高压—超高压变质岩外来^40Ar成因探讨

高压—超高压变质带是地球上重要的地质单元，特殊的形成环境使该类变质岩的矿物中常因含有外来^40Ar而^40Ar／^39Ar年龄偏老，制约了^40Ar／^39Ar年代学在此类岩石中的应用。本文探讨了氩在不同相中的溶解度与分配系数的差异，并着重论述了扩散参数与压力的关系及压力对岩体封闭性的影响，系统总结了高压—超高压变质矿物中外来^40Ar的形成机制。此外，随Fe/Mg、Si/Al、K等组分不同，氩在矿物中保存能力的某种规律性变化、离子孔隙度研究等也从理论上为研究氩的扩散和封闭行为提供了新的视角。在高压—超高压变质过程中多种因素共同作用，氩在这类矿物中的扩散更为复杂。对外来^40Ar形成机制的探讨对揭示高压—超高压变质结晶环境、岩体开放与否、不同矿物对氩保存能力等有重要的指示意义。

超高压变质岩多硅白云母的外来^(40)Ar探讨

采用激光阶段加热40Ar-39Ar定年技术,测定了碧溪岭榴辉岩6个多硅白云母的Ar同位素组成。02BX030MS形成基本平坦的40Ar-39Ar年龄谱,数据点构成很好的正等时线,加权平均年龄和等时线年龄均为697Ma,这一年龄可能接近原岩年龄。DB-1MS、02BX018MS和02BX019MS之40Ar-39Ar年龄谱起伏较大,表观年龄范围为～400Ma至～680Ma。在40Ar/36Ar-39Ar/36Ar正等时线图解上,这3个样品数据点落在下拟合线Reg-Ⅰ和上拟合线Reg-Ⅲ之间。Reg-Ⅰ对应的年龄为436～463Ma,与榴辉岩石榴子石原生流体包裹体年龄基本一致,可能代表了榴辉岩超高压变质作用峰期的年龄;Reg-Ⅲ对应的年龄为541～659Ma,最高年龄值小于02BX030MS的年龄,表明超高压变质作用使多硅白云母产生了不同程度的放射成因40Ar部分丢失。继承40Ar模型可以合理解释高压-超高压变质岩石之多硅白云母40Ar-39Ar年龄明显偏老等地质现象。