[发明专利]一种获得地壳氩同位素组成的方法

权利要求书

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；

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；

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。

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℃。