评介Smith等的热河群^(40)Ar-^(39)Ar同位素测年结果

对Ｓｍｉｔｈ等１９９５年热河群４０Ａｒ－３９Ａｒ同位素测年工作的背景以及各样品的采样地点、层位与测年目的等作了补充介绍．由于Ｓｍｉｔｈ等的论文中将３组后期火山岩的测年结果分别误解为义县组下部与上部地层的同位素年龄，因而整体上混淆了义县组不同层位的测年结果．Ｓｍｉｔｈ等１９９５年发表的６组样品的测年数据实际上至少代表了４个与热河群义县组相关层位的４０Ａｒ－３９Ａｒ同位素年龄：１２２．９±０．３Ｍａ（凌源大新房子沉积层下伏火山岩）、１２２．１±０．２～１２２．５±０．３Ｍａ（凌源二十里堡沉积层）、１２１．５±０．９～１２１．６±０．５Ｍａ（义县金刚山沉积层上覆火山角砾岩）、１２０．８±０．４～１２１．４±０．７Ｍａ（后期火山岩）。

^(40)Ar-^(39)Ar同位素测年方法及其应用

40Ar-39Ar测年法的出现,为同位素地质年代学开辟了一个新的领域;但过剩氩的存在、年龄谱的分析方法,又制约着地质事件的年龄解释。在介绍该方法的原理、校正、年龄谱的分析和应用及过剩氩问题等方面内容的基础上,结合阿尔金断裂研究实例,对该断裂中的新生矿物进行了40Ar-39Ar测年,进而确定了阿尔金断裂走滑活动的年龄。

湘东锡田垄上锡多金属矿床^(40)Ar/^(39)Ar同位素定年研究

垄上锡多金属矿床是湘东锡田锡矿田中的一个大型矿床,矿体赋存在锡田复式花岗岩体与泥盆系中统棋梓桥组的接触带中。笔者以白云母为测试对象,利用40Ar/39Ar同位素定年方法,精确厘定了该矿床的形成时间。结果表明:垄上矿床2个白云母样品的40Ar/39Ar坪年龄分别为(155.6±1.3)Ma、(157.2±1.4)Ma,等时线年龄分别为(155.4±1.7)Ma(MSWD=0.74)、(156.5±1.7)Ma(MSWD=1.4),与该矿田中的荷树下锡多金属矿床的成矿年龄(150Ma)在误差范围内一致,也与锡田复式岩体早期花岗岩侵入时间(151～165Ma)吻合。因此得出以下认识:湘东锡田地区主要锡多金属矿床的成矿年龄为150～160Ma;成矿作用与区内的锡田复式花岗岩体关系密切,它们都是华南燕山早期大规模成岩成矿作用高峰期的产物。

北山地区南金山金矿床的^(40)Ar-^(39)Ar同位素年代学及其流体包裹体特征

本文对甘肃北山地区肃北县南金山金矿床的成矿年代学和成矿流体进行了系统研究。40Ar-39Ar同位素测年结果表明,南金山金矿石中绢云母的40Ar/39Ar坪年龄为242.8±0.8Ma,相当于印支早期,略晚于南金山金矿床附近闪长岩中黑云母的40Ar/39Ar坪年龄(244.2±0.3Ma),这表明印支早期闪长岩对南金山金矿床的形成起着重要的控制作用。流体包裹体研究表明,成矿流体的形成温度主要为160～240℃,属于中低温范围;成矿流体的盐度变化于0.88%～11.81%(NaCleq),并主要集中在6%～7%(NaCleq)之间,属于中低盐度范围;估算的成矿压力集中在100～160MPa。成矿过程中可能存在高盐度流体与低盐度流体的混合。结合前人研究成果,南金山金矿床应该属于与侵入岩有关的中低温热液型金矿床。

激光显微探针^(40)Ar/^(39)Ar同位素定年

已有 5 0年历史的K Ar定年法 ,由于过剩Ar和Ar丢失的普遍发现 ,使其最广泛的应用面临着严重挑战。40 Ar/ 3 9Ar分步加热释氩法是常规K Ar定年法的发展 ,它克服了常规K Ar定年法的一些局限 ,又可以测定岩浆构造热事件。激光显微探针40 Ar/ 3 9Ar定年法是在 2 0世纪末把聚焦激光束应用在40 Ar/ 3 9Ar分步加热释氩法中而发展起来的一种定年方法。它既具有常规K Ar定年法和40Ar/ 3 9Ar分步加热释氩法的所有优越性 ,又把定年引入微观领域。特别是在 2 0世纪的最后几年 ,以激光显微探针40 Ar/ 3 9Ar定年方法的完善和精度的提高为标志 ,把K Ar年代学研究推向了一个新的里程碑。微区微量高精度高分辨定年 ,把定年时限扩展到人类历史范畴 ,精细的分析技术拓宽了年代学的应用范围 ,使之解决的地质问题更广泛和深入 ,并且开始冲击着地球科学中的某些热点和难点课题。

^(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。

甘肃厂坝—李家沟超大型铅锌矿床成因与成矿背景——矿床地质、矿物元素地球化学和^(40)Ar-^(39)Ar同位素年代学证据

厂坝—李家沟铅锌矿床位于甘肃西成多金属矿集区北部、吴家山背斜北翼,矿体主要赋存于中泥盆统安家岔组海相碳酸盐-碎屑岩建造体系中。矿床地质特征研究表明,厂坝—李家沟铅锌矿床成矿可划分为沉积和接触交代热液两期,后者又分为干矽卡岩、湿矽卡岩、石英-硫化物和碳酸盐岩4个阶段。矿石矿物元素分析和蚀变矿物绢云母的^(40)Ar-^(39)Ar测年实验结果表明:沉积期黄铁矿(Py_(1))As质量分数和S/Fe(原子比)值出现完全相反的分布趋势,说明As主要以类质同象取代S,富集在沉积的黄铁矿晶格内;根据黄铁矿(Py_(1))的S/Fe值(2.009~2.059,平均为2.037)、闪锌矿(Sp_(1))的S/Zn值(1.059~1.101,平均为1.079)与Fe的质量分数(1.56%~3.64%,平均为2.56%),说明沉积成矿过程富硫(S^(2-))、锌(Zn^(2+))而贫铁(Fe^(2+))。总体表明沉积成矿期成矿环境为低还原硫浓度,细菌通过还原硫酸盐而成矿。接触交代热液早期浸染状黄铁矿(Py_(2))的S/Fe值(1.982~1.997,平均为1.993)与脉状成矿阶段黄铁矿(Py_(3))的S/Fe值(1.951~2.012,平均为1.989)相比,以及脉状闪锌矿(Sp_(2))的S/Zn值(1.118~1.215,平均为1.160)、Fe的质量分数(4.28%~8.44%,平均为6.43%)与浸染状闪锌矿(Sp_(3))的S/Zn值(1.128~1.243,平均为1.179)、Fe的质量分数(5.39%~7.57%,平均为6.40%)对比相结合,推断接触交代热液期为高硫逸度的高温流体,伴生流体混合作用经过降温过程而成矿。结合沉积期赋矿地层时代和本次获得热液蚀变绢云母^(40)Ar-^(39)Ar坪年龄((190.5±2.2)Ma),进一步揭示晚古生代中泥盆统海相沉积周期性变化可能是导致该矿床韵律型层状矿体发育的主要因素,而中生代早侏罗世岩浆作用是导致块状、脉状矿体发育的关键因素。

山西中条山地区篦子沟、南河沟铜矿云母^(40)Ar-^(39)Ar同位素年龄及其对成矿构造背景的约束

篦子沟、南河沟铜矿床位于华北克拉通中部造山带南缘,是山西中条山地区胡篦型铜矿的典型代表,因严格受地层控制,呈层状、似层状产出,也被认为是沉积岩型层状铜矿床。这些矿床的成矿年龄仍未被精确测定,成矿时代长期存在争议。在矿床学研究的基础上,对篦子沟、南河沟铜矿内与矿化有关的蚀变黑云母开展了高精度的^(40)Ar-^(39)Ar测年。获得篦子沟铜矿床黑云母^(40)Ar-^(39)Ar坪年龄为1825±13 Ma(MSWD=8.86),对应的等时线年龄为1820±13Ma(MSWD=5.67),反等时线年龄为1820±13 Ma(MSWD=5.63);南河沟黑云母^(40)Ar-^(39)Ar坪年龄为1861±14 Ma(MSWD=8.17),对应的等时线年龄为1864±16 Ma(MSWD=8.31),反等时线年龄为1865±16 Ma(MSWD=8.47)。2个矿床的成矿年龄在误差范围内一致,表明胡篦型铜矿热液期矿化年龄限定在1850 Ma左右。此年龄与中部造山带约1.85 Ga峰期变质和退变质作用时间一致,综合已有研究成果推测,该期成矿事件与碰撞造山事件耦合。区域上,在侵入中条群的基性岩内发育含矿石英脉,对脉内与硫化物伴生的白云母进行^(40)Ar-^(39)Ar定年,获得其坪年龄1851±13 Ma(MSWD=7.47),对应的等时线年龄为1844±19 Ma(MSWD=7.30),反等时线年龄为1844±19 Ma(MSWD=7.28),说明基性岩内的含矿石英脉与矿区内的热液期矿化为同一地质事件的产物,印证了碰撞造山过程中产生的变质流体广泛作用于区域各地质体,且影响范围广泛。

青藏高原北缘中生代伸展构造^(40)Ar/^(39)Ar测年和MDD模拟

沿着青藏高原北缘的阿尔金山脉东段 ,发育了长度大于 30 0km、EW走向的拉配泉断裂。中美合作阿尔金课题组的地质填图结果表明 ,该断层实际上是一条南倾的正断层 ,局部倾角可以低至 30°以下。沉积学和热年代学研究控制了拉配泉断裂的活动时代 :早—中侏罗统地层可以解释为断裂上盘的伸展盆地沉积 ;下盘岩石中钾长石40 Ar/ 3 9Ar测年和MDD模拟给出 2个阶段的冷却事件 ,早期事件出现在约 2 2 0～ 187Ma之间 ,晚期事件出现在早白垩世晚期 (约 10 0Ma)。早期事件代表了拉配泉断裂正断作用的主要阶段。

内蒙古大青山逆冲推覆构造带中泥质板岩激光微区^(40)Ar/^(39)Ar年龄

大青山逆冲推覆构造下盘发育一套泥质板岩,它们是由二叠系泥岩、粉砂质泥岩和粉砂岩、细砂岩遭受逆冲推覆变形引起的动力变质作用改造形成的,发育一组透入性劈理构造。通过岩石薄片鉴定,沿劈理面形成绢云母、白云母和绿泥石等同构造新生矿物。对其中新生白云母矿物进行了激光微区40Ar/39Ar测年,获得了(121.6±1.6)Ma的等时线年龄。野外地质证据表明了大青山逆冲断层发生过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。(121.6±1.6)Ma年龄代表燕山期逆冲推覆事件发生时间。

新疆阿尔泰萨尔朔克金多金属矿区岩浆活动—剪切变形时限——锆石U-Pb和绢云母^(40)Ar/^(39)Ar测年证据

萨尔朔克金多金属矿位于新疆阿尔泰南缘阿舍勒盆地,矿体赋存于沿火山通道充填的潜火山岩(流纹斑岩)中,矿化类型较为多样,主要呈浸染状、脉状和细脉状产出,矿床的形成与潜火山热液密切相关。该矿区外围广泛发育无明显矿化的流纹斑岩,且普遍发育韧性剪切变形现象,流纹斑岩和韧性剪切变形的时限都不明确,严重制约着外围找矿勘查工作的进展。本文在详细的野外地质调查和室内镜下鉴定的基础上,应用LA-ICP-MS锆石U-Pb和绢云母^(40)Ar/^(39)Ar测年方法对外围的流纹斑岩和韧性剪切带中的糜棱岩进行了年代学研究。获得无明显矿化的流纹斑岩的年龄为371.3±1.2 Ma,结合课题组对矿化流纹斑岩的年代学研究成果,表明流纹斑岩形成于382~371 Ma之间,但主成矿作用只发生在中泥盆世晚期,371 Ma可能代表了阿舍勒组最晚期岩浆侵入活动事件,但没有伴随矿化作用。绢云母在糜棱岩中沿剪切面理分布,属于韧性剪切变形的新生矿物,其坪年龄为254.4±1.8 Ma,与等时线年龄(254.0±3.7 Ma)在误差范围内一致,代表了新生绢云母的形成年龄,暗示该韧性剪切带形成时间为晚二叠世末期,为额尔齐斯区域大规模剪切—走滑活动之后的局部剪切活动;该韧性剪切作用只对矿化进行了改造,并没有富集成矿。

国内外年轻火山岩K-Ar、^(40)Ar-^(39)Ar测年的新进展

用K -Ar和4 0 Ar- 39Ar方法测定年轻火山岩年龄的技术关键在于如何有效规避过剩氩的影响和提高放射成因氩的相对含量。通过去除火山岩中可能含过剩氩的成分、选取样品中高钾成分作为测量对象、在实验中合理去气等措施 ,完全可以准确测定几万a至几千a期间的火山活动年龄。例如Renne等利用4 0 Ar - 39Ar法测定意大利威苏威火山公元 79年大喷发的熔岩年龄为距今(192 5± 94 )a ,与历史记载惊人的一致 ;Gillot等人测定Roccamonfina火山的白色粗面质凝灰岩(WTT)中透长石的4 0 Ar- 39Ar年龄为 32 8～ 333ka ,与透长石和黑云母的K -Ar年龄一致。

延边地区闹枝铜金矿床绢云母^(40)Ar-^(39)Ar测年及成矿时代探讨

闹枝矿床是延边地区著名的热液铜金矿床。为明确其成矿时代,进行了硫化物石英脉中的脉石矿物绢云母的^(40)Ar/^(39)Ar测年。实验测试获11组数据,坪年龄为(128.6±1.4)Ma,等时线年龄为(130±30)Ma。结合已有的相关成果,认为其应代表该矿床成矿作用的上限,略早于延边地区斑岩型铜金矿、浅成低、高硫化型金矿床,为中生代古太平洋板块向欧亚板块不同方向俯冲的产物。

南天山南缘晚泥盆世构造事件的^(40)Ar/^(39)Ar定年证据及其意义

南天山南缘前陆褶皱冲断带在独库公路范围内出露于铁力买提达坂一带,其构造岩片主体向南逆掩于塔里木盆地之上,构造样式以双向逆冲为特征。相关韧性剪切带中白云母矿物^(40)Ar/^(39)Ar同位素测年获坪年龄368±1Ma和等时线年龄368±6Ma。结合区域构造分析,这条作为南天山中央地块南部构造边界的大型复合式构造带,主要形成发育时限为晚泥盆世-早石炭世,并在二叠纪重新活动。前者可能是是南天山洋盆向北俯冲于伊犁地块之下的构造变形过程的痕迹,后者则可能是由伊犁-塔里木复合地体与北天山地块在晚石炭世-早二叠世发生碰撞而导致的构造变形。

广东清远—高要金矿的^(40)Ar/^(39)Ar测年

广东新州至高要一带是广东主要的金矿带,那里有著名的河台金矿以及新州金矿和一些有远景的矿点。各地的金矿类型是不同的,关于金矿化时期是根据以往一些间接的地质资料推断的,没有直接的年代学资料。用40Ar/39Ar测年法测定了该地区主要矿床(点)中与金共生的绢(白)云母年龄,根据测年资料将区域金矿化分为四期,其时序是:早侏罗世184—171Ma,晚侏罗世141士6Ma,早白垩世133士2Ma和晚白垩世99士1Ma。

郯庐断裂带肥东段走滑运动的^(40)Ar/^(39)Ar法定年

郯庐断裂带在华北与华南板块碰撞之后是否发生过大规模左行平移及其准确的时间,仍然是存在着争议的重要问题。郯庐断裂肥东段地表出露了大规模的、北北东走向的韧性剪切带。野外构造、显微构造与石英C轴组构分析皆指示为左旋走滑韧性剪切带。糜棱岩中变形矿物组合与矿物变形行为指示该韧性剪切带形成于中—高绿片岩相环境。通过对该段走滑糜棱岩中角闪石与黑云母的40Ar/39Ar年代学研究,本次工作中获得了一个角闪石(N14)的40Ar/39Ar坪年龄为143.3±1.3Ma(早白垩世初),据变形温度判断其代表了该断裂带左行平移中的变形年龄。该糜棱岩(N14)中新生的黑云母40Ar/39Ar坪年龄为134.1±0.6Ma,而同一采场中另一糜棱岩(N13)中新生黑云母40Ar/39Ar坪年龄为130.3±0.6Ma,皆指示了左行平移活动的冷却年龄。另外4处走滑糜棱岩中黑云母的40Ar/39Ar坪年龄分别为137.2±0.8Ma(N47)、135.6±0.6Ma(N17)、124.8±0.7Ma(N21)和125.9±0.4Ma(N22),也都属于冷却年龄,反映了该走滑韧性剪带内的不均匀冷却现象。由此变形年龄与冷却年龄可以判断该断裂带的左行平移持续时间不超过6Ma左右。由N14糜棱岩中的角闪石与黑云母坪年龄得到该处的平均冷却速率为21.7℃/Ma,属于较快速的冷却。本次40Ar/39Ar测年结果。

豫西熊耳山地区沙沟银铅锌矿床成矿的^(40)Ar-^(39)Ar年龄及其地质意义

豫西沙沟、铁炉坪和蒿坪沟银铅锌矿构成秦岭地区最大的银矿集区,初步探明银金属储量约4000t。在这3个矿区中矿脉群受NE向断裂的控制,单个矿脉仅数厘米到数十厘米厚,但延长达数千米和延深数百米,矿石银品位极高,是一种罕见的工业性矿床。本次研究在沙沟矿区的近矿蚀变岩中选取绢云母和铬云母进行40Ar/39Ar年龄测定,获得坪年龄为(145.0±1.1)Ma和(147.0±1.5)Ma,相应的等时线年龄为(145.2±2.5)Ma和(147.6±2.3)Ma。这些年龄数据与熊耳山地区的三道庄—南泥湖钼钨矿成矿年龄基本相同,鉴于在沙沟矿区银铅锌矿脉于深部钼矿化越来越强以及在邻区可见到围绕中生代花岗岩体发育的斑岩型_矽卡岩型钼钨矿及外围的脉状和破碎带型铅锌银矿的矿化分带之现象,可以认为银铅锌与钼钨矿化属于同一成矿系统。

西秦岭寨上金矿床中石英和绢云母^(40)Ar/^(39)Ar定年

寨上金矿是西秦岭地区近年新发现的大型金矿床。为确定该金矿床的成矿时代,对其含金石英、蚀变绢云母进行了40Ar/39Ar快中子活化法测定。2件样品的40Ar/39Ar坪年龄及等时线年龄分别为(130.62±1.38)Ma、(129.24±1.23)Ma和(125.28±1.26)Ma、(125.56±1.20)Ma,测试结果可信。40Ar/39Ar法年龄测定结果表明,寨上金矿床形成于燕山晚期,并可能历经了约5Ma时间最终形成。对西秦岭地区已有的金矿床测年数据进行分析后认为,该区可能存在3个金矿成矿高峰期,即220~170Ma、130Ma前后和50Ma左右。

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 。

江西银山多金属矿床蚀变绢云母^(40)Ar-^(39)Ar年龄及其地质意义

江西银山矿床是一个与火山_次火山热液有关的多金属矿床。文章通过对该矿床九区与铜金矿化有关的蚀变英安斑岩和石英斑岩中绢云母的40Ar-39Ar快中子活化年龄测试,获得蚀变英安斑岩中绢云母的坪年龄和等时线年龄分别为(178.2±1.4)Ma和(179.6±2.9)Ma;蚀变石英斑岩中2件绢云母样品的坪年龄和等时线年龄分别为(175.4±1.2)Ma和(175.3±1.1Ma),(176.2±5.1)Ma和(176.6±3.3)Ma。这些数据表明,银山多金属矿床铜金矿化的成矿时代为175~180Ma。该成果的获得对于进一步认识德兴地区乃至华南地区中生代的地球动力学背景具重要意义。