延边“早海西期”棉田花岗岩和仲坪紫苏辉石闪长岩的单颗粒锆石U-Pb定年

延边花岗岩是中国东北巨型花岗岩省的一部分。传统观点认为,该区花岗岩主要形成于古生代。但高精度的单颗粒锆石U-Pb定年显示,曾被认为是早海西期的棉田岩体和仲坪岩体形成于中生代,其侵位年龄分别为189±1 Ma、129±2 Ma,而不是以前认为的晚古生代。这一年代学结果同时还显示,两岩体是两期岩浆活动的产物,而并不是传统观点所认为的同源岩浆演化的产物。结合从延边地区部分原加里东期花岗岩中获得的中生代年代数据,认为华北地台与北侧佳木斯地块—兴凯地块间拼合历史的传统模式需要进一步修正。

广西钦甲花岗岩体单颗粒锆石LA-ICP-MS U-Pb定年及其地质意义

本文对钦甲花岗岩体进行了详细的LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年龄测定。这些锆石的阴极发光图像发育环带结构,Th/U值较高(大于0.1),具有岩浆成因锆石的特征。研究结果表明,钦甲花岗岩体为一复式岩体,其不同单元锆石的206Pb/238U加权平均年龄分别为412.4±1.8 Ma、434.8±1.7 Ma、442.4±1.8 Ma,为晚奥陶世—志留纪,反映了华南加里东期岩浆活动的一个重要阶段,为进一步理解华南加里东期花岗质岩浆活动及其动力学背景等提供了有力的证据。

基于U-Pb定年和单颗粒锆石粒径分析示踪中国黄土高原黄土和红粘土物源

中国黄土高原的风成沉积蕴含着丰富的大陆古气候和大气环流变化信息，但关于黄土和红粘土物源是否有变化目前仍存在着争论。近些年，锆石的LA-ICP—MS定年被广泛用于追踪沉积物来源，本文把碎屑锆石的u—Pb定年运用到红粘土中，并结合前人的数据和碎屑锆石粒径分析对黄土和红粘土物源进行了重新的讨论，认为黄土高原黄土碎屑锆石主要来源于黄土高原北部戈壁沙漠和附近的沙漠，极少量锆石来源于青藏高原北部，而不是主要来源于青藏高原北部和柴达木盆地，红粘土的锆石物源受近缘的基岩影响较大，朝那6．2—3．6Ma红粘土锆石碎屑部分来源于附近的六盘山。而且在0．12Ma、0．86Ma、1．25Ma之间，黄土碎屑锆石物源较稳定，存在少量变化，在2．6Ma和3．6Ma前后，黄土、红粘土碎屑锆石物源存在明显变化，这可能和全球变冷导致近地面冬季风增强有关。

激光剥蚀-扇形磁场电感耦合等离子体质谱法同时测定锆石U-Pb年龄和微量元素含量

激光剥蚀-扇形磁场电感耦合等离子体质谱(LA-SF-ICP-MS)具有高灵敏度特征,被广泛应用于锆石等含U矿物原位微区U-Pb定年研究,但磁偏转式质量分析器的使用导致该质谱仪扫描速度相对较慢,可能影响U-Pb同位素与其他关键微量元素的同时采集。本文通过优化仪器信号稳定性和实验方法,对目前常用的7种锆石U-Pb标准样品进行U-Pb定年和Ti、REEs、Hf等关键元素同时定量分析,探讨了多元素同时分析方法的可行性及对于U-Pb定年结果的影响。实验结果表明,相对于LA-SF-ICP-MS仅检测U-Pb同位素方法,同时开展多元素含量检测可能会使U-Pb同位素信号强度稳定性下降,导致单点U-Pb年龄结果误差及离散程度增大。与仅测定U-Pb同位素年龄的测定结果相比较,根据不同锆石样品中U-Pb同位素含量高低,多元素同时检测获得分析点的206Pb/238U年龄和207Pb/235U年龄变化范围不同程度地增大,其中207Pb/235U年龄受影响明显,单点207Pb/235U年龄误差从~1.5%增大至~2.0%,单点年龄的相对标准偏差(RSD)从0.5%~1.3%增大至1.2%~3.3%。尽管如此,多元素同时检测方法对于各样品最终测定年龄没有明显的影响,相对于TIMS年龄,各样品的谐和年龄和206Pb/238U加权平均年龄偏差分别小于1.0%和0.7%,完全满足U-Pb同位素地质年代学测试要求。同时测定锆石样品中的关键微量元素含与其推荐值相对误差小于10%。因此,采用LA-SF-ICP-MS可以同时准确地测定锆石U-Pb年龄和微量元素含量,该方法亦可用于其他副矿物U-Pb年龄与关键微量元素同时测定。

华北克拉通栖霞地区~2.9Ga变质基性火山岩锆石SHRIMP U-Pb定年、Hf-O同位素特征及构造意义

胶东地区是华北克拉通重要的早前寒武纪研究区之一。中太古代唐家庄岩群在形成时代、岩石成因及构造环境等方面一直少有研究。作者在栖霞地区对出露的唐家庄岩群变质表壳岩进行系统地质调查研究基础上,开展了变质基性火山岩全岩地球化学、锆石SHRIMP U-Pb和Hf-O同位素等分析研究。结果显示,变质基性火山岩岩浆锆石年龄为2907.9±6.3Ma,代表了中太古代唐家庄岩群的形成时间,并遭受新太古代早、晚期变质作用。这是~2.9Ga唐家庄岩群变质基性火山岩在胶东地区首次报道。岩石地球化学特征表现为相对富集大离子亲石元素K、Rb、Sr等,Th、Nb、Zr、Hf等高场强元素相对亏损,具有中等分异的REE配分模式。岩石中岩浆锆石具有相似的Hf、O同位素组成,εHf(t)值介于-0.68~+4.21,δ18 O值介于1.38‰~6.73‰。结合前人的工作,我们得出的主要结论如下:(1)胶东地区经历~2.9Ga岩浆事件,局部地段仍保留下了同时期的变质表壳岩;(2)唐家庄岩群是中太古代初始的洋盆环境中所形成的一套火山-沉积建造;(3)华北克拉通中太古代晚期是亏损地幔新生地壳加积的主要时期,局部地壳再循环了较老的陆源物质;(4)华北克拉通新太古代晚期经历了伸展构造背景,岩浆底侵作用使岩石发生强烈变质作用。

吉南夹皮沟地区变质侵入岩的锆石U-Pb定年、Lu-Hf同位素分析及其构造意义

吉南夹皮沟变质地体作为华北克拉通东北部太古宙基底的重要组成部分,其新太古代到古元古代的构造演化过程一直存在争议。为此,在详细野外地质调查基础上,选择三种代表性变质侵入岩,开展了锆石稀土微量元素、锆石U-Pb定年与Lu-Hf同位素分析工作。结果显示:夹皮沟地区紫苏花岗岩的侵位年龄为2504±8Ma,并记录有2476±13Ma的变质年龄;其锆石Hf模式年龄介于2.82~2.66Ga之间,εHf(t)值介于1.72~5.1之间,反映为新生地壳物质再循环的产物。变辉长岩体(斜长角闪岩)的侵位年龄为2529±14Ma,并记录有2484±23Ma的变质年龄。变基性岩墙(石榴角闪岩)的侵位年龄为2214±18Ma,并记录有1930±16Ma的变质年龄;其岩浆锆石具有异常高的εHf(t)值(7~15),并存在明显的重稀土亏损现象,推测其母岩浆来源于富含石榴石的岩石圈地幔。综合多种信息,认为吉南地区新太古代末期(2.50~2.48Ga)构造热事件受大规模地幔柱活动控制,古元古代中晚期(2.2~1.84Ga)构造热事件可能源于克拉通边缘板块俯冲引起的碰撞造山作用。

单种矿物单颗粒Rb-Sr同位素等时线定年的成矿年代学应用前景

矿床成矿年龄的厘定一直是矿床学研究中的重点和难点,也是深入研究矿床成因的基础。然而,由于缺少合适的定年矿物、不同矿物之间同位素平衡以及矿物多期生长等因素,长期以来通过同位素定年技术确定成矿年龄还存在诸多限制。不同学者或不同体系同位素定年结果常常存在明显差异,严重制约了矿床成因和成矿系统的深入研究,也难以为找矿勘查工作提供有效的理论依据。近年来,随着化学分离纯化技术和热电离质谱计性能的提高,可以准确测试低含量样品的同位素组成,进而为单颗粒矿物同位素定年提供了技术前提。文章简要回顾了Rb-Sr同位素等时线定年技术在矿床成因研究中的应用,重点介绍单种矿物单颗粒Rb-Sr同位素等时线定年技术的优点和难点。结果表明:相较于传统的Rb-Sr同位素等时线定年,单种矿物单颗粒等时线定年可以最大限度地满足“同时、同源、封闭、平衡”的同位素定年基本原则。在同种矿物不同颗粒中,母体与子体同位素87 Rb/86 Sr比值的差异可以达到最大范围,进而有助于获得高质量的等时线,得到高精度的成矿年龄。单种矿物单颗粒Rb-Sr同位素等时线定年技术能够有效地突破矿床定年的技术瓶颈,为诸多类型的热液矿床成矿年龄厘定和矿床研究提供重要基础。

内蒙古西部巴彦乌拉山地区花岗闪长岩质片麻岩的单颗粒锆石U-Pb法年龄

巴彦乌拉山位于内蒙古西部阿拉善盟境内,该区出露的地层以片麻岩为主,夹斜长角闪岩。由于无确切的同位素年龄资料熏这套岩石时代的归属一直存在不同认识。本文最近获得的花岗闪长质片麻岩的单颗粒锆石U-Pb法年龄为(2082±22)Ma,是迄今为止该区获得的较为可靠的直接测年数据。这将改变原认为这套片麻岩形成于太古宙的认识,对该区区域地质调查和矿产勘查评价具重要意义。

甘肃北山红石山地区马鞍山北花岗岩体的单颗粒锆石U-Pb年龄及地质意义

在1∶5万红岭等3幅区域地质调查中,岩体的AR、NK/A、A/CNK、δEu值等岩石化学和地球化学特征值表明,马鞍山北岩体属钙碱性系列与高钾钙碱性系列过渡的偏铝质到弱过铝质花岗岩类,具有高锶花岗岩的特点。通过高精度的单颗粒锆石U-Pb同位素测年,获得206Pb/238U表面年龄统计权重平均值为237.8±4·3Ma。这一同位素年龄的获得,说明本区三叠纪应为后造山环境。

内蒙古八道卡石英闪长岩单颗粒锆石U-Pb年龄及其地质意义

位于黑龙江上游南岸内蒙古八道卡石英闪长岩体,地处蒙古-鄂霍茨克构造带南侧的额尔古纳地块北缘。地球化学分析结果表明,八道卡石英闪长岩为形成于火山弧环境的花岗岩类。八道卡石英闪长岩单颗粒锆石UPb年龄为(254±4)Ma,表明它是晚古生代末期岩浆活动产物。结合区域构造环境认为八道卡石英闪长岩形成于滨南蒙古-鄂霍茨克陆弧环境。

内蒙古阿拉善庆格勒图黑云斜长片麻岩的单颗粒锆石U-Pb法年龄

内蒙古阿拉善庆格勒图地区出露地层以片麻岩为主,夹斜长角闪岩。但其归属尚无确切的同位素年龄资料。本文最近获得的黑云斜长片麻岩的单颗粒锆石U-Pb法年龄为1826±13 Ma,这是迄今获得的较为可靠的直接测年数据。结合前人研究成果,提出该区出露的主要变质岩石——黑云斜长片麻岩的形成时代应为古元古代。

热离子质谱测定的颗粒级锆石U-Pb不一致年龄数据处理的多边形准则——以大别山和东昆仑山深变质岩为例

时代古老的前寒武纪中深变质岩中的锆石往往经历了不止一期构造热事件的改造。在理想情况下 ,不同期次的事件应有对应的不一致线 ,这一系列的不一致线可以构成一个封闭的多边形 ,相邻的高位不一致线的下交点与低位不一致线的上交点重合。然而 ,多期构造热事件的叠加使多数相邻不一致线的上、下交点并不重合。如果这两个上、下交点的年龄与其平均年龄的偏差在 5 %以内 ,则可视为有效年龄 ,否则 ,与数据点线性排列最接近于平行的不一致线可能是有效的 ,该不一致线的上、下交点年龄可能具有地质意义。若两条不一致线之下的数据点均不具线性排列 ,则各自的上、下交点年龄多半无地质意义。应用此准则处理大别山杂岩麻粒岩和东昆仑山片麻状混合花岗岩的锆石 U

静态测量方式的单颗粒锆石蒸发铅同位素定年方法

报道的单颗粒锆石蒸发定年方法是利用新型固体质谱计的多离子接收器配置实现的。改进的锆石蒸发207Pb/206Pb定年流程通过静态测量方式,在锆石蒸发过程中直接测定铅同位素比值,获得207Pb/206Pb年龄。应用该方法测定了元古代永宁组沉积岩的碎屑锆石,获得6颗锆石的207Pb/206Pb年龄值为1 965~2 590 Ma。与传统的蒸发法流程相比,静态测量方法省时简捷,同时可以直观地观测到锆石内部的铅同位素组成变化。这些变化反映锆石结晶历史、后期事件叠加以及锆石成因等地质信息。

卡瓦布拉克岩群花岗闪长岩单颗粒锆石U-Pb年龄

在卡瓦布拉克泉以北原卡瓦布拉克群花岗闪长岩中,选出无色及淡黄透明锆石,用单颗粒锆石U-Pb同位素稀释法测定,获得了较精确、可靠的锆石U-Pb同位素年龄(1141±60)Ma。认为它代表了花岗闪长岩主体的成岩年龄,(1832±48)Ma可能代表了花岗闪长岩原岩的年龄信息,下交点(351±22)Ma为一期海西的构造-热事件年龄。

鲁西韩旺BIF铁矿的形成时代——锆石SHRIMPU-Pb定年证据

鲁西地区太古宙表壳岩包括新太古代早期和晚期两期表壳岩,早期表壳岩主要由变质玄武岩-科马提岩组成,晚期表壳岩主要由变质火山岩-碎屑沉积岩和BIF(Banded Iron Formations)组成。韩旺铁矿位于鲁西的西北部,铁矿区内存在大量变质玄武岩-科马提岩,早期认为该BIF形成于新太古代早期,而新的研究认为鲁西地区BIF都形成于新太古代晚期。本文对韩旺铁矿区内与BIF互层的黑云变粒岩和侵入其中的片麻状花岗闪长岩开展锆石SHRIMP U-Pb定年,获得年龄分别为(2529±7)Ma和(2534±11)Ma。黑云变粒岩和片麻状花岗闪长岩的TREE、(La/Yb)N、Eu/Eu*分别为76×10^(–6)、19.8、0.84和82.7×10^(–6)、17.3、1.14,它们的岩浆锆石的εHf值、单阶段Hf同位素模式年龄分别为5.5~9.46、2.5~2.6 Ga和6.3~9.4、2.48~2.60 Ga。研究支持了鲁西地区BIF形成于新太古代晚期的认识。表壳岩形成、变质变形和花岗闪长岩侵入发生在一个很短的时间范围内。研究还表明,黑云变粒岩的原岩为英安质火山岩,很可能形成于新生玄武质岩浆的强烈结晶分异作用,花岗闪长岩形成于新生玄武质岩石部分熔融,形成过程中有陆壳物质的加入。

相山“流纹英安岩”单颗粒锆石U-Pb年龄及地质意义

相山火山-侵入杂岩主要由晚中生代打鼓顶组、鹅湖岭组火山岩和浅成-超浅成侵入岩所组成,主要岩石类型有酸性火山碎屑岩、碎斑熔岩、花岗斑岩和“流纹英安岩”等,“流纹英安岩”长期作溢流相火山岩处理。应用单颗粒锆石U-Pb法,对相山“流纹英安岩”进行了测年,获得其年龄为129.54±7.93Ma,该年龄小于相山火山-侵入杂岩的主体岩石——碎斑熔岩的年龄,结合其产状形态特征,认为“流纹英安岩”属火山期后浅成-超浅成侵入的流纹英安斑岩。结合前人测年资料,参照上侏罗统与下白垩统的145.5Ma界线年龄,提出相山火山-侵入杂岩的形成时代为早白垩世的新认识。

浙江遂昌治岭头金矿床花岗斑岩单颗粒锆石SHRIMP U-Pb年龄及其地质意义

1矿区地质概况浙江遂昌治岭头金矿床处于余姚-丽水和绍兴-江山深断裂带之间的上虞—龙泉隆起带西部大柘隆起带北东延伸的转折部位。矿区基底为元古代八都群(Pt1bd)变质岩,盖层为上侏罗统大爽组火山碎屑岩和火山熔岩;花岗斑岩、辉绿岩、闪长玢岩、霏细斑岩等多呈岩株、岩脉产出,为燕山晚期岩浆活动的产物。主控矿构造为NWW向至近EW向的韧性剪切带。

桃山复式花岗岩体单颗粒锆石U-Pb年龄及地质意义

桃山岩体为产铀复式花岗岩体,主要由漳灌岩体、蔡江岩体、黄陂岩体、打鼓寨岩体和钓峰岩体组成。漳灌岩体单颗粒锆石LA-MC-ICPMS U-Pb一致线年龄为(409.2±1.8)Ma,成岩期为加里东晚期。蔡江岩体单颗粒锆石SHRIMPⅡU-Pb一致线年龄为(230.0±2)Ma,成岩期为印支中期。黄陂岩体、打鼓寨岩体、钓峰岩体单颗粒锆石SHRIMPⅡU-Pb一致线年龄分别为(164±3)Ma、(163±3)和(168±11)Ma、(164±2)Ma,成岩期相同,为燕山中早期。打鼓寨岩体两种岩性中粒斑状黑云母花岗岩与中粒斑状二云母花岗岩几乎同一期次形成,后者为前者后期白云母化蚀变产物。桃山复式岩体中新岩体内有老岩体残留。桃山岩体是一个多期次岩浆演化的复式岩体。

应用新型固体质谱计IsoProbe-T高精度地测定单颗粒锆石年龄

固体质谱计，以其高精度和可靠性度，在同位素年代学和同位素地球化学的研究领域的应用依然前景广阔。近年来，微量样品测试手段已经成为地质科学和环境科学等领域极其重要的研究方法，促使国际国内地球化学实验室对固体热电离质谱计更新换代。中国科学院地质与地球物理研究所固体同位素地球化学实验室于2004年引进英国GV公司的IsoPmbe-T固体热电离质谱计，具有较宽质量谱带，装备多通道离子计数接收器，高灵敏度高精度，易于操作等特点。该类型仪器将是今后的同位素年代学和同位素地球化学研究的主导之一。该质谱计配置了9个法拉第接收器、1个戴利接收器和7个离子计数器（图1）。它的运行将有望大幅度地促进年代学和同位素地球化学在壳幔相互作用与深部物质成分、古大陆形成与演化、流体与成矿等主要领域研究工作的应用。本文主要介绍采用IsoProbe-T质谱计测定单颗粒锆石U—Pb和Pb-Pb蒸发年龄方法和应用。

浙江龙游杂岩变质作用演化、锆石U-Pb定年及其构造指示意义

华夏地块加里东期构造热事件的属性问题一直存在较大争议,主要集中在是陆内造山作用还是陆间造山作用两种观点。龙游地区变质杂岩作为华夏地块东北部加里东期高级变质地体的重要组成部分,对其开展变质作用与锆石U-Pb年代学研究,可以为限定该期构造热事件的成因背景提供重要约束。在详细野外工作基础上,选择了5件代表性变质杂岩样品(2件长英质片麻岩样品和3件变基性岩样品)开展研究工作。通过岩相学与矿物化学,并结合定量相图计算,确定龙游地区高压基性麻粒岩经历了三个阶段的变质演化过程:(1)压力峰期阶段(M 1),矿物组合为Grt+Cpx+Pl+Hb+Qtz+Ilm,温压条件为855~865℃/1.04~1.15GPa;(2)温度峰期阶段(M 2),矿物组合为Grt+Cpx+Opx+Pl+Hb+Qtz+Ilm,温压条件为870~928℃/0.95~1.11GPa;(3)固相线降温、降压阶段(M 3),矿物组合为Cpx+Opx+Pl+Hb+Qtz+Ilm,温压条件为810~860℃/0.55~0.86GPa。总体构成顺时针样式的PT演化轨迹,反映其成因与造山作用有关。锆石U-Pb定年结果显示龙游地区长英质片麻岩碎屑锆石年龄集中于950~800Ma,高压基性麻粒岩碎屑锆石年龄集中于890~680Ma,显示物源主要来自于新元古代地体,并非古元古代变质基底。龙游地区变质杂岩主要记录了两个阶段的变质锆石U-Pb年龄,分别为460~440Ma和420~400Ma,前者可能代表了压力变质峰期阶段,后者则相当于温度变质峰期后的地体抬升冷却阶段年龄。综合各方面信息,可以认为华夏地块加里东期构造热事件很可能缘于增生后的扬子地块与某一未知陆块发生的陆-陆碰撞造山作用。