K-Ar *****

39Ar-40Ar
метод

39
(39Ar 
K , T 1 2  269 лет )
K (n , p )1839Ar
39
19
39
Ar 39K     ( )   ( ) d ,
  продолжительность облучения,
 ( )  плотность потока нейтронов с энергией  ,
 ( )  сечение захвата нейтронов с энергией  .
40
Arrad 
э.з. 40
 K  [exp(  t )  1]

40
Arrad эз


39

Ar
Обозначим
40
40
K exp(  t )  1

39
K    ( )   ( )d
J

Э.З.
Arrad exp(  t )  1

39
J
Ar

39
K
    ( )   ( )d
40
K

Для определения J используют минерал
известного возраста – монитор.
J 
39
Ar
 [exp(  t M )  1]
40
Arrad
 40 Arrad

t  ln 39
 J  1
  Ar

1

Главное преимущество 39Ar-40Ar метода перед
классическим K-Ar – локальность анализа вплоть до
микронных точек
Отдача ядра

39Ar
измерена напрямую в ряде работ и достигает 0.08 мкм.
Недостатки:
• Относительность измерения (нужен хорошо
аттестованный стандарт)
• Большое количество помех
Ca(n,  )39 Ar
42
40
41
K (n, p)40 Ar
K (n, np)40 Ar ...
Dallmeyer, 1979
ИГЕМ
Шанин и др., 1979
Dallmeyer, 1979
Шанин и
др., 1979
Dallmeyer, 1979
Схема внесения поправки
на воздушный аргон
40
Arrad
295.5
36
Ar
40
Arвозд
Диффузия и миграция изотопов

Диффузия – поток (J) вещества под влиянием
градиента химического потенциала (m/ x).
J  D


c
 первый закон Фика
x
Химическая диффузия
(взаимодиффузия,
интердиффузия)
Диффузия примесей
c
 2c
 D 2  второй закон Фика
t
x
E
 E
D  D0 exp

 RT 
D и D0
Дж/моль
м2/с
R
8.314 Дж/(К·моль)
Кал/моль см2/с
1.985 Кал/(К·моль)
x, мм
T, °C
1300 1200
1100
1000
900
800
700
600
(1 млн.лет)
17764
Ar diffusion
1.E-08
5618
1776
562
D, sm2/sec
1.E-10
178
56
1.E-12
Ph (Giletty, 1974)
Ph (Giletti, Tullis, 1977)
Or (Folland, 1974)
18
5.6
1.E-14
1.8
0.56
1.E-16
0.6
0.7
0.8
0.9
1000 / T, K-1
1.0
1.1
1.2
x
Dt
Crank, 1975
Полубесконечная среда
1
C
C0
0.5
0
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
Crank, 1975
1
Контакт
C
C0
0.5
0
-3
-2
-1
0
1
2
3
Crank, 1975
1
Бесконечный слой
0.2
C
C0
0.5
1.0
0.5
2.0
2h
0
-3
-2
-1
0
1
2
x/h
3
Теория "возрастов охлаждения"
(cooling ages)
Dodson, 1976
dT TC  T0

dt
t
T0  современная температура
TC  температура закрытия
t  измеренный возраст
R   A  D 0 RT C2 T C  T 0 
T C  ln
E
t 
E  r2
E  энергия активации
r  радиус минерала
A  геометрический фактор
A  8.7  для бесконечной пластины
A  27  для бесконечного цилиндра
A  55  для сферы

Температура закрытия кристаллов флогопита
диаметром 1 мм по отношению к Ar
(Dodson, 1979):
D0=0.75 см2/с
E = 58 ккал/моль
A = 27
TC=464°C при dT/dt=30°C/млн.лет
TC=425°C при dT/dt= 3°C/млн.лет

Теория Додсона применима только
лишь при отсутствии минеральных
преобразований!