k-ar法.ppt

第四节铀-钍-铅法测年及铅同位素地球化学
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普通(全岩)Pb-Pb 法测年
两式整理后相除:
这是207Pb/204Pb对
206Pb/204Pb直线方程
的斜率,一组具有相同
年龄和相同初始Pb同
位素比值并保持封闭
的样品,可由直线斜率
通过迭代法求出年龄t
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全岩Pb-Pb法理论上可以得到可靠的岩石结晶年龄, 但由于Pb的地球化学性质活泼,,目前较少用于其定年.
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第五节 K-Ar和Ar-Ar法
同位素测年测年
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一、K-Ar法测年
(一)K、Ar测年原理
钾(质质数=19)为碱金属元素,是地壳中八个丰
度最大的元素之一,主要形成含钾矿物。K有三个天
然同位素39K、40K、41K,其丰度比值分别为:
%、% %.%的
40K通过一个电子俘获和一个正电子发射衰变40Ar,
%的40K原子通过负电子发射直接衰变成基态的
40Ca。
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氩是惰性气体元素。自然界主要存在于空气中,按体积计算,%, 仅次于氮和氧。
氩有三个稳定同位素:40Ar、38Ar、 36Ar,丰度分别为:%、%、 % 由于40K衰变产生40Ar,现代火山喷气中的40Ar含量比大气中的高。
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在封闭体系中,40Ar*和40Ca*的增长方程为:
40Ar*+40Ca*=40K(eλt-1)
λ为40K的总衰变常数,包扩两个分支衰变常数:λ=λe+λβ
其中λe=40K向40Ar的衰变,λβ=40K向40Ca的衰变,在含K样品中,放射成因40Ar增长公式为:
40Ar*=40Kλe/λ(eλt-1)
如果矿物形成时不存在40Ar,40Ari=0,则
t=(1/λ).ln(40Ar*/40K·λ/λe +1)
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该公式必须满足下列条件:
在矿物形成和以后过程中,同位素保持封闭体系。
在矿物形成过程中,没有过剩氩(初始氩和捕获的大气氩)存在。
3. 除40K衰变外,没有因为分馏作用或其它过程引起Ar同位素组成的变化。
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(二)过剩氩及K、Ar等时线
Ar在地质过程中容易丢失,使K-Ar年龄偏低。但也有很多情况K-Ar年龄显著偏高, 被认为有过剩氩存在。过剩氩一般在含钾低的矿物和年轻火山岩矿物中最明显。
过剩氩指矿物结晶时捕获的原始氩或矿物形成后扩散进入的非大气氩。
过剩氩可依据原始的40Ar/36Ar比值大小判断,,小于40Ar说明36Ar过剩,此时,要求得矿物真实年龄必须依靠等时线。
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(1)40K-40Ar等时线
40Ar=40Ari+40Kλe/λ(eλt-1)
条件:
①假定分析出的36Ar都是来自大气。
②所选样品的封闭温度要相等或有快速冷切条件。
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