无氧铜样品盘异常热本底对激光^(40)Ar/^(39)Ar定年的影响

激光^(40)Ar/^(39)Ar定年方法中扣除的本底是样品测试过程中的系统冷本底。在满足激光加热样品时样品盘升温幅度有限和样品盘已完全脱气两个条件的情况下,这一处理方式的有效性才能得到保证。本文利用具有不同大气暴露史的无氧铜样品盘结合透长石标准样品YBCs,使用相同的脱气及测试流程,对比分析了不同样品盘的冷、热本底以及放置于不同样品盘时YBCs的大气氩含量。分析结果表明,放置于暴露大气14个月的样品盘内时,YBCs透长石大气氩含量高达约34.4%,使用预先激光去气的样品盘此值可降低至约2%;暴露大气约10个月的样品盘,激光加热其两个样品孔时,^(40)Ar脱气量可达约1.6×10−14~3.1×10−14mol;暴露时长约为26个月的样品盘,^(40)Ar含量升高至约0.8×10^(−13)~2.0×10^(−13)mol;它们均远高于系统冷本底3.8×10^(−16)~6.2×10^(−16)mol。两个样品盘热本底^(40)Ar/36Ar值约为310,高于大气氩比值。因此,对于暴露大气时间较长的样品盘,约150℃去气四天的流程不足以使其完全脱气。激光加热样品时会导致样品盘局部升温,脱气不完全的样品盘会释放出大量热本底。模拟以及标准样品测试均显示了这种情况会影响辐照参数J值以及年龄的计算。激光微量年轻样品^(40)Ar/^(39)Ar定年过程中,建议装样后对无氧铜样品盘进行300~400℃至少5h的预脱气,以保证测试数据质量。实验室不具备预脱气条件时,持续使用同一样品盘也可以有效地降低异常热本底对测试结果的影响。

年轻火山岩氩同位素体系定年技术最新进展及问题

对年轻(第四纪)火山岩K-Ar法、常规40Ar/39Ar法和激光40Ar/39Ar法定年的优缺点进行了评述,回顾了近10年40Ar/39Ar定年技术在该领域的进展,介绍了惰性气体质谱技术的进步及测量自动化对年轻火山岩定年的影响。讨论了快中子照射及40Ar/39Ar标样问题对高精度年轻火山岩定年的影响,分析了国内用于快中子照射的北京49-2反应堆中子通量梯度问题及对高精度定年的影响。结合年轻火山岩定年及数据处理的实际经验,介绍了年轻火山岩定年中的分析误差、主要影响因素及每个影响因子对总误差的贡献,指出36Ar测试精度、系统本底和质量歧视是影响年轻火山岩高精度定年3个主要内部因素,并给出定量化曲线及减小影响的处理方法。最后列举了年轻火山岩定年存在的问题及可能的探索方向。随着技术的发展,40Ar/39Ar法在晚更新世火山岩定年领域将会占有主导地位。

年轻火山岩的定年:进展与问题

年轻火山岩定年对人类的起源与进化、地质年表建立、古环境演化、火山灾害、岩浆演化及地球动力学等研究非常重要。由于年轻样品放射性成因子体积累较少、大气氩含量高,微量的过剩氩极难识别,使得年轻火山岩及其沉积地层高精度定年一直是地质年代学中最具挑战性的课题之一。过去几年,年轻火山岩定年在技术上的进展主要体现在定年精度和准确度不断提升,尤其是利用新型多接收稀有气体质谱对单颗粒样品进行逐步升温^(40)Ar/^(39)Ar定年,是方法学上最重要的进展之一。本文总结了年轻火山岩^(40)Ar/^(39)Ar定年的现状、影响因素和相关定年技术及应用,以引起大家的关注和思考,共同提高我国年轻火山岩定年的技术水平。利用新型多接收质谱和创新的实验方法,通过对全球重要火山喷发事件和年轻国际标准样的研究,广泛开展实验室间的对比是提高国内^(40)Ar/^(39)Ar年代学水平并在年轻火山岩定年中取得突破的重要途径,也是当前^(40)Ar/^(39)Ar年代学研究的重要方向。

年轻火山岩年代学研究进展、问题及展望

针对年轻火山定年这一难题,回顾了适用于其定年的几种方法,重点介绍了40Ar/39Ar法在(超)年轻火山岩定年方面的进展及存在的问题,同时对U-Th不平衡,U-Th/He,14C,宇宙成因核素3He和21Ne等定年方法在火山岩及火山沉积地层中的应用进行了简单的介绍,对不同手段联合定年、方法的互补性及新方法的发展做了展望。指出基于稀有气体质谱的40Ar/39Ar法和宇宙成因核素3He和21Ne定年是(超)年轻火山岩定年最具潜力的方法,它们可以对火山喷出物直接定年,随着国内先进质谱的引进和定年平台的建立,这些手段应成为中国年轻火山岩年代学开拓的新方向。

K-Ar法地质年龄国家一级标准物质ZBH-25黑云母的研制

ZBH-25黑云母采自北京房山花岗闪长岩体。它的^(40)Ar/^(39)Ar 阶段加热实验结果表明,^(40)Ar~*在矿物晶格中保存均匀稳定,年龄谱平坦,^(39)Ar 析出量高达96%,^(40)K-^(40)Ar~*同位素体系封闭良好,证明该黑云母结晶以后未受过热扰动。坪年龄为133.0±0.3Ma,总气体年龄为132.1±0.6Ma;^(36)Ar/^(40)Ar-^(39)Ar/^(40)Ar 反等时线年龄为133.1±1.3 Ma,^(40)Ar/^(36)Ar 初始值为293.5±1.6,与大气氩丰度比(295.5±0.5)处于同一范围,表明样品不含过剩氩。激光显微探针单颗粒坪年龄为132.8±0.2Ma,年龄谱和 K/Ca 谱线平坦,激光熔样总气体年龄为131.3±0.2Ma(图6)。这几个 Ar-Ar 年龄的一致性,说明样品具有良好的均匀性和稳定性,是理想的 K-Ar 和 Ar-Ar 法年龄标准物质。对均匀性检验数据进行统计学方法检验,在0.05显著性水平下,证明 K 和^(40)Ar~*的 F 分布值小于 F 临界值,说明该样品是均匀的。国内外14个实验室参加了 K 含量的定值分析,15个实验室参加了^(40)Ar~*含量的定值分析,经统计学方法检验,结果显示全部定值数据都服从正态分布并具等精度。在置信概率为0.95时,^(40)Ar~*和 K 含量的相对标准偏差都小于0.5%。两个特性量值定值分析结果的一致值和不确定度分别为:^(40)Ar~*=1.817±0.013×10^(-9)mol/g,K=7.60±0.02%,K-Ar 年龄(标准值)=132.9±1.3Ma(2σ).此标准物质纯度为98.8%,粒度为0.25-0.63mm,总重量为5800g,缩分成最小样品单元共400瓶,每瓶重量为14.5g。可供我国 K-Ar 和 Ar-Ar 法同位素年代学实验室使用120年。

冈底斯中段尼木斑岩铜矿田的K-Ar、^(40)Ar/^(39)Ar年龄：对岩浆-热液系统演化和成矿构造背景的制约

青藏高原冈底斯斑岩成矿带不同于经典的产于岛弧和大陆边缘的斑岩铜矿,而形成于后碰撞挤压向伸展转变期,显示了极好的成矿前景。本文对冈底斯中段尼木矿田白容、厅宫和冲江斑岩铜矿区斑岩体进行了系统研究,确定出斑岩体演化和侵入序列为:似斑状二长花岗岩→成矿二长花岗斑岩→石英闪长玢岩→花岗闪长斑岩。K-Ar和^(40)Ar/^(39)Ar年代学研究获得白容矿区似斑状二长花岗岩中角闪石的K-Ar年龄为16.9±2.4Ma;石英闪长玢岩中黑云母的K-Ar年龄为12.3±0.2Ma、^(40)Ar/^(39)Ar坪年龄为12.5±0.2Ma;花岗闪长斑岩中黑云母的K-Ar年龄为11.5±0.2Ma、^(40)Ar/^(39)Ar坪年龄为12.4±0.2Ma;厅宫矿区石英闪长玢岩中黑云母的K-Ar年龄为13.8±0.2Ma、^(40)Ar/^(39)Ar坪年龄为14.9±0.2Ma;花岗闪长斑岩中黑云母的K-Ar年龄为13.5±0.3Ma、^(40)Ar/^(39)Ar坪年龄为14.2±0.2Ma,这些年龄表明:石英闪长玢岩晚于似斑状二长花岗岩,略早于花岗闪长斑岩。成矿与二长花岗斑岩有关,其侵位时间晚于似斑状二长花岗岩,早于石英闪长玢岩和花岗闪长斑岩。尼木斑岩铜矿田这种复式杂岩体较充分的分异演化有利于含矿热液的集中与逐渐富集成矿。白容斑岩铜矿蚀变矿化二长花岗斑岩的蚀变绢云母的K-Ar年龄为11.8±0.2Ma,^(40)Ar/^(39)Ar坪年龄为12.0±0.1Ma,代表了中低温蚀变和矿化末期的年龄。白容矿区绢云母化带的蚀变年龄与石英闪长玢岩和花岗闪长斑岩的黑云母^(40)Ar/^(39)Ar年龄基本一致,与厅宫矿区辉钼矿Re-Os年龄及石英闪长玢岩和花岗闪长斑岩的黑云母^(40)Ar/^(39)Ar年龄同样基本一致,暗示两个矿区石英闪长玢岩和花岗闪长斑岩的岩浆结晶冷却与成矿二长花岗斑岩后期热液成矿时间上有重叠。结合前人年龄数据大致确定出白容矿区岩浆-热液活动时限为0.5～5Ma,厅宫为4Ma,冲江为4.5Ma。尼木矿田成矿斑岩^(40)Ar/^(39)Ar年龄晚于冈底斯碰撞后第一次快速隆升时间≈21Ma,15Ma冈底斯中段NS向正断层开始活动,表明含矿斑岩体可能侵位于地壳加厚、冈底斯山大规模隆升到一定程度后出现弱伸展环境的构造背景下,即斑岩铜矿形成于从南北向挤压隆升到东西向伸展初始发育的过渡构造背景。

拉萨地块中部晚白垩世火山岩Ar-Ar年代学和古地磁研究结果及其构造意义

为进一步确定拉萨地块白垩纪-古近纪的古地理位置,我们对青藏高原拉萨地块措勤地区林子宗火山岩18个采点进行了古地磁研究.结果表明高温(高场)特征剩磁分量主要为亚铁磁性的磁铁矿所携带,特征剩磁分量在95%置信水平下通过了褶皱检验.倾斜校正后采点平均的特征剩磁方向为D/I=16.2°/17.7°,α95=5.6°,对应古地磁极位置为63.1°N,224.6°E,A95=5.1°.另一方面,Ar-Ar年代学结果表明采样剖面的林子宗火山岩形成年龄为～99-93Ma,与拉萨地块林周盆地的林子宗群火山岩的形成年龄存在较大差异.由此我们得到晚白垩世拉萨地块中部措勤地区的古纬度为8.5°±6.9°N,与林周盆地古近纪林子宗群典中组和年波组所揭示出的古纬度相当,进一步表明亚洲大陆最南缘的拉萨地块在晚白垩世-古近世期间位于北半球～10°N的低纬度地区.结合最新的特提斯海相地层古地磁结果,晚白垩世-古近世拉萨地块的古地理位置限定了印度与欧亚大陆的初始碰撞时间不晚于60.5Ma;～93Ma以来,拉萨地块和单一刚性欧亚大陆之间存在～1900km的构造缩短.

^40 Ar／^39 Ar年代学数据处理软件ArArCALC简介

ArArCALC是40Ar/39Ar法数据处理专业软件,A.A.P.Koppers以Visual Basic编写的Microsoft Excel"宏",在Windows95—Vista系统上均可运行。经过不断改进,ArArCALC已经发展成为一种功能强大且使用方便的软件,可全面进行40Ar/39Ar数据计算,包括回归时间零点值、坪年龄、全熔年龄和等时线年龄计算并自动作图,给出分析误差、内部误差和外部误差。更重要的是,ArArCALC能将原始数据、各种参数、计算结果和图件以可编辑的Excel格式给出。ArArCALC交互性强,用户可随时对有关参数进行修改,重新计算,提高了数据处理效率。鉴于上述优点,特此引荐ArArCALC。

胶东半岛黄崖剖面早白垩世火山岩古地磁结果及其构造意义

对采自于胶东半岛黄崖剖面火山岩样品进行了系统的岩石磁学和古地磁学研究,结果表明HY1和HY2熔岩流样品的载磁矿物主要为磁铁矿和赤铁矿的混合,HY3熔岩流的样品主要为磁铁矿。系统热退磁实验从40块样品中分离出了稳定的特征剩磁方向,获得古地磁偏角/倾角平均方向为12.8°/62.4°(α95=4.8°),对应的平均虚地磁极位置为76.7°N/162.6°E(A95=6.2°)。40Ar/39Ar同位素定年结果显示,HY3火山岩的喷出年龄约为115.3±1.3 Ma^115.6±1.6 Ma(2σ)。比较结果显示,未发现研究区相对于华北块体在早白垩世有较大幅度的旋转或位移。对比山东、辽宁地区以及朝鲜半岛南部已有的晚中生代古地磁数据,发现侏罗-白垩纪期间古地磁的偏角随时间变化规律具有相似性,说明块体的旋转运动具有较一致规律性,指示东亚东缘构造运动可能受到古太平洋俯冲运动方向调整的影响。

冀北赤城红旗营子群黑云斜长片麻岩的黑云母^(40)Ar/^(39)Ar年龄及其地质意义

探讨冀北赤城红旗营子群是否经历了印支期的构造热事件。通过对冀北赤城红旗营子群黑云斜长片麻岩样品进行的黑云母40 Ar/39 Ar年龄测定,获得其坪年龄和等时线年龄分别为(238.63±1.44)Ma和(238.77±1.71)Ma,两者基本一致。此年龄数据是黑云斜长片麻岩在晚古生代角闪岩相区域变质作用之后所经历印支期构造热事件的记录。综合分析冀北岩浆作用及其地质年代学特征,认为它可能与区域上同时期的酸性岩浆活动有关,是后者为此次构造热事件提供了必要的热源。

地幔包体金云母^(40)Ar/^(39)Ar年龄对玄武岩浆喷发结束时间的约束

山东临朐-昌乐地区新生代岩浆活动强烈,以形成含大量地幔包体的玄武岩为特征。作者在考察与研究昌乐北岩古火山口玄武岩中地幔包体的过程中,发现一些包体中发育有地幔钾交代成因的金云母细脉。鉴于金云母的封闭温度远低于玄武岩浆啧发时的温度以及金云母可以记录喷发的玄武岩浆冷却通过金云母封闭温度的时间,本文尝试通过金云母所记录的^(40)Ar/^(39)Ar年龄来推断玄武岩浆喷溢的结束时间。该火山口玄武岩不同部位的三个地幔岩包体其金云母的^(40)Ar/^(39)Ar坪年龄分别为18.42±0.21 Ma、18.65±0.27Ma和18.39±0.36Ma,年龄结果具有很好的一致性,充分说明了该定年手段的有效性因此可以确定该火山口玄武岩浆喷溢活动约在18.5Ma前结束。由此推测山旺盆地中不整合发育在源于该火山口喷溢的玄武岩之上的化石群的形成时代下限约为18.5Ma。用玄武岩地幔包体金云母的^(40)Ar/^(39)Ar年龄来确定玄武岩年龄是玄武岩定年一个有效的新方法。

激光^(40)Ar/^(39)Ar微区定年的应用及展望

^(40)Ar/^(39)Ar定年中,存在一些使用传统的大样逐步升温技术难以处理的难题,如变质及沉积岩样品常含有多期次矿物而难以获得理想结果,过剩Ar在样品中的分布以及来源问题一直难以有效解决,根据缓慢冷却钾长石的^(40)Ar/^(39)Ar年龄谱提出的热演化模型也因为Ar在矿物中扩散机制的不明确性而不断受到质疑。20世纪90年代将紫外激光(UV-laser)成功引入^(40)Ar/^(39)Ar年代学分析后,为解决这些难题提供了一种思路。借助激光微区^(40)Ar/^(39)Ar定年技术,我们可以直接测定不同期次矿物的年龄,从而将年代与样品组分、结构构造等信息结合起来研究造山、断裂带、变质或者岩浆活动等地质演化过程,为人们更准确地认识地质历史打开了一扇窗;同时还能够直观地观察到矿物内部微米级别上Ar同位素分布的差异,为研究Ar扩散机制、过剩Ar在样品中的分布提供更直观的证据,在极大地推动了^(40)Ar/^(39)Ar方法学应用的同时,也为基础理论研究的发展以及更合理地构建地质模型做出了很大贡献。

高精度智能压力传感器的系统设计

本系统CPU采用C8051F350,利用其24位A/D转换功能,实现了高精度模拟量数据采集,采用ModBus总线协议与上位机进行通信,将采集到的数据转换成数字信号实时地上传给上位机,并接受来自上位机的数据,进行参数设定。

^(40)Ar/^(39)Ar热年代学现状与问题

Ar同位素体系定年矿物的封闭温度范围广,并且可以获得650℃～150℃温度段的非线性冷却历史,因此^(40)Ar/^(39)Ar热年代学成为研究地质体热演化历史过程中最有效的工具之一。但是由于矿物中Ar同位素扩散机制还有一些问题没有清楚地被认识,因此在一定程度上制约了^(40)Ar/^(39)Ar热年代学的发展。本文介绍了目前应用最广泛的两种^(40)Ar/^(39)Ar热年代学模式:多重扩散域模式和多路径扩散模式,讨论了它们的发展现状、存在的问题、可能解决的方法以及今后的发展方向。

螺栓连接复合材料层合板力学建模及失效分析

制造业作为维持我国经济健康稳定发展的重要支柱之一,一直以来都受到国家和社会各界的广泛关注,特别是在工业4.0理念提出以来,国家对制造业相关产业的发展予以了更高的期望。在这一背景下,重点针对螺栓连接复合材料层合板这一常见机械材料的常见性能展开分析,并且借助ABAQUS有限元分析软件进行实际的力学建模工作以及相应的失效分析,探究其实际失效区域。

浅谈膜式干燥器在动车组中的应用

本文根据膜式干燥器的干燥原理、性能特点,介绍动车组中膜式干燥器的日常维护保养项点,达到提高其使用寿命的要求,并提供一种故障检测方法。

基于WiFi技术的温度传感器应用现状及前景

现代生活中,WiFi的应用越来越广泛。人们日常生活中的电脑、手机、平板等终端设备几乎已经离不开WiFi。不仅如此,在一些专业仪器的使用中,也开始与WiFi有着紧密的联系,例如温度传感器。本文比较全面地介绍了基于WiFi技术的温度传感器,对其工作原理、应用现状和前景展望三个方面做了具体解释,特别介绍了其在动车组中的应用前景。

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.

^40Ar／^39Ar年代学国际国内标样的对比标定

对四个40Ar/39Ar年龄测定中常用的国际标样Ga1550,MMhb-1,Lp-6,Bern4M(以Ga1550为基准样)和一个国内标样BT-1(以Lp-6为基准样)进行了对比标定.不同样量的重复测定论证了MMhb-1样品的不均匀性,得到了该样品的年龄平均值为519.8Ma;Bern4M和Lp-6的测定结果表明它们具有稳定的40Ar*/39Ark(F值),所得的年龄结果接近它们的K-Ar年龄值:Lp-6=127.7Ma;Bern4M=18.2Ma;BT-1的年龄谱、Ca/K和Cl/K谱以及反等时线的分析表明,这一样品的化学相均匀稳定,样品封闭良好,初始Ar组成接近大气值,年龄值重复性好且稳定,它的全熔年龄、阶段升温总气体年龄、坪年龄和反等时线年龄在误差(2σ)范围内无差别,本研究推荐28.7Ma为BT-1的标定值.讨论了北京49-2原子能反应堆的中子通量变化情况,结果表明该反应堆中子通量梯度变化大且不稳定,须较多的标准样进行监测;测定了该反应堆37ArCa和39ArK的产率比系数(Ca/K转化系数)为1.78,该值不同于以前报道的2.0,这可能和后期49-2反应堆的改造有关.

中国东南晚中生代火山沉积地层界线时代——^(40)Ar/^(39)Ar年代学及磁性地层研究

在探讨复杂物源火山碎屑岩定年方法的基础上,通过高分辨、高精度定年及磁性地层学研究,确定了浙东磨石山群和福建石帽山群及藩坑组和南园组的界线时代,建立了高精度的年代地层剖面柱,为我国晚中生代地层研究与对比提供了重要的依据.年龄结果显示,浙江东部磨石山群形成于118～109Ma之间,福建东部石帽山群形成于88.6～87.9Ma之间,福建西部南园组形成时代为95.2～88.6Ma,而其下的藩坑组形成于125.6～103.7Ma之间.这些新的年代学数据表明,中国东南沿海地区巨厚的火山沉积地层形成时代普遍比前人所认识的更为年轻,并且是在较短的时间内形成,说明在中晚白垩纪时该地区这种爆发式火山喷发活动非常强烈.