钾-氩法的基本衰变原理钾-氩定年法（K-Ar dating）基于自然界中钾-40（⁴⁰K）这一不稳定同位素的放射性衰变规律。⁴⁰K 的半衰期约为12.5亿年，其中约10.9%的⁴⁰K 通过电子俘获方式衰变成稳定的⁴⁰Ar（氩-40），这一过程称为“电子俘获衰变”。正是这种稳定且速率恒定的衰变特性，为古老岩石提供了可靠的天然计时钟。

封闭温度与“计时器”重置机制矿物在高温熔融或变质状态时，其内部的氩原子会完全逸散（即“去气”）。只有当岩石冷却到某一特定温度（称为“封闭温度”）以下时，矿物晶格才会完全封闭，阻止氩的继续扩散逸出。从这一时刻起，矿物晶体内部开始累积新生成的⁴⁰Ar，而先前存在的氩已被完全清除，相当于将放射性计时钟“归零”（t = 0）。此后测得的年龄，即代表从矿物冷却封闭至今所经历的时间。

母体钾（⁴⁰K）含量的独立测定实验流程的第一步是对样品中母体同位素⁴⁰K 的绝对含量进行精确测定。通常先将样品研磨成细粉，然后采用火焰光度法或电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）等方法测定总钾含量。由于⁴⁰K 在自然界钾元素中的丰度比例固定（约为0.01167%），通过这一比例换算即可准确得到样品中⁴⁰K 的绝对含量。

子体氩（⁴⁰Ar*）的真空提取与纯净测定第二步是对放射性衰变产生的子体⁴⁰Ar（记为⁴⁰Ar）进行定量测定。样品置于超高真空系统中，经高温加热熔融释放出所有气体。随后通过纯化系统去除氢气、氮气、氧气等杂质气体，并分离出氩气组分。通过质谱仪测定⁴⁰Ar/³⁶Ar 比值，并扣除大气氩污染部分（以³⁶Ar 为代表的大气氩校正），最终得到真正由⁴⁰K 衰变产生的放射成因⁴⁰Ar 的绝对量。这是传统K-Ar法计算年龄的核心数据来源。

年龄计算公式与独立数据整合将母体⁴⁰K 和子体⁴⁰Ar* 的独立测定结果代入经典衰变方程，即可计算出岩石的形成年龄或最后冷却年龄。计算公式为： t = (1/λ) × ln(1 + ⁴⁰Ar*/(⁴⁰K × B)) 其中： λ 为⁴⁰K 总衰变常数，B 为电子俘获分支比（约0.109）。 通过这一物理方程，两组独立测定的数据（钾含量与放射成因氩含量）最终被整合，得出岩石的地质年龄。