量进行扣除。在Rb-Sr法发展早期，这个条件曾制约着它在地质研究中的应用，特别是，对于贫Rb的年轻样品，要得到准确Rb-Sr年龄相当困难。后来，等时线法的出现，解决了扣除初始子体含量的问题。

6）矿物、岩石形成后，母—子体系有保持封闭状态能力，或者有多阶段模式进行合理的数据处理。

7）对于铀系、锕系和钍系三个系列衰变来说，还需要满足一个特殊条件，要求系列衰变达到放射性平衡。即要求衰变系列中，任何一个中间性子体，产生的速度等于衰变的速度，数学表达式为

N₁•λ₁=N₂•λ₂=┈=N_n•λ_n

式中N₁、N₂┈N_n分别为相对母、子体同位素的原子数，λ₁、λ₂┈λ_n是它们的衰变常数，正因为这个原因，用U-Pb或Th-Pb法测定地质年龄，存在一个下限。被测对象太年轻（<1 Ma），衰变系列尚未达到平衡，测出的年龄可靠