甘肃西秦岭新生代钾霞橄黄长岩的40Ar/39Ar同位素定年及其地质意义

提供了从西秦岭6个钾霞橄黄长岩岩筒中分离出的金云母单矿物的⁴⁰Ar/³⁹Ar同位素定年数据, 确定甘肃西秦岭新生代钾霞橄黄长岩的喷发时限主体集中在22~23 Ma之间, 结合对青藏高原及其周边地区新生代火山岩同位素年代学资料的综合分析, 论证了金云母单矿物的⁴⁰Ar/³⁹Ar同位素定年的地质意义, 指出甘肃西秦岭钾霞橄黄长岩与高原及其周边地区其他新生代钾质-超钾质火山岩一样, 属于后碰撞火山作用产物. 西秦岭新生代火山岩的喷发时代与冈底斯带钾质火山岩的喷发时间有部分重叠, 因此西秦岭新生代火山作用是紧随高原腹地之后, 后碰撞火山作用向高原东北方向迁移的反映. 同位素定年数据不仅进一步证明青藏高原后碰撞火山作用具有时空迁移特征, 而且也为探讨和研究西秦岭地区自新近纪以来地质构造演化的深部动力学背景和机制提供了同位素年代学约束.     

白垩纪超静磁带期间一个短极性事件ISEA: 40Ar/39Ar定年和古地磁结果

为进一步确定白垩纪超静磁带(CNS)期间短极性事件ISEA的年代, 对辽宁北票三宝营采石场白垩纪火山岩进行了较为详细的岩石磁学和古地磁研究以及⁴⁰Ar/³⁹Ar定年. 岩石磁学实验表明三宝营火山岩的载磁矿物以似单畴的贫钛的磁铁矿为主; 系统热退磁结果表明, 在400℃/450℃之后可分离出特征剩磁分量, 且记录了反极性的古地磁场. ⁴⁰Ar/³⁹Ar测年结果表明, 三宝营火山岩的喷发年龄为116.0±0.3 Ma. 综合古地磁与⁴⁰Ar/³⁹Ar测年结果可知, 上述火山熔岩流记录的反极性地磁事件对应于白垩纪超静磁带期间的ISEA. 对白垩纪超静磁带期间短极性事件ISEA发生时间的确定, 为研究白垩纪全球地质事件的发生与地球内部动力学过程的相关性提供了年代学依据.     

大青山逆冲推覆构造形成时代的40Ar/39Ar年龄证据

大青山逆冲推覆构造发育在石拐中生代沉积盆地南侧, 由一系列由南向北逆冲推覆的构造岩片相互叠置构成的复杂逆冲推覆体系, 具有多期逆冲推覆变形演化历史. 为了确定构造变形时代, 对断层带内同构造黑云母和白云母分别进行了常规⁴⁰Ar/³⁹Ar和激光微区⁴⁰Ar/³⁹Ar测年研究, 获得了193.7±3.9 Ma和121.6±1.6 Ma两个等时线年龄, 表明了大青山逆冲推覆构造具有两期逆冲推覆变形作用, 早期发生在印支期, 晚期发生在燕山期. 同位素测年结果与野外地质关系符合一致, 印支期逆冲推覆变形作用是由南向北推覆, 并且形成了一系列东西方向展布的大型逆冲断层和褶皱构造, 晚期燕山期逆冲推覆变形向北北西方向推覆, 叠加改造了印支期逆冲推覆构造.     

微细浸染型金矿激光微区40Ar/39Ar等时年龄测定:以长坑大型金矿为例

采用激光微区⁴⁰Ar/³⁹Ar定年技术, 对粤中长坑微细浸染型金矿主成矿期热液蚀变黏土矿物进行了测定, 得出该矿金的主成矿年龄为109.9±1.4 ~ 110.1±1.3 Ma, 较银的主成矿年龄早30~50 Ma. 金和银的成矿均与该区隐伏花岗岩体无关, 而可能都是沉积盆地演化的产物. 研究表明激光微区40Ar/39Ar定年方法十分适用于微细浸染型金矿成矿时代的厘定.     

应用UV激光显微探针技术测定金云母的40Ar/39Ar年龄剖面

UV激光⁴⁰Ar/³⁹Ar显微探针技术能对含钾矿物进行微区分析, 测定其年龄剖面, 真实地反映Ar同位素在矿物晶体内的分布, 拓展了常规⁴⁰Ar/³⁹Ar年代学的应用领域. 本文对新疆皮山煌斑岩中金云母进行了常规⁴⁰Ar/³⁹Ar阶段升温和UV激光⁴⁰Ar/³⁹Ar微区分析对比, 结果显示金云母内Ar同位素分布均匀, 激光微区分析结果与阶段升温结果一致. 使用激光微区分析系统能准确测定矿物颗粒内的年龄剖面, 为经历复杂热历史的样品提供了一种新的⁴⁰Ar/³⁹Ar微区年代学研究方法.     

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.     

北淮阳晚中生代火山岩定年及火山砾石地球化学:对大别灰色片麻岩隆升和中生代地层格架的约束

对北淮阳晚中生代火山岩的野外调查和K－Ar定年结果表明，该区发生过两期火山喷发作用：主要分布于金寨、鲜花岭和毛坦厂地区的原毛坦厂组火山岩，形成于149－138Ma；主要分布于舒城一带的原晓天组火山岩K－Ar年龄为132－116Ma。两者之间为含灰色片麻岩、榴辉岩和火山岩砾石的火山沉积砾岩层。砾岩层内火山砾石的地球化学特征与毛坦厂组火山岩一致，而有别于晓天组火山岩。该砾岩层于138－132Ma堆积而成，暗示135Ma前后北大别灰色片麻岩已从中上地壳折返至地表接受剥蚀，成为北淮阳中生代沉积盆地的重要蚀源区。结合北淮阳地区中生代火山－沉积特征，将该区中生代沉积地层依次划分为防虎山组（＞160Ma)、圆筒山组（三尖铺组中下部，约160－149Ma?)、毛坦厂组（周公山组／三尖铺组上部／凤凰台组，约149－135Ma，顶部为砾岩层）、晓天组（白大畈组／黑石渡组，底部为砾岩层，135－116Ma).     

阿尔金断裂带构造活动的40Ar/39Ar年龄证据

通过对阿尔金山阿克塞和当金山地区出露的元古代、早古生代变质岩样品中云母、角闪石和钾长石单矿物的⁴⁰Ar/³⁹Ar同位素测年研究, 获得了4组年龄数据, 其中远离阿尔金中部剪切带的样品给出461~445.2和414.9~342.8 Ma的坪年龄, 这两组年龄分别代表了被阿尔金断裂错移的岩块在晚奥陶世~早志留世和泥盆纪发生构造热事件的记录, 应同南北祁连洋槽的闭合相关. 在北部构造带中受变形作用改造的花岗片麻岩样品给出178.4~137.5 Ma的坪年龄, 可以解释为阿尔金断裂带在中晚侏罗世~早白垩世发生构造活动的年龄记录, 这一构造热事件与拉萨地块向北拼贴碰撞有关. 在阿尔金中部剪切带中的样品给出了36.4和26.3 Ma的两个坪年龄, 说明阿尔金中部剪切带在始新世末发生明显的走滑活动, 并且伴有强烈的绿片岩相变质作用, 这一事件在青藏高原北部的大部分地区都有所表现, 与印度-欧亚板块碰撞后的陆内俯冲有关. 该研究表明阿尔金断裂带在印度-欧亚板块汇聚的大陆构造背景下具有多次脉冲式活动的特征.     

鲁东晚白垩世玄武岩中的幔源捕虏体: 对中国东部岩石圈减薄时间制约的新证据

⁴⁰Ar-³⁹Ar定年结果表明, 胶莱盆地大西庄碱性玄武岩的形成年龄为73.5±0.3 Ma. 玄武岩的ε _Nd (t)值为+7.5~+7.6, 表明原始岩浆来源于亏损的软流圈地幔, 形成深度在65~95 km之间. 该玄武岩中含有尖晶石二辉橄榄岩捕虏体, 橄榄石的Fo值为88~89, 平衡温压估算为T = 1010~1140℃, P = 2.0 GPa, 稳定深度在65 km左右. 山东晚中生代(110~125 Ma)幔源岩石的地球化学特征反映了华北地块南缘富集性质的岩石圈地幔的普遍存在, 而大西庄玄武岩的地球化学性质和幔源捕虏体的平衡温压显示, 该地区73 Ma时期的岩石圈厚度和中国东部新生代的一致, 捕虏体矿物的化学成分显示岩石圈地幔具有新生的性质, 说明中国中东部岩石圈的减薄发生在约120 ~ 73 Ma之间.     

火山碎屑岩激光40Ar/39Ar定年研究: 以浙东磨石山群为例

火山碎屑岩由于其复杂的物源使得诸多年代学方法难于适用. 透长石激光单颗粒熔融⁴⁰Ar//³⁹Ar法可以有效地区分混入的老物质和遭受后期蚀变的矿物, 因而使得年龄测定更为准确和精确. 侧重碎屑岩激光⁴⁰Ar/³⁹Ar定年方法探讨, 对浙江东部磨石山群的火山碎屑岩进行了测定, 获得一些初步结论, 其中茶湾组底部的年龄为(113.7±0.3) Ma, 西山头组下部为(116.4±0.4) Ma, 高坞组底部为(118.4±0.4) Ma. 这些年龄结果比原来认识的要年轻, 并且这些巨厚的火山沉积地层是在较短的时间段内形成的.     

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.     

郯庐断裂带同造山走滑运动的40Ar/39Ar年代学证据

大别造山带东缘的郯庐断裂带, 具有两期左旋走滑韧性剪切带. 最近从3处早期韧性剪切带糜棱岩中, 获得了3个白云母的⁴⁰Ar/³⁹Ar坪年龄, 分别为192.5±0.7, 189.7±0.6, 188.7±0.7 Ma, 认为代表了早期左旋走滑变形的冷却年龄. 这表明郯庐断裂带的左行平移起源于华北、华南板块沿大别-苏鲁造山带碰撞造山过程的后期, 属于同造山走滑构造. 而其在早白垩世滨太平洋构造活动时又被利用而再次发生左行平移. 认为该断裂带在造山期可能是以转换断层型式出现的.     

北祁连山九个泉硬柱石蓝片岩40Ar-39Ar年龄及其地质意义

应用激光⁴⁰Ar/³⁹Ar同位素定年方法, 对北祁连九个泉绿帘石蓝片岩和硬柱石蓝片岩中的蓝闪石和白云母单矿物进行了多颗粒一次性熔蚀的⁴⁰Ar/³⁹Ar同位素年龄测定, 所获得的硬柱石蓝片岩⁴⁰Ar/³⁹Ar等时线年龄为(413±5) Ma, 绿帘石蓝片岩⁴⁰Ar/³⁹Ar等时线年龄为 (415 ±7) Ma. 结合变质作用峰期温压条件计算, 区域大地构造背景分析, 413～415 Ma的年龄应代表北祁连低温蓝片岩带由硬柱石蓝片岩相向绿帘石蓝片岩相转化的递进变质作用年代的下限. 该研究进一步表明, 北祁连山九个泉硬柱石蓝片岩可能是在冷俯冲带中角流作用下形成的, 代表了古祁连山洋残留洋盆最后闭合的时间, 即华北板块和柴达木板块聚合在一起的时代.     

西、中太平洋铁锰结壳生长年龄: 超微化石与10Be测年的对比

对西太平洋M1-1结壳与中太平洋A1-1结壳(该结壳未发现化石)的超微化石及¹⁰Be同位素分析和测年结果表明: 超微化石生物地层与¹⁰Be同位素地层所反映的结壳生长时间有着较好的一致性. 两结壳都有3层生长层, 最老的生长层生长于中新世, 地质时间为12.80 Ma. 来自中太平洋的A1-1结壳的最大生长速率(8.11 mm/Ma)、最小生长速率(1.92 mm/Ma)及平均生长速率(3.47 mm/Ma)均大于西太平洋M1-1结壳的最大生长速率(2.93 mm/Ma)、最小生长速率(0.47 mm/Ma)及平均生长速率(0.94 mm/Ma).     

川中丘陵区小流域泥沙来源的137Cs和210Pb双同位素法研究

在2002年开展的川中丘陵区武家沟小流域泥沙来源的调查中, ¹³⁷Cs和²¹⁰Pb双同位素示踪法得到了应用, 流域内陡坡林地、缓坡农台地和裸坡地表层土壤的¹³⁷Cs和²¹⁰Pb平均含量分别为(7.15±0.40)和(162.01±3.86) Bq·kg^−1; (4.01±0.31)和(70.96±2.65) Bq·kg^−1; 0和(15.12±1.22) Bq·kg^−1. 近期水库淤积泥沙的¹³⁷Cs和²¹⁰Pb含量分别为(3.06±0.23)和(72.66±1.61) Bq·kg^−1. 运用混合模型求得林地、农地和裸坡地(含沟岸)的相对来沙量分别为18%, 46%和36%. 农台地和裸坡地(含沟岸)是流域内最重要和次重要的泥沙来源. 根据1956年以来水库的泥沙淤积量, 流域输沙模数为642 t·(km²·a)^−1, 占流域面积约2/3的林地和1/3的农地的侵蚀模数分别为173和886 t·(km²·a)^−1.     

冈底斯地壳碰撞前增厚及隆升的地质证据: 岛弧拼贴对青藏高原隆升及扩展历史的制约

最近几年的调查发现, 与高喜马拉雅相似, 在冈底斯地块上广泛发育浅色花岗岩. 应用Th-Pb及⁴⁰Ar/³⁹Ar等定年手段分别对冈底斯浅色花岗岩的形成年代及热历史进行了限定, 独居石Th-Pb结晶年龄约为140 Ma, ⁴⁰Ar/³⁹Ar白云母冷却年龄约为130 Ma. 结合前人的构造变形研究及古地理分析, 认为冈底斯地块在约140～130 Ma发生地壳的缩短加厚及快速隆升作用. 与南美安第斯山高原类似, 冈底斯地块(高原)的早期加厚及隆起是新特提斯洋沿冈底斯地块南部俯冲及冈底斯地块北部班公-怒江洋逐渐封闭的结果. 印度板块与欧亚板块最后碰撞之前, 组成高原的各地块就有着增厚的地壳, 存在较高地形的山脉, 通过岛弧拼贴, 碰撞后高原可以迅速增厚、隆起、扩展. 高原的变形不是均匀的, 而是集中在地壳较薄的软弱带.     

桂西晚古生代玄武岩Ar-Ar和U-Pb年代学及其对峨眉山玄武岩省喷发时代的约束

桂西一带呈层状、似层状产出的晚古生代玄武岩具有与峨眉山溢流玄武岩中高Ti玄武岩相似的元素-同位素地球化学组成. 对区内典型火山岩剖面的关键层位玄武岩样品进行了高精度全岩⁴⁰Ar/³⁹Ar和SHRIMP锆石U-Pb定年. 结果表明, 阳圩剖面上部、玉凤和民安剖面下部玄武岩分别给出了253.6±0.4, 255.4±0.4, 256.2±0.8 Ma的⁴⁰Ar/³⁹Ar坪年龄. 阳圩剖面上部玄武岩中锆石给出了253.7±6.1 Ma的²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄. 结合峨眉山溢流玄武岩区已有年代学资料认为, 峨眉山大火成岩省最早启动于约260 Ma, 该火成岩省的大规模快速喷发发生在253~256 Ma, 251~253 Ma的中酸性岩石代表该火成岩事件的晚期产物. 峨眉山火成岩省自启动到消亡的时间范围变化于251~260 Ma间, 大致耦合于Guadalupian末与P/Tr边界的环境突变与生物绝灭. 桂西晚古生代玄武岩精细年代学的确定为厘定峨眉山火成岩事件的主体喷发时代和理解峨眉山溢流玄武岩中高Ti玄武岩的时空格局和地幔柱动力学机制提供了资料.     

黄土丘陵区小流域侵蚀产沙对坡耕地退耕响应的137Cs法

通过赵家沟小流域1993年前后坝库泥沙淤积量和¹³⁷Cs含量的对比, 分析了黄土丘陵区梁峁坡地退耕后流域输沙模数和沟谷地、沟间地相对产沙量的变化. 梁峁坡耕地大面积退耕后, 短期内流域产沙量不但没有减少, 反而有所增加; 沟间地输沙模数和相对产沙量迅速减少, 沟谷地输沙模数和相对产沙量增加. 1994~1996年3年的输沙模数为29650 t·(km²·a)^-1, 是该流域多年平均输沙模数13413 t·(km²·a)^-1的2.2倍. 沟间地输沙模数不断下降, 从1994年的14335 t·(km²·a)^-1下降到1995年的7034 t·(km²·a)^-1和1996年的3517 t·(km²·a)^-1, 沟谷地平均输沙模数变化于44944和62136 t·(km²·a)^-1之间, 远高于1993年前的21118 t·(km²·a)^-1. 沟间地相对来沙量从1994年的23%减少到1995年的15%及1996年的6%, 而沟谷地相对来沙量从1994年的77%增加到1995年的85%及1996年的94%. 退耕后耕作土逐渐密实, 抗蚀性增强, 侵蚀减弱, 但土壤密实后入渗率降低, 梁峁坡地产流量增加, 梁峁坡地流入沟谷的径流量加大, 加剧了沟谷地的冲沟侵蚀和重力侵蚀, 沟谷地的侵蚀量和相对产沙量增大, 从而导致流域产沙量增加.     

中扬子地块南缘半坑古油藏成藏期及破坏期的 40Ar/39Ar 年代学约束

因为与油气成藏作用相关的矿物种类较少, 传统同位素测年法很难在油气成藏期方面展开应用, 油气成藏年代的直接、定量研究是同位素年代学和石油地质研究面临的重大科学问题. 本次研究对中扬子地块南缘(江南-雪峰隆起北缘)半坑古油藏断裂带内沥青伴生石英脉进行的包裹体⁴⁰Ar/³⁹Ar 同位素真空击碎法测年实验, 获得了两条截然不同的、线性相关均良好的反等时线, 对应两个年龄坪, 两期年龄分别对应228 Ma 左右的原生包裹体和149 Ma 左右的次生包裹体, 代表了两期不同性质的流体行为. 古油藏断裂带内沥青及伴生的石英脉体是构造作用和成藏及改造作用过程中的一体化产物, 与构造作用和烃类运聚具有着非常严格的响应关系, 可以约束多期复杂构造作用下油气成藏、改造和破坏的时间, 据此将半坑古油藏成藏演化过程划分为晚印支期(228 Ma 左右)原生油气藏形成阶段和早燕山期(149 Ma 左右)油气藏改造阶段. 本次研究重建了多期复杂构造作用控制下的中扬子地块南缘(江南-雪峰隆起北缘)巨型油气成藏带内油气聚集与改造/破坏的年代学格架, 是江南-雪峰隆起北缘特殊大陆构造属性对海相油气巨量富集与改造/破坏的控制作用在时间链条上的体现. 展示了流体包裹体⁴⁰Ar/³⁹Ar 定年技术在油气成藏年代学方面, 特别是在中国南方地层时代老、烃类演化程度高、多旋回构造作用背景下的海相油气成藏地区应用的可行性与良好前景.     

合肥盆地花岗岩砾石的同位素年代学示踪

通过对金寨县三尖铺组和凤凰台组沉积剖面中花岗岩砾石岩石化学和同位素年代学分析证明,作为合肥盆地主要物源区的大别山或北淮阳地区原始存在同碰撞造山后的花岗岩。砾石样品锆石U－pb不一致性下交点年龄为214Ma左右、白云母^40Ar/^39Ar年龄为196Ma左右、钾长石K－Ar年龄为181Ma左右。前者可能为花岗岩的成岩年龄,后两者为试样品 中白云母和钾长石的同位素封闭年龄,而沉积剖面中大量出现花岗岩砾石的沉积岩年龄应代表了岩体剥露于地表的最小年龄值,取166Ma。由此,计算出岩体自214Ma形成后,晚三叠世至中侏罗世初期经历了早期缓慢隆升和后期快速隆升,隆升速率分别为0．08和0．4－0．3km/Ma。这些结果与大别超高压变质岩带、北淮阳逆冲带隆升时期基本一致。