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同位素地质年龄测

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同位素地质年龄测定 钾-氩法
方法 1、体积法 2、同位素稀释法 40 3、快中子活化法(又称内标稀释法或 Ar39 Ar法) 该钾-氩法是上世纪末发展建立的,是 40 基于岩石和矿物中的 K经快中子照射后产 39 40 生 Ar,这样可不必测定样品中的 K含量, 40 39 而是根据 Ar/ Ar含量值,按有关公式算 得岩石、矿物形成年龄。

同位素地质年龄测定 钾-氩法
样品要求
②样品重量取决于样品地质年龄的大小,样 品中母、子同位素含量和测试方法灵敏度 (表) 40 39 单矿物纯度应高于98%( Ar/ Ar法单 矿物样品纯度要求100%,其中不应含其它钾 矿物包裹体)
同位素地质年龄测定 钾-氩法
样品要求 ③试样粒度为0.25-0.63mm;伟晶岩中的云母 可剪成宽3-5mm的细条;全岩样品粒度0.40.6mm。 测量时要求样品中40Ar在矿物形成后就成 为封闭体系,没有逸出过。同时,矿物形 成后对钾也是封闭的,矿物中钾的同位素 组成正常。
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同位素地质年龄测定 钾-氩法
钾-氩法缺点


被测定的岩石或矿物易受后期各种叠加地质作用的影 响,使其中放射成因的氩逸失,导致年龄测定值偏低(在这 种情况下,年龄测定值可视为实际年龄值上限)。所以,不 宜用钾-氩法测定古生代及古生代以前的地质样品。 氩是气体,它可以在变质期间从矿物和岩石中丢失。 由于这个原因,钾-氩法提供的是花岗质岩石最后一次热 事件的年龄,变质岩最后一次变质的年龄,或者一个地区 最后一次重要上升和剥蚀的年龄。因为氩丢失的可能性大, 所以一般认为钾-氩法得出的数据,代表着岩石的最低限 年龄,然而有的情况用钾氩法测得的年龄又太老。如果变 质作用期间它不完全丢失,Ar40可以从沉积岩里原先的矿 物继承下来,变质岩测出的年龄就比真正变质作用的时代 要老。在测定浅变质岩(如板岩)时,会有这种问题。此 外,有些矿物可以吸附外来的氩,对这种矿物用钾氩法测 得的年龄数据一般偏大。
体积法
角闪石 辉石
全岩
同位素地质年龄测定 钾-氩法
测定方法 样品名称 地质时代 太古代 元古代 古生代 中生代 新生代 太古代 元古代 古生代 中生代 新生代 中生代 送样重量(g) 0.5 1 2 2-3 3-4 1-2 2-3 4-6 6-8 8-10 >10
云母类 钾长石类
同位素稀释 法
角闪石 辉石
同位素地质年龄测定 钾-氩法
主要地质应用 1、原则上可测定新生代至古生代的三大岩类岩石的 成岩年龄、变质年龄,尤其适用于测定新生代、 中生代的各类地质样品。经改进后,钾-氩法可测 年龄上限达 2 25×10 a(精度约25%),用以研究第四系沉积物; 2、测定月岩、陨石等球外物质形成年龄; 3、测定变质岩最后一次变质年龄; 40 39 4、用 Ar- Ar法测定矿物形成年龄和热事件年龄, 研究矿物的受热历史;测质时代 云母类、钾长石类 太古代--新生代 样品名称 送样重量(g) 0.5
氩-氩法
角闪石、辉石 太古代--新生代 0.5
全岩
中生代、新生代
0.5

同位素地质年龄测定 钾-氩法
测定方法 样品名称 地质时代 太古代 元古代 古生代 中生代 新生代 太古代 元古代 古生代 中生代 新生代 中生代 新生代 送样重量(g) 4-5 6-8 10-15 15-20 25-30 9-10 15-20 30-40 >40 >50 >50 >50
云母类 钾长石类
同位素地质年龄测定 钾-氩法

原理
在自然界钾有三个同位素: K、 K、 41 K。钾-氩法测定同位素地质年龄的原理, 40 是基于 K通过K层电子俘获而衰变成稳定的 40 40 Ar,因此,只要准确地测得试样中的 K 、 40 Ar 含量,既可按有关公式计算试样形成 年龄。
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测量范围
K 的半衰期是13亿年,因此很老的岩石年代可 以用钾氩法测定,40,000年以前的岩石仍可以用 这个方法测定。 目前,钾氩法测年主要用于测定早更新世火山 活动区的地质事件年代。此外,从年轻火山岩中 导出的钾氩年龄已被用于编制地磁极性倒转年表; 火山岩和变质岩中的黑云母、白云母的钾氩年龄 在编制加拿大地盾区的前寒武纪年表中曾起到重 要作用;钾氩法测年经改进后还可提供中、晚更 新世的年代数据。黑云母、白云母、角闪石、透 长石、海绿石和兰闪石等含钾矿物,以及全岩都 可用K-Ar法测定。由于含钾矿物在多数岩石里 较丰富,因此这一方法被广泛应用。矿物或岩石 内钾的含量可由化学分析得知,氩的百分数由质

同位素地质年龄测定 钾-氩法
特点
快中子活化法(又称内标稀释法或 Ar- Ar法)扩 大了钾-氩法测定同位素地质年龄的范围(可测定宇 宙物质及最年轻的洋中脊玄武岩),提高了它的测 定准确度。 钾-氩法优点 1、地壳中各类含钾岩石、矿物分布广泛,它们 均可作钾-氩法的测定对象,尤其这类单矿物较易选 取; 2、钾-氩法测定过程较迅速,成本低廉。

同位素地质年龄测定 钾-氩法
样品要求 ①钾-氩法测定对象为云母类矿物(白云母、 黑云 母、铁锂云母、金云母)、高温长石(尤其是透 长石、歪长石)角闪石、海绿石、霞石、伊利石、 辉石、火山玻璃、钾盐、杂卤石、无水钾镁矾以 及含钾的沉积岩、变质岩、火成岩、月岩、陨石 等 不同矿物对放射成因的氩的保存性能是不同, 例如钾长石测得的钾-氩法年龄值常偏低(≥1030%)故不宜取用。角闪石……、和近地表结晶 的斜长石对氩的保存较好,这些矿物是理想的测 定对象。
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