钾-氩法

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[拼音]:jia-yafa

[英文]:potassium-argon method

根据 40K经K层电子捕获形成稳定同位素 40Ar的衰变规律而建立的地质计时方法。40K具分支衰变,其总量的89.33%以β衰变形成稳定的40Ca,10.67%衰变形成40Ar。因此,对于钾、氩和钙保持封闭的含钾体系,40Ar和40Ca的增长用下式表示:

40Ar+40Ca=40K(eλt-1)

其中λ是40K的总衰变常数,λ=λα+λβ,λα和λβ分别是40K衰变成 40Ar和 40Ca的衰变常数。根据放射性衰变定律,可得出钾-氩法年龄的计算公式:

按该公式计算年龄时,应当满足下列条件:

(1)岩石或矿物形成后保持封闭体系,既没有钾的交换,也无40Ar的得失;

(2)样品中不存在过剩氩,外来氩全部作为大气氩扣除;

(3)精确测定40K的衰变常数和样品中的微量氩。

当样品中有过剩氩存在时,就不宜用上式计算年龄。过剩氩是指矿物或岩石形成后与其中40K的衰变无关的那部分氩,比如从成矿介质中获取的氩,岩石和矿物在变质或重结晶作用时从原巖中继承下来的氩等。样品中是否有过剩氩,可从共生的无钾或贫钾矿物(如石英、绿帘石、石榴子石、蓝晶石、绿泥石等)的测定来判断,如果其中40Ar/36Ar比值为295.5,则不存在过剩氩;如高于295.5,说明有过剩氩。就需采用钾-氩等时线法。它包括40K-40Ar等时线法和40K/36Ar-40Ar/39Ar等时线法。

钾-氩年龄测定方法中还包括 40Ar/39Ar计时法。是把样品放入核反应堆中经中子照射后,分别测定它们的40Ar/39Ar比值,以计算样品的地质年龄。

适用于钾-氩法测定的样品:矿物主要有云母、钾长石、角闪石、海绿石和伊利石等;岩石主要有玄武岩、细粒中基性巖等。

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