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Retention of cosmogenic He-3 in calcite

机译：在方解石中保留宇宙性He-3

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Cosmogenic He-3 can be used to date a wide range of mineral phases because it is produced from all target elements and can be readily measured above atmospheric contamination. Calcite is a particularly attractive target mineral due to its natural abundance, large crystal size (>1 mm), and low He closure temperature (<70 degrees C), which limit non-cosmogenic He-3 components (Copeland et al., 2007). However, several recent studies have shown that some calcite may not be retentive to helium, even under surface temperatures (Cros et al., 2014; Copeland et al., 2007). This study thus explores He-3 retention and production in natural calcite samples at four different sites. Samples from two high elevation sites appear retentive to He-3 over 10 kyr timescales, whereas two additional sites clearly suffer from diffusive loss of He-3. Step-degassing experiments suggest that diffusion in calcite is controlled by multiple diffusion domains, with an apparent activation energy of 25-27 kcal mol(-1). Although minor He-3 loss is expected from the smallest diffusion domains, the observed kinetics cannot explain the poor retention at all sites. We thus propose that opaque (non-transparent) calcite may be more retentive due to the presence of imperfections in the crystal lattice. We conclude that He-3 dating of calcite shows promise in some settings. However, because retention depends on crystallographic variability it must be evaluated on a case-by-case basis until robust criteria for retention can be identified. (C) 2015 Elsevier B.V. All rights reserved.
机译：宇宙成因的He-3可以用于各种矿物相，因为它是由所有目标元素产生的，并且可以很容易地在大气污染以上进行测量。方解石由于其天然丰度，大晶体尺寸（> 1 mm）和低He封闭温度（<70摄氏度）而成为特别有吸引力的目标矿物，这限制了非成因的He-3成分（Copeland等，2007） ）。但是，最近的一些研究表明，即使在表面温度下，某些方解石也可能无法保持氦气（Cros等人，2014; Copeland等人，2007）。因此，本研究探讨了He-3在四个不同地点的方解石样品中的保留和生成。来自两个高海拔站点的样本在10年的时间尺度上似乎对He-3具有保持力，而另外两个站点显然遭受了He-3的扩散损失。逐步除气实验表明，方解石中的扩散受多个扩散域控制，表观活化能为25-27 kcal mol（-1）。尽管从最小的扩散域预计会有很小的He-3损失，但是观察到的动力学不能解释在所有位点的保留差。因此，我们建议由于晶格中存在缺陷，不透明（不透明）方解石可能更具保留性。我们得出结论，在某些情况下He-3的方解石定年显示出了希望。但是，由于保留取决于晶体学变异性，因此必须逐案评估，直到可以确定可靠的保留标准为止。 （C）2015 Elsevier B.V.保留所有权利。

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