氩有三种稳定的同位素，分别是36Ar、38Ar和40Ar，天然丰度分别为0.337%、0.063%和99.60%。那么，这些不同种类的氩有什么用呢？ 它们在地球科学中有很多重要的用途，可以帮助我们了解地球内部和外部的变化。通过测量岩石中氩同位素的比例，可以判断岩石形成或者变化的时间。 这是因为 40Ar是由另一种元素钾（40 K）变成的，钾在岩石中很常见，它会慢慢地变成氩，这个过程叫做放射性衰变。 这个过程需要很长的时间，大约需要12.5亿年才能把一半的钾变成氩。

所以，如果我们知道岩石中钾和氩的数量，就可以算出岩石形成或者变化了多久，这个方法叫做钾－氩定年法。通过测量大气层中氩同位素的比例，可以判断大气层和地球内部的交换。这是因为 36Ar和38Ar都是很早就从地球内部释放出来的，它们在大气层中比较稳定，不会发生什么变化。而40Ar则是后来由钾衰变产生的，它在大气层中会随着时间增加。 所以，如果我们知道大气层中36Ar、38Ar和40Ar的比例，就可以判断大气层和地球内部交换了多少物质，这个方法叫做氩同位素示踪法。它的同位素比值可以用来研究地幔和地壳的演化，以及大气和水圈的交换。通过测量火山岩中氩同位素比值，可以判断岩浆的来源和混染程度。

 通过测量水或者冰川中氩同位素的比例，可以判断水或者冰川的来源和流动。这是因为水或者冰川中含有一些微量的氩，它们可能来自大气层、地下水、河流、湖泊、海洋等不同的水源。不同水源中的氩同位素比例可能有所不同，因为它们受到了不同程度的混合、蒸发、冻结等影响。所以，如果我们知道水或者冰川中 36Ar、 38Ar和 40Ar的比例，就可以判断水或者冰川的来源和流动。

氩是一种重要的稀有气体，它的同位素比值可以用来研究地幔和地壳的演化，以及大气和水圈的交换。通过测量火山岩中氩同位素比值，可以判断岩浆的来源和混染程度。通过测量沉积物中氩同位素比值，可以判断沉积物的年龄和成因。 因为 40K在沉积物中衰变产生40Ar，所以沉积物中的 40Ar/36Ar比值会随着时间增加。 这样就可以利用氩－氩定年法来测定沉积物的年龄。 同时，沉积物中的氩同位素比值还可以反映沉积物的来源和环境。 比如说，如果一个沉积物中的 40Ar/36Ar比值高于大气水平，那么说明这个沉积物可能来自较老或者较干旱的陆源；如果一个沉积物中的 40Ar/36Ar比值低于大气水平，那么说明这个沉积物可能来自较年轻或者较湿润的海源。

近年来，稀有气体同位素在矿床学中的应用主要集中在成矿流体的示踪和年代学两个方面。由于人们对大气、地壳、上、下地幔等不同来源物质的He、Ar同位素组成有了较为清晰的认识，因此，在矿床学研究中，作为灵敏示踪剂的稀有气体同位素大多用于判别成矿流体的来源，特别是幔源物质的贡献大小及壳幔相互作用与成矿的关系。它们还用于揭示矿床在成矿各阶段（期）中的物质和流体源区差异，以及追踪和揭示成矿流体的演化、反演成矿过程。此外，由于4He、40Ar具有年代积累效应，因此，它们常被用于同位素测年。尤其是近年来人们对矿床形成后的改造－保存过程的关注，低温热年代学比如裂变径迹、(U-Th)/He、含钾矿物K-Ar、40Ar-39Ar等定年方法被用于厘定表生矿物年龄、探讨矿床的隆升、剥蚀速率和剥蚀量等，揭示矿床的保存条件及预测隐伏矿床。

总之，稀有气体同位素地球化学在矿床学研究中取得了重要进展，为我们提供了更多关于成矿流体来源和演化过程的信息。未来，随着技术的发展和对稀有气体同位素地球化学理解的深入，这一领域能够为我们提供更多关于地球内部奥秘的钥匙。

人类学研究中不同的定年方法时间尺度

（图片引自：https://humanorigins.si.edu/evidence/dating）

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参考资料：

1.Wisc Ar Geochronology Laboratory, University of Wisconsin-Madison

2.UC Berkeley press release: "Precise dating of the destruction of Pompeii proves argon-argon method can reliably date rocks as young as 2,000 years"

3.Kelley, Simon. "Excess argon in K–Ar and Ar–Ar geochronology." Chemical Geology 188, no. 1-2 (2002): 1-22.

4.胡瑞忠,  毕献武. "哀牢山金矿带金成矿流体 He 和 Ar 同位素地球化学." 中国科学: D 辑 29, no. 4 (1999): 321-330.

5. 维基百科：https://en.wikipedia.org/wiki/Argon%E2%80%93argon_dating

6. 武丽艳. 2019. 稀有气体同位素地球化学在矿床学研究中的应用进展. 岩石学报, 35(1): 215-232, doi: 10.18654/1000-0569/2019.01.17