内蒙古呼和浩特变质核杂岩韧性拆离带^40Ar-^39Ar定年及其构造含义

晚中生代,内蒙古大青山依次经历晚侏罗世盘羊山逆冲推覆、早白垩世呼和浩特变质核杂岩伸展、早白垩世大青山逆冲推覆断层及早白垩世以来高角度正断层复杂构造演化。其中,呼和浩特变质核杂岩韧性剪切带的冷却时间和抬升机制的制约尚不明确。本文在野外考察和显微构造分析基础上,采用逐步加热40Ar-39Ar定年法对韧性剪切带内不同单矿物的冷却年龄进行了测定。角闪石、白云母、黑云母和钾长石单矿物40Ar-39Ar冷却年龄处于120~116Ma之间。结合已有年龄数据及单矿物封闭温度,构建了韧性剪切带的冷却曲线。结果表明,韧性剪切带在122~115Ma期间存在一个明显的快速冷却过程。这一阶段快速冷却是与变质核杂岩拆离断层相关核部杂岩拆离折返作为大青山逆冲推覆断层上盘抬升的结果。

新疆东天山黄滩金铜锌矿成矿时代——来自白云母^(40)Ar-^(39)Ar年龄和黄铁矿Re-Os年龄约束

卡拉塔格是东天山十分重要的铜矿集区,发育5个不同时代和成矿类型的成矿系统。近年来新发现了黄滩(包括金岭)金铜锌矿床,赋存于火山岩系中,发育层状矿化、脉状矿化和黄铁绢英岩化,但层状矿化和黄铁绢英岩化形成时代不清楚,制约了进一步找矿勘查工作。本文基于野外调查和室内研究,开展白云母^(40)Ar-^(39)Ar年龄和黄铁矿Re-Os年代学研究,获得黄铁绢英岩中白云母^(40)Ar-^(39)Ar坪年龄为429.46±3.91 Ma,7件层状矿化中黄铁矿Re-Os等时线年龄为436.5±4.2 Ma。层状矿化年龄与前人获得含矿岩系英安岩和英安质凝灰岩年龄(434~438 Ma)、脉状矿化年龄(432~438 Ma)一致,表明层状矿化、脉状矿化和黄铁绢英岩化是同一成矿事件的产物,黄滩为富金火山成因块状硫化物(VMS)型矿床。因此,尽管黄滩和红海‒黄土坡为VMS型矿床,红石为火山热液脉状矿床,但它们均为同一VMS成矿系统,形成于430~439 Ma,受控矿因素的差异,造成了成因类型、矿化类型和成矿元素组合的多样性。

南秦岭镇安棋盘沟钨矿床^(40)Ar-^(39)Ar年代学及其对印支末期成矿的指示

近年来,南秦岭镇安西部地区发现了棋盘沟、核桃坪、东阳等大中型钨多金属矿床。其中棋盘沟大型钨矿床以石英脉型为主,深部可见矽卡岩型矿化,前人仅对其中的石英脉型钨矿进行了年龄测试,深部的矽卡岩型钨矿尚未开展年代学研究工作。本文以棋盘沟钨矿床为研究对象,选取两类矿石中与白钨矿、辉钼矿密切共生的金云母进行^(39)Ar-^(40)Ar同位素测年。结果显示,矽卡岩型矿石中金云母坪年龄为190.1±0.6 Ma(MSWD=1.28),石英脉型矿石中金云母坪年龄为188.6±0.6 Ma(MSWD=1.42),均为早侏罗世成矿,且石英脉型钨矿成矿时间略晚于矽卡岩型钨矿。该成矿期处于南秦岭成矿带陆内碰撞造山向伸展转变的转折期,代表着一期重要的、尚未被广泛关注的印支末期的岩浆热液钨钼成矿事件,应在今后的找矿工作中予以重视。

^(40)Ar/^(39)Ar同位素定年技术的发展及其在青藏高原生长演化研究中的应用

^(40)Ar/^(39)Ar同位素定年技术是一种在K/Ar同位素定年法基础上发展出来的另一种同位素定年方法,利用在核反应堆中对含钾样品进行快中子照射,达到使^(39)K衰变成^(39)Ar,测定^(40)Ar/^(39)Ar比值来计算样品的年龄。随着现代稀有气体同位素分析新技术研究的迅速发展,含钾样品的^(40)Ar/^(39)Ar同位素定年技术依靠其高准确性和高精度,已经发展成为当今最先进可靠和最具主要价值的岩石矿物同位素定年技术手段之一,从而被人们广泛地应用于各种重要的地质事件的精确定年,并为地质年代表提供“金钉子”般的年龄制约。首先总结了^(40)Ar/^(39)Ar同位素定年技术的发展历史、原理、样品处理分析等,然后重点阐述了应用^(40)Ar/^(39)Ar法这一同位素定年技术在青藏高原生长演化研究中如何解决关键性的科学问题,最后对同位素定年技术的发展作出了展望。

鲁东胶莱盆地青山组火山岩的^(40)Ar-^(39)Ar定年——以五莲分岭山火山机构为例

以五莲分岭山火山机构为例 ,运用高精度的4 0 Ar- 39Ar定年技术 ,对胶莱盆地青山组火山岩的形成年龄进行了精确测定。结果表明 ,青山组第一旋回中偏碱性富钾火山岩的形成年龄为10 9.9± 0 .6Ma ,第二旋回酸性流纹质火山岩形成年龄为 10 8.2± 0 .6Ma ,据此确定胶莱盆地青山组火山岩应为早白垩世岩浆活动的产物。根据该组火山岩在空间上具有自西向东年龄渐新的演变趋势 。

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。

云南白马寨镍矿区煌斑岩^(40)Ar-^(39)Ar定年和地球化学特征

云南白马寨镍矿区煌斑岩全部为云煌岩。两个样品的^(40)Ar/^(39)Ar定年结果分别为32．46±0．62Ma和32．01±0．60Ma,表明矿区煌斑岩为哀牢山断裂带新生代早期高钾岩浆活动的产物。在化学组成上,矿区煌斑岩具有高M值[100×Mg/ (Mg+Fe^(2+))](67．42～86．35)、高ALK(K_2O+Na_2O为7．01%～9．81%)、富钾(K_2O/Na_2O为1．66～2．64)、富大离子亲石元素(如Sr、Rb、Ba等)和LREE、明显的Ta、Nb、Ti负异常的特征。Sr-Nd同位素具有高(^(87)Sr/^(86)Sr)_0比值(0．70625～0．70912)和低ε_(Nd) (-5．22～-3．68)的特征,位于EM1和EM2地幔端元之间,有更靠近EM2的趋势。元素和同位素地球化学特征表明矿区煌斑岩的源区为交代富集地幔,进一步判别表明源岩处于尖晶石相方辉橄榄岩和石榴石相二辉橄榄岩的混合线上,以尖晶石相方辉橄榄岩为主。源区交代富集的矿物既有金云母,也有角闪石。岩浆演化过程中经历了橄榄石+斜长石±磷灰石±铁钛氧化物的结晶分异。岩浆形成于大陆弧的构造背景,俯冲的陆壳和古特提斯洋壳对富集的源区均有贡献。白马寨镍矿区煌斑岩和哀牢山断裂带新生代早期其它高钾岩浆岩具有相近的年代、一致的地球化学特征,表明它们具有相似的源区,受控于相同的构造背景。

云南哀牢山金矿带大坪韧性剪切带型金矿^(40)Ar-^(39)Ar定年

云南大坪金矿是哀牢山金矿带中最重要的金矿之一,主要赋存在受到强烈韧性剪切和水-岩反应的加里东期闪长岩中,是典型的韧性剪切带控矿型金矿。本文对大坪金矿绢英岩化近矿围岩中的热液绢云母进行了40Ar-39Ar定年,得到其坪年龄为33.76±0.65Ma,相应的反等时线和正等时线年龄分别为33.55±0.74Ma和33.57±0.74Ma,显示大坪属于喜马拉雅早期金矿。这些年龄数据与哀牢山金矿带中广泛出现的喜马拉雅期煌斑岩脉年龄(33～34Ma)非常接近,显示金矿与上地幔部分熔融形成的煌斑岩之间可能存在成因上的联系。喜马拉雅早期,本区在地壳拉张和强烈韧性剪切条件下,Moho面上升,地幔物质部分熔融并上涌,形成大量煌斑岩等基性岩脉,地幔排气形成的深源地幔流体和下地壳脱水形成的富CO2流体混合,沿韧性剪切带上升,并与糜棱岩化的加里东期闪长岩围岩发生水-岩反应,局部发生流体沸腾作用,导致成矿流体物理化学条件的改变和矿石矿物的沉淀,在剪切带脆性构造中形成含金石英脉。

南岭大东山岩体北部^(40)Ar-^(39)Ar定年及地球化学特征

南岭中段大东山岩体为中侏罗世、多期次形成的花岗岩体,由四个岩石单元组成,较早次单元岩性为黑云母二长花岗岩,较晚次单元为黑云母花岗岩。黑云母40Ar/39Ar法坪年龄为(162.3±1.2)Ma。相对于同时代花岗岩,岩石更富K和Si,贫Ti、Mg、Ca和P。其中SiO2为75.18%～76.49%;K2O为4.96%～6.13%。铝饱和指数(ASI)为0.92～1.26,平均1.03,属铁质、准铝质-微过铝质、高钾钙碱性系列。微量元素具Ba、Sr、P、Ti等亏损和Th、La、Nd、Sm等相对富集的特点;富含稀土元素(∑REE平均355μg/g)。ISr值为0.7054～0.7330,εNd(t)值为-7.4～-10.9,t2DM为1.55～1.84Ga,表明成岩物质源自中元古代地壳,并有少量地幔物质的混染,多种相关图解判别均显示其为A型花岗岩。岩石地球化学特征以及区域构造背景研究等表明,岩石形成于挤压造山向非造山转换的后造山拉张环境。

西藏洞中拉铅锌矿床石英激光探针^(40)Ar-^(39)Ar定年及地质意义

洞中拉铅锌矿床是念青唐古拉山地区扎雪-亚贵拉成矿带内新发现的中大型矿床,首次针对矿床中含矿石英脉进行激光探针40Ar/39Ar同位素年代学测定,结果其40Ar/36Ar-39Ar/36Ar等时线年龄为42.2 Ma±1.7 Ma,36Ar/40Ar-39Ar/40Ar等时线年龄为42 Ma±3 Ma(MSWD=2.4n=27),初始值(40Ar/36Ar)0=303.6±1.4。二者年龄具有一致性,可以代表铅锌矿床的形成年龄,形成于始新世早期。同一矿带内沙让钼矿床辉钼矿Re-Os法等时线年龄为51 Ma±1.0 Ma(MSWD=0.55)和52.25 Ma±0.31 Ma(MSWD=0.61),亚贵拉铅锌钼多金属矿床辉钼矿Re-Os同位素平均模式年龄58.7 Ma±8.5Ma,表明念青唐古拉山扎雪-亚贵拉成矿带内存在印-亚大陆主碰撞期(40 Ma^65 Ma)大规模成矿作用,为念青唐古拉地区铅锌铜钼多金属矿产找矿方向研究提供了重要证据。

闪锌矿流体包裹体^(40)Ar-^(39)Ar法定年探讨——以广东凡口铅锌矿为例

本文首次把流体包裹体^(40)Ar-^(39)Ar 测年技术应用于闪锌矿,对凡口铅锌矿的闪锌矿进行了直接定年分析,获得了可靠的等时线年龄和坪年龄。闪锌矿中次生包襄体沿裂隙分布而易于提取,真空击碎的开始5个阶段以次生包裹体释气为主,其数据点在^(36)Ar/^(40)Ar-^(39)Ar/^(40)Ar 图上构成等时线,年龄为(233.6±7.4)Ma(1σ),对应的^(40)Ar/^(36)Ar 初始比值为703±27,表明次生包裹体含有过剩氩,其等时线年龄可能代表了成矿后的一期热液活动的时间。真空击碎第7至17阶段(末阶段)以原生包襄体释气为主,这些阶段构成了平坦的年龄坪,对应的数据点在^(36)Ar/^(40)Ar-^(39)Ar/^(40)Ar 图上构成线性关系很好的等时线,等时线年龄(265.8±10)Ma 与坪年龄(264.4±0.7)Ma 非常一致,代表了闪锌矿的成矿年代,它表明凡口铅锌矿的一期矿化作用发生在二叠纪中期:等时线截距对应的^(40)Ar/^(36)Ar 初始比值为291±2,表明原生包裹体不含过剩氩。闪锌矿流体包裹体^(40)Ar-^(39)Ar定年的成功将为金属硫化物矿床直接定年开辟一条有效的新途径。

云南武定迤腊厂铜矿含矿石英脉^(40)Ar-^(39)Ar年龄及其意义

对武定迤腊厂铜矿成矿期石英进行了40Ar 39Ar同位素年龄测定,得到马鞍形年龄谱,坪年龄为(784 25±0 95)Ma,等时线年龄为(783 93±8 59)Ma。地质特征研究表明:该矿床后期改造作用明显,并非同生沉积或成岩作用早期成矿,而与晋宁期Rodina大陆裂解有关。武定迤腊厂铜矿的形成可能是在Rodinia大陆裂解时,从深部带来大量成矿物质,改造成岩时期初始的矿化,形成矿床的叠加富集和最终定位,晋宁 澄江期是该矿床的主成矿期。

浙东南某些中生代侵入岩体的^(40)Ar-^(39)Ar年龄测定

采用^(40)Ar^(39)Ar定年技术测定了浙东南几个侵入于磨石山群中的燕山期中酸性岩侵入体的年龄。梁弄岩体的石英闪长岩和二长花岗岩的年龄为101Ma,龙王堂岩体的花岗岩和钾长花岗岩的年龄均为110Ma,山头郑石英闪长岩年龄为108Ma,洪公石英正长岩的年龄为124Ma。此年龄范围与早白垩世太平洋洋底快速扩张期相当。

石英^(40)Ar-^(39)Ar阶段加热法定年的实验技术改进及意义

40 Ar 3 9Ar阶段加热法测定石英年龄始于 1986年。近年来通过样品清洗、提高真空度、提高质谱计灵敏度、减小样品用量、增加熔样阶段等实验技术改进 ,数据质量比过去有所提高。但关键问题是选择有代表性的石英样品 ,并预先对样品做镜下鉴定和电子探针分析 ,挑选钾含量较高的石英用于定年 ,以便减少失败 ,提高年龄数据测试的成功率。当钾含量高于 0 0 5 %时 ,一般都可在中温 (70 0～ 10 0 0℃左右 )阶段获得 3个以上视年龄构成的坪年龄和等时年龄 ,比过去马鞍型年龄谱中由一个最小视年龄作为成矿年龄要准确。

稀有气体质谱^(40)Ar-^(39)Ar定年分析技术研究进展

稀有气体质谱分析技术是获得高精度^(40)Ar-^(39)Ar定年数据的基本前提。本文对国内外稀有气体质谱分析技术的发展进行了综述,并分析了稀有气体质谱分析技术在^(40)Ar-^(39)Ar应用领域遇到的问题,提高多接收稀有气体质谱仪的灵敏度和分辨率依然是未来推动^(40)Ar-^(39)Ar定年技术进步的重要手段。同时,围绕稀有气体质谱仪,建立样品激光熔融气体提取和激光原位微区气体提取技术,组建极低本底、紧凑型气体纯化系统,对于发挥稀有气体质谱仪^(40)Ar-^(39)Ar定年样品测试的优势至关重要。这些措施都是^(40)Ar-^(39)Ar定年技术在定年精度、定年空间分辨率以及对极年轻样品定年实现突破的重要支撑。

新生代透长石SK01作为^(39)Ar-^(40)Ar法定年标准物质的均匀性检验

39Ar-40Ar法定年分析过程中,对标准物质的需求有两个特点,一是需要将被测样品和年龄已知的标准样品同时放在核反应堆中进行快中子照射,标准样品的年龄直接参与被测样品年龄的计算;二是标准样品作为39Ar-40Ar法定年中的标尺,要求其年龄和被测样品年龄不宜相差太远,因此需要研制具有不同年龄值的标准物质用于分析不同时代地质样品。本文在研制新生代地质样品39Ar-40Ar定年标准物质过程中,通过综合研究,选定了可可西里风火山超浅成石英斑岩中的透长石SK01作为候选标准矿物,按照规定对其39Ar-40Ar年龄值(特性量值)进行均匀性检验。统计结果显示,特性量值的F值为0.857,小于F临界值2.08,相对标准偏差为0.66%,远小于规定的5%范围,证明本批样品的均匀性良好,符合国家一级标准物质技术规范(JJG 1006—94)要求。模拟运输过程进行颠震试验,试验结果 F值为0.00697,远小于F临界值6.59,其相对标准偏差为0.58%,远小于规定的5%范围,证明样品在运输过程中颠震对其均匀性无影响。最小取样量试验表明,在目前的实验条件水平下,为保证标准物质作为准确的年龄标尺的作用,透长石SK01的39Ar-40Ar年龄标准物质最小取样量为5 mg。综合检验结果表明,本批所选的新生代透长石SK01样品的均匀性良好,可以用于39Ar-40Ar年龄标准物质的定值分析。

利用自生伊利石激光加热^(40)Ar-^(39)Ar定年技术探讨惠州凹陷新近系油气充注时间

油气成藏年代学是新兴的学科发展方向。烃类充注之后,砂岩储层中自生伊利石停止生长,故可利用自生伊利石的年龄来推断储集层中油气藏形成的最老年龄。砂岩样品中存在的有机质在质谱仪离子源中产生的覆盖40Ar峰的有机碎片离子m/e36-m/e40将导致错误的同位素分析和年龄谱结果。经预处理后的伊利石样品加热后在质谱仪离子源中确实产生了有机碎片离子m/e36-m/e44,为获得可靠的分析结果,必须完全清除有机杂质气体。在攻克了有机杂质气体纯化技术之后,笔者开展了珠江口盆地惠州凹陷内3个富油气二级构造带油气藏砂岩自生伊利石40Ar-39Ar法定年研究,采取样品清洗、循环冷冻—加热法破碎样品、经苯-甲醇混合试剂洗油、采用离心机分离粘土矿物。自生伊利石激光阶段加热40Ar-39Ar定年最初低温阶段综合年龄结果表明,惠州凹陷珠海组和珠江组自生伊利石加权平均年龄分别为(12.1±1.1)Ma和(9.9±1.2)Ma,惠州凹陷新近系油气成藏关键时间为10Ma左右。结合该区断裂发育史、油气成藏组合和流体包裹体均一化温度等资料进一步分析认为,中中新世末—晚中新世末的晚期断层活化加强了新近系油气的成藏。

塔里木盆地塔参1井底部花岗闪长岩的^(40)Ar-^(39)Ar年代学研究

我国陆上最深的钻井——塔参1井,井深7200m,其底部钻遇的是一分布有闪长岩捕虏体的花岗闪长岩体。我们采集花岗闪长岩样品和闪长岩样品,分选角闪石单矿物进行^(40)Ar-^(39)Ar定年。花岗闪长岩的加^(40)Ar-^(39)Ar坪年龄为932.3±0.6Ma和891.0±1.9Ma,相应的等时年龄分别为933.8±6.8Ma和892.2±32.7Ma;闪长岩^(40)Ar-^(39)Ar坪年龄为1195.7±1.0Ma,等时年龄为1199.4±6.4Ma。本项研究结果表明,塔参1井底部的火成岩为一花岗闪长岩岩体,侵位时代为新元古宙早期;闪长岩形成于中元古宙晚期,是花岗闪长岩中的捕虏体。塔里木盆地腹地存在前寒武纪古老陆壳基底,该岩体就是其重要的组成部分。

宁芜玢岩铁矿钠长石^(40)Ar-^(39)Ar定年及意义

梅山铁矿主矿体下部钠长石岩带和陶村铁矿的钠长石岩带中钠长石的^(40)Ar-^(39)Ar测定结果表明,2件样品的坪年龄分别为(122.90±0.16)和(124.89±0.30)Ma,相对应的等时线年龄分别为(122.60±0.16)和(124.90±0.29)Ma,通过对长江中下游中生代地球动力学演化分析,认为玢岩铁矿成矿亚系列形成于岩石图大规模拆沉作用和郯庐断裂带发生强烈左行走滑的环境下,而夕卡岩型-斑岩型铜、钼、金成矿亚系列形成于应力转换期。

伊利石^(40)Ar-^(39)Ar定年技术在松辽盆地北部下白垩统泉头组四段物源和油气成藏时代研究中的应用

利用特别研制的纯化装置有效地除弃有机杂质气体,松辽盆地下白垩统泉头组四段砂岩储层伊利石40Ar-39Ar激光阶段加热分析获得了逐渐上升的阶梯型年龄谱。低温阶段伊利石的年龄小于地层年龄,大于但可能接近于油气成藏最早的年龄;高温阶段坪年龄明显老于地层年龄,反映了陆源碎屑伊利石的年龄,用于探讨盆地沉积物的物源。松辽盆地北部下白垩统泉头组四段储层12个样品碎屑伊利石年龄为107～212 Ma,年龄变化大,具有多物源的特点,据此推断研究区可能存在七个物源方向。