K-Ar和^(40)Ar/^(39)Ar定年数据质量评价与Q值提出

K-Ar和40Ar/39Ar的定年测试质量的评价是正确运用测试结果的前提。过去的研究,多通过仪器测试的偏差和误差传递来评价测试结果可靠性和精度。MSWD和Probability的提出,给出测试的内外误差概念,因考虑了仪器和样品二者的匹配性而得到广泛应用。这也说明,影响K-Ar和40Ar/39Ar的定年测试结果的因素可以是来自仪器设备,也可以来自样品自身的特性。本文由K-Ar和40Ar/39Ar的定年技术的原理、流程为出发点,通过对各个测试项的误差传递和对结果精度影响的数学方法评估,提出了影响测试精度的Q1和Q2参数,分别代表与样品有关的属性。Q1是样品钾含量、囚禁36Ar的含量、以及样品40Ar/36Ar的初始比值的综合参数,是决定仪器测试中误差传递系数大小的重要影响因子。Q2是样品钾含量、囚禁36Ar的含量、以及样品40Ar/36Ar的初始比值误差的综合参数,用来评价样品等时线年龄精度。在地质意义上,Q2是评价样品是否满足"同源、同时、封闭"特性的重要量化指标。根据这两个参数,可以判别测试数据质量优劣是源于测试仪器,还是样品属性。由Q1和Q2的分析可知,任何一项K-Ar和40Ar/39Ar的定年测试都应该充分考虑仪器性能和样品属性,设计合理的测试流程是K-Ar和40Ar/39Ar的定年获得较高质量数据的关键。

K-Ar、^(40)Ar/^(39)Ar定年中尼尔值和初始氩比值

K-Ar、^(40)Ar/^(39)Ar定年中,用以计算囚禁^(40)Ar绝对量的^(40)Ar/^(36)Ar,称为初始氩比值。现代大气中的初始氩比值叫尼尔值,为295.5。K-Ar、^(40)Ar/^(39)Ar定年的表观年龄都是在假设初始氩比值与现代大气中的尼尔值一致的基础上得到的。事实证明,地球样品的初始氩比值不总是尼尔值,因此这种假定不可靠,尤其在对年轻样品进行K-Ar、^(40)Ar/^(39)Ar定年时,会带来错误的表观年龄结果。对于K-Ar、^(40)Ar/^(39)Ar精细年代学,特别对于年轻样品和低钾含量样品,只有初始氩比值才对定年研究有意义,而初始氩比值只能通过^(40)Ar/^(39)Ar等时线法求得。所以严格地讲,只有等时线年龄才是可靠的。结合实验流程,本文分析了^(40)Ar/^(39)Ar定年中为什么大多数等时线获取的初始氩比值接近尼尔值,一是因为常规^(40)Ar/^(39)Ar坪年龄的计算方法,二是因为吸附氩的干扰。初始氩比值的一致性,被用来证明样品同位素同源和封闭特性,对年龄数据的精度及可靠性有非常大的影响,尤其是年轻样品。因此,在^(40)Ar/^(39)Ar定年中要选取氩同位素初始比值一致的同源样品,并在实验流程中尽量克服样品吸附气体。本文对传统^(40)Ar/^(39)Ar方法中坪年龄、年龄坪的意义提出了质疑,对提高^(40)Ar/^(39)Ar定年的精度具有重要意义,并使之能够应用到极年轻的火山岩定年中。