相对年代只能说明各种岩石、地层的相对新老关系，而不能确切地说明某种岩石或岩层的形成距今多少年。因此需要用其他方法来测定它们的形成年代。定量测量矿物、岩石及某些地质事件的准确时间，是在放射性物质被发现之后。1903年居里（Curie）等首先提出利用天然放射性物质测量地质年代的可能性。波特伍德（Boltwood）等利用铀-铅法测出第一批沥青铀矿的年代数据，标志着地质学进入同位素地质年代研究的崭新阶段。到20世纪五六十年代，不仅地质相对时间表得到绝对年代的填充，而且测出地球的年龄为距今46.7～45.6亿年。随着测试技术的发展，目前的同位素测年手段已有20多种，测年时限各不相同，综合应用不同的方法，可使测年范围达到10～1011年。

自然界中某些物质的蜕变现象被发现以后，地质学家们就利用放射性同位素的蜕变规律来计算矿物或岩石的年龄，称为同位素年龄或绝对年龄。这种方法已在地质领域中广泛应用。

放射性同位素很多，大多数蜕变速率很快，但也有一些放射性元素蜕变很慢，具有以亿年计的半衰期（表3-1）。

表3-1　用于测定地质年代的放射性同位素

因此，如能取得某种矿物中母同位素的总量（P）、蜕变产物（子同位素）总量（D），利用已知蜕变系数（λ），可根据式（3-1）求得岩石或矿物的同位素年龄（t）。(www.daowen.com)

同位素年龄测定方法的应用，使地质年代学获得了巨大进展。随着测试成果的不断积累，地质历史的演化面貌逐渐清晰地展现出来，只是这种测试工作精度要求极高，耗资大，需由专门的实验室进行。

目前世界各地地表出露的古老岩石都已进行了同位素年龄的测定。如南美洲圭亚那的角闪岩为4130±170Ma（铷-锶法测定），我国翼东铬云母石英岩为3770～3650Ma（铀-铅法测定）等。