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技術文章

礦物的放射性

2007/5/10 9:31:00

    放射性元素能夠自發(fā)地從原子核內部放出粒子或射線，同時釋放出能量，這種現(xiàn)象叫做放射性，這一過程叫做放射性衰變。含有放射性元素（如U、Tr、Ra等）的礦物叫做放射性礦物。

　　原子序數(shù)在84以上的元素都具有放射性，原子序數(shù)在83以下的某些元素如K、Rb等也具有放射性。放射性元素的原子核不穩(wěn)定，它通過一次衰變或一系列衰變最后形成穩(wěn)定的元素或同位素（原子序數(shù)相同、質量數(shù)不同的元素）的原子核。

　　在含有放射性元素離子的礦物中，這些離子經(jīng)過衰變后所產(chǎn)生的穩(wěn)定元素離子的大小和電價都發(fā)生了變化，必然要使礦物結構遭到破壞，如四價的U238最后衰變到Pb4+，常使晶格破壞而形成變非晶質體。主要組成為U、Th的礦物可完全成為變非晶質體，像瀝青鈾礦；當U、Th呈少量類質同象存在時，經(jīng)過漫長地質時代可部分形成變非晶質體，像前寒武紀巖漿巖或變質巖中的鋯石。

　　值得指出的是，放射性核放出的a-粒子即He2+具有很強的電子親合性，為一強氧化劑，這種衰變可使礦物中或相鄰礦物中所含的過渡金屬離子（如Fe2+）氧化成高價離子（Fe3+），從而使晶體結構發(fā)生破壞，可形成部分的變非晶質體。前者的例子很多，例如含有U、Th及Fe的鈮鉭復雜氧化物；后者常見的例子是黑云母中的放射性礦物包裹體，在放射性礦物周圍常出現(xiàn)部分變非晶質體并使黑云母出現(xiàn)退色暈圈。在許多情況下通過加熱可使變非晶質礦物恢復其原始晶體結構。

　　利用礦物的放射性不僅可以鑒定放射性元素礦物和找尋放射性元素礦床，同時對于計算礦物及地層的絕對年齡也極為重要。

　　測定放射性的方法通常是用蓋式計數(shù)器、閃爍計數(shù)器、照片感光法等。

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