一种新的K-Ar定年方法:峰值比较法

K Ar法定年技术经历了体积法和稀释法等不断趋于成熟 ,但对于年轻火山岩进行定年时 ,由于同位素质量分馏的影响 ,上述方法都具有不可克服的缺陷。随着质谱仪稳定度和精度的提高 ,直接建立氩同位素含量与峰强度之间的定量关系 ,从而不再使用稀释剂 (38Ar)成为可能 ,这就是K Ar定年的新方法 :峰值比较法 (或无稀释剂法 )。该方法可以消除质量分馏作用带来的误差 ,对年轻火山岩定年具有重要意义。近代火山物质都含有初始氩 ,且有不同程度的质量分馏 ,其同位素比值落在质量分馏线上 ,这表明质量分馏作用影响K Ar定年的准确性 ,尤其是非常年轻的样品。通过精确测定样品的38Ar/ 36 Ar比值 ,可以准确扣除样品中的初始4 0 Ar ,从而得到放射成因4 0 Ar含量。这种测量方法可以用于较老岩石、矿物样品的年龄测定 ,其结果与K Ar稀释法以及4 0 Ar - 39Ar法相一致 ;更重要的是可以用于年轻样品的年龄测定 ,可以测 2～ 5ka的岩矿样品 ,对富钾矿物的测量误差小于 1ka ;对老于 0 .1Ma的样品 ,相对误差不大于 1.5 %。介绍了峰值比较法的基本原理和测试过程 。

辉钼矿的铼-锇同位素地质年龄测定方法研究

本研究在国内首次将同位素稀释等离子体质谱法应用于铼-锇同位素系统地质年龄测定。建立的化学分离方法包括碱熔分解样品、丙酮萃取分离铼、 蒸馏法分离锇。全流程化学回收率在90％以上。铼和^(187)Os的空白值分别为0.07ng和0.01ng。用本法测定了我国4个钼矿床的辉钼矿矿化年龄,其年龄测定精度(2σ)在3％以内。测定结果与地质背景的符合情况令人满意。直接测定金属矿床年龄的铼-锇法较之间接测定围岩时代来推断矿化年龄的其它定年方法更能反映真实年龄。鉴于许多热液硫化物矿床常含有辉钼矿,该法有较广泛的应用前景。

同位素地质学定年方法评述

详细分析了当前同位素年代学的常用定年方法 ,如K -Ar法、U -Pb法、Rb -Sr法和Sm -Nd法等的适用性和局限性 ;讨论了地质事件定年过程中存在的一些问题 ;指出了准确定年的注意事项。

成矿地质事件的同位素年代学研究

成矿事件同位素地质年代学研究是一项十分重要而复杂的任务。成矿事件时间维的确定，对于矿床成因、成矿作用与其它异常地质事件的耦合关系的认识，以及对于找矿勘探均具有至关重要的理论和实际意义。文中讨论了各种常用测年方法（如ＲｂＳｒ、ＳｍＮｄ等时线法和ＵＰｂ法等）的适用性和局限性，并介绍了测年方法（尤其是与成矿事件年代学研究有关的测年方法）的新进展。结合国内外典型研究事例分析，比较了成矿事件的直接测年和间接测年方法，强调应在扎实的野外地质工作的基础上，综合采用多元同位素体系对成矿事件进行年代学研究。最后讨论了成矿事件与其它异常地质事件的耦合关系，并指出应加强成矿事件与大陆聚散旋回的时间耦合性的研究。

矿床同位素定年方法的应用现状评析

高质量的年代学数据是矿床研究和对比的基础。针对近二十几年来在具体矿床同位素定年研究中,不同学者对同一矿床采用不同的定年方法常常得出相差十分悬殊的结论,甚至出现与地质事实截然相悖年龄数据的现象,文章对最常用的锆石U-Pb法、自生伊利石K-Ar法、金属硫化物Re-Os和Sm-Nd法、石英流体包裹体40Ar/39Ar法和Rb-Sr等时线法以及释光测年进行了评析。强调一套合理的矿床同位素年龄数据的获得,必须加强对地质背景的研究;明确测年矿物与矿化的成因联系,选择合适的定年方法。综合地质背景及可靠准确的年代学数据,对地质事件与成矿事件的联系做出合理的解释。

黑色页岩的Re-Os同位素定年

Re-Os同位素是近年来发展起来的一种新的同位素技术，既可用于定年又能用于示踪。国际上如何对沉积岩进行精确定年一直是个难题。近年来的研究表明，Re-Os同位素可以用于黑色页岩的精确定年，同时可用于示踪古海洋环境。笔者对华南下寒武统牛蹄塘组黑色页岩开展了Re-OS同位素定年研究，获得的等时线年龄为537±10Ma。

磷灰石单颗粒(U-Th)/He测年实验流程的建立及验证

(U-Th)/He同位素定年是近几十年快速发展起来的1种能够对岩石低温冷却历史进行有效研究的新型放射性同位素定年方法。由于磷灰石的He封闭温度较低,所以它能反映低温阶段(40~80℃)的热历史信息,在低温热年代学领域具有很好的应用前景。但是,由于磷灰石(UTh)/He测年的影响因素多且测试流程复杂,目前国内对于(U-Th)/He同位素定年方法和流程的研究还处于起步阶段。依托中国地震局地质研究所新建立的(U-Th)/He同位素年代学实验室,利用配备的Alphachron He同位素质谱仪对4批共75个国际标样Durango磷灰石单颗粒进行激光熔融和4He的含量测量,随后应用自动进样安捷伦7900 ICP-MS和同位素稀释剂法测定母体同位素U、Th的含量,最后计算得到Durango磷灰石的Th/U同位素比值在17.23~23.60之间,全部年龄分布在28.61~34.51Ma,平均年龄为(31.71±1.55)Ma(1σ),与国际标定年龄在误差范围内一致。

金红石U-Pb同位素稀释法定年技术的改进

介绍了金红石U-Pb定年方法,并对影响本底的各方面因素、同位素分馏效应、干扰峰影响等环节做了分析和讨论,提出了相关的流程改进措施,并利用改进的方法对大别山超高压榴辉岩中的金红石做了测定,获得了218.2±1.2Ma的高精度金红石U-Pb年龄。

铅同位素“双稀释剂”同位素定年法计算方法研究

铅同位素研究已广泛应用于模式定年、成矿物质来源示踪和化探找矿评价等许多领域[1～ 6 ] 。铅同位素“双稀释剂”同位素定年法是当前应用较广的一种铅同位素定年方法。双同位素稀释法的目的在于校正质量鉴别效应 ,提高测定精度。由于实验条件和分析技术的改善和提高 ,使铅同位素“双稀释剂”测定精度和准确度大大提高 ,从而铅同位素“双稀释剂”同位素定年法也将得到更为广泛的应用。本文主要是研究该法的计算 ,分析样品中元素量的计算 ,并结合几种岩石年龄方法 (Pb Pb等时线法、不一致线模式计算法、三阶段模式计算等 )的计算 ,归纳总结出计算样品中元素量和岩石形成年龄的方法。

同位素测年在油气成藏期研究中的应用

同位素测年法使油气成藏期研究从定性分析走向定量分析。该文简述了同位素测年的原理,介绍了近年来取得较快发展的K-Ar法、40Ar-39Ar法及Re-Os法,并着重对这3种方法在油气成藏期研究中的应用原理、测试对象、优缺点及在实际中的应用进行了阐述,为同位素测年在石油地质研究中的应用提供了有效的参考。

国际标样Fish Canyon Tuff锆石的(U-Th)/He年龄测定

锆石是(U-Th)/He测年体系中最常用的富含U、Th的副矿物之一。相对于磷灰石而言,锆石的He封闭温度较高(约190℃),在解决沉积盆地物源和热史恢复方面更具优势。但锆石晶体内的U、Th分带普遍发育,浓度差异明显,即使是国际普遍使用的(U-Th)/He测年标样FCT(Fish Canyon Tuff)的年龄值分散度也可约达10%。文中依托中国地震局地质研究所新建立的(U-Th)/He年代学实验室,利用配备的Alphachron He同位素质谱仪对一批FCT锆石单颗粒采用激光加热萃取后进行4He含量测定,并应用自动进样的安捷伦7900 ICP-MS和同位素稀释剂法测定母体同位素U、Th的含量,得到FCT锆石的年龄范围为26. 61~31. 91Ma,加权平均年龄为(28. 8±3. 1) Ma(2SD,n=10),该年龄值与国际上多个实验室所获得的平均年龄((28. 3±3. 1) Ma,2σ,n=127;(28. 29±2. 6)Ma,2σ外部误差,9. 3%,n=114)在误差范围内一致;Th/U比值范围是0. 52~0. 67,与国际报道值一致,说明本实验室所建立的锆石单颗粒(U-Th)/He测年实验流程可靠。

40Ar-39Ar同位素定年方法研究进展

40Ar-39Ar同位素定年法是由K-Ar法发展而来,通过将39K利用快中子辐照衰变成39Ar,测量40Ar*/39Ar来获得年龄值。经过长期发展,该方法的测试技术逐渐成熟,其中气体提取发展为常规阶段升温法、激光显微探针法以及真空压碎流体包裹体法;气体纯化主要有冷阱去除法、钛泵吸附法、锆铝泵吸附法;气体测试的质谱仪也在灵敏度、分辨率、背景值等技术指标上有很大提高。40Ar-39Ar同位素定年法在石油、固体矿产等方面应用广泛,尤其在油气成藏时间、成岩成矿作用时间的热年代学研究等领域。

密西西比河谷型铅锌矿床成矿年代学研究进展:兼论金顶矿床成矿年龄分歧

金属矿床精确定年仍是国内外科学研究的难题,妨碍了对成矿规律的认识和资源勘探目标的优选评价。针对密西西比河谷型(MVT)铅锌矿床,前期有人分别利用Re-Os法、U-Pb法、^(40)Ar-^(39)Ar法、Rb-Sr法、Sm-Nd法、古地磁测年法和裂变径迹法等不同手段对其成矿时代进行了探索性尝试。其中,Re-Os同位素测年技术虽然仍是疑难金属矿床直接定年的有效手段,但现有Re-Os同位素定年技术还达不到锆石U-Pb法的精度水平。本文以三江特提斯兰坪盆地金顶铅锌镉铊矿床为研究对象,在精细解剖矿床的基础上,开展单阶段硫化物精确识别和高纯提取,建立不同阶段硫化物矿物学标志。前期研究侧重于金顶矿床脉石矿物和黄铁矿等非直接成矿矿物的定年,且年龄变化范围较大(114~23Ma),难以对该矿床的形成时代给出精确的制约;为此,本文对该矿床的成矿矿物开展了高精度定年。5件闪锌矿矿物的Re-Os等时线年龄为129±10Ma(MSWD=126,n=5),对应成矿时代早于古新统云龙组和白垩系景星组赋矿围岩,尚不能代表真实的铅锌成矿时代。闪锌矿测年结果可能受富含Re和Os的有机质的影响。随着同位素地质年代学持续的发展与革新,加之高纯提取方法不断进步,精确定年为MVT铅锌矿床研究提供了更多的技术支撑。

环境演变研究时间序列的建立方法评述

对环境演变时间序列建立的几种主要方法的纪年原理、应用状况及应用的优点、范围、局限性进行了阐述和比较 ,包括长寿命宇宙成因核素在内的同位素纪年方法主要判别第四纪以来大时间尺度的沉积物的地质年龄 ,且能很好地应用于全球变化的研究 ,但百余年来沉积物的年龄及侵蚀历史变化的研究只能通过 2 10 Pbex、137Cs等半衰期相对较短的核素来进行 ;指出 2 10 Pbex可望在现代流域侵蚀环境演变及其效应评价的研究中获得新的突破。

锆石U-Pb同位素定年的原理、方法及应用

通过查阅大量中外文献,结合作者实验经过,对锆石的地球化学特征和内部结构,锆石U-Pb同位素定年的原理、定年方法的优缺点及地质应用等问题进行了讨论。结果表明,岩浆锆石与变质锆石在地化和内部结构方面具有不同的特征;定年的原理是利用U-Pb衰变方程得到206Pb/238U、207Pb/235U和207Pb/206Pb 3个独立年龄;定年方法各有优缺点,应用时应根据从样品中分选出的锆石数量、粒度、内部结构、定年精度等因素,灵活选择;锆石U-Pb年龄常用于沉积盆地物源分析、岩体的年代约束及成矿年代学与韧性剪切带定年中,应用时要结合地质背景,对定年结果进行合理解释。

冲绳海槽火山岩同位素特征及铀系组分法测年

借助多种分析方法,对采自冲绳海槽北段和中段的火山岩进行了常量元素、稀土元素、Sr-Nd同位素组成分析及铀系组分法年龄测定,在此基础上对此地区的海槽岩浆的起源、演化及岩石类型进行了研究。结果表明:(1)海槽晚更新世(大约10万年)以来有一期广泛的酸性火山喷发活动;(2)受板块俯冲的控制,此期火山活动年龄按照与琉球岛弧距离的由近到远而由新到老;(3)海槽北、中段岩浆演化过程相似,其下很可能存在有巨大的、统一的岩浆房,但与海槽南段岩浆作用差异明显,岩浆物质很可能来源于PREMA地幔源区;(4)此地区的黑色浮岩为钙碱性系列流纹岩,岩石化学组成与海槽产出的白色浮岩相似,形成年代为17.7±2.1 ka。

锡石U-Pb同位素定年的理论基础及方法进展

锡石是最主要的锡矿矿石矿物,常见于部分花岗岩中,其晶格中常富含的U可作为定年矿物。近年来随着U-Pb/Pb-Pb同位素年代学的发展,锡石应用于U-Pb同位素定年日趋广泛。本文介绍了锡石用于U-Pb同位素定年的前提条件及理论基础,阐述了锡石的利用历史及其研究现状,并对测试方法的进展做了较系统的叙述,提出锡石年代学在矿床学及岩石学研究中具备更宽广的应用前景。

济阳坳陷桩海地区中生界同位素年代地层学研究

济阳坳陷中生界分布广泛,具有油气成藏的基本地质条件,并取得了一定的勘探发现,但其勘探程度和研究程度相对较低,包括地层划分、沉积体系、储层特征、控藏因素等。特别是地层时代、分层与分界等基本的地质问题尚存在不同的观点和认识。根据区内14口井的10个火山岩全岩样品和79个小于2μm的泥岩自生伊利石样品,开展K-Ar法同位素年代地层学测定,分别确定了中生界的坊子组、蒙阴组、三台组和西洼组的绝对年龄值,将坊子组划归下侏罗统,蒙阴组为中侏罗统,缺失上侏罗统,并明确了各组的接触关系。

矿物中~4He同位素提取和含量测定研究

(U-Th)/He定年是一种有效的低温热年代学定年技术,现已被广泛应用于地质研究的各个领域,而矿物中4He同位素的有效提取和含量准确测定是该技术的关键。磷灰石和锆石是(U-Th)/He定年最常用的矿物,其4He提取条件及铀钍含量测定方法都较为成熟;而其他矿物(如磁铁矿、橄榄石、针铁矿、石榴子石等)的研究则相对较少。文章介绍了当前国内外(U-Th)/He研究中采用的4He同位素提取方法———真空炉加热法和激光加热法,激光加热法因具有低4He背景值和耗时短的优点而成为主要的提取方法。以磷灰石样品测试为例,介绍了成都地质矿产研究所建立的采用激光加热法和四极杆质谱提取4He同位素及其含量测量过程、含量计算和校正方法。指出未来(U-Th)/He测试技术除继续改进现有分析方法外,应加强对更多不同矿物的测试研究。

14C的前世今生

^C-14是碳同位素家族的特殊成员,不仅具有放射性,而且半衰期长,经过漫长的研究和理论技术积累,其碳定年法技术为考古、第四纪地质、近代海洋等领域研究提供年龄信息。它在自然界中的“特异性”和“普遍性”又使得它具备示踪技术,在宏观大气,海洋及生态领域示踪物料来源,同时在微观的生命科学领域也可揭示生化过程的反应机理,是人类探索自然的好帮手。