1、2.1 40K衰变特征nK是常量元素,但在其三个同位素中(41K、40K、39K),只有含量最少、丰度仅为0.012%的40K具有放射性。因此,自然界中由40K放射性衰变形成的子体同位素量较少。n40K放射性衰变有两种不同途径:其中约89.5%为衰变形成40Ca,剩余的约10.5%以电子捕获方式形成40Ar,其衰变常数分别为0.581 10-10yr-1和4.962 10-10yr-1。K-Ar同位素定年方法则是利用了40K-40Ar的衰变现象。40K40Ar衰变包括两种衰变包括两种电子捕获形式,其中正电子捕获形式,其中正电子发射形式只占总衰电子发射形式只占总衰变量的变量的0.01%。40K4
2、0Ar的总衰变常数的总衰变常数为为0.581 10-10/yr40K衰变示意图40K40Ca衰变以发射衰变以发射 粒子形式实现。其衰变粒子形式实现。其衰变常数为常数为4.962 10-10/yr。40K的总衰变常数为:的总衰变常数为:5.543 10-10/yrnAr是惰性气体元素,因此在地球形成的早期被大量释放进入大气圈,使得固体岩石中具较高的K/Ar比值,加上40K衰变成40Ar的半衰期为所有长寿命(除235U外)放射性同位素中最短的特点,使得K-Ar法具有测量年轻地质体(50%的39Ar的累积量所给出的年龄在2标准差范围内一致。n在实践中,多数样品的坪年龄没有这样的典型特征,即一致的“年
3、龄坪”所对应的39Ar累积量1100 C时,存在低坪年龄;p通过对比不同温度条件下Ca/K比值(由37Ar/39Ar测量值计算),研究者认为坪年龄矿物为透闪石、低温(低Ca/K)矿物为黑硬绿泥石、高温(高Ca/K)矿物为早期辉石残余。p作者将坪年龄解释成科马提岩的形成年龄,并得到了其反等时线年龄(3489Ma)证据的支持。2.12 激光剥蚀激光剥蚀Ar-Ar定年定年 Laser probe datingl激光剥蚀Ar-Ar定年是通过激光对样品表面进行加热、熔融,使其中的Ar释放出来,释放出的Ar通过冷阱收集,分次进入质谱测定。激光剥蚀过程与分步加热技术相似,通过控制激光(强度)产生的温度分步测
4、量。l尽管激光剥蚀Ar-Ar定年的方法在60年代后期就已提出,但却经过20多年的发展,直到80年代后期才趋于适用化。Wright等等(1991)对岩基中不同粒度的黑云母单矿物进行激光剥蚀分步加对岩基中不同粒度的黑云母单矿物进行激光剥蚀分步加热定年。通过对积分年龄与矿物粒度关系作图,发现粒度小的矿物颗粒积分年龄小而热定年。通过对积分年龄与矿物粒度关系作图,发现粒度小的矿物颗粒积分年龄小而较大矿物获得了相对统一、形态较完整的坪年龄。小颗粒矿物年龄偏轻的解释为矿物较大矿物获得了相对统一、形态较完整的坪年龄。小颗粒矿物年龄偏轻的解释为矿物颗粒因表面积较大,颗粒因表面积较大,Ar丢失明显。根据不同粒度矿物的封闭年龄差异:丢失明显。根据不同粒度矿物的封闭年龄差异:0.1mm矿物为矿物为275 C,0.223mm矿物为矿物为295 C的前人成果,计算出该的前人成果,计算出该 岩基在此温度区间的降温速率岩基在此温度区间的降温速率为为0.33 C/Ma。