磷钇矿U-Pb 年龄激光原位ICP-MS 测定

磷钇矿富含U 和Th, 并具有较低的初始Pb 含量, 是U-Pb 和Th-Pb 同位素定年的理想对象. 由于普遍存在于多种岩石中, 磷钇矿的U-Th-Pb 定年具有广阔的应用前景. 但相对于较为成熟和应用广泛的离子探针(如SHRIMP) U-Pb 定年方法而言, 磷钇矿激光 ICP-MS 定年开展得较少. 本文利用193 nm ArF 准分子激光剥蚀系统和Agilent 7500a 四极杆等离子质谱仪(Q-ICP-MS), 对磷钇矿标样MG-1 和BS-1 进行了U-Pb 年龄测定. 在16, 24 和32 μm 不同束斑条件下, 以磷钇矿标样MG-1 为外部标准校正另一个磷钇矿标样BS-1, 获得的U-Pb 年龄(²⁰⁶Pb/²³⁸U 加权平均年龄) 分别为510.1 ± 5.2 Ma (2σ n=21), 509.8 ± 4.3 Ma (2σ n=21) 和510.0 ± 4.6 Ma (2σ n=21), 在误差范围内均与TIMS 测试结果(²⁰⁶Pb/²³⁸U 平均年龄为508.8 ±1.4 Ma ) 一致, 表明所建立的磷钇矿U-Pb 年龄激光原位ICP-MS 测定方法是可靠的. 运用这一方法, 对藏南苦堆淡色花岗岩和华南西华山花岗岩中的磷钇矿进行了实验, 取得了满意的结果. 此外, 为检验基体效应对磷钇矿U-Pb 激光ICP-MS测年结果的影响, 分别以独居石和锆石标样作为外部标准对磷钇矿标样BS-1 进行了系列定年测试, 获得的结果通常偏离样品的真实年龄, 因此建议在磷钇矿激光剥蚀定年中采用与基体性质匹配的外部标样.     

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.     

胶东地区玲珑金矿矿石和载金矿物Rb-Sr等时线年龄与成矿时代

采用亚样品(sub-sample)取样及载金矿物-黄铁矿直接定年技术,研究胶东地区典型矿床玲珑金矿主成矿期载金矿物(黄铁矿)的形成时代.黄铁矿亚样品Rb-Sr同位素年龄为(121.6± 8.1) Ma,矿石(黄铁矿石英脉)及矿石-矿物的Rb-Sr同位素年龄却集中在120.0~122.5 Ma和110.0~111.7 Ma两个年龄段之间.结合矿床地质特征和矿石矿物学特征认为,矿石和矿石-矿物的同位素年龄是混合线,121.6 Ma应当为玲珑金矿主成矿期——含金黄铁石英脉阶段的成矿时代. 研究表明,利用亚样品取样技术直接测定载金矿物黄铁矿的Rb-Sr同位素年龄用于确定热液成因石英脉型金矿床的成矿时代是可行的.     

安徽铜官山石英闪长岩及其包体锆石U-Pb定年与成因探讨

铜陵地区中酸性侵入岩及其岩石包体的成因与Fe, Cu成矿作用和长江中下游岩石圈动力学演化关系密切. 本文以铜陵地区代表性的中生代中酸性侵入岩铜官山岩体及其岩石包体为研究对象, 进行了仔细的岩相学研究、矿物化学电子探针成分分析和LA-ICPMS锆石U-Pb同位素定年. 铜官山角闪 石-辉石堆积岩包体中辉石、角闪石矿物的化学成分与寄主岩中相应矿物的化学成分呈明显的线性变化, 但Al含量高, 是岩浆侵位前结晶的产物. 铜官山寄主岩及微粒闪长岩包体中辉石、角闪石矿物化学成分相似, 说明它们有密切的成因联系, 形成压力相仿. 铜官山石英闪长岩中锆石颗粒的定年结果表明该岩体的结晶年龄为137.5 1.1 Ma, 与以往不同方法的定年结果十分一致, 但本次锆石U-Pb同位素LA-ICPMS定年同时揭示了晚太古代残留锆石的存在, 证实该地区中生代岩浆作用有古老下地壳物质的参与. 定年结果还表明微粒闪长岩包体的结晶年龄为137.52.4 Ma, 与寄主岩浆的结晶年龄完全一致. 此外, 本文还结合以往的Sr-Nd-Pb同位素资料, 讨论了铜官山石英闪长岩及其包体的成因.     

滇西上芒岗金矿床石英流体包裹体~(40)Ar-~(39)Ar成矿年龄测定

许多矿床由于不能选出可以代表成矿时代的含K矿物或含U矿物,传统K-Ar法、Rb-Sr法和U-Pb法等定年方法对这类矿床定年就非常困难,甚至不可能.而解决成矿年龄,对于进行矿床的对比研究、总结成矿规律和进一步指导找矿是非常重要的.那么,如何解决成矿年龄测定问题呢?最近十多年来,地质年代学家把注意力转向流体包裹体的同位素年龄测定,为研究矿床的成矿年龄开辟了新途径.特别是高精度的~(40)Ar-~(39)Ar计时技术,能够在一份样品上同时获得~(40)Ar-~(39)Ar年龄谱和等时线图解,近几年来倍受重视,Turner和王松山利用该技术,     

榍石原位微区LA-ICPMS U-Pb年龄测定

利用配有193nm ArF准分子激光剥蚀系统的Agilent 7500a四极杆电感耦合等离子体质谱仪(Q-ICPMS),分别采用单点和线扫描分析模式对榍石标样BLR-1,OLT-1和锆石标样91500,GJ-1进行了原位微区U-Pb年龄测定.实验结果显示,以榍石BLR-1作为外部标样,单点和线扫描分析所获得榍石OLT-1的206Pb/238U加权平均年龄分别为1015±5 Ma(2σ,n=24)和1017±6 Ma(2σ,n=24),在误差范围内与其年龄推荐值1014 Ma一致;而以锆石91500作为外部标样,单点和线扫描分析所获得榍石BLR-1的206Pb/238U加权平均年龄分别为917±4 Ma(2σ,n=24)和927±5 Ma(2σ,n=24),榍石OLT-1的206Pb/238U加权平均年龄分别为891±4 Ma(2σ,n=24)和901±5 Ma(2σ,n=24),二者相对于其年龄推荐值均偏年轻～12%.这些结果表明,在LA-ICPMS U-Pb年龄测定过程中,不同种矿物(榍石与锆石)之间存在明显的基体效应,而同种矿物之间基体效应则很小.因此,在原位微区LA-ICPMS U-Pb测年分析过程中,必须用同种矿物作为外部标样进行元素分馏校正.以房山岩体为研究实例,对该岩体中的榍石进行了U-Pb年龄测定,揭示了房山岩体快速冷却的热年代学史.     

应用铀系法研究北京猿人年龄

年龄样品采自北京周口店猿人洞堆积地层。采样层位是12、10、8—9、7、6、1—3层。样品种类包括各种动物牙齿、鹿角、犀牛骨化石、碳酸盐等。样品经过薄片观察、铀和钍含量及其同位素检查,认为基本是封闭系统,样品中钍没有迁移。因此,选用Th~(230)/U~(234)法进行年龄研究。铀系法研究年龄主要实验流程为:样品铀和钍化学分离纯化、电沉积法制备α放射源及铀和钍同     

锆石/斜锆石U-Pb和Lu-Hf同位素以及微量元素成分的同时原位测定

利用配有193 nm激光剥蚀系统的Neptune多接收等离子体质谱仪 (MC-ICPMS) 和Agilent 7500a四极杆等离子体质谱仪 (Q-ICPMS), 对Phalaborwa, 91500, GJ-1, TEMORA-1和SK10-2等标准斜锆石和锆石进行了U-Pb和Lu-Hf同位素以及微量元素成分的同时测定. 激光剥蚀物质以不同比例送入Q-ICPMS获得U-Pb年龄和微量元素成分, 送入MC-ICPMS进行Lu-Hf同位素测定. 系列实验显示, 剥蚀物质分别以6:4, 5:5和4:6比例送入两仪器进行测定所得结果在误差范围内一致. 在40~60 μm束斑直径(锆石SK10-2采用40 μm, 其余60 μm)下, 所获得的Phalaborwa, 91500, GJ-1, TEMORA-1和SK10-2等斜锆石/锆石标准的U-Pb年龄分别是2065 ± 15 (2σ, n = 20), 1063±6 (2σ, n = 19), 613±6 (2σ, n = 20), 416±5 (2σ, n = 20)和32.6±0.5 (2σ, n = 20) Ma, ¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf 比值分别为0.281231±0.000024 (2SD, n = 20), 0.282310±0.000035 (2SD, n = 19), 0.282028±0.000034 (2SD, n = 20), 0.282687±0.000034 (2SD, n = 20)和0.282752±0.000053 (2SD, n = 20). 所获得的微量元素成分也与目前文献的报道值一致. 因此, 激光剥蚀系统与MC-ICPMS和Q-ICPMS的联用, 可同时获得可信的锆石U-Pb年龄、Lu-Hf同位素和微量元素成分资料, 从而为解决地球科学问题提供了重要的分析工具.     

阿尔金构造带西段榴辉岩的Sm-Nd及U-Pb年龄——阿尔金构造带中加里东期山根存在的证据

阿尔金构造带西段的榴辉岩呈透镜状产于以角闪岩相矿物组合为特征的片麻岩中.选择保存较好的榴辉岩分别进行Sm-Nd和U-Pb的同位素年代学测定,测得全岩-石榴石-绿辉石的Sm-Nd等时线年龄为(500±10) Ma;4个颗粒的锆石U-Pb同位素测定获得的表面年龄很好地落在一致线上,并得出其权重平均值为(503.9±5.3) Ma.2种方法获得的基本一致的年龄数据反映了榴辉岩的峰期变质时代,从而表明了阿尔金构造带中加里东期与俯冲及陆-陆碰撞作用有关的山根的存在.     

辽西四合屯脊椎动物生存时代: 锆石U-Pb年龄证据

辽西北票市四合屯及其周边地区赋存长毛恐龙及早期鸟类化石的地层时代,存在晚侏罗世、早白垩世和晚侏罗～早白垩世多种观点.近年发表的同位素年龄数据也存在较大分岐.四合屯含脊椎动物化石层位的凝灰岩中锆石U-Pb法定年结果为(125.2±0.9)Ma,锆石强的抗热扰动性及高的U-Pb体系封闭温度,决定了这一年龄值更客观地反映出四合屯脊椎动物生存时代为早白垩世.     

阿尔金构造带西段榴辉岩的Sm-Nd及U-Pb年龄——阿尔金构造带中加里东期山根存在的证据

阿尔金构造带西段的榴辉岩呈透镜状产于以角闪岩相矿物组合为特征的片麻岩中 .选择保存较好的榴辉岩分别进行Sm-Nd和U-Pb的同位素年代学测定 ,测得全岩-石榴石-绿辉石的Sm-Nd等时线年龄为 ( 500±10 )Ma ;4个颗粒的锆石U-Pb同位素测定获得的表面年龄很好地落在一致线上 ,并得出其权重平均值为( 503.9±5.3)Ma .2种方法获得的基本一致的年龄数据反映了榴辉岩的峰期变质时代 ,从而表明了阿尔金构造带中加里东期与俯冲及陆-陆碰撞作用有关的山根的存在 .     

胶东地区玲珑金矿矿石和载金矿物Rb-Sr等时线年龄与成矿时代

采用亚样品（ｓｕｂ－ｓａｍｐｌｅ）取样及载金矿物－黄铁矿直接定年技术,研究胶东地区典型矿床玲珑金矿主成矿期载金矿物（黄铁矿）的形成时代．黄铁矿亚样品 Ｒｂ－Ｓｒ同位素年龄为（１２１．６±８．１） Ｍａ,矿石（黄铁矿石英脉）及矿石－矿物的 Ｒｂ－Ｓｒ同位素年龄却集中在 １２０．０～１２２．５ Ｍａ和 １１０．０～１１１．７ Ｍａ两个年龄段之间．结合矿床地质特征和矿石矿物学特征认为,矿石和矿石－矿物的同位素年龄是混合线, １２１．６ Ｍａ应当为玲珑金矿主成矿期──含金黄铁石英脉阶段的成矿时代．研究表明,利用亚样品取样技术直接测定载金矿物黄铁矿的Ｒｂ－Ｓｒ同位素年龄用于确定热液成因石英脉型金矿床的成矿时代是可行的．     

罗布泊湖相沉积石膏的热电离质谱-铀系定年

探讨了石膏矿物的质谱－铀系定年技术,采用水溶解硫酸盐、Ｆｅ（ＯＨ）３共沉淀Ｕ和Ｔｈ的方法,测得罗布泊湖相 ＣＫ钻孔距顶 ４～４９ ｍ的石膏样品年龄为（１２．８５±０．２１）～（１５３．２±７．２） ｋａＢＰ,相对误差为± １．６％～± ４．７％．罗布泊 ＣＫ钻孔的年龄数据反映出该湖泊沉积处在中、晚更新世至全新世阶段（顶部不足 ４ ｍ段）,对应于深海沉积同位素 １～６阶段,赋存了末次间冰期～末次冰后期,到全新世暖期的环境信息．     

汉南侵入杂岩年龄及其快速冷凝原因

对位于扬子克拉通块体北缘的汉南侵入杂岩进行了年代学工作. 不同岩性的21个样品得出的Sm-Nd等时线年龄为(837 ± 26) Ma(2σ), INd = 0.511 65 ( 0.000 02(2σ), εNd(t) = 1.9, MSWD = 1.02, Rb-Sr同位素分析结果不构成等时线. 斜长花岗岩中黑云母的40Ar/39Ar年龄为(796 ±20) Ma(2σ), 全岩-磷灰石-斜长石-黑云母Rb-Sr年龄为(824.8 ± 3.8) Ma(2σ), Isr = 0.703 93 ( 0.000 14 (2σ), MSWD = 2.44. 锆石U-Pb不一致线上交点年龄约为876 Ma, 下交点年龄约为273 Ma. 杂岩可能是由同一具有εNd > 0特征的岩浆在837～800 Ma左右扬子克拉通块体北缘快速抬升时冷凝分异结晶的产物.     

黄土高原中部S1古土壤次生碳酸盐稳定同位素组成与成因初探

我国黄土高原的黄土-古土壤序列是干旱-半干旱气候条件下的产物,富含碳酸盐物质.这些碳酸盐矿物一部分是由风力从源区带来的(原生碳酸盐),另一部分则是在风化成壤阶段形成的(次生碳酸盐).近年来利用黄土-古土壤中碳酸盐同位素组成追索我国黄土高原末次间冰期以来的古气候变迁,已经引起了一些研究者的注意.然而,由于已有的研究采用全岩样品,所得的分析结果可能包含了不同比例的原生碳酸盐的混合,使分析结果的解释复杂化.因此很需要对较纯的次生碳酸盐同位素组成作细致分析以求更加可信的数据.黄土高原中部的S_1古土壤是末次间冰期的产物.其中发育有清晰可辨的次生碳酸盐胶膜和菌丝体,是研究黄土高原中部末次间冰期古气候和古生态的极好样品.为此,我们选择洛川、西峰和段家坡3个采样点从中挑选出较纯的次生碳酸盐胶膜作对比研究.其目的是:(1)测定黄土剖面古土壤中纯次生碳酸盐的稳定同位素组成;(2)对土壤碳酸盐C,O同位素组成与古季风的关系作一初步探讨.     

Re-Os同位素精确厘定长兴“金钉子”灰岩沉积年龄

Re-Os同位素作为一种强有力的技术工具,在黑色页岩沉积时代的精确定年中得到了广泛应用,但是将Re-Os应用于灰岩沉积时代厘定的研究并不多见.本文采用Re-Os同位素分析技术,对我国浙江长兴二叠-三叠纪界线"金钉子"剖面中灰岩样品进行分析,获得了1~6层Re-Os等时线年龄为257.3±4.0 Ma,与7层锆石U-Pb年龄误差范围内相互一致、18~22层Re-Os等时线年龄为253.3±6.0 Ma,与17层锆石U-Pb年龄相互印证、23~24层Re-Os等时线年龄为251.8±4.7 Ma,与25层锆石U-Pb年龄相互吻合.结果表明Re-Os同位素能够实现对灰岩地层沉积时代进行直接厘定,有利于生物地层学与同位素地质年代学的直接比对研究.根据前人对长兴"金钉子"地层沉积环境的研究,本文还对适合进行Re-Os同位素定年的灰岩样品规律性进行了讨论,结果显示还原环境沉积的灰岩更适合进行Re-Os同位素定年,氧化环境沉积的灰岩,不利于其中Re-Os同位素体系封闭,无法得到准确的Re-Os同位素等时线年龄.     

冀东3.8 Ga锆石Hf同位素特征与华北克拉通早期地壳时代

锆石U-Pb同位素测定显示, 冀东铬云母石英岩来自于36~38亿年左右花岗质岩石的风化剥蚀. 激光原位Hf同位素分析表明, 这些锆石在后期地质演化过程中基本保持Hf同位素体系的封闭, U-Pb谐和点锆石的Hf同位素模式年龄均在38亿年左右, 反映了该古老地壳物质的再循环. 其中38亿年左右年龄的锆石具有与球粒陨石相同的Hf同位素组成, 表明其源岩花岗质岩石来自于年轻地壳的部分熔融, 且该年轻的地壳来源于未经明显壳幔分异事件的地幔. 因此, 冀东地区在38亿年以前未发生大规模的地壳生长事件. 结合其他地区的锆石Hf同位素资料, 本文推测, 华北克拉通最早期的地壳可能形成于40亿年左右. 目前, 在华北地区找到更古老地壳的可能性很小.     

高精度热电离质谱(TIMS)铀系法对第四纪标样年龄测定的研究

全球变化研究已成为第四纪地质学中的热点,其中年代尺度的高灵敏度、高精度测量又成为迫切需要解决的课题之一.Edwards工作表明,用热电离质谱(TIMS)技术研究珊瑚的~(238)U-~(234)U-~(230)Th体系,可以得到高精度的年龄谱.例如, Vanuatu地区 TAN珊瑚的年龄值为(180± 5) a, CWS珊瑚为(845± 8)a, Hispaniola珊瑚为(8294± 44) a, Barbados地区珊瑚为(128.1± 1.7) ka.这些结果引起了年代学工作者的兴趣.与通常的 α谱仪法相比较,质谱铀系法有明显的优点:(ⅰ)样品用量少,千年以下样品约用3～5g,万年以上样品用几百毫克;(ⅱ)测试时间短,铀、钍测量分别为 3～ 4 h;(ⅲ)测年精度高,百年至千年之间精度为 1％～3％,万年至 20万年之间为< 1％;( ⅳ)测年范围宽,可以测试 500 ka年以来的样品. 本实验使用的铀系标样为GBW04412, GBW04413和RKM-4.前两个标样经过《国家铀系标样对比计划》(USIP)的研究.它们取自贵州犀牛洞的石笋.4412为文石,有明显的年轮结构.4413为 50％文石, 50％方解石,两者皆呈白色、纯净. RKM-4采自 Barbados Kendal山阶地,为群体珊瑚Acropora palmata,文石占 99％.此样品经过 USIP研究,有 α谱仪法确定的数据.1 分析方法     

宇宙成因~(21)Ne暴露测年方法的初步建立及检验

宇宙成因核素21Ne测年方法在地表暴露测年方面具有测年范围宽、定年材料选择范围广、测试所需样品量少、前处理过程简单等优点,是第四纪年代学领域中一种重要的测年方法然而,由于受到稀有气体质谱仪分辨能力的制约,21Ne测年方法在国内的应用尚处于起步阶段.本文在对质谱仪纯化系统加装超低温冷泵的基础上,初步建立了宇宙成因核素21Ne测年方法的测试流程,并分别测试了标准样CREU-1的Ne同位素含量和龙首山阶地的21Ne年龄检验了该测试流程在石英样品暴露定年方面的可行性.该测试流程的建立,将为宇宙成因核素21Ne测年方法在第四纪地质、活动构造等研究领域的应用提供重要技术支撑.     

扬子崆岭高级变质地体古元古代基性岩脉的发现及其意义

基性岩脉是区域伸展作用的标志, 具有明确的构造指示意义. 扬子板块崆岭高级变质地体内部发育有大量的基性岩脉, 这些基性岩脉对于认识扬子板块早期的构造演化具有重要意义; 但是, 目前还没有关于其形成年龄的报道. 对侵入崆岭变质地体内部的一个辉绿岩脉样品进行了LA-(MC)ICP-MS锆石U-Pb定年和Hf同位素分析, 得到近似谐和或谐和年龄, 它们的²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb年龄加权平均结果为(1852 ± 11) Ma (MSWD = 0.37), 代表了该基性岩脉的形成年龄; 该基性岩脉中锆石的εHf (t)为−6.3～0.5, 加权平均值为(−3.06 ± 0.88) (MSWD = 1.01), 显示其岩浆源区可能为受到交代作用影响的岩石圈地幔. 这一发现表明, 在约1850 Ma扬子板块处于碰撞后板内伸展构造环境中, 同时该时期扬子板块已经具备足够的刚性, 以致能产生大规模的脆性破裂以及可能引发地幔对流作用, 因此我们推测在约1.85 Ga扬子板块已经具有克拉通的性质.