惰性气体同位素地球化学是研究地幔脱气作用和地球大气形成与演化的有效工具。根据惰性气体提供的信息，地球大气圈中惰性气体主要由地幔脱气形成。地球有三个截然不同的惰性气体储集库：ＭＯＲＢ（洋中脊玄武岩）型地幔（大量脱了气的地幔），Ｌｏｉｈｉ（夏威夷洛尹黑海山）型地幔（少量脱了气的地幔），和大气圈＋海洋＋大陆地壳。为了探索这三个气体储集库之间的联系，国外学者已建立了三种地幔脱气模式：①整体脱气（ＢＤ）模式，②溶解度控制脱气（ＳＣＤ）模式，和③稳定态脱气（ＳＳＤ）模式。其中ＳＣＤ模式能较好地解释各储集库中惰性气体同位素体系特征。ＳＣＤ模式认为地幔中各种气体的脱出程度和脱出历史不完全相同，主要受气体在硅酸盐熔体中的溶解度所控制，因而认为地球大气中的各种气体的演化史也不完全相同。从地球形成时算起，大气中惰性气体主要形成和演化的平均时间分别为：１３０Ｘｅ为（２１±７）Ｍａ，３６Ａｒ为（５６±１９）Ｍａ，３Ｈｅ为（３１０±１２０）Ｍａ，４０Ａｒ为１５００Ｍａ，４Ｈｅ为８００Ｍａ。