標本前處理

標本前處理必須要經過 (1)岩石薄片觀察 (2)樣本擊碎過篩 (3) 礦物震盪清洗 (4)單礦物挑選 (5)中子照射等過程。首先欲定年之單 礦物標本必須是新鮮、未受風化作用影響的樣品，所以必須在顯微鏡 下觀察岩石薄片以決定需挑選哪些礦物。若同一礦物有不同期生成的

顆粒或含有包裹體，在進行定年時有可能得到一無意義的混和年代，

也是需要考慮的。

本研究各採樣標本皆切取 3 立方公分之岩石樣本，送至河北區 域地質礦產調查研究所實驗室做單礦物分選，設定取 40~60 mesh 粒 徑的顆粒。粒徑過大則礦物不易分離，太小在進入原子爐照射後，容 易產生輻射塵污染。當送回國內後則再一次手掏確認，並開始做礦物 震盪清洗之工作。將篩選出的礦物顆粒加入去離子水及丙酮，放入超 音波震盪器內清洗，重複數次，一方面將附著的雜質及粉塵去除，一 方面也可將不同的礦物顆粒震盪分離。

接下來準備包裹礦物樣本再送去清大原子爐照中子照射。本研究 的雲母類礦物均取 60 mesh 粒徑，一方面是配合礦物的自然粒徑，

另一方面也是因在此粒徑下，礦物顆粒分離較完全；鉀長石多採 40 mesh 粒度；角閃石 60~40 mesh 左右。在量方面，因採用階段加溫 燒熔分析所需樣本量較多，一般在 60 mg 左右，角閃石與鉀長石則 在 120 mg 左右，所得釋放氬氣才足夠。將待定年之礦物包於鋁箔袋 內，與標準礦物同疊裝於鋁管，於 2007年 9月 4日送至清華大學 THOR原子爐照射（Tsing -Hua Open Pool Reactor），本研究的照射位 置為接近爐心的 VT- C，照射時間 30 小時，標準礦物（Standard mineral）採用 Lp6 黑雲母（Odin et al.,1982），J值為0.003470685 ±

0.000020314。照射後的樣本，待其放射性強度減弱到安全範圍後，

變，因此在實際操作中，係利用以知年齡之標準礦物（Standard mineral），作為照射時之監視器 (Neutron irradiation monitor)，與欲 測定年代之樣本一起放入原子爐中接受照射，以求得與快中子流有關 的常數 （J值）。由中子照射所得到 ³⁹Ar 含量與照射時間（∆）、

中子通量(Neutron flux,Q(E))、截面積中子捕捉量（Neutron capture cross section, σ(E)）及礦物岩石內之 ³⁹K 含量有關，其關係可由下式

式（6）中t 為年齡，（⁴⁰Ar*/³⁹Ark）為欲測年齡岩石樣本之 ⁴⁰Ar*/³⁹Ark

校正，關於本論文的各項干擾校正參數請參閱 Lo and Lee（1994）。

完成氬氣分析後，經過干擾校正、背景及照射時間校正就可以利 用（6）式算出樣品年齡，在 ⁴⁰Ar/³⁹Ar 同位素定年法中，我們常以 下列幾種方式，分析和表示樣品年齡及其可信度：

․總和年代 (Integrated date)：這是以各階段加溫所得到放射源氬氣 (⁴⁰Ar*) 的總量及經中子照射而產生 ³⁹Ar 總量來計算年代，理 論上如果沒有回彈效應 (Recoil effect) 的話，其得到的年代結 果應與鉀—氬定年法所得到的年代相同。

․坦原年代 (Plateau date)：本次定年研究依據以下坦原年代之定義 來計算年代，其定義為：利用各相鄰溫度階 (Step) 之年代，其 年代相互誤差不超過兩個標準差 (Standard deviation) 所連接 而在圖上顯示出一”平坦階”，其所涵蓋的範圍超過³⁹Ar 總累積 量的百分之五十以上，且須由大於或等於三個溫度階所組成，

再以此平坦階內的 ⁴⁰Ar* 總量及 ³⁹Ar 總量計算而得的年代。

而此年代的算法可以避免標本內氬氣分佈不均所造成的超氬氣 成分或氬氣減損的現象，相對於總和年代較為準確，但是對於 標本內部氬氣的放氣來源卻無法瞭解，若標本當時形成時所包

裹的氬氣與現今大氣成分並不相同，那麼所計算出來的年代必 定與真實的年代產生某程度的誤差。所以我們可借助反等時線 圖 (Inverse isochron or Corrchron diagram) 來進一步討論氬氣 的放氣過程。

․平均年代（Mean age）：此表示法通常用於 ⁴⁰Ar/³⁹Ar 雷射單顆礦 物燒熔實驗中，將實驗所得的年代資料，利用 SPSS 統計程 式，以年代為橫軸進行統計分析；某年代範圍出現的樣本點次 數（Frequency）為縱軸，做一分佈曲線，曲線最高峰所對應的 年代即為平均年代，分佈曲線的型態窄且高表示年代的一致性 較高，反之，若型態寬矮則表示年代較分散，此法多用於快速 冷卻的岩樣，對於經歷慢速冷卻的樣本較不適用。另外，平均 年代也無法反應標本內部的放氣來源，必須借助反等時線圖才 能得知有無超氬成分或氬氣減損的現象。

․反等時線年代 (Inverse isochron or Corrchron date)：把分析所得到的 資料點放入以 ³⁶Ar/⁴⁰Ar 為縱座標，³⁹Ar/⁴⁰Ar 為橫座標的圖 中，若其資料點成線性 (Linear array)，則將其各點做線性回歸 而得一線性關係式：

的參數 (Mean squares of weighted deviates，MSWD) 為標準，

代表所採用的資料點呈線性的程度，MSWD 的值越小，則代 表資料點呈線性的程度越好。但在實際資料點的落點位置常不 成一線性，所以通常在資料點的選擇上常與坦原年代譜中所選 的資料點相同，而對於那些誤差很大的資料點不予考慮。