捉住時間的實驗室
——氬氬定年實驗室
簡 介
年代的探索與追尋一直是地質學非常獨樹一格的研究面向。40Ar/39Ar 定年法衍伸自K-Ar定年法，是分析岩石礦物形成年代的方法之一。鉀元素廣泛存在於多種岩石與礦物之中，而氬氣則是惰性氣體，不易與其他化學物質反應，使得此兩種元素非常適合用來分析。固態鉀在經過中子照射之後，藉由同位素退變的關係，可轉化成氬，藉由高溫或雷射燒熔的方式，將礦物與岩石中的氬氣釋放出來，進而量測岩石或礦物的「絕對年代」。
本氬氬定年實驗室承襲過去國立臺灣大學地質學系的氬氬定年實驗室——共有三套質譜儀，分別搭配可階段加溫式高溫爐，CO2雷射與193nm準分子雷射，於2017年移交至臺師大。
INTRODUCTION
階段加溫定年系統
此系統以VG1200S質譜儀為分析主體，搭配雙真空，可升溫至1700oC Mo高溫爐與超真空樣本腔為採樣系統，採樣系統與質譜儀間則有一套超高真空不銹鋼全自動氣體純化系統，VG1200S運用法拉第杯來偵測帶電粒子，通過測量40Ar、39Ar、38 Ar、37 Ar 與36 Ar的訊號而計算出樣本之年代。適用於年代老，變質或構造事件複雜之礦物與岩石。
雷射燒熔定年系統
此系統以VG3600質譜儀為分析主體，搭配新銳CO2(二氧化碳)雷射並配合超真空樣本腔為採樣系統－可以連續或脈衝形式使用於單顆粒標本燒結定年及階段加溫分析之用。
VG3600運用法拉第杯與倍增管來偵測帶電粒子，經由測量40Ar、39Ar、38 Ar、37 Ar 與36 Ar的訊號而計算出樣本之年代。由於倍增管的偵測靈敏度為法拉第杯的100倍，因此本分析系統適用於地質事件單一，年代年輕，樣本量小，但可能需要大量數量分析之礦物與岩石。
合作須知
-
氬氬定年法適用礦物：富含鉀之礦物如鉀長石、雲母類礦物、角閃石等，存化後礦物以及火山岩全岩分析。因風化易造成鉀氬同位素系統之破壞，必須為新鮮樣本才得以分析。
-
所有採樣與礦物純化過程中禁止有油劑污染。質譜儀為超高真空系統，油類污染除會造成背景值異常外，因部分碳氫化合物之分子量與氬同位素之質量數相當，也會造成樣本年代嚴重誤差。
-
礦物樣本如鉀長石、雲母類礦物、角閃石等樣本量約需50 mg (>95%)，火山岩全岩樣本約需500 mg (>95%)。
-
本實驗室歡迎自然科學研究分析之合作。
聯絡方式
CONTACT
負責人： 葉孟宛 教授 ｜ 國立臺灣師範大學 地球科學系
Email ： ntnuararlab@gmail.com
電話 ： (02) 7749-6423
Address： 116-77 臺北市文山汀洲路四段88號 理學院 A107氬氬實驗室
雷射探針定年系統
此系統以Nu Noblesse質譜儀為主體，利用專利的聚焦設備進行同位素的多重接收，並配合UP193-FX準分子雷射與超真空樣本腔為採樣系統，可進行定點微區定年及單礦物燒熔定年實驗分析。此技術提供了一個直接量測礦物內氬同位素分布最方便直接的方法，進而可以求得礦物內的年代剖面。可進行構造、變質岩溫壓及年代之直接比對與連結。