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同位素地球化学基础 四、钾-氩法定年 1.K,Ar同位素 39K, 93.08% 40K, 0.0019% 41K, 6.91% 大气氩的相对丰度： 40Ar, 99.60% 38Ar, 0.063% 36Ar, 0.377% 同位素地球化学基础 2.40K的衰变反应 4019K +e- ? 40Ar (12%) (?e =5.85?10-11/y) ? 4020Ca + ?- (88%) (?? =4.72?10-10/y) 计算公式： 根据 D* = N(e?t - 1)， 有 40Ar* = ?e /(?e+??) 40K(e?t - 1) t = 1/? ln {1+ (40Ar*/ 40K)[?e /(?e+??)]} 同位素地球化学基础 3. K-Ar 法的应用 一般情况下，Ar不进入样品中，可视为无初始氩。 适用的样品：角闪石，辉石，白云母，黑云母，长石类，全岩样品，海绿石，钾盐等。 同位素地球化学基础 关于氩丢失和过剩氩问题：等时线法 同位素地球化学基础 五、钐-钕法年龄测定 1.钐-钕同位素 142Nd 27.16% 143Nd 12.18% 144Nd 23.80% (? =2.0?1015) 145Nd 8.29% (? 1.0?1017) 146Nd 17.19% 148Nd 5.75% 150Nd 5.63% 同位素地球化学基础 144Sm 3.10% 147Sm 15.1% (?=1.07?1011) 148Sm 11.3% (? 3.0?1014) 149Sm 13.90% (? 1.0?1015) 150Sm 7.40% 152Sm 26.60% 154Sm 22.60% 同位素地球化学基础 钐-钕的特点和基本性质： 丰度低，各岩石类型的Sm/Nd变化小 母子体性质相似 高价态，不易活动 同位素地球化学基础 2.Sm-Nd法年龄测定 根据 D* = N(e?t - 1), 有 143Nd* = 147Sm(e?t - 1) t = 1/? ln (1+ 143Nd* / 147Sm) 同位素地球化学基础 等时线年龄： 类似于Rb-Sr等时线年龄计算公式，由 143Nd* = 147Sm(e?t - 1) 可以导出下式： (143Nd / 144Nd)? = (143Nd / 144Nd)o + (147Sm / 144Nd)(e?t - 1) 模式年龄： 同位素地球化学基础 3.Sm-Nd法年龄测定的应用 （1）Sm-Nd法的特点： 147Sm的半衰期长，是测定古老岩石年龄（10亿年）的有效手段。 镁铁质岩石中Sm/Nd比值的差异可满足等时线年龄研究的要求。 变质作用，蚀变作用和风化作用对Sm-Nd体系的影响很小。 同位素地球化学基础 （2）适用于Sm-Nd年龄测定的岩石和矿物样品 基性、超基性岩：岩石形成年龄 酸性岩：适于模式年龄 变质岩：原岩的年龄 沉积岩：物源的年龄 同位素地球化学基础 六、14C法 1.碳的同位素 12C 98.89% 13C 1.108% 14C 1.2 ?10-10% 同位素地球化学基础 2. 14C的产生和衰变 (?=5370?40a;?=1.209 ?10-4/a) 由宇宙射线作用： 14N + n = 14C + 11H 14C的衰变反应： 146C = 147N + ?- 同位素地球化学基础 3. 14C法年龄测定及其原理 大气中14C的丰度处于动态平衡中，因此可以设： 大气中的14C是恒定。 含碳样品“死亡”后，其14C即按衰变规律减少。