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由于实验条件的限制,早期的观点认为温度是控制矿物中Ar扩散的主要因素,随着研究的深入和实验设备及技术水平的提高,越来越多的研究表明压力对Ar扩散的作用并非原先认为的那样小,尤其是在下地壳或地幔中当压力达到几个或十几个GPa时压力可能对Ar在矿物中的扩散产生重要影响。钾长石是40Ar/39Ar定年法常用矿物之一,它含K量高,能够记录连续温度信息,广泛存在于高压-超高压变质带,但目前关于压力对钾长石中Ar扩散作用的研究很少。本选题以花岗岩中的钾长石为研究对象,通过高温高压以及同位素分析实验,探讨压力对钾长石中Ar同位素体系的影响,以期获得钾长石中Ar扩散机制与压力间的相互关系。 钾长石样品取自河北北部丰宁县骆驼鞍花岗岩岩体。这些现今处于地表的岩体形成后没有任何变质变形,只经过单调的隆升冷却,没有遭受过异常的(相对于上覆岩石地层的静压力场和正常的区域地温场而言)温压作用(变质事件);其中的钾长石斑晶大、晶形完整,是进行Ar扩散研究的良好材料。通过年龄谱的形态和Ar含量分析,样品FN11-2钾长石的结果表明其颗粒内Ar分布不均、含量不一致,不是对比实验的理想矿物,而四个随机选取的FN11-3样品则展示了一致的年龄和40Ar/39Ar比值,可以作为高压前后定量计算不同压力下Ar扩散丢失分数的对比样品。硅酸盐矿物中Ar扩散系数的测定有阶段升温和大样丢失两种方法,根据高压实验前提条件和多扩散域矿物发生一次40Ar丢失时特征的年龄谱形态对39Ar进行补偿和40Ar校正即可准确测定实验过程中Ar的扩散丢失百分数。多重扩散域软件不仅能快速获得钾长石中实测的Ar扩散系数,还提供了扩散半径等结果。 根据获得的数据,1)通过不同粒径的钾长石40Ar/39Ar测年实验证明了机械破碎的确会使矿物颗粒内部放射性成因Ar发生丢失。2)实验证明,随着压力的增加钾长石中放射性成因40Ar扩散丢失量逐渐降低,指示压力对Ar具有一定保存作用,并定量计算出在冷却速率为10℃/Ma时,1.0GPa的高压可以使钾长石的封闭温度提高20%。3)根据大样丢失法测得钾长石的活化体积ΔV为~9cm3/mol,据此就可外推不同温压组合下钾长石中Ar的扩散系数,并估算钾长石中Ar的扩散距离。