地质人如何确定一块石头的年龄？

作为地质学专业出身的我，和朋友、家人在外旅游的时候，尤其是当遇到自然山水时，肯定难逃身边人的这经典三问：

1.这个是什么山/石头呀？

2.这个山/石头是怎么形成的呀？

3.这个山/石头什么时候形成的呀？

先说说第三问吧，也就是山/石头是什么时候形成的。

1669年意大利学者斯丹诺(Nicolaus Steno)提出了地层层序律，即地层形成于原始水平的环境下，所以天然地存在一个地层上新下老的顺序。通俗地讲就是假设有一个原始的斜坡，那在斜坡之上是形成不了地层的，因为表面是斜的，对物质的沉积就不稳定，所以沉积表面一般来说是一个近似水平面，那么上面的地层新，下面的地层老就很好理解了。而对于被后期地质运动改造了的地层，我们就需要判断地层与地层之间的相互关系来确定新老，而最基础的就是相互交切的地层总是切割者年代新，被切割者年代老。

用上面这幅图来简单说明一下就是从Q-P-O-N-M地层越来越新，G-H-I之间虽然由于构造运动而倾斜，但是也可以看出I最年轻，G相对最老。我们还发现G-H-I都被Q地层切过了去了，那么肯定是Q地层比G-H-I都要年轻。再注意一下K地层，K地层在L地层中间，我们可以发现L地层间是有倾斜45度的白色纹路的，而K地层显然是不遵循L地层的纹路走向的，所以K切过了L，K比L年轻，但是K又突然中止于A层的底面，显然是被A层所截断，所以K又比A老。那么J呢？篇幅有限，大家可以先自己思考。

上述的方法只能是判断相对新老关系，那么我们说的500万年，5000年，5亿年这样的绝对年龄呢？ 事实上在科学技术还没发展出那么多先进设备的时候，地质学家长期都使用的是这种对比法，获取的通常也都是地层的相对新老关系，而对比的内容通常不是地层，而是古生物！因为一种特定地层岩性会随着环境变化而消失，但生物的发展在一段相对的时间内是稳定的。好比我们人类，人类不可能之前就存在过，然后灭亡，而后再出现。一个物种一但灭亡了，就是灭亡了，所以一个物种往往能标定一个特定时间段。

就像上面图中，当我在不同的地层当中找到三叶虫时，那我就能勾勒出一个大致的年代，而一个地层当中很可能会存在多种不同的古生物，那么当古生物以一种组合的形式出现的时候，我们就能够更加精确地确定他们的年代了。

此外，各个地方在沉积岩形成之后，所经历的构造运动和地质演化不同会导致某些地方的某些地层的缺失，即有些生物组合在有些地方有，有些地方又没有。如下图所示

这样，我们就要在多个地方调查和提取古生物的组合样式，综合多地层的对比，我们就可以总结出一个综合柱状图来了，柱状图代表一个地区古生物演化的谱系。当然了，每个地方都有每个地方的演化谱系，在大体相同的情况下又有很多不同。比如云南从一开始的小尾巴虾，到后来的大尾巴虾，再到大钳子黑白纹理虾，而福建却只找到大尾巴虾，之后就变成了斑点头虾。所以地层的对比更需要跨地区，跨大洲之间的对比，才能得出一个相对合理的结果，也就建立一个世界统一古生物演化谱系。

慢慢地随着技术的发展，放射性同位素测年技术出现了，岩石的绝对年龄也可以做了。简单来说就是利用放射性同位素随时间衰变的原理，用母元素和子元素的比值来计算衰变是什么时候开始的。但这就要求岩石各元素比值回到初始状态，这个状态只有当岩石重新熔融了成为岩浆才可以，所以只有岩浆岩和深熔的变质岩才可以做。

即使是如此沉积岩的绝对年代我们也可以做，不难理解，如果岩浆岩和沉积岩相伴生的话，我们只要按上述方法确定好了地层的新老顺序，之后对岩浆岩做绝对年代分析，我们可以确定一个沉积岩形成年代了。

经过几十年的努力，最终地质人的所有成果都汇集在了这张图表当中