利用同位素丰度比的年代学，作为一种揭示地球历史的手段，已成为现代最有力的方法。最近，用10^-12以下的微量试料，做精确的同位素丰度比测定，业已实现。这一新成就的“光辉”正逐渐“普照”到地球的遥远过去。其中一个典型事例，就是得出了这样的结论，即：地球上，现在可以找到的最古老岩石，是大面积分布于格陵兰西海岸的变质岩，大约形成于38亿年前。

现在，且让我们把目光转移到地球以外的太阳系物质上去看看，无论是陨石还是月球岩石，几乎所有的组成元素，都具有和地球组成元素同样的同位素丰度比。而且又都含有10⁷年左右的短半衰期同位素（例如¹²⁹I的半衰期为1700万年）。根据这些事实，可以推断说：“月球岩石、陨石、地球甚至连同其它行星也在内，大致是在同一时期内，由同一个原始太阳系皇云所形成。”然而，虽然说是由同一星云而且是在大致同一时期内生成，不过月球、陨石的母体和地球，却是经历了各自不同的发展过程或途径，终于成为现今状态的。譬如说陨石的母体，是一种大约不足100 KM的小天体，所以我们认为它的放射性元素的衰变热量，很快即由其表面逸失，不能在其内部蓄存。因而陨石的母体也就不能发生火山或火成造岩活动，可以说自其形成以来，就是一种始终处于所谓“死的冷天体”状态，而存在于宇宙之中。事实上，我们已掌握了除遭受二次变质外，绝大部分陨石母体的形成年代，均在4.54±0.05×10⁹年前。

地球和陨石的母体一样，尽管也是在同时，即在距今45亿年前形成的。但是地球上所见到的最古老岩石，却只有38亿年。从45亿年到38亿年的大约7亿年间的地球状态，究竟如何呢？目前尚未找到可以做出解答的线索。不过，地球的基本构造，例如地核和地幔以及大气、海洋等的形成，一般都认为是在地球初期阶段发生的。也可以说：“只有地球的初期状态，才是寻找地球起源乃至太阳形成的关键。”然而在今天的地球上，再也无法找到这些初期阶段地纪录了。必须承认，无休止的火山活动、风化、侵蚀等作用，已将这个关系至大的初期阶段的记录，彻底地毁尽，使之变成了荡然无存的“空白期”。

至于地球内部，也并不比地表情况好多少，因为地球内部，由于高温关系，物质的扩散速度非常快，地球初期的生成物，很少还能原样不变地保持至今。恐怕唯一有希望的，仅只是金刚石而已。因为金刚石不受任何化学物质的侵蚀，而且在低氧气压下，只要温度不超过2000°K，就几乎不会发生任何变化。

天然产的金刚石，一般是随同一种叫做金伯利岩的岩浆一起喷出到地表，从热力学的稳定性上看，普遍认为它是在地下极深处——大概要比200 ~ 300 KM还深的地幔内的极高压下形成的。也就是说，天然金刚石是从地幔深处随同金伯利岩岩浆被带到地表上来的。金伯利岩的喷出年代、根据同位素丰度比的年代测定法，极易鉴定清楚。例如南非的几个主要金刚石矿山的矿床，分别被鉴定为大约是在0.8 ~ 12亿年前生成的。当然，在这些矿床中产出的金刚石的形成年代要比这个年代古老得多。但金刚石本身的生成年代测定，迄今尚未成功。

笔者们从几年之前，即已着手寻求解决地球初期状态的途径，我们曾试从1克拉（0.2 g）左右的金刚石试样中，分离出稀有元素，对它进行同位素丰度比的测定。金刚石在超高真空下，大约以2000°C即可简单地石墨化，此时，几乎是100%的稀有气体，均可放出。虽然我们仅仅对He的同位素丰度比测定获得了成功，但其结果却是出乎意料之外的。即所测定的13个金刚石试样的³He/⁴He值，从3.2×10^-4—直到3.2×10^-8以下，其中有两个试样的测定值，比以前测过的任何地球物质都高。

以前一直认为陨石的母体与地球一类的行星，都是以同样的过程由原始的太阳系星云分离开来，又重新聚集在一起而形成的。实际上，陨石母体与地球的相似，从来就被作为最有效而又最有力的假说，用以论述行星的起源。在这里顺便提一下，地球的平均化学组成，就是认为地球是和碳质球状陨石完全一样而被推算出来的。这里所说的金刚石（也等于说地球内部）的³He/⁴He值，与陨石的He-A相差很大，与太阳He非常接近，就是对迄今为止的单纯的陨石与地球的模拟，要求做出若干修改。地球内部的He的同位素丰度比与He-A同位素丰度比的差别，很可能是由于以下两个原因造成的。即：

（1）地球悬在比陨石母体更靠近太阳的地方形成的，所以受太阳风的影响大。换句话说，就是地球接受了更强的太阳He的照射。

（2）陨石母体的形成，发生在太阳的D-burning之前，而地球则是在太阳的D-burning之后形成的。因此，地球是由被He照射过的粒子所构成，于是地球内部就积蓄有大量的太阳He。

特别是金刚石的³He/⁴He值，在太阳系物质中来说，也是属于最高的。这在考虑了它的成因之后，就更值得注意了。地球中含有若干铀和钍，它们发生衰变生成⁴He。另一方面，地球内部³He的生成，可以略而无视。从而在地球内部，随着时间的经过，³He/⁴He值就逐渐变小。事实上，在以前所测过的地球物质（岩石、矿物、水、火山喷出气体等）中，所含的He的³He/⁴He值，都小于或近似于5×10^-5。因此，为把³He/⁴He值至今仍保持着原始值（He-A或者是太阳He），就必须设想有个铀及钍的含量皆接近于零的环境。而这种环境在地球内部是否存在？目前还没有掌握任何资料。但如果是金刚石，那就非常可能了：因为所测过的金刚石（只有两例）中含铀量，都是非常微小的仅仅是0.1 ppb的程度。

笔者们认为³He/⁴He值大于10^-4的金刚石，很可能是和地球形成的同时生成的，也只有在那个时候，才能把原始的He捕获到自身之中，并把³He/⁴He值原样不变地“冻结”起来（因为铀和钍的含量极微）而一直保持至今。如此说来，金刚石不但具有其它物质所没有的灿烂光辉和至高的硬度，而且还可以其“特殊的古老”炫耀于地球之上。

[《科学》（日），1983年1月]