基于多接收稀有气体质谱Argus VI的激光40Ar-39Ar测年方法及其地质应用

单接收稀有气体质谱仪由于效率、测试精度相对较低,制约了高精度40Ar-39Ar测年的进一步发展.近年来,新一代多接收稀有气体质谱仪在高精度40Ar-39Ar测年中显示出巨大的优势和潜力,并得到了日益广泛的应用.简要介绍了基于多接收稀有气体质谱仪Argus Ⅵ的激光全熔/阶段加热40Ar-39Ar测年实验技术,并对空气氩同位素、标准样品FCs和YBCs以及东昆仑开木其花岗岩体钾长石样品开展了测试研究.结果显示,连续4个月326次循环测试得到的空气氩同位素比值及对应的质量歧视因子(MDF)十分一致,显示了仪器系统良好的稳定性;FCs与YBCs单颗粒全熔"模式年龄"结果表明,仪器在单颗粒、微量样品测试中具有良好的测试精度,"模式年龄"精度可以达到1‰以下(不含衰变常数及标准样品年龄误差);FCs的单颗粒全熔测试获得的J值及F值(40Ar*/39ArK)与萨尔茨堡大学ARGONAUT实验室结果具有相同的变化趋势,均反映了捷克LVR-15反应堆中子通量的梯度变化;对YBCs单颗粒全熔测试获得YBCs与FCs之间的内部校正系数RFCsYBCs=1.045 304±0.000 752(1σ),YBCs单颗粒全熔年龄为29.280±0.086(1σ),与前人结果在误差范围内一致.对东昆仑开木其花岗岩钾长石激光阶段加热测试,得到其坪年龄为229.9±0.2 Ma(1σ,MSWD=1.59),反等时线年龄为229.8±0.4 Ma(1σ,MSWD=1.71).综合区域内已有锆石U-Pb年代学及黑云母、钾长石40Ar-39Ar年代学研究成果,认为开木其岩体钾长石40Ar-39Ar年龄反映了东昆仑晚三叠世的一次快速冷却-剥露过程.

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。

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。

宁芜盆地凹山和东山铁矿床中阳起石的激光^(39)Ar-^(40)Ar年代学研究

文章通过对凹山和东山铁矿床中特征的组合矿物之一伟晶状阳起石进行激光39Ar-40Ar法定年,精确测定了玢岩铁矿的成矿时代。其中东山铁矿中新鲜阳起石(黑绿色)的39Ar-40Ar等时线年龄在126～129Ma之间,与赋矿围岩大王山组火山岩中角闪石的等时线年龄(127Ma)一致,证明成矿与成岩密切相关,成矿与成岩是同时期的产物。而凹山铁矿中蚀变阳起石(灰绿色)的39Ar-40Ar等时线年龄为(114±16)Ma。2种阳起石分别形成于成矿作用的不同阶段,黑绿色新鲜阳起石与磷灰石、磁铁矿同期形成,形成于岩浆向热液演化的高温阶段,在成岩和成矿之后的冷却过程中,矿体和潜火山岩体具有相同的闪石封闭温度(500℃±);而灰绿色蚀变阳起石形成于中期阳起石(透辉石)-钠长石-磷灰石-磁铁矿化矿体围岩蚀变阶段。

吉林延边地区浅成热液金(铜)矿床的^(40)Ar/^(39)Ar激光探针测年与成矿时代讨论

延边地区是中国东北部陆缘浅成热液金铜矿床发育的地区之一,广泛发育着浅成热液金矿床、中温热液金(铜)矿床和中深成中高温热液富金铜矿床(类斑岩型);富金铜矿床的成矿时代发生在105～102 Ma,为了进一步确定浅成热液金矿床与中深成中高温热液富金铜矿床的成矿动力学背景,采用流体包裹体的^(40)Ar/^(39)Ar激光探针定年法,对该区典型浅成热液金矿床进行了精细的年代学测定,获得刺猬沟金矿床、五星山金矿床和杜荒岭金矿床的脉石矿物石英流体包裹体的^(40)Ar/^(39)Ar等时线年龄分别为(141±7)Ma、(123±7)Ma和(107±6)Ma,其中刺猬沟金矿床((141±7)Ma)和五星山金矿床((123±7)Ma)的脉石矿物石英流体包裹体含有过剩放射性成因^(40)Ar,而杜荒岭金矿床((107±6)Ma)的脉石矿物石英流体包裹体几乎不含或含极少量过剩放射性成因^(40)Ar。结合最新获得的相关地质体的精细年代学成果,认定该区浅成热液金矿床成矿作用均发生在早白垩世晚期,或发生在早白垩世晚期火山喷发、浅成岩浆就位之后,其形成环境与富金铜矿床一致,为古太平洋板块向亚洲大陆正北向俯冲转入Izanagi-Farallon板块西向俯冲的构造转换期。

延边海沟金矿床石英流体包裹体激光探针^(40)Ar/^(39)Ar测年与成矿背景

海沟金矿为一大型贫硫化物石英脉型金矿床,长期以来其形成时代一直存在争议,致使矿床成因研究受到较大影响,成矿预测等方面研究进展缓慢。采用石英流体包裹体的40Ar/39Ar激光探针定年法对该金矿床进行了精细的年代学测定,获得主成矿阶段石英流体包裹体的40Ar/39Ar正、反等时线年龄分别为(170±20)Ma和(172±16)Ma,MS WD分别为0.31和0.35,40Ar/36Ar比值分别为298±4和299±4;进一步剔除接近大气的成分点和过剩氩高的成分点,计算获得等时线年龄为(170±38)Ma(40Ar/36ArInt.=299±10)和(165±52)Ma(40Ar/36ArInt.=303±23)。结合已有同位素年代学研究成果,进一步明确了海沟金矿床主成矿期发生在早侏罗世晚期,成矿作用与中生代库拉板块向亚洲板块俯冲、特别是由此引发的华北板块东缘与兴蒙造山带东段的强烈拼贴并诱发的岩石圈加厚、减薄作用密切相关。

延边天宝山多金属矿床的矿物流体包裹体激光探针^(40)Ar/^(39)Ar测年及其地质意义

延边天宝山为一座大型中高温热液多金属(铅,锌,铜,钼等)矿床,由新兴铅锌、立山铅锌铜和东风铅锌铜钼3个中型矿床所组成,研究采用单矿物流体包裹体的40Ar/39Ar激光探针定年法对其含矿石英脉进行了精细的年代学测定以确定该矿床形成时代和成矿流体来源;实验室获得的40Ar/39Ar正反等时线年龄分别为(175±10)Ma和(175±18)Ma;经验证实剔除部分接近大气的成分点和过剩氩的成分点,重新计算的正、反等时线年龄分别为(179±11)Ma和(179.1±9.8)Ma,MSWD分别为0.95和0.99,40Ar/36Ar比值分别为297.8±2.7,297.6±2.5;结合区域地质特征,认为天宝山多金属矿床的成矿应发生在早侏罗世晚期,成矿流体是以岩浆热液为主、少量大气水和地壳流体参与的混合流体。

黑龙江省东宁县金厂金矿石英和闪锌矿激光^(40)Ar-^(39)Ar法年龄及其找矿意义

黑龙江省东宁县金厂金矿是滨太平洋成矿域浅成低温-斑岩成矿系统中极具代表性的特大型金矿床。矿区已发现爆破角砾岩筒型、环状-放射状裂隙充填型、似层状微细脉浸染型和断控构造破碎带蚀变岩型等矿化类型。为确定成矿时间,作者应用高精度单颗粒激光熔蚀氩氩法,选择Ⅻ号破碎带蚀变岩型矿体中多金属硫化物-石英脉中石英和J-9号爆破角砾岩筒型矿体中闪锌矿进行年龄测定。获得Ⅻ号矿体石英40Ar/39Ar等时线年龄为119±5Ma(MSWD=6.3),J-9号矿体闪锌矿40Ar/39Ar等时线年龄为129±0.8Ma(MSWD=3.7),限定了成矿作用的上限。结合最新获得的相关成矿地质体精细年代学成果,进一步认定金厂金矿成矿时代为燕山晚期,成矿与同时代闪长玢岩-花岗闪长斑岩关系密切。金厂金矿成岩、成矿环境具备寻找富金斑岩型铜矿的有利条件,与成矿关系密切侵入岩呈岩脉、岩枝状,指示矿区剥蚀程度浅,深部还有发现斑岩型Au(Cu)矿化的可能。

激光显微探针^(40)Ar-^(39)Ar定年技术——大别山朱家冲榴闪岩年代学研究

高空间分辨率紫外激光显微探针40Ar-39Ar定年技术在钾矿物环带、次生加大边、多世代矿物和难分选矿物之年代学研究中发挥越来越重要的作用。南大别山朱家冲榴辉岩经过角闪岩相退变质作用,形成榴闪岩。本文利用激光显微探针40Ar-39Ar定年技术成功测定了朱家冲榴闪岩之石榴子石环外的角闪石"绿眼圈"年龄为217±3Ma,石榴子石环内的多硅白云母年龄265±3Ma,环外的钠云母年龄223±4Ma。榴闪岩基质激光阶段加热40Ar-39Ar分析,获得高温阶段坪年龄为230Ma。多硅白云母年龄可能指示朱家冲榴辉岩超高压变质作用发生在265Ma之前;基质年龄代表了退变质作用峰期发生于230Ma;而217Ma角闪石"绿眼圈"为退变质作用晚期产物。这些40Ar-39Ar年龄印证了岩石薄片观察的矿物结晶顺序。

大兴安岭中段突泉盆地高Mg#火山岩激光全熔^(40)Ar/^(39)Ar测年与地球化学特征

对大兴安岭中段突泉盆地中出露的高Mg#火山岩进行了详细的岩石学、激光全熔40Ar/39Ar测年及地球化学研究,讨论了该组火山岩成因、岩石物质来源及其地质意义.突泉盆地高Mg#火山岩为一套中酸性岩石,化学成分显示其主要为安山岩与英安岩.岩石激光全熔40Ar/39Ar测年结果显示火山岩年龄为136.0±2.0 Ma,形成于早白垩世早期.火山岩地球化学特征总体表现出了埃达克质岩石的地球化学特征:SiO2≥57.50%,A12O3≥16.66%,MgO<3.31%,Mg#>45,贫Y(平均值17.53×10-6),贫Yb(平均值1.84×10-6),高S(r>534×10-6),高Ba(789×10-6~925×10-6);Sr/Y=22.71~73.54,Y/Yb=8.95~11.32;REE分异明显,富集LREE,亏损HREE;无明显Eu异常(平均Eu/Eu*=0.94).该套高Mg#火山岩可能是加厚基性下地壳发生部分熔融并与底侵的基性岩浆混合的产物.结合大兴安岭中生代盆岭构造演化的特点,突泉盆地早白垩世高Mg#的埃达克质火山岩形成于蒙古-鄂霍茨克洋(古太平洋)闭合造山阶段碰撞构造背景,岩浆源区性质主要归因于增厚的造山带下地壳部分熔融作用.

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。

激光显微探针^39Ar—^40Ar测年方法的两个应…

作者用激光显微探针＾３９Ａｒ－＾４０Ａｒ测年技术测定高原北部东昆仑南韧性剪切 糜棱岩和粤西云开林岩中多期矿物的年龄，从而确定出形成这些多期矿物的地质事件的时代。

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）。

内蒙古锡林郭勒晚新生代熔岩台地^(40)Ar/^(39)Ar年代学研究

内蒙古锡林郭勒盟达里诺尔与阿巴嘎新生代大规模熔岩溢流火山作用形成数千平方千米的熔岩台地。本文利用^(40)Ar/^(39)Ar年代学测试技术以及ALOS-DEM数据研究熔岩台地时空分布规律。达里诺尔与阿巴嘎火山作用早期都有大规模熔岩溢流形成熔岩台地,晚期单成因火山作用形成零散分布的火山渣锥。贝力克牧场平顶山高低两级熔岩台地分别形成于~2.5Ma和~1.1Ma,阿巴嘎火山群熔岩台地形成于约6.2~7.5Ma。本文提出区域剥蚀模型解释在火山群边缘常见的多级熔岩台地的成因。火山作用与当地特殊气候引发的区域剥蚀共同作用造成多级熔岩台地地貌。

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。

^(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。

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。

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。

青藏高原羌塘中部不同时代榴辉岩的识别及其意义——来自榴辉岩及其围岩^(40)Ar-^(39)Ar年代学的证据

羌塘中部高压变质带由榴辉岩、石榴子石白云母片岩、蓝片岩等组成,与蛇绿混杂岩、晚古生代浅变质地层岩片等共同构成了龙木错-双湖板块缝合带这一构造混杂岩带。目前已先后在片石山地区、果干加年山地区和冈玛错地区发现典型的榴辉岩,以片石山和果干加年山地区的榴辉岩为研究对象。片石山地区的榴辉岩为低温型榴辉岩,围岩为石榴子石白云母片岩,变质作用峰期温压条件为T=500℃,p=2.3GPa。已获得230～244Ma锆石SHRIMP U-Pb年龄和石榴子石Lu-Hf等时线年龄,代表榴辉岩相变质作用的时代。榴辉岩及其围岩在误差范围内具有相同的Ar-Ar年龄,为210～220Ma,代表了榴辉岩及其围岩冷却抬升至近地表的时代。果干加年山地区的榴辉岩具有和片山地区榴辉岩相似的野外产状、矿物组合、温压条件和围岩。Ar-Ar年代学研究显示,果干加年山地区的榴辉岩在240Ma左右即已折返并抬升至近地表,其变质作用峰期时代明显要早于片石山地区。

新疆祁漫塔格柯可卡尔德钨锡矿床控矿构造及（40）~Ar-（39）~Ar年代学研究

位处新疆东昆仑祁漫塔格地区的白干湖是中国西部最新探明的一个具超大型远景规模的钨锡矿田,柯可卡尔德是其中勘查程度最高、规模最大的钨锡矿床。文章在对柯可卡尔德钨锡矿地质特征详细野外调研和剖析的基础上,重点开展了控矿构造和白云母40Ar-39Ar定年研究。结果表明,该矿区内构造活动强烈且具多期次性,可划分为成矿前向西右旋剪切构造、成矿期以NE向为主的左旋张扭性断裂和成矿后近SN向正断层性质断裂等3期。应用白云母40Ar-39Ar同位素测年技术,分别测得了强云英岩化钨锡矿化花岗岩脉内白云母的积分年龄为(411·7±2·6)Ma,等时线年龄为(411·8±4·7)Ma(n=8,MSWD=0·21);黑钨矿-石英脉垂直脉壁生长的片状白云母的积分年龄为(412·8±2·4)Ma,等时线年龄为(414·6±3·9)Ma(n=10,MSWD=0·22),厘定了该矿床的成矿时代为晚志留世,认为其形成于东昆仑地区加里东造山旋回的后碰撞构造阶段。