青藏高原东北缘白银矿田表生黄钾铁矾~(40)Ar/~(39)Ar年代学和氢-氧同位素地球化学的初步研究及其古气候意义

黄钾铁矾是干旱-半干旱地区硫化物矿床风化壳中常见的表生矿物.对表生黄钾铁矾进行精确的40Ar/39Ar定年和H-O同位素组成分析,不仅可以直接限定大陆化学风化和硫化物矿床次生富集的时间和历史,而且可为区域古气候演变和构造隆升等重大地质事件提供关键信息.本文对青藏高原东北缘祁连山地区白银矿田折腰山块状硫化物矿床风化壳中表生黄钾铁矾进行了40Ar/39Ar年代学和H-O同位素地球化学的初步研究,为祁连山地区新生代古气候条件的分析提供新的资料和思路方法.折腰山矿床的表生黄钾铁矾主要有两种产状:一种是赋存于风化壳顶部坡积物中的块状黄钾铁矾,另一种是风化壳中切割容矿岩石的脉状黄钾铁矾.块状黄钾铁矾具有板状晶形,K2O含量为8.21wt%~8.31wt%,两个样品的40Ar/39Ar年龄分别为41.2±0.4和37.1±0.3 Ma,对应的δD值分别为-156‰和-133‰,δ18OSO4值为2.5‰和2.6‰.脉状黄钾铁矾具有六方双锥状晶形,K2O含量为2.44wt%~2.72wt%,两个样品的40Ar/39Ar年龄分别为3.3±0.1和3.2±0.1 Ma,对应的δD值为-160‰和-158‰,δ18OSO4值是2.5‰和2.8‰.黄钾铁矾的40Ar/39Ar年龄和H-O同位素组成特征表明,白银矿田折腰山矿床至少在始新世中期就已隆升到地表并接受了长期的化学风化和矿床的次生富集,其中晚始新世和晚上新世的2次风化事件记录了白银地区干旱-半干旱气候条件下2次相对湿润的气候,且晚上新世比晚始新世的温度低.对祁连山地区硫化物矿床风化壳年代学和稳定同位素地球化学的进一步系统研究有可能为祁连山和青藏高原东北缘新生代以来的构造隆升、气候变化和矿床次生富集等重要地质事件提供制约.     

~(40)Ar/~(39)Ar法测定矿物流体包裹体年龄

~(40)Ar/~(39)Ar计时技术已发展成为地质年代学的重要方法和研究天体、地球演化史的重要手段之一。但是,对于微含钾矿物,年龄测定难度很大,有关报道甚少。Kelley等人首先报道了利用真空击碎技术进行石英流体包裹体的~(40)Ar/~(39)Ar分析,讨论了有关元素的相关性。     

青藏高原羌塘中部冈玛日地区蓝闪石片岩及其~(40)Ar/~(39)Ar年代学

青藏高原羌塘中部冈玛日地区出露有含典型蓝闪石的蓝闪石片岩, 其岩石学、矿物学研究显示其变质条件为高压低温变质作用. 对两个蓝闪石片岩中的蓝闪石单矿物进行了40Ar/39Ar年龄测定, 坪年龄分别为(275.0± 0.9)和(282.4 ± 0.8) Ma, 等时线年龄分别为(275.0± 1.3)和(287.6± 2.3) Ma, 坪年龄与等时线年龄一致, 这与整个区域的晚古生代特提斯洋的俯冲时代相吻合.     

浙江矾山明矾石矿石激光微区~(40)Ar-~(39)Ar等时年龄测定

通过激光微区40 Ar/3 9Ar定年方法测定了浙江矾山超大型明矾石矿床的成矿时代为74 5 0Ma ,该年龄大致要比区域火山活动晚 1 0～ 2 0Ma左右 .此外 ,还探讨了微区激光质谱40 Ar/3 9Ar等时线测年方法在超大型非金属矿床的成矿时代研究中的适用性 .     

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.     

江南元古宙碰撞造山带的两个~(40)Ar/~(39)Ar年龄值

在江南元古宙造山带的东段,存在两个典型的蛇绿岩套——皖南歙县伏川蛇绿岩套和赣东北蛇绿岩套。它们的结晶年龄分别是1024±30Ma和1154±63Ma,据此可以认为该段造山带大致开始形成于10—11亿年前。本文采用~(40)Ar/~(39)Ar定年法,确定伴随后期造山运动产生的花岗质糜棱岩中新生矿物次生白云母和青铝闪石的结晶年龄,由此大     

激光显微探针~(40)Ar/~(39)Ar定年系统

K-Ar定年中的~(40)Ar/~(39)Ar方法,使样品经快中子辐射,产生~(39)K(n,P)~(39)Ar反应,经适当校正后的~(40)Ar/~(39)Ar,用以下公式计算出年龄:T=1/λln[1 J×~(40)Ar/~(39)Ar]其中,λ为~(40)K的衰变常数(5.543×10~(-10)a~(-1)),J为转化系数,对~(39)K(n,p)~(39)Ar是通过与未知样品一同照射的已知年龄的样品计算求得的.激光显微探针~(40)Ar/~(39)Ar是在常规~(40)Ar/~(39)Ar方法上发展起来的,它与常规~(40)Ar/~(39)Ar相比,具有更多的优点:精度更高,用样量更少,由此解决了由于样品不均匀引起的问题.激光探针     

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.     

电气石中过剩~(40)Ar的赋存状态初探

许多低(微)钾矿物,如绿柱石、堇青石、电气石和石英等,含有过剩~(40)Ar(~(40)Ar_E),这一事实得到了公认。但是,对于~(40)Ar_E在矿物中的赋存状态却有争议,为多数人接受的观点是~(40)Ar_E赋存在Z轴方向的通道中。至于~(40)Ar_E进入矿物的时间,也有两种观点:一种观点认为~(40)Ar_E是在矿物结晶时混入的(如Damon和Kulp等);另一种观点则认为~(40)Ar_E是在矿物结晶后的历史中扩散进入的(如Schreyer、Yoder和Aldrich等)。后一种观点主要基于矿物结晶早期高温阶段不能保存氩,只有温度降低到封闭温度时才开始保存氩。     

锰氧化物的氩去气行为: 来自40Ar/39Ar激光阶段加热分析的证据

采用^40Ar/^39Ar激光阶段加热分析技术，对采自澳大利亚昆士兰中部某风化剖面中的钡硬锰矿和隐钾锰矿进行同位素年龄测定，获得可靠的坪年龄和等时线年龄，再次证明可以用^40Ar/^39Ar测年技术对极细小的表生锰氧化物进行年代学研究。发现Ar同位素在钡硬锰矿和隐钾锰矿中主要赋存于两种不同的位置，第1种位置（晶间空隙）主要赋存大气成因Ar，在激光功率为0.2～0.4W时释放出来，包括^40Aratm,^38Aratm和^36Aratm，第2种位置（即隧道结构或晶内位置）主要赋存放射性成因Ar(^40Ar*）和核反应成因Ar(^39ArK,^38ArK)，其去气的激光功率主要在0.5～1.0W之间，当激光功率大于1.0W时，已很少有Ar气从锰氧化物中释放出来，说明赋存放射性成因和核反应成因Ar的隧道结构因持续受热而崩塌、解体、^40Ar*，^39ArK和^38ArK的近于完全一致的去气行为意味着它们不仅在锰氧化物中占有相同或相当的晶体位置，同时证明^39ArK在样品接受同位素分析之前的中子照射及实验室预热过程中没有反冲出矿物晶体结构，结果表明，尽管表生锰氧化物中含有大量的大气Ar，且这些氧化物的晶体十分细小，但应用^40Ar/^39Ar激光阶段加热分析技术可以获得有意义的风化年代学信息。     

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.     

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.     

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.     

义县组同位素年代新证据及土城子组^40Ar／^39Ar年龄测定

重新采集了中国辽宁北票地区四合屯和恒道子义县组下部的火山灰样品以及下伏土城子组上部的火山灰样品,分别对样品中的透长石和黑云母单晶进行了40Ar/39Ar全熔融分析和阶段加热分析,结果显示:四合屯和恒道子的义县组与四家子的土城子组3组透长石单晶样品的平均年龄分别为（125.0±0.18（1SD）±0.04（SE））,（125.0±0.19（1SD）±0.04（SE））和（139.4±0.19（1SD）±0.05（SE））Ma,都显示义县组（还包括土城子组上部）时代为早白垩世;3组黑云母单晶样品的阶段加热分析和等时线对比作图都显示Ar体系受到了明显的干扰,含有被捕获的过剩Ar成分,反映其年龄比义县组的实际年龄偏老.四合屯和恒道子透长石40Ar/39Ar全熔融年龄和四合屯相同地点锆石U-Pb年龄（125 Ma）的吻合进一步证明,四合屯火山灰样品没有受到后期热事件的扰动,义县组时代为早白垩世中期.土城子组的时代可能不早于晚保罗世,至少其上部可归于早白垩世.     

大别山北坡苏家河群及原信阳群龟山组变基性杂岩~(40)Ar/~(39)Ar测年及其地质意义

苏家河群、原信阳群龟山组均产有时代争议较大的变基性岩组合,变基性岩角闪石~(40)Ar/”Ar 定年结果表明,原信阳群龟山组强烈卷入加里东期(401Ma)变质热事件,属碰撞缝合带内的逆冲一推覆岩片;而苏家河群既属造山带主体的逆冲-滑脱岩片,又是成分复杂的构造地层单元,其中记录了扬子旋回(761Ma)变质热事件.     

藏北中中新世淡色花岗岩及流纹岩的成因:对高原北部边界地壳加厚过程和隆升时代的制约

淡色花岗岩的研究对了解大陆碰撞造山带地壳增厚过程、陆壳深熔作用甚至高原隆升具有重要意义.野外调查表明,可可西里湖地区发育中中新世二云母淡色花岗岩和流纹岩.针对布喀达坂二云母淡色花岗岩和科考湖、马兰山、湖东梁流纹岩进行了锆石U-Pb、白云母和透长石40Ar/39Ar定年以及全岩地球化学分析.结果表明,布喀达坂淡色花岗岩的锆石U-Pb结晶年龄为9.7±0.2Ma,白云母40Ar/39Ar冷却年龄为6.88±0.19Ma.科考湖和马兰山流纹岩喷发年龄分别为14.5±0.8和9.37±0.30Ma.所有岩石富SiO2(70.99%～73.59%),Al2O3(14.39%～15.25%)和K2O(3.78%～5.50%),而贫Fe2O3(0.58%～1.56%),MgO(0.11%～0.44%)和CaO(0.59%～1.19%),属于强过铝质岩石(A/CNK=1.11～1.21),稀土元素呈现明显的负Eu异常(δEu=0.18～0.39),具有高87Sr/86Sri(0.7124～0.7143)和低εNd(9Ma)(-5.5～-7.1)的特征.可可西里湖地区中中新世二云母淡色花岗岩和流纹岩一致具有典型的S-型花岗岩特征.其岩石成因机制可能为:昆仑左行走滑断裂的活动引发断裂末端局部地区东西向伸展减压,导致增厚的中下地壳变泥质岩石白云母脱水部分熔融,形成可可西里湖地区壳源岩浆岩.可可西里湖地区淡色花岗岩的侵位或流纹岩的喷出表明,在15Ma之前,藏北地壳大规模的缩短加厚作用就已经完成.同时,暗示藏北至少在15Ma可能就已经达到或接近现今的海拔高度(～5000m).     

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.     

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.     

亳县(LL_4)球粒陨石的~(40)Ar/~(39)Ar年代学

亳县陨石于1977年10月陨落。它是LL群球粒陨石,岩石类型为3—4之间的过渡型。虽然铀铅和铷锶同位素体系表明该陨石形成于约4.5Ga前,根据全岩钾氩年龄(约2.1Ga)提出该陨石有可能受过晚期热扰动。基于~(40)Ar/~(39)Ar方法本身的特点,有可能判定该陨石是否经历过晚期热扰动及热扰动的性质和时间。     

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.