同位素地球化学8

1、(206Pb/204Pb)0(207Pb/204Pb)0(208Pb/204Pb)0数 据 来 源9.5610.4229.71Murthy 和 Patterson(1962)9.3070.00610.2940.00629.4760.006Tatsumoto 等 (1973)9.31010.29629.57*Tilton(1973)地球原始铅同位素比值5.4 模式模式(方铅矿方铅矿)年龄年龄一、一、 Holmes-Houtermans 模式模式 如以上所讨论的，不同的如以上所讨论的，不同的Pb同位素定年方法着重在不同方面铀同位素定年方法着重在不同方面铀活动性问题。在锆石活动性问题。在锆石U-Pb

2、定年方法中，所选矿物定年方法中，所选矿物U保持很好，有保持很好，有Pb丢失具模式并能加以校正。在普通的丢失具模式并能加以校正。在普通的Pb-Pb定年中，允许现代定年中，允许现代U丢丢失，如果系统大多数时间内是封闭的。这里讨论的方铅矿方法，所失，如果系统大多数时间内是封闭的。这里讨论的方铅矿方法，所分析的不含铀的相，因此没有分析的不含铀的相，因此没有U丢失的问题。因为在方铅矿中没有丢失的问题。因为在方铅矿中没有衰变，我们不直接测定从现今向后的时间，而是测定方铅矿源从地衰变，我们不直接测定从现今向后的时间，而是测定方铅矿源从地球形成到方铅矿孤立的时间。此方法由球形成到方铅矿孤立的时间。此方法由Ho

3、lmes(1946)和和Houtermans(1946)分别独立地构想出来他们将方铅矿分别独立地构想出来他们将方铅矿Pb的同位素演的同位素演化分成两部分。第一部分当作岩石系统，从地球形成直到方铅矿分化分成两部分。第一部分当作岩石系统，从地球形成直到方铅矿分离必定已保持对离必定已保持对U和和Pb的封闭。第二部分是在方铅矿本身中，的封闭。第二部分是在方铅矿本身中，它必定不含铀。对于地球它必定不含铀。对于地球Pb同位素演化该模式可作如下总结：同位素演化该模式可作如下总结： 铀在岩石中的衰变铀在岩石中的衰变 方铅矿中无铀的衰变方铅矿中无铀的衰变 T t P 地球年龄地球年龄 方铅矿年龄方铅矿年龄 现在

4、现在该模式，该模式，207Pb的基本衰变方程为：的基本衰变方程为：)(235235235207207tTTteeUPbPb5.13因为因为“t”不为不为0，此衰变方程比，此衰变方程比5.1更为复杂。接着将每一项除更为复杂。接着将每一项除以以204Pb并重排。对于并重排。对于206Pb使用相同的程序，便得到：使用相同的程序，便得到：tTTteePbUPbPbPbPb2352352042352042072042075.14tTTteePbUPbPbPbPb2382382042382042062042065.15方程方程5.14除以方程除以方程5.15，结果简化如下：，结果简化如下： 1)方程右边的

5、方程右边的204Pb项被消掉。这便得到现今铀同位素比值的因项被消掉。这便得到现今铀同位素比值的因子，即常数子，即常数1/137.88。 2)(207Pb/204Pb)t和和(206Pb/204Pb)t代表现今的成分，因为方铅矿中代表现今的成分，因为方铅矿中没有铀。没有铀。 3)时间时间“T”时的时的Pb同位素成分代表太阳星云的成分，也就是同位素成分代表太阳星云的成分，也就是原始地球成分，现以原始地球成分，现以Canyon Diablo陨硫铁代表陨硫铁代表(C.D.)。方程可写为：方程可写为：tTtTPPeeeeDCPbPbDCPbPb23823823523588.1371.2042062042

6、075.16如果方程左边的同位素比值代表了时间如果方程左边的同位素比值代表了时间t来自地幔的一个样品，来自地幔的一个样品，右边的项对应于连接太阳星云成分的等时线斜率右边的项对应于连接太阳星云成分的等时线斜率(图图5.9)。8101214161820221012141618mm( P b)/ (P b)207204mm( P b)/ (P b)206204增长曲线地球等时线等时线Pt=3G at=2G at=1G a图图9 3Ga前从地幔抽提出来的方铅矿现今成分的前从地幔抽提出来的方铅矿现今成分的Pb-Pb等时线图等时线图 应用应用Holmes-Houtermans模式，方铅矿源岩假定是具模式，

7、方铅矿源岩假定是具“单单阶段阶段”Pb同位素历史的封闭系统。对于此方铅矿源岩可构筑出同位素历史的封闭系统。对于此方铅矿源岩可构筑出其增长曲线，从原始其增长曲线，从原始Pb成分到所分析的方铅矿成分，对于不同成分到所分析的方铅矿成分，对于不同的的t值进行校正。值进行校正。(由于此曲线为超越曲线，由于此曲线为超越曲线，t不能直接的代数从不能直接的代数从方程左边的成分解出。增长曲线的形状由衰变常数、轨迹由封方程左边的成分解出。增长曲线的形状由衰变常数、轨迹由封闭系统方铅矿源岩的闭系统方铅矿源岩的238U/204Pb或或“”值所决定。对于描述的值所决定。对于描述的单阶段模式，称为单阶段模式，称为1，通常

8、在，通常在7与与9之间。之间。 Holmes-HoutermansHolmes-Houtermans模式遇到的主要问题是当更多的方铅模式遇到的主要问题是当更多的方铅矿被分析后发现它们越来越宽地离散分布于矿被分析后发现它们越来越宽地离散分布于Pb-PbPb-Pb等时线图上等时线图上( (图图10)10)。一些测出的年龄明显是错的，因为它们属于将来。其。一些测出的年龄明显是错的，因为它们属于将来。其它位于主要趋势之外的常常给出的年地质上证明是不可能的，它位于主要趋势之外的常常给出的年地质上证明是不可能的，它们被称为它们被称为“异常铅异常铅”。这种情形的关键问题是在缺少其年龄。这种情形的关键问题是在

9、缺少其年龄的其它证据时缺少可预测方铅矿是否异常的预先测试。的其它证据时缺少可预测方铅矿是否异常的预先测试。图图10 所分析的来自不同环境许多方铅矿的所分析的来自不同环境许多方铅矿的Pb-Pb等时线图等时线图二、整合铅二、整合铅 由于地球演化的复杂性，即使在由于地球演化的复杂性，即使在5050年代就认识到对于一给定年代就认识到对于一给定方铅矿矿床的围岩自地球以来不可能一直保持封闭系统。方铅矿矿床的围岩自地球以来不可能一直保持封闭系统。AlpherAlpher和和Herman(1951)Herman(1951)试图通过将方铅矿源岩中的试图通过将方铅矿源岩中的PbPb同位素演同位素演化归结于单一的世

10、界范围均一源来克服此方题，这种源被化归结于单一的世界范围均一源来克服此方题，这种源被Russell(1956)Russell(1956)当作地幔。作为观察到的方铅矿当作地幔。作为观察到的方铅矿PbPb同位素变化的同位素变化的解 释 ， 该 模 式 明 显 是 非 常 不 适 的 ， 但 它 是解 释 ， 该 模 式 明 显 是 非 常 不 适 的 ， 但 它 是 S t a n t o nS t a n t o n 和和Russell(1959)Russell(1959)提出的更现实地质模式的基础。提出的更现实地质模式的基础。 StantonStanton和和RussellRussell发现一

11、定类的发现一定类的PbPb确实位于单一封闭系统确实位于单一封闭系统增长曲线上。这些绿岩带与岛弧中与沉积岩和火山岩相组合的增长曲线上。这些绿岩带与岛弧中与沉积岩和火山岩相组合的硫化物，结构上与寄主岩石是整合的硫化物，结构上与寄主岩石是整合的( (与穿切脉形成对比与穿切脉形成对比) )。StantonStanton和和RussellRussell将这些矿床当作沉积盆地中与火山中心相组将这些矿床当作沉积盆地中与火山中心相组合的同成因矿床，并因此作为直接来自上地幔无地壳污染的代合的同成因矿床，并因此作为直接来自上地幔无地壳污染的代表性方铅矿。表性方铅矿。 Stanton Stanton和和Russel

12、lRussell选择了满足这些条件的选择了满足这些条件的9 9个不同时代的个不同时代的矿床，并拟合了一条矿床，并拟合了一条1 1值为值为9 9的单阶段的单阶段( (上地幔上地幔) )增长线增长线( (图图11)11)。因为它们整合产出，这些铅被称为因为它们整合产出，这些铅被称为“整合铅整合铅”，所有其它不能，所有其它不能拟合此曲线的方铅矿推断为拟合此曲线的方铅矿推断为“异常异常”。异常铅被分成几组，如。异常铅被分成几组，如以密苏里以密苏里JoplinJoplin矿床为代表的矿床为代表的“J-J-型型”铅，其年龄给出的是未铅，其年龄给出的是未来值，一些其它类型如来值，一些其它类型如“B”B”型铅

13、它给出过去的年龄。不幸的是，型铅它给出过去的年龄。不幸的是，由于地壳过程中由于地壳过程中PbPb的活动性，很困难开发出一套先验标准来拟的活动性，很困难开发出一套先验标准来拟合整合合整合PbPb演化模式的方铅矿。因此，作为一种测年工具，方铅演化模式的方铅矿。因此，作为一种测年工具，方铅矿很大程度上是不可靠的。然而，它可能提供地球演化的有力矿很大程度上是不可靠的。然而，它可能提供地球演化的有力限制。限制。三、开放系统三、开放系统PbPb演化演化 早在早在19561956年，年，RussellRussell就考虑到地幔并不一直对就考虑到地幔并不一直对U U和和PbPb保持封保持封闭系统的可能性，因此

14、它在不同的时间可能具变化的闭系统的可能性，因此它在不同的时间可能具变化的值，因值，因为某种类型的分异机理。然而，用封闭系统地幔解释无污染方为某种类型的分异机理。然而，用封闭系统地幔解释无污染方铅矿成分的整合铅模式的成功，缓解了这种复杂性。铅矿成分的整合铅模式的成功，缓解了这种复杂性。 7070年代早期，对铀衰变常数的新测定年代早期，对铀衰变常数的新测定(Jaffey et al.,1971)(Jaffey et al.,1971)及从及从Canyon DiabloCanyon Diablo原始原始PbPb的更佳估计有必要重审查整合铅模式。的更佳估计有必要重审查整合铅模式。图图11 形成整合形成

15、整合Pb模式基础的方铅矿模式基础的方铅矿Pb-Pb等时线等时线例如，使用新值，根据例如，使用新值，根据Pb-PbPb-Pb陨石定年地球的年龄修改为陨石定年地球的年龄修改为4.57Ga(Tatsumoto et al.,1973),4.57Ga(Tatsumoto et al.,1973),对于显生宙岩石单阶段模对于显生宙岩石单阶段模式铅年龄所给结果在误差上高达式铅年龄所给结果在误差上高达1Ga1Ga。或者，得到合理拟合整。或者，得到合理拟合整合方铅矿计算出的曲线给出合方铅矿计算出的曲线给出4.43Ga4.43Ga的较低的地球视年龄的较低的地球视年龄(Doe(Doe和和Stacey,1974)S

16、tacey,1974)。 StaceyStacey和和Kramers(1975)Kramers(1975)使用使用Canyon Diablo PbCanyon Diablo Pb和平均的和平均的现代现代Pb(Pb(锰结核、海洋沉积物及岛弧岩石的混合物锰结核、海洋沉积物及岛弧岩石的混合物) )来定义复来定义复合增长线的端元。这是由两个具有不同合增长线的端元。这是由两个具有不同值值(1 1和和2 2) )的封闭的封闭系统产生，时间上由世界范围的分异事情将其分离。该封闭系统产生，时间上由世界范围的分异事情将其分离。该封闭系统由上地幔与上地壳的相结合构成系统由上地幔与上地壳的相结合构成( (下地壳、下

17、地幔和地核下地壳、下地幔和地核孤立孤立) )。对所选的整合方铅矿。对所选的整合方铅矿( (由所包含沉积物定年由所包含沉积物定年) )该模式给该模式给出的最佳拟合是当出的最佳拟合是当1 1=7.2=7.2、2 2=9.7=9.7，该事件的年龄为，该事件的年龄为3.7Ga(3.7Ga(图图12)12)。此时间被解释为地壳形成的高峰，并由对西格。此时间被解释为地壳形成的高峰，并由对西格陵兰陵兰AmitsoqAmitsoq片麻岩测定出的片麻岩测定出的3.7Ga3.7Ga年龄特别有吸引力。然而，年龄特别有吸引力。然而，StaceyStacey和和KramersKramers承认他们的模式仅仅是真实地球中

18、铅同位素承认他们的模式仅仅是真实地球中铅同位素演化的一种近似。例如，该模式中离散的演化的一种近似。例如，该模式中离散的3.7Ga3.7Ga可能实际上代可能实际上代表在早太古代期间地球演化的缓慢变化。表在早太古代期间地球演化的缓慢变化。图图12 方铅矿源两阶段铅演化模式的方铅矿源两阶段铅演化模式的Pb同位素图同位素图开放系统模式中，最著名的是由开放系统模式中，最著名的是由DoeDoe和和Zartman(1979)Zartman(1979)通过计算通过计算机模拟提出的。这就是著名的机模拟提出的。这就是著名的Doe-ZartmanDoe-Zartman的的PbPb构造模式构造模式。 在该模式中他们定

19、义了三个源：在该模式中他们定义了三个源：上地壳、下地壳和上地幔上地壳、下地壳和上地幔( (深度深度500km)500km)。根据大陆增生开始于。根据大陆增生开始于4Ga4Ga前和经常的造山作用前和经常的造山作用混合地幔与地壳源从而产生分异的地壳块体的证据，他们以混合地幔与地壳源从而产生分异的地壳块体的证据，他们以400 Ma400 Ma时间间隔及地幔随时间的变化贡献减少来模拟造山作用。时间间隔及地幔随时间的变化贡献减少来模拟造山作用。地壳贡献代表侵蚀和大陆基底。造山作用同时从三个源提取地壳贡献代表侵蚀和大陆基底。造山作用同时从三个源提取U U、ThTh、PbPb并将它们混合，重新分配它们后返回

20、到这些源中并将它们混合，重新分配它们后返回到这些源中( (图图13)13)。U U分馏进入上地壳代表着麻粒岩相变质作用。分馏进入上地壳代表着麻粒岩相变质作用。 由由“铅构造模式铅构造模式”产生的造山作用成分经验上为拟合方铅产生的造山作用成分经验上为拟合方铅矿铅得以限制，其它结果产生的增长曲线如图矿铅得以限制，其它结果产生的增长曲线如图1414所示。计算的所示。计算的上地幔上地幔值类似于全地壳，但是放射成因上地壳值类似于全地壳，但是放射成因上地壳PbPb进入地幔的进入地幔的再循环使得地幔再循环使得地幔值随时间明显增加。此过程由非放射成因的值随时间明显增加。此过程由非放射成因的下地壳源的发展得到平

21、衡，因为在一地壳的麻粒岩相变质作用下地壳源的发展得到平衡，因为在一地壳的麻粒岩相变质作用过程中相对于过程中相对于U U，优先保留，优先保留PbPb。图图13 “铅构造铅构造”模式的示意图解模式的示意图解表明了地壳与地幔库混合进行到造山作用图图14 由铅构造模式计算的四个库同位素演化的由铅构造模式计算的四个库同位素演化的Pb-Pb等时线图解等时线图解第六章第六章 K-ArK-Ar和和Ar-ArAr-Ar定年定年6.16.1 K-ArK-Ar定年法定年法 钾是地壳中最丰富的钾是地壳中最丰富的8个元素之一，并且是许多造岩矿物的个元素之一，并且是许多造岩矿物的主要组分。然而，放射性同位素主要组分。然而

22、，放射性同位素40K仅占总钾的仅占总钾的0.012%，因此它，因此它有效地位于低有效地位于低ppm浓度内。浓度内。89.5%的的40K衰变产生衰变产生40Ca，但在多，但在多数岩石中被普通数岩石中被普通(非放射成因非放射成因)40Ca所掩盖，普通所掩盖，普通40Ca在总钙中占在总钙中占97%。因为放射成因。因为放射成因40Ca丰度变化在多数岩石中非常有限，该丰度变化在多数岩石中非常有限，该方法作为测年工具其应用受到限制。方法作为测年工具其应用受到限制。40K仅仅11%的衰变产生的衰变产生40Ar，但是因为氩是稀有气体，放射成因组分为主。它占大气氩的但是因为氩是稀有气体，放射成因组分为主。它占大

23、气氩的99.6%，相当于干空气体积的，相当于干空气体积的0.93%。 通过三种不同途径衰变成通过三种不同途径衰变成40Ar，其中两个包含由核对轨道电，其中两个包含由核对轨道电子的捕获。正电子发射仅占衰变到子的捕获。正电子发射仅占衰变到40Ar的的0.01%。电子。电子(EC)捕获捕获衰变衰变(因此可认为代表因此可认为代表40K到到40Ar衰变的全部途径衰变的全部途径)常数目前的推常数目前的推荐值为荐值为0.58110-10a-1，相当于半衰期为，相当于半衰期为11.93Ga(国际地球科学国际地球科学联合会地质年代学分委员会；联合会地质年代学分委员会；Steiger和和Jager,1977)。这

24、由。这由6个最个最佳计数测定的加权平均得到，由佳计数测定的加权平均得到，由Beckinsale和和Gale评估。评估。由放出由放出粒子衰变成粒子衰变成4040Ca,Ca,其其衰变常数现在采用衰变常数现在采用4.9624.9621010-10-10a a-1-1，相当于半衰期为相当于半衰期为1.397Ga1.397Ga。4040K K两分枝衰变的总衰变常数为两分枝衰变的总衰变常数为5.5435.5431010-10-10a a-1-1，相当于半衰期为，相当于半衰期为1.25Ga1.25Ga。衰变成衰变成4040ArAr的的4040K K原子分数由表达式原子分数由表达式(ECEC/ECEC+)给出

25、。因此，给出。因此，代入一般衰变方程代入一般衰变方程1.10,1.10,含钾矿的或岩石中含钾矿的或岩石中4040ArAr的增长可写成：的增长可写成：) 1(404040ttotalECItotaltotaleKArAr6.1然而，如果系统在形成时完全脱除了然而，如果系统在形成时完全脱除了ArAr气气, ,初始初始ArAr项便消失，方项便消失，方程便简化成：程便简化成：) 1(4040ttotalECtotaleKAr6.2一、分析技术一、分析技术 已发现天然产出的钾同位素成分在地球各类岩石中是有效恒已发现天然产出的钾同位素成分在地球各类岩石中是有效恒定的，只有极少几个例外定的，只有极少几个例外

26、(如如Garner等，等，1976)。因此一矿物或。因此一矿物或岩石的岩石的40K含量通常发现是直接作总钾的化学分析，然后乘以含量通常发现是直接作总钾的化学分析，然后乘以1.210-4获得放射性同位素的含量。各种方法可用来测定钾含量，获得放射性同位素的含量。各种方法可用来测定钾含量，包括包括x射线荧光、中子活化分析和同位素稀释法。通常使用的是射线荧光、中子活化分析和同位素稀释法。通常使用的是火焰光度法，该方法特别适合于碱性金属。如果仔细使用此方火焰光度法，该方法特别适合于碱性金属。如果仔细使用此方法法K的测定精度可达的测定精度可达1%。它的精确度可能比其它方法低。它的精确度可能比其它方法低(如

27、同位如同位素 稀 释 法素 稀 释 法 ) ， 但 相 当 迅 速 并 使 用 廉 价 的 设 备 。 该 方 法， 但 相 当 迅 速 并 使 用 廉 价 的 设 备 。 该 方 法Vincent(1960)作了详细描述。作了详细描述。 地质样品中捕获的氩在氩提取线上被释放出来并加以纯化，地质样品中捕获的氩在氩提取线上被释放出来并加以纯化，以富集同位素稀释，而后送入质谱计进行同位素分析以富集同位素稀释，而后送入质谱计进行同位素分析(图图1)。因。因为大气氩的吸附样品必须具极小可能的表面积，因此单矿物或为大气氩的吸附样品必须具极小可能的表面积，因此单矿物或全岩碎片不研磨成粉沫。样品装载到提取线

28、内后，必须在真空全岩碎片不研磨成粉沫。样品装载到提取线内后，必须在真空下烘烤以从系统中抽去所有可能的大气氩。随后，在隔离泵后，下烘烤以从系统中抽去所有可能的大气氩。随后，在隔离泵后，样品引入到钼坩锅中，它位于射频感应炉内。坩锅被加热到大样品引入到钼坩锅中，它位于射频感应炉内。坩锅被加热到大约约1400，因此样品熔融并释放出所有捕获的气体。这些，因此样品熔融并释放出所有捕获的气体。这些图图1 与静态真空质谱计相接的氩抽提线示意图与静态真空质谱计相接的氩抽提线示意图气体大多数由气体大多数由H2O与与CO2组成，具非常少量的氩和其它稀有气体。组成，具非常少量的氩和其它稀有气体。除稀有气体外的所有气体

29、可通过与钛升华炉中的钛蒸气反应或使除稀有气体外的所有气体可通过与钛升华炉中的钛蒸气反应或使用皂石用皂石“吸气剂吸气剂”被去除。活性炭冷阱用于操作过程中暂时吸附被去除。活性炭冷阱用于操作过程中暂时吸附气体。气体。 高度富集高度富集38Ar的稀释剂通常储存在一大玻璃泡中。该玻璃的稀释剂通常储存在一大玻璃泡中。该玻璃泡联接到在具低死空间的两阀门间固定体积的一定长度的毛细管泡联接到在具低死空间的两阀门间固定体积的一定长度的毛细管(图图1)。当阀门。当阀门1关闭时毛细管与玻璃泡相接通。然后关闭阀门关闭时毛细管与玻璃泡相接通。然后关闭阀门2，两阀门间已知体积的稀释剂通过打开阀门两阀门间已知体积的稀释剂通过

30、打开阀门1加入到样品中。因为加入到样品中。因为玻璃泡的压力随着每次气体的引出而降低，随后稀释剂分样含越玻璃泡的压力随着每次气体的引出而降低，随后稀释剂分样含越来越少的来越少的38Ar分量。然而，分样通过与已知体积的大气氩混合作分量。然而，分样通过与已知体积的大气氩混合作周期性校正从而完成同位素稀释分析。加入到每一样品中的周期性校正从而完成同位素稀释分析。加入到每一样品中的38Ar稀释剂的量通过注明其在系列中的序号并在两个校正分析值间内稀释剂的量通过注明其在系列中的序号并在两个校正分析值间内插得到。从典型几百毫克样品中释放的氩量是非常少的，一般小插得到。从典型几百毫克样品中释放的氩量是非常少的，

31、一般小于于10-6cc(cm3)STP(标准温度和压力标准温度和压力=1大气压下大气压下25)。因此，同。因此，同位素分析是静态完成的，换言之，在与泵隔之后全部样品被一次位素分析是静态完成的，换言之，在与泵隔之后全部样品被一次送入质谱计。未知的两个样品间空气的送入质谱计。未知的两个样品间空气的4040Ar/Ar/3636ArAr比值测定作为对比值测定作为对仪器校正的校对，其通常值为仪器校正的校对，其通常值为295.5295.50.50.5。典型的氩同位素质谱如图典型的氩同位素质谱如图2 2所示。任何所示。任何3636ArAr信号的存在表明普信号的存在表明普通的或非放射成因氩的存在。事实上这几乎

32、是不可避免的由于通的或非放射成因氩的存在。事实上这几乎是不可避免的由于从系统中除去所有大气氩的具大困难性。如果样品在其形成时从系统中除去所有大气氩的具大困难性。如果样品在其形成时完全脱气，因此它就不含继承的非放射成因氩，那么测定的完全脱气，因此它就不含继承的非放射成因氩，那么测定的36Ar36Ar峰通过乘以峰通过乘以295.5295.5校正大气氩的校正大气氩的4040ArAr峰：峰：ArArArtotal3640*405 .295 6.3类似地从类似地从38Ar的峰中减去的峰中减去0.063%的大气氩。的大气氩。40Ar和和36Ar的峰也必的峰也必须校正稀释剂中这些同位素的小量分馏。然后通过与

33、净须校正稀释剂中这些同位素的小量分馏。然后通过与净38Ar峰峰(由已知量的稀释剂形成由已知量的稀释剂形成)的大小比较就可得到出样品中放射成因的大小比较就可得到出样品中放射成因的的40Ar*的量。的量。(换言之，这是同位素稀释法测定换言之，这是同位素稀释法测定)。有样品中的。有样品中的40Ar和和40K丰度，年龄通过重排方程丰度，年龄通过重排方程6.2便可以计算出年龄：便可以计算出年龄：图图2 表示由于放射成因表示由于放射成因Ar(白白)、稀释剂、稀释剂(点区点区)和大气污染和大气污染(斜线斜线)部分的氩同位素质谱示意图部分的氩同位素质谱示意图1ln140*40ECtotaltotalKArt6

34、.4 有必要假定样品不含初始氩有必要假定样品不含初始氩(通常称为通常称为“过剩过剩”氩氩)，因为这，因为这可能具有不同于大气氩的可能具有不同于大气氩的40Ar/36Ar比值，导致不能校正大气污染比值，导致不能校正大气污染具中等具中等40Ar/36Ar比值的混合物。另外，比值的混合物。另外，K-Ar年龄取决于样品年龄取决于样品K和和A r在其全部历史中的封闭系统行为。在其全部历史中的封闭系统行为。 36Ar/40Ar比值必须以高精度分析，因为大气比值必须以高精度分析，因为大气Ar校正将此测定校正将此测定的误差放大近的误差放大近300倍。这种效应的重要性如图倍。这种效应的重要性如图3所示，所示，3

35、6Ar测量的测量的误差影响是根据在计算的年龄中所产生的误差误差影响是根据在计算的年龄中所产生的误差(Cox和和Dalrymple，1967)。一旦大气污染超过总氩的。一旦大气污染超过总氩的70%，36Ar的误差对年龄测定的误差对年龄测定有严重的影响。对老的和有严重的影响。对老的和/或富钾样品该校正并不是问题，而是或富钾样品该校正并不是问题，而是对测定年轻物质的主要限制。对测定年轻物质的主要限制。图图3 由于大气氩污染造成的由于大气氩污染造成的K-Ar定年误差放大定年误差放大0.5%、1%、2%、5%的误差曲线指36Ar的测量误差自自1967年以来，测量精度已有大量提高，能测定非常年轻的岩石。年以来，测量精度已有大量提高，能测定非常年轻的岩石。然而，然而，Mussett和和Dalrymple(1968)证明火山岩含有证明火山岩含有“锁闭的锁闭的”大大气气(非放射成因非放射成因)氩，其中一些甚至不能真空中的烘烤除去。因此，氩，其中一些甚至不能真空中的烘烤除去。因此，即使低空白分析系统，在地球熔岩中小量残余的大气组分几乎是即使低空白分析系统，在地球熔岩中