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一种获得 地壳氩同位素组成的方法

阅读：1023发布：2020-08-01

专利汇可以提供一种获得地壳氩同位素组成的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明属于惰性气体同位素地球化学领域，具体涉及一种获得地壳氩同位素组成的方法。所述方法采用经历缓慢冷却的钾长石样品，通过质谱分析获得所述钾长石样品的年龄谱并进行冷却历史模拟，将冷却历史的模拟结果结合36Ar/40Ar-39Ar/40Ar同位素相关曲线分析所述钾长石样品氩同位素随温度及时间的变化关系，获得钾长石样品携带的地壳氩同位素特征。本发明所述方法方法挖掘了缓慢冷却钾长石36Ar/40Ar-39Ar/40Ar同位素相关曲线在研究地壳氩同位素变化方面的潜在利用价值，通过模拟手段建立钾长石样品冷却历史与氩同位素变化之间的关系，进而为研究地壳氩同位素组成变化提供新的技术支持。，下面是一种获得地壳氩同位素组成的方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种获得地壳氩同位素组成的方法，其特征在于，采用经历缓慢冷却的钾长石样品，通过质谱分析获得所述钾长石样品的年龄谱并进行冷却历史模拟，将冷却历史的模拟结果结合36Ar/40Ar-39Ar/40Ar同位素相关曲线分析所述钾长石样品氩同位素组成随温度及时间的变化关系，通过所述钾长石样品氩同位素组成随温度及时间的变化关系获得钾长石样品剥露冷却过程中携带的地壳氩同位素特征。
2.根据权利要求1所述一种获得地壳氩同位素组成的方法，其特征在于，获得钾长石样品年龄谱的方法为：
1)钾长石样品辐照处理：将钾长石样品和标准样品分别用铝箔包裹，置入真空石英玻璃管；将装有钾长石样品和标准样品的石英玻璃管包裹镉皮后置入铝罐，焊严后送入原子能反应堆进行快中子辐照，经过39K(n,p)39Ar反应形成39Ar；
2)获得钾长石样品40Ar/39Ar年龄谱：将经过快中子辐照后的样品置入质谱分析系统，经过气体萃取、纯化以及质谱分析获得钾长石样品的氩同位素组成并计算年龄，获得钾长石样品年龄谱。
3.根据权利要求2所述一种获得地壳氩同位素组成的方法，其特征在于，所述冷却历史模拟具体为：对所述钾长石样品年龄谱采用模式冷却历史模拟方法MCH进行模拟，根据所述钾长石年龄谱每一个阶段39Ar的释气比例来计算对应扩散域的封闭温度，进而建立钾长石从最大年龄对应的封闭温度T1冷却到最小年龄对应的封闭温度T2的温度T-时间t曲线，即完成对钾长石年龄谱的冷却历史模拟。
4.根据权利要求3所述一种获得地壳氩同位素组成的方法，其特征在于，所述模式冷却历史模拟方法MCH采用以下公式进行：
表示第i步的封闭温度，n代表总加热步数，39Ar(i)为第i步时39Ar的释放量，39Ar(n)为实验过程中39Ar总的释放量，T1为年龄谱中的最大年龄对应的封闭温度，T2为年龄谱中的最小年龄对应的封闭温度。
5.根据权利要求4所述一种获得地壳氩同位素组成的方法，其特征在于，T1的取值为450℃-400℃，T2的取值为200℃-150℃。
6.根据权利要求3所述一种获得地壳氩同位素组成的方法，其特征在于，所述36Ar/40Ar-39Ar/40Ar同位素相关曲线中的数据点与钾长石年龄谱上的数据是一一对应的，所述36Ar/
40Ar-39Ar/40Ar同位素相关曲线能够反映钾长石样品氩同位素组成在初始氩40Ar/36Ar与放射性成因40Ar/39Ar之间的组成变化；
将冷却历史的模拟结果投影到对应36Ar/40Ar-39Ar/40Ar同位素相关曲线上，通过钾长石样品氩同位素随温度及时间的变化关系，获得钾长石样品剥露冷却过程中携带的地壳氩同位素特征；
并且，在获得研究地区地温梯度(℃/km)变化的情况下，温度能够转换为深度参数。
7.根据权利要求3所述一种获得地壳氩同位素组成的方法，其特征在于，在进行质谱分析之前，所述方法还包括钾长石样品的预处理步骤，该预处理步骤具体为：将岩石样品粉碎至40-60目，经过浮选及双目镜下挑选获得纯净的钾长石颗粒；将纯净的钾长石颗粒依次置于去离子水和丙酮中进行超声清洗，之后烘干备用。

说明书全文

一种获得地壳氩同位素组成的方法

技术领域

[0001] 本发明属于惰性气体同位素地球化学领域，具体涉及一种获得地壳氩同位素组成的方法。

背景技术

[0002] 地壳中的氩同位素主要来源于地幔、大气圈以及地壳中钾的衰变。研究地壳深部氩同位素组成对于揭示地球深部释气与大气平衡过程有着重要意义。冰芯以及燧石、石英脉中的原生包裹体可以记录地质历史中大气氩同位素组成，根据这些研究已经初步建立起了大气氩同位素演化模型。地幔捕虏体带来的流体包裹体也为人们研究地幔同位素组成提供了直接的证据。

[0003] 对于地壳氩同位素组成的研究仍然存在很多难点。尽管许多矿物中的气液包裹体为我们研究地壳深部气体组成提供素材，但一方面气液包裹体样品难以获得，另一方面如何剔除时间因素积累的放射性成因40Ar*以及大气组分的污染也是其面临的主要困难。

发明内容

[0004] 针对现有技术中所存在的研究地壳氩同位素组成样品难获得、易受大气污染以及地质过程中40K自然衰变产生的40Ar难以有效扣除的问题，本发明提供一种获得地壳氩同位素组成的方法，以36Ar/40Ar-39Ar/40Ar同位素相关曲线(反等时线)为工具，通过经历过缓慢冷却的地质体中的钾长石的氩同位素特征来分析地壳氩同位素组成，挖掘了缓慢冷却钾长石36Ar/40Ar-39Ar/40Ar同位素相关曲线在研究地壳氩同位素变化方面的潜在利用价值。本发明属于钾长石40Ar/39Ar定年技术的副产物，因时间因素累计的放射性成因40Ar*被用来计算钾长石年龄，36Ar/40Ar-39Ar/40Ar同位素相关曲线能够有效识别钾长石样品中的捕获氩是否为大气氩，并且作为一种造岩矿物，钾长石样品极易获得，这都使得本发明优于采用矿物中气液包裹体研究地壳氩同位素组成的方法。

[0005] 矿物中的氩同位素一般为两端元组分，即大气氩(捕获氩)和放射性成因氩组分组成，部分样品含有外来氩(包括继承氩和过剩氩，前者指变质矿物继承了原始矿物的部分氩同位素特征，后者则统指非原位衰变产生的放射性40Ar*)。自然界中氩的同位素只有36Ar、38Ar、40Ar三种，现今大气三种同位素丰度保持稳定，其40Ar/36Ar比值295.5被用来扣除样品中的大气氩组分。由于大部分矿物的氩同位素封闭温度较低，易受后期热事件或矿物蚀变影响，导致很多样品的初始氩组分并不与大气值相同，研究者们提出反等时线技术来研究
40 *
矿物中的初始氩组成，并以此来验证样品中是否存在过剩 Ar或者氩的丢失。当地质体冷却速度缓慢时，钾长石氩同位素体系封闭过程并不等时，它的等时线失去了年龄解释上的意义，但是它依然能够记录样品冷却过程中氩同位素体系的变化。这些变化可能反映了钾长石随岩体剥露冷却的过程中，以扩散平衡的方式携带了地壳中不同深度的氩同位素组成。本发明通过提取缓慢冷却钾长石中记录的氩同位素信息来获得地壳氩同位素组成。

[0006] 本发明是通过以下技术方案实现的：

[0007] 一种获得地壳氩同位素组成的方法，采用经历缓慢冷却的钾长石样品，通过质谱分析获得所述钾长石样品的年龄谱并进行冷却历史模拟，将冷却历史的模拟结果结合36Ar/40Ar-39Ar/40Ar同位素相关曲线分析所述钾长石样品携带的地壳氩同位素特征，获得钾长石样品氩同位素随温度及时间的变化关系。根据矿物中氩同位素体系封闭理论，该关系即反映样品剥露冷却过程中携带的地壳氩同位素特征，因此通过分析所述钾长石样品氩同位素组成随温度及时间的变化关系即可获得钾长石样品剥露冷却过程中携带的地壳氩同位素特征。

[0008] 在本发明中所采用的缓慢冷却的钾长石样品均指冷却过程中经历过冷却速率小于5℃/Ma范围的钾长石样品，优选地，采用经历过冷却速率在小于3℃/Ma范围的钾长石样品。需要注意的是，冷却速率快慢是相对而言的。也就是说，在钾长石氩同位素体系完全封闭之前，该钾长石可以一直保持了较慢的冷却速率，也可以是先快速冷却(如50℃/Ma)再缓慢冷却，或者二者交替进行。

[0009] 进一步地，在进行质谱分析之前，所述方法还包括钾长石样品的预处理步骤，该预处理步骤具体为：将岩石样品粉碎至40-60目，经过浮选及双目镜下挑选获得纯净的钾长石颗粒；将纯净的钾长石颗粒依次置于去离子水和丙酮中进行超声清洗，之后烘干备用。

[0010] 进一步地，获得钾长石样品年龄谱的方法为：

[0011] 1)钾长石样品辐照处理：将钾长石样品和标准样品分别用铝箔包裹，置入真空石英玻璃管；将装有钾长石样品和标准样品的石英玻璃管包裹镉皮后置入铝罐，焊严后送入原子能反应堆进行快中子辐照，经过39K(n,p)39Ar反应形成39Ar；

[0012] 2)获得钾长石样品40Ar/39Ar年龄谱：将经过快中子辐照后的样品置入质谱分析系统，经过气体萃取、纯化以及质谱分析获得钾长石样品的氩同位素组成并计算年龄，通过40Ar/39Ar年代学专用软件ArArCALC获得钾长石样品年龄谱。

[0013] 进一步地，所述冷却历史模拟具体为：对所述钾长石样品年龄谱采用模式冷却历史模拟方法MCH进行模拟，根据所述钾长石年龄谱每一个阶段39Ar的释气比例来计算对应扩散域的封闭温度，进而建立钾长石从最大年龄对应的封闭温度T1冷却到最小年龄对应的封闭温度T2的温度T-时间t曲线，即完成对钾长石年龄谱的冷却历史模拟。

[0014] 模式冷却历史模拟方法主要基于以下几点基本假设：1).矿物中氩的扩散遵从“体积扩散”机制；2).实验室中氩扩散机制与自然界中相同，并且母体同位素(40K)在矿物中分布均匀；3).钾长石冷却历史反映了氩同位素体系从最大年龄对应的封闭温度到最小年龄对应的封闭温度逐步封闭的过程，最大和最小年龄分别对应于T1和T2的封闭温度；4).阶段升温过程中每一步的年龄对应于封闭温度在T1到T2之间的一个扩散域的封闭时间。

[0015] 进一步地，所述模式冷却历史模拟方法MCH采用以下公式进行：

[0016]

[0017] Tci表示第i步的封闭温度，n代表总加热步数，39Ar(i)为第i步时39Ar的释放量，39Ar(n)为实验过程中39Ar总的释放量，T1为年龄谱中的最大年龄对应的封闭温度，T2为年龄谱中的最小年龄对应的封闭温度。

[0018] 进一步地，T1的取值为450℃-400℃，T2的取值为200℃-150℃

[0019] 进一步地，所述36Ar/40Ar-39Ar/40Ar同位素相关曲线中的数据点与钾长石年龄谱上的数据是一一对应的，所述36Ar/40Ar-39Ar/40Ar同位素相关曲线能够反映钾长石样品氩同位素组成在初始氩40Ar/36Ar与放射性成因40Ar/39Ar之间的组成变化；

[0020] 将冷却历史的模拟结果投影到对应36Ar/40Ar-39Ar/40Ar同位素相关曲线上，获得钾长石样品氩同位素随温度及时间的变化关系；

[0021] 并且，在获得研究地区地温梯度(℃/km)变化的情况下，温度能够转换为深度参数。

[0022] 本发明的有益技术效果：

[0023] 本发明提供一种获得地壳氩同位素组成的方法，原理在于通过模拟手段建立样品冷却历史与氩同位素变化之间的关系，进而为研究地壳氩同位素组成变化提供新的技术支持。通过对逐步升温实验获得的钾长石中的氩同位素分布进行样品冷却历史模拟，然后再结合样品的36Ar/40Ar-39Ar/40Ar同位素相关曲线即可解读地壳中氩同位素组成。这种新方法36 40 39 40
挖掘了缓慢冷却钾长石 Ar/ Ar- Ar/ Ar同位素相关曲线在研究地壳氩同位素变化方面的潜在利用价值，通过模拟手段建立钾长石样品冷却历史与氩同位素变化之间的关系，进而为研究地壳氩同位素组成变化提供新的技术支持；缓慢冷却钾长石成为观察地壳氩同位素组成变化的窗口。

[0024] 本发明所提供的一种获得地壳氩同位素组成的方法，主要得益于与目前国际上常用的钾长石多重扩散域模型(MDD)相比，模式冷却历史模拟方法(MCH)有着更广泛的适用性，不受过剩氩(即样品中含有不同于大气氩组分的捕获氩)影响。附图说明

[0025] 图1是本发明实施例中36Ar/40Ar-39Ar/40Ar同位素相关曲线；

[0026] 图2A是本发明实施例中样品存在两种捕获氩的36Ar/40Ar-39Ar/40Ar同位素相关曲线。

[0027] 图2B是不同组分的氩同位素发生变化时图2A中数据点的偏移趋势；

[0028] 图3A是缓慢冷却钾长石样品12h的年龄谱；

[0029] 图3B是采用MDD模拟程序获得的样品冷却历史；

[0030] 图3C是采用MCH方法获得的冷却历史；

[0031] 图4A是本发明实施例中样品KL9901的年龄谱；

[0032] 图4B是本发明实施例中样品KL9901的36Ar/40Ar-39Ar/40Ar同位素相关曲线；

[0033] 图4C是本发明实施例中样品NQ9901的年龄谱；

[0034] 图4D是本发明实施例中样品NQ9901的36Ar/40Ar-39Ar/40Ar同位素相关曲线；

[0035] 图5是本发明实施例中样品NQ9901含一种捕获氩(大气氩)的36Ar/40Ar-39Ar/40Ar同位素相关示意图；

[0036] 图6是本发明实施例中样品KL9901样品中含两种捕获氩(大气氩与地壳氩组分)的36Ar/40Ar-39Ar/40Ar同位素相关示意图。

具体实施方式

[0037] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

[0038] 相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。

[0039] 实施例1

[0040] 本发明实施例提供一种获得地壳氩同位素组成的方法，采用经历缓慢冷却的钾长石样品，通过质谱分析获得所述钾长石样品的年龄谱并进行冷却历史模拟，将冷却历史的模拟结果结合36Ar/40Ar-39Ar/40Ar同位素相关曲线分析所述钾长石样品氩同位素随温度及时间的变化关系，获得钾长石样品在剥露冷却过程中携带的地壳氩同位素特征。

[0041] 其中，本实施例选用的钾长石样品经历过缓慢冷却，是关键特征，经历缓慢冷却的钾长石样品的年龄谱的显著特征为部分向上凸起，并且一般至少存在两段年龄坪(多个连续加热阶段年龄一致)；

[0042] 所述方法具体包括：

[0043] 钾长石样品的预处理步骤：将岩石样品粉碎至40-60目，经过浮选及双目镜下挑选获得纯净的钾长石颗粒；将纯净的钾长石颗粒依次置于去离子水和丙酮中进行超声清洗，之后烘干备用；

[0044] 钾长石样品辐照处理：将烘干后的钾长石颗粒和标准样品分别利用高纯铝箔包裹成薄饼装，置入真空石英玻璃管；将装有样品和标样的石英玻璃管包裹镉皮后置入高纯铝罐(在本实施例中镉皮厚度为0.5mm)，焊严后送入原子能反应堆进行快中子辐照，经过39K(n,p)39Ar反应形成39Ar；

[0045] 钾长石样品40Ar/39Ar年龄谱获得：辐照后的样品置入质谱分析系统，经过气体萃取、纯化以及质谱分析获得钾长石的氩同位素组成并计算年龄，通过40Ar/39Ar年代学专用软件ArArCALC获得样品年龄谱。

[0046] 其中，气体萃取过程需要使用精细的阶段升温技术进行，即：将样品在真空电阻炉内逐步从450℃加热至1400℃。在450℃至850℃之间以50℃为一阶段逐步升温，每阶段加热两次，一次20分钟一次45分钟；850℃至1100℃以25℃为一阶段，每阶段加热10分钟；1100℃时进行七次加热，时间依次为10分钟、30分钟、60分钟、90分钟、120分钟、240分钟和480分钟，以保证在钾长石晶格破坏之前萃取尽量多的气体；最后样品以50℃至100℃为区间加热至1400℃。通过分析标准样品获得辐照参数J，将该J值带入年龄计算公式可获得各加热阶段的年龄。

[0047] 钾长石样品年龄计算公式为：

[0048]

[0049] 其中：

[0050]

[0051] 其中，t1为钾长石样品样品年龄，λ为40K的衰变常数，40Ar*为测得的样品放射性40Ar 信号量，39ArK为测得的辐照形成的39Ar信号量；J为辐照常数，由参与辐照的标准样品获得；t2代表标准样品的40Ar/39Ar(或K-Ar)年龄。

[0052] 冷却历史模拟：对所述钾长石样品年龄谱采用模式冷却历史模拟方法MCH进行模拟，根据所述钾长石年龄谱每一个阶段39Ar的释气比例来计算对应扩散域的封闭温度，进而建立钾长石从最大年龄对应的封闭温度T1冷却到最小年龄对应的封闭温度T2的温度T-时间t曲线，即完成对钾长石年龄谱的冷却历史模拟。在本实施例中，T1的取值为450℃，T2的取值为150℃；

[0053] 冷却历史模拟采用以下公式进行：

[0054]

[0055] Tci表示第i步的封闭温度，n代表总加热步数，39Ar(i)为第i步时39Ar的释放量，39Ar(n)为实验过程中39Ar总的释放量，450为年龄谱中的最大年龄对应的封闭温度，150为年龄谱中的最小年龄对应的封闭温度。

[0056] 所述36Ar/40Ar-39Ar/40Ar同位素相关曲线中的数据点与钾长石年龄谱上的数据是一一对应的，所述36Ar/40Ar-39Ar/40Ar同位素相关曲线能够反映钾长石样品氩同位素组成在初始氩40Ar/36Ar与放射性成因40Ar/39Ar之间的组成变化；

[0057] 将冷却历史的模拟结果投影到对应36Ar/40Ar-39Ar/40Ar同位素相关曲线的曲线上，获得钾长石样品氩同位素随温度及时间的变化关系。

[0058] 图1是36Ar/40Ar-39Ar/40Ar同位素相关曲线。回归线与X轴的截距指示样品中的放射性成因氩组成，可以用于年龄计算；与Y轴的截距指示样品中的初始氩组成(捕获氩1，一般为大气氩)，与大气值相同时指向1/295.5。地质历史过程中样品的冷却速率对36Ar/40Ar-39 40
Ar/ Ar同位素相关曲线的曲率存在影响，A、B、C的代表的样品冷却速率逐渐变慢。当样品冷却速率较快时，氩同位素体系快速封闭，各实验加热阶段获得的同位素信息指示相同的组成，形成A线；当冷却速率较小时，样品氩同位素体系逐渐封闭，初始氩一定的情况下，连接初始氩端元和数据点的各虚线与X轴截距指示其年龄，弧形回归曲线最终与Y轴大气值一
40 *
致说明样品中不含过剩 Ar ，也不存在氩丢失的情况。曲线弧度越大，指示其冷却速率越慢。转折点指示该数据点之后某种捕获氩(通常为大气氩)开始占据主导地位。

[0059] 图2A是样品存在两种捕获氩的理论36Ar/40Ar-39Ar/40Ar同位素相关曲线。图2B是不同组分的氩同位素发生变化时图2A中中数据点的偏移方向；当钾长石样品冷却过程中，环40 36
境中存在不同于大气值的同位素组成时( Ar/ Ar>295.5)，数据点向左上方偏移，形成异常的弧形相关曲线。偏移点形成的回归线指示样品中记录的地壳氩同位素组成。

[0060] 在实验室阶段加热过程中，随着温度的上升，样品释放的放射性40Arr比例不断增加(图2B中的ΔArr↑)(高温阶段气体来自矿物内部，由于较早封闭而积累更多的放射性40Arr)，捕获40Ari的比例相对减少(图2B中的ΔAri↓)。当40Arr的增量小于40Ari的减少量时，
39Ar/40Ar值变大，而36Ar/40Ar值变小，那么36Ar/40Ar-39Ar/40Ar图中的数据点(图2A)向右下方移动；当40Arr的增量大于40Ari的减少量时，39Ar/40Ar和36Ar/40Ar值都会变小，数据点向左下方移动。假如在整个冷却过程中捕获氩组分保持不变的话(即(40Ar/36Ar)i为常数)，曲线应该先从上端元(捕获氩端元)向右下方平滑过渡，在40Arr的增量等于40Ari的减少量时发生转折，然后向左下方移动至另一端元；当冷却过程中有不同组分的捕获氩((40Ar/36Ar)i值不同)封存在矿物中时，数据点就会偏离曲线并向左上部移动。

[0061] 图3是样品12h的年龄谱及MDD和MCH冷却历史模拟结果对比图。多重扩散域模拟(MDD)是现在国际上应用广泛的缓慢冷却钾长石冷却历史模拟程序，样品12h是开发该模拟程序的经典样品。MCH是我们提出的新的模拟方法，该方法的优势在于可以模拟存在过剩氩的样品的冷却历史，即本发明涉及的含有多种捕获氩的样品的冷却历史。图3A是缓慢冷却钾长石样品12h的年龄谱，图3B是采用MDD模拟程序获得的样品冷却历史，图3C是采用MCH方法获得的冷却历史。通过对比可以发现二者结果是一致的，说明MCH方法是可靠的冷却历史模拟方法。

[0062] 图4是实验获得的两个实例样品KL9901和NQ9901的40Ar/39Ar年龄谱与36Ar/40Ar-39Ar/40Ar同位素相关曲线。图4A是样品KL9901的年龄谱，图4B是KL9901的36Ar/40Ar-39Ar/
40 36 40 39 40
Ar同位素相关曲线；图4C是NQ9901的年龄谱，图4D是NQ9901的 Ar/ Ar- Ar/ Ar同位素相关曲线。

[0063] 图5是样品NQ9901的36Ar/40Ar-39Ar/40Ar同位素相关示意图。曲线上端和Y轴的交点表明样品的捕获氩和大气组成(40Ar/36Ar＝295.5)相似，下端在X轴上的截距值(39Ar/40Ar值)为0.036232±0.000122，对应了钾长石年龄谱中的最大年龄。图中平滑的弧形回归曲线指示大气氩，没有出现明显偏离回归曲线的数据点，说明样品冷却过程中地壳氩同位素组成保持了大气值。MCH冷却历史为采用MCH方法模拟年龄谱获得的温度与年龄关系，结合地温梯度换算获得了样品处于地壳不同深度的时间；650℃出现的转折点对应地质过程中冷却至155℃，以30℃/km的地温梯度计算大约为深度5.2km时。

[0064] 图6是KL9901样品中含两种捕获氩(大气氩与地壳氩组分)的36Ar/40Ar-39Ar/40Ar同位素相关示意图。样品KL9901在36Ar/40Ar-39Ar/40Ar图中的曲线变化较大，在冷却至446至280℃之间时也出现了不同组分的捕获氩(图6中的捕获氩2)。如果使用30℃/km的地温梯度，这一温度区间对应的地壳深度为14.8至9.3km。从偏离相关曲线的数据点限定的回归线与Y轴的交点估计，其初始值大约为385。曲线转折点出现在样品冷却至234℃时，对应深度为7.8km。

[0065] 通过实施例可以看出，应用模式冷却历史模拟方法(MCH)对逐步升温实验获得的钾长石中的氩同位素分布进行样品冷却历史模拟，然后再结合样品的36Ar/40Ar-39Ar/40Ar同位素相关曲线即可解读地壳中氩同位素组成。

[0066] 40Ar/39Ar年代学是地质定年的重要方法之一，它的实现依赖于地质样品中的氩同位素组成的准确测量。矿物中的氩同位素通常在600℃至150℃区间内才能实现持续累积，即40K衰变形成的40Ar完全保留的矿物晶格内，实现地质计时，该温度称为封闭温度。用于40 39
Ar/ Ar定年的矿物中，钾长石的封闭温度最低且温度区间跨度最大，一般认为这一区间为450-150℃或400-200℃，大致对应地壳18-6km深度。当钾长石所在岩体以地表物质剥蚀的方式逐渐抬升至地表的过程中，由于抬升速率足够缓慢，对应的在450-150℃温度区间内矿物冷却速率也极小，这为钾长石在运移过程中与周围环境气体组分充分平衡并逐渐封闭提供了条件，本发明通过提取此类缓慢冷却钾长石中的氩同位素组成进而获得地壳氩同位素的组成。这种钾长石的年龄谱的显著特征为部分向上凸起，并且一般至少存在两段年龄坪(多个连续加热阶段年龄一致)。缓慢冷却钾长石年龄谱变化与温度间的关系可以通过数学方法来模拟也为研究地壳氩同位素组成提供了便利。最后，借助于40Ar/39Ar定年技术的优势，本发明有效避免了放射性成因40Ar*扣除以及大气组分污染对利用矿物气液包裹体研究地壳氩同位素组成的难题。

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一种获得地壳氩同位素组成的方法

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