年轻火山岩的K-Ar年龄与过剩氩——二元混合模式及过剩氩影响的定量研究

提出过剩氩的二元混合模式，结合实验数据定量研究过剩氩对所轻火山岩真实Ｋ－Ａｒ年龄的影响。结果表明：样品中含５％过剩氩组分对２Ｍａ以上的Ｋ－Ａｒ年龄影响〈７．３６％，对０．５Ｍａ的样品可使Ｋ－Ａｒ年龄升高约３２．４％；     

激光阶段加热40Ar/39Ar法在年轻火山岩上的应用

年轻火山岩的定年一直是年代学研究中的一个难题. 由于样品中极低的放射性成因⁴⁰Ar^*的含量, 因此以往这类样品的定年多采用K-Ar法. 但K-Ar法本身的局限使其难以判断过剩Ar对测年结果的影响, 对于年轻样品来说, 这一影响是致命的. 本文应用CO₂激光阶段加热⁴⁰Ar/³⁹Ar法对腾冲晚更新世玄武岩基质(DF-2)的年龄进行了测定. 在14个加热阶段中, 有13个阶段的结果组成了一条较好的反等时线(MSWD=1.4), 确定了该玄武岩基质的年龄为32.2±7.1 ka(2σ ). 反等时线结果也表明该样品的初始Ar同位素组成为297.1±2.0(2σ ), 在误差范围内和大气Ar的同位素组成相同. 这一结果表明CO₂激光阶段加热⁴⁰Ar/³⁹Ar法是测定低钾含量的年轻火山岩基质的有效手段.     

东昆仑变闪长岩体的40Ar-39Ar 和U-Pb年龄:角闪石过剩Ar和东昆仑早古生代岩浆岩带证据

对青海省都兰县香日德南部东昆仑山区一带侵入于元古界苦海岩群的变形变质闪长岩体同时进行了锆石U-Pb和角闪石40Ar-39Ar年代学研究. 单颗粒锆石U-Pb年龄为(446.5±9.1) Ma; 角闪石Ar坪年龄为(488.0 ± 1.2) Ma, 等时线年龄为(488.9 ± 5.6) Ma, K-Ar年龄为(462.8 ± 8.8) Ma. 角闪石的K-Ar年龄和良好的40Ar-39Ar坪年龄及等时线年龄显著高于锆石的U-Pb年龄, 可能为含过剩Ar的结果, 不代表岩石的变形变质年代. 锆石的U-Pb年龄可代表岩体的侵入年代, 表明从格尔木经诺木洪到本区香日德以南的东昆仑构造带存在一条早古生代岩浆岩带.     

东昆仑变闪长岩体的40Ar-39Ar 和U-Pb年龄: 角闪石过剩Ar和东昆仑早古生代岩浆岩带证据

对青海省都兰县香日德南部东昆仑山区一带侵入于元古界苦海岩群的变形变质闪长岩体同时进行了锆石U-Pb和角闪石⁴⁰Ar-³⁹Ar年代学研究. 单颗粒锆石U-Pb年龄为(446.5 ± 9.1) Ma; 角闪石Ar坪年龄为(488.0 ± 1.2) Ma, 等时线年龄为(488.9 ± 5.6) Ma, K-Ar年龄为(462.8 ± 8.8) Ma. 角闪石的K-Ar年龄和良好的⁴⁰Ar-³⁹Ar坪年龄及等时线年龄显著高于锆石的U-Pb年龄, 可能为含过剩Ar的结果, 不代表岩石的变形变质年代. 锆石的U-Pb年龄可代表岩体的侵入年代, 表明从格尔木经诺木洪到本区香日德以南的东昆仑构造带存在一条早古生代岩浆岩带.     

多硅白云母过剩Ar成因及绿辉石Ar-Ar年龄谱意义： 以南大别超高压榴辉岩为例

通过对南大别碧溪岭和横冲两地超高压榴辉岩中多硅白云母和绿辉石的Ar Ar同位素年代学研究 ,揭示出多硅白云母过剩氩的含量高达 ( 0 .4～ 1 .3)× 1 0 -8mol·g-1,进而提出 ,超高压条件下游离Ar从介质向矿物的反向扩散是产生过剩氩的重要条件 .绿辉石Ar Ar年龄谱难以支持加里东期和前加里东期超高压变质的观点 .     

安徽庐枞地区巴家滩和矾山-石马滩岩体的时代和岩浆物质来源

庐枞地区火山岩自下而上分为四个旋回,即龙门院、砖桥、双庙、浮山。以前所发表的火山岩同位素年龄数据相差很大,如砖桥旋回火山岩有11组数据为135—109Ma,相当于K_1。另有9组为136—178Ma,约相当于J_2-J_3。这些数据多用全岩K-Ar法测定。我们通过对该地区火山-侵入岩巴家滩和矾山-石马滩岩体的Sm-Nd,Rb-Sr同位素研究,为解决庐枞中生代火山岩时代和岩浆来源提供了重要依据,并得出了新认识。     

西藏林周盆地林子宗火山岩40Ar/39Ar年代格架

在详细的地质填图和地层层序研究基础上, 系统采集西藏林周盆地林子宗火山岩底部、近顶部以及各组不同层位的样品, 测定了其阶段升温⁴⁰Ar/³⁹Ar同位素年龄. 由此建立了林子宗火山岩各组的年代学框架, 确定林子宗火山岩活动时期为古新世~始新世中期(64.43~43.93 Ma). 其中, 帕那组: 48.73~43.93 Ma; 年波组: 54.07 Ma; 典中组: 64.43~60 Ma. 通过火山岩地球化学特征及西藏南部地层综合研究对比, 认为不整合于晚白垩世设兴组之上的林子宗火山岩典中组最底部火山岩的形成年龄可能最接近西藏南部印度-亚洲大陆碰撞开始的时间.     

沧水铺火山岩锆石SHRIMP U-Pb年龄及“南华系”底界新证据

湖南益阳地区沧水铺组陆相火山岩-火山碎屑沉积砾岩为一套高角度不整合于中元古界冷家溪群复理石浊积岩之上的楔状地层. 取自该组地层下部火山岩段底部的英安质火山集块岩样品(N3)的高精度离子探针(SHRIMP)锆石U-Pb同位素年龄为814±12 Ma, 这一年龄数据与已有的沧水铺组火山岩年龄数据(921~933 Ma)差距较大, 它代表了该地区新元古界新的底界年龄. 此项研究结果改变了沧水铺火山岩的时代归属, 并支持以下观点: (1) 研究区缺失了新元古代早期(814~1000 Ma之间)的沉积地层; (2)华南裂谷系始于约820 Ma左右; (3) 820 Ma可能是中国新元古界“南华系”的底界年龄.     

多硅白云母过剩Ar成因及绿辉石Ar-Ar年龄谱意义:以南大别超高压榴辉岩为例

通过对南大别碧溪岭和横冲两地超高压榴辉岩中多硅白云母和绿辉石的Ar-Ar同位素年代学研究 ,揭示出多硅白云母过剩氩的含量高达( 0 .4～1 .3)×10 ^-8mol·g^-1,进而提出 ,超高压条件下游离Ar从介质向矿物的反向扩散是产生过剩氩的重要条件 .绿辉石Ar-Ar年龄谱难以支持加里东期和前加里东期超高压变质的观点 .     

南秦岭武当山群、耀岭河群及基性侵入岩群锆石U-Pb同位素年代学及其地质意义

武当山群、耀岭河群及基性侵入岩群是南秦岭出露规模最大的前寒武纪地质单元组合, 对采自武当山群的5件火山-火山碎屑岩、2件耀岭河群火山岩和1件基性侵入岩体样品进行了锆石原位LA-ICP-MS(激光剥蚀等离子体质谱)方法U-Pb同位素定年. 结果表明, 武当山群的形成时代为(755±3) Ma (5件样品年龄值的加权平均值, MSWD=0.47, 95%置信度, 下同), 而耀岭河群火山岩和基性侵入岩群分别为(685 ± 5) Ma(两件样品年龄值加权平均值, MSWD=0.36)和(679 ± 3) Ma(MSWD=1.6)的年龄在误差范围内相同. 所获年龄均明显小于早期多数文献的报道值, 武当山群和耀岭河群火山-沉积岩地层的时代分别对应于峡东剖面的莲沱组和略早于南沱组. 岩浆岩中捕获锆石显示, 南秦岭武当地区存在与扬子克拉通内部和陆缘区时代相同的830~780 Ma岩浆事件记录, 指示了区域内存在晋宁期基底岩系或来自扬子克拉通北缘晋宁期物源区沉积物, 表明新元古代时期南秦岭武当地区是现今扬子克拉通北缘的组成部分.     

西天山石炭纪火山岩SHRIMP年代学及其微量元素地球化学研究

西天山广泛分布的石炭纪火山岩(大哈拉军山组, 主要由粗面安山岩、粗面岩、流纹岩、中酸性凝灰岩和少量玄武岩组成)的岩浆成因一直存在争议. 该火山岩曾经被认为是裂谷作用的产物, 最近有人认为是“古地幔柱”的组成部分. 本文对此火山岩开展了详细的岩石学和地球化学研究, 结果表明, 该火山岩具有典型大陆弧岩浆的地球化学特征. 火山岩以粗面安山质岩石为主, 岩浆源区富集LILE, Th和Pb而亏损HFSE和Ce. 微量元素地球化学模拟计算表明, 玄武岩样品可以由石榴二辉橄榄岩发生7%~11%的部分熔融来模拟. 大哈拉军山组火山岩代表古南天山洋的火山岛弧, 既不是裂谷演化的产 物, 也不是“古地幔柱”的组成部分. 在比较漫长的岛弧演化过程中, 地幔楔被俯冲带熔体交代并发生部分熔融形成岩浆, 地壳物质(主要是洋底沉积物)通过俯冲带熔体加入到岛弧火山岩中. 不同地区的火山岩可能代表不同时期岛弧火山喷发的产物. 锆石SHRIMP定年结果表明, 西部最早喷发玄武岩中锆石的表观年龄在334~394.9 Ma之间变化, 其中13个测点的平均年龄为(353.7 ± 4.5) Ma(MSWD = 1.7); 东部最早喷发粗面安山岩中锆石样品的表观年龄在293.0~465.4 Ma之间变化, 所有年龄测定值落在U-Pb谐和线上, 并分成明显的两个年龄组; 其中8个测点计算得到的一个平均年龄值为(312.8 ± 4.2) Ma (MSWD = 1.7), 代表粗面安山岩中锆石边部的结晶年龄. 所获得的两个年龄(即354和313Ma)分别属于早石炭世早期和晚石炭世早期, 显然不是同一期岩浆活动的产物. 文中认为, 随着高精度定年结果和地球化学研究成果的积累, 大哈拉军山组火山-沉积岩将来可能会被解体成若干组.     

细粒橄榄石晶粒对中国晚新生代橄榄玄武岩K-Ar定年的影响

分别对采自黑龙江北部科洛、莲花山和青龙山三座年轻火山的玄武岩样品进行了K_Ar定年研究 .未处理的全岩样品表面年龄分别为 (0 .0 6± 0 .0 1) ,(0 .15± 0 .0 3) ,(0 .17± 0 .0 2 ) ,(2 1.10± 0 .13)和 (2 4 .4 6± 0 .10 )Ma .样品粉碎至 80～ 10 0筛目 ,在显微镜下挑出橄榄石晶粒后 ,得到的表面年龄分别是 (0 .0 3± 0 .0 1) ,(0 .0 6± 0 .0 1) ,(0 .0 7± 0 .0 3) ,(2 .31± 0 .0 2 )和 (1.50± 0 .2 1)Ma .挑出橄榄石晶粒的玄武岩样品表面年龄下降 (年轻 )了 50 %至 94 % .纯橄榄石的表面年龄为 (6 9.8± 0 .9)Ma .实验结果表明 ,中国东部大面积分布的晚新生代含橄榄石的玄武岩在做K_Ar定年时 ,不能简单的使用全岩样品 ,必须挑出橄榄石晶粒 ,否则将导致错误的定年结果 .已出版的未挑出橄榄石的玄武岩定年结果 ,以及由那些结果得出的推理和结论 ,均应重新审查     

北秦岭西段奥陶纪火山岩中发现近4.1 Ga的捕虏锆石

通过高精度的LA-ICP-MS(激光剥蚀等离子体质谱仪)锆石微区原位U-Pb同位素测年, 北秦岭西段奥陶纪草滩沟群火山岩中获得(4079±5) Ma的年龄信息. 北秦岭不仅成为继西澳Yilgarn克拉通(碎屑锆石, (4276±6), (4404±8) Ma)、加拿大Wopmay造山带(Acasta片麻岩, 4016 Ma)和中国西藏普兰(碎屑锆石, 4103 Ma)之后世界上为数不多的发现冥古宙(4.56～3.85 Ga)地质记录的地区, 而且成为世界上第一个在较年轻的火山岩中发现地球早期地质记录的地方. 本次近4.1 Ga的锆石年龄不仅改写了秦岭没有老于4.0 Ga地质记录的历史, 也为今后寻找固体地球初始阶段的地壳岩石提供了新的依据. 所获得的36个测点的年龄数据可划分为7个时段, 代表北秦岭造山带地壳演化过程中不同时期构造-岩浆事件的时代信息, 其中, 相对集中的时段为0.9～1.5和0.4～0.5 Ga, 分别与北秦岭地区表现强烈的晋宁运动和加里东运动的时限相吻合.     

大别山腹地浅变质岩层中富硅凝灰岩Ar-Ar年龄及其地质意义

大别-苏鲁造山带内部出露的浅变质岩与超高压变质围岩之间的成因关系是研究大陆板块俯冲过程中地壳拆离的重要对象之一. 本文通过对大别山岳西县菖蒲地区产于超高压带内浅变质岩层中富硅凝灰岩进行40Ar/39Ar定年, 得到与超高压变质火成岩原岩一致的两组新元古代年龄. 一组Ar-Ar坪年龄为784.4±2.0 Ma, 等时线年龄为785.0±4.7 Ma; 另一组坪年龄为770.9±2.0 Ma, 等时年龄为769.5±3.1 Ma. 由于火山岩Ar-Ar同位素体系具有低的扩散封闭温度, 这些新元古代Ar-Ar年龄的保存说明, 浅变质火山岩未受到三叠纪超高压变质事件的明显影响, 因此在扬子板块向华北板块俯冲过程中并未发生深俯冲, 而是大陆板块俯冲过程中盖层与基底之间发生拆离后被刮削下来的构造残片. 浅变质岩与超高压变质岩之间的共存指示, 深俯冲岩片折返过程能够导致构造混杂现象.     

锡石40Ar/39Ar 法直接定年探讨

赣南漂塘钨矿共生白云母和锡石⁴⁰Ar/³⁹Ar 定年对比研究, 前者采用激光阶段加热分析,后者采用真空击碎法提取流体包裹体. 白云母形成平坦的年龄谱, 坪年龄为159.3±1.5 Ma(2σ). 锡石形成下降型年龄谱, 最初6 个阶段表观年龄明显偏老且迅速下降, 从3954 Ma 降至196 Ma, 表明锡石中次生包裹体含有过剩氩; 第7~18 阶段形成了年龄坪, 坪年龄为159.1±1.8Ma, 对应的数据点构成高度线性相关的等时线, 等时年龄为158.6±2.9 Ma, 代表了原生包裹体的年龄. 锡石原生包裹体年龄与白云母年龄一致, 代表了漂塘钨矿的形成年龄. 研究结果表明锡石是⁴⁰Ar/³⁹Ar 真空击碎分析理想的定年对象, 其原生包裹体年龄代表了成矿年龄. 继闪锌矿之后, 再次拓展了流体包裹体⁴⁰Ar/³⁹Ar 法应用于矿石矿物直接定年测试对象.     

南极乔治王岛北海岸A635玄武岩激光质谱微区~(40)Ar/~(39)Ar等时年龄

利用激光直接对岩石的薄片、光片或单颗粒矿物熔样,以高灵敏度、高精度的质谱计为测定手段,进行~(40)Ar/~(39)Ar的定年技术,已成为近年国际上先进的实验室竞先建立的方法,它为开展地质构造年代学、变质岩年代学以及矿床年代学等研究提供新的研究手段和更可靠的年龄数据.在研究南极乔治王岛北海岸火山岩年代学和岩石学的基础上,作者对含过剩氩的A635玄武岩样品进行了激光质谱微区~(40)Ar/~(39)Ar定年,探讨其微区等时年龄,获得了可喜的突破.     

内蒙狼山新元古代酸性火山岩的发现及其地质意义

在内蒙狼山西南段原定为中元古代沉积建造(渣尔泰山群)中, 新发现呈层产出、具有变余聚斑状和斑状结构、斑晶主要由石英和钠长石组成、岩石化学成分富钠低钾的酸性火山岩, 其顶、底板均为细晶方解石大理岩(或结晶灰岩). 两件代表性样品的锆石呈短柱状-长柱状, 内部环状结构发育, 具有较高的Th/U比值, 表明是岩浆成因. A8-0样品20粒锆石的²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄为(816.9±4.5) Ma. A14-5样品也测定20粒锆石, 15粒锆石的²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄为(805±5.0) Ma, 其余5粒锆石(3.1, 6.1, 7.1, 20.1, 21.1)依次为(867.0±10), (829.1±8.0), (849.7±9.8), (839.2±9.7), (830.7±9.3) Ma. 这证实酸性火山岩属于新元古代产物, 其年龄区间正好在 Rodinia(罗迪尼亚)超大陆裂解的时限范围内. 且酸性火山岩轻稀土富集, 重稀土亏损, 铕负异常明显, 高场强元素(HFSE)富集, 大离子亲石元素等相对亏损, 稀土和微量元素组成与华南扬子块体西缘和浙江次坞地区裂谷环境的新元古代酸性火山岩总体相似(但华南酸性火山岩的高场强元素Th, Nb, Ta, Hf, Zr均明显相对亏损), 具有形成于张性裂谷盆地的特征. 这表明内蒙狼山西南段存在与新元古代Rodinia超大陆裂解作用相呼应的海相火山-沉积变质建造, 内蒙狼山地区可能有与Rodinia超大陆裂解作用相呼应的构造-岩浆-热事件发生. 这一发现, 结合在西部阿拉善邻区发现的晋宁期花岗岩年龄(814~872 Ma)和金川超基性岩体的年龄(827 Ma)及华北地台邻区新元古代岩浆(火山)活动的最新研究成果, 对进一步研究Rodinia超大陆的构造演化历史有重要意义.     

五台山滹沱群SHRIMP锆石U-Pb年龄: 华北克拉通早元古代拼合新证据

采自五台山台怀镇南8 km处滹沱群变质火山-沉积岩层中的长英质凝灰岩样品含有两组锆石, 所记录的SHRIMP锆石方法²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb年龄分别为2180±5 Ma和2087±9 Ma. 在误差范围内, 较老的一组年龄与五台山大洼梁花岗岩年龄相当, 表明它们来自相似的地壳岩浆源; 而较年轻的一组锆石年龄与相邻地区阜平杂岩湾子表壳岩中变沉积岩和变火山岩及南营花岗片麻岩年龄相当, 因而被解释为滹沱群火山作用年龄. 这两组年龄的存在表明: (1) 滹沱群形成于早元古代而非太古宙; (2) 早元古代火山-沉积作用在五台和阜平地区同时间发生. 这样, 早元古代沉积作用在该区是广泛的, 它们代表了华北克拉通东部陆块西侧大陆边缘相沉积. 滹沱群火山作用年龄的确定也表明该群所经历的变质-变形事件发生在2087±9 Ma 之后, 这进一步佐证我们最近根据其他方面研究结果所得出的吕梁造山事件(约1.8 Ga)是该区主要构造事件的结论: 该事件导致华北克拉通东部陆块和西部陆块的最终拼合, 并成为全球早-中元古代超级大陆组成部分之一.     

南天山榆树沟蛇绿岩地体中高压麻粒岩SHRIMP锆石U-Pb年龄及构造意义

利用阴极发光、LA-ICPMS和SHRIMP定年技术, 对南天山北缘缝合带东段的榆树沟蛇绿岩地体中两个麻粒岩相变质基性火山岩样品中锆石进行了内部结构、微量元素组成分析和原位定年. 所获得的变质锆石年龄分别为392±7和390±11 Ma, 代表了该蛇绿岩块体经历麻粒岩相变质改造的年龄, 揭示南天山洋在泥盆纪早期即开始向北俯冲.     

用火山岩制约南海的形成演化:初步认识与研究设想

同其他边缘海相比,南海海山众多,且分布广泛,记录了南海演化以及相关深部过程的重要信息.南海及邻区的火山作用可分成3期:南海张开之前(pre-spreading,>32Ma),张开期间(syn-spreading,32～16Ma)和张开期后(post-spreading,<16Ma).南海张开之前的岩浆活动(64～35Ma)主要局限在南海北缘和华南沿海一带,以双峰式火山岩为基本特征.南海扩张期岩浆活动在南海周边的分布非常少见,而主要分布于南海海盆,但由于海盆中沉积物非常厚,至今未获得该期岩浆的样品.南海扩张期后的岩浆活动广泛分布于中央海盆、西南次海盆、海南岛、雷州半岛、泰国、越南等地,以碱性玄武岩为主,少数为拉斑玄武岩,具有OIB地球化学特征,源于DM-EM2之间的混合地幔源,显示DUPAL同位素异常;火山岩中橄榄石斑晶的Fo含量达90.7%,表明火山岩可能是海南地幔柱活动的产物.南海及邻区新生代火山岩的时空分布可能与南海扩张过程中洋中脊对地幔柱的抽吸作用(ridge suction)有关,如是,南海海盆火山岩可能不是典型的MORB.但令人费解的是,华南大陆边缘-南海海盆的过渡带不具备火山裂解边缘(volcanic rifted margin)的特点.显然,地幔柱活动与南海张开之间的关系尚需进一步的研究.在南海重大研究计划的实施过程中,只有有效规划和组织海底火山岩样品的采集,并加强火山岩成因和深部动力学研究的联系,才能阐明深部过程与南海张裂演化之间的联系.