“花岗岩造岩矿物40Ar-39Ar体系的封闭温度≤500℃”质疑--基于角闪石-黑云母40Ar-39Ar年龄与锆石U-Pb年龄对比的证据及Dodson＇s公式存在问题剖析

通过国内外花岗岩体的412对角闪石-黑云母40Ar-39Ar年龄(tAr)与锆石U-Pb年龄(tZr)之间差值ΔtZr-Ar(tZr-tAr)进行的频数统计分析表明:ΔtZr-Ar呈对称正态分布(偏度系数CSK==-0.276,峰度系数CKU=16.52);ΔtZr-Ar既呈正值又有负值,其众数值为0.70Ma,均值为1.15Ma。采用最小二乘法计算,花岗岩体锆石U-Pb年龄与花岗岩角闪石-黑云母40Ar-39Ar年龄拟合出相关系数很高(R=0.996),回归系数接近l的线性回归方程(tAr=1.00453×tZr-1.932)。这些统计特征表明花岗岩角闪石-黑云母40Ar-39Ar定年测定结果与锆石U-Pb定年测定结果在允许的误差范围内是一致的,不存在花岗岩锆石U-Pb年龄>角闪石40Ar-39Ar年龄>黑云母40Ar-39Ar年龄的规律。结合Dodson's矿物封闭温度计算公式中存在问题的剖析,本文得出结论,按Dodson's公式计算得出的花岗岩矿物40Ar-39Ar封闭温度不能代表从花岗岩浆晶出造岩矿物40Ar-39Ar体系的封闭温度。

冀北赤城红旗营子群黑云斜长片麻岩的黑云母^(40)Ar/^(39)Ar年龄及其地质意义

探讨冀北赤城红旗营子群是否经历了印支期的构造热事件。通过对冀北赤城红旗营子群黑云斜长片麻岩样品进行的黑云母40 Ar/39 Ar年龄测定,获得其坪年龄和等时线年龄分别为(238.63±1.44)Ma和(238.77±1.71)Ma,两者基本一致。此年龄数据是黑云斜长片麻岩在晚古生代角闪岩相区域变质作用之后所经历印支期构造热事件的记录。综合分析冀北岩浆作用及其地质年代学特征,认为它可能与区域上同时期的酸性岩浆活动有关,是后者为此次构造热事件提供了必要的热源。

新疆铁木尔特铅锌铜矿床锆石U-Pb和黑云母^(40)Ar/^(39)Ar年代学及其矿床成因意义

新疆铁木尔特铅锌铜矿床位于阿尔泰造山带南缘克兰盆地内,矿体呈脉状产于康布铁堡组火山岩地层中。为准确厘定其成岩成矿时代,作者分别对矿区赋矿火山岩和含矿石英脉中的云母进行了年龄测定,获得2件火山岩样品的锆石LA-ICP-MSU-Pb年龄分别为396±5Ma和405±5Ma,2件黑云母样品的40Ar/39Ar坪年龄分别为240±2Ma和235±2Ma,相应的39Ar/36Ar-40Ar/36Ar等时线年龄分别为238±3Ma和233±3Ma,与坪年龄在误差范围内一致。据此,认为矿区内康布铁堡组火山岩形成于396～405Ma,成矿作用发生于235～240Ma;成岩年龄早于成矿年龄约165Ma。因此,铁木尔特铅锌铜矿为典型的后生矿床,而不可能是同生VMS型矿床。考虑到成矿年龄稍晚于区域大规模变质作用(约250Ma),推测成矿作用与阿尔泰造山带碰撞造山作用有关。结合矿床地质特征和流体包裹体特征,认为铁木尔特铅锌铜矿为典型的陆陆碰撞体制下形成的造山型矿床。

个旧老厂钾质煌斑岩矿物学特征及其锆石U-Pb和黑云母^(40)Ar-^(39)Ar年龄

个旧老厂锡铜多金属矿区出露多条钾质煌斑岩脉,是个旧白垩纪岩浆活动的重要组成部分。本文利用电子探针对煌斑岩进行矿物学特征分析,利用锆石TIMS U-Pb和黑云母^(40)Ar-^(39)Ar进行了煌斑岩年代学研究。煌斑岩辉石斑晶和微晶化学成分近一致,均属普通辉石;黑云母斑晶属壳源铁质-镁质黑云母,而黑云母微晶属壳幔混源型镁质黑云母;中长石斑晶偏基性(An25~40),透长石微晶偏酸性(An1~6)。煌斑岩2颗锆石TIMS U-Pb年龄(87.1±1.3)Ma为捕获的围岩(老卡花岗岩体)锆石的年龄。煌斑岩脉的6个黑云母^(40)Ar-^(39)Ar同位素坪年龄集中在75~70 Ma间(平均72.9 Ma),代表煌斑岩侵位时代,稍晚于个旧中酸性岩浆活动的时代(85~78 Ma)。个旧老厂钾质煌斑岩脉代表壳-幔的相互作用,岩浆起源于古特提斯洋壳板块俯冲的残留板片对地幔楔的交代富集作用而形成的地幔源区。煌斑岩浆侵位的构造背景为俯冲-碰撞后的板内拉伸环境。

花岗岩角闪石-黑云母^(40)Ar-^(39)Ar年龄与锆石U-Pb年龄对比研究及其地球化学意义

通过国内外花岗岩体的207对角闪石-黑云母40Ar-39Ar年龄(tAr)与锆石U-Pb年龄(tZr)之间差值(Δt=tZr-tAr)进行的频数统计分析表明:Δt呈对称正态分布(偏度系数CSK==-0.193;峰度系数CKU=16.9);年龄差(Δt)既呈正值又有负值,其众数值为0.40Ma,均值为0.45Ma。采用最小二乘法计算,花岗岩体锆石U-Pb年龄与花岗岩角闪石-黑云母40Ar-39Ar年龄拟合出相关系数很高(R=0.995)、回归系数接近l(0.997 7)的线性回归方程(tAr=0.997 7×tZr+0.004 5)。这些统计特征表明,从总体来看,花岗岩角闪石-黑云母40Ar-39Ar定年测定结果与锆石U-Pb定年测定结果是一致的,也不存在"花岗岩角闪石40Ar-39Ar年龄>黑云母40Ar-39Ar年龄"的规律。

西秦岭北缘新阳—元龙韧性剪切带中花岗质糜棱岩黑云母^(40)Ar-^(39)Ar年龄及地质意义

西秦岭北缘新阳—元龙大型韧性剪切带是分划西秦岭造山带与祁连造山带的区域主构造边界,通过对其物质组成和构造特征的研究,结合两侧不同(洋-陆)构造环境下各类地质体的研究成果,重点对剪切带内花岗质糜棱岩中黑云母单矿物进行了40Ar-39Ar定年研究。在新阳镇和元龙北剪切带中分别获得(347.95±2.17)Ma(MSWD=1.89)和(351.70±1.72)Ma(MSWD=0.80)的坪年龄,分析确定其应为黑云母的冷却年龄,表明变形时代应在早石炭世早期之前;反映了最晚在早石炭世早期,该剪切带已横切秦岭与祁连造山带并发生强烈的右行走滑构造拼贴作用。

新疆玛因鄂博断裂带中花岗质糜棱岩锆石U-Pb SHRIMP和黑云母^(40)Ar-^(39)Ar年龄及意义

玛因鄂博断裂带具有左型剪切活动特征,分布其中的花岗质糜棱岩呈脉状、条带状产出,展布方向与剪切拉伸方向一致,为同构造花岗岩。其岩石化学为高钾钙碱性系列,属后碰撞“I”型花岗岩;稀土元素含量较高,ΣREE为(239.14~266.31)×10-6;具有中等程度的铕负异常,δEu为0.45~0.66,轻稀土明显富集。其锆石U-PbSHRIMP年龄为281±4Ma,黑云母40Ar-39Ar等时线年龄为236.1±1.2Ma。二者分别代表岩石的侵入年龄和后期的剪切变形年龄。其形成与早二叠世区域性大规模剪切活动有关,而黑云母40Ar-39Ar等时线年龄代表中三叠世早期的剪切变形活动。结合前人资料分析,玛因鄂博断裂的剪切活动持续时间较长,高峰期可能为290~270Ma,而其最后结束时间为230Ma左右。

湖南骑田岭岩体北东部角闪石黑云母二长花岗岩的^(40)Ar—^(39)Ar定年及其意义

对骑田岭岩体主体仰天湖单元粗中粒斑状角闪石黑云母二长花岗岩进行了黑云母40Ar-39Ar年龄测定,获得坪年龄为(155.1±1.8)Ma,等时线年龄为(154.7±1.8)Ma。该年龄样品提高了骑田岭岩体形成时代的面上控制程度,与前人有关高精度年代资料一起说明骑田岭序列为中侏罗世末—晚侏罗世初形成的大岩基,基本排除其内部有其它时代成分的可能。结合骑田岭地区锡矿与花岗岩的关系,认为江口一带具有寻找锡矿的前景。

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。

内蒙古赵井沟铌钽矿床燕山期成矿:来自LA-MC-ICP-MS独居石、锆石U-Pb和黑云母^(40)Ar-^(39)Ar年龄的证据

内蒙古武川县赵井沟铌钽矿是新近取得勘查突破的一例大型铌钽矿床.矿体赋存岩石为含天河石钠长花岗岩,其次为花岗细晶岩、云英岩及天河石花岗伟晶岩.运用LA-MC-ICP-MS法对矿区钠长花岗(细晶)岩脉、正长花岗岩中的独居石、锆石进行了U-Pb同位素年龄测定,同时对石英-黑云母脉中的黑云母进行了^(40)Ar-^(39)Ar定年.4件独居石的LA-MC-ICP-MS U-Pb年龄分别为124±2Ma(MSWD=2.9,n=27)、124±3Ma(MSWD=2.0,n=46)、121±1Ma(MSWD=3.3,n=43)和124±2Ma(MSWD=3.2,n=12),1件锆石的LA-MC-ICP-MS U-Pb年龄为125±1Ma(MSWD=1.6,n=18);黑云母^(40)Ar-^(39)Ar坪年龄为133.84±0.79Ma(MSWD=3.31),40 Ar/36 Ar-39 Ar/36 Ar等时线年龄为134.55±0.79Ma(MSWD=1.93),反等时线年龄为134.58±0.80Ma(MSWD=1.99),这些年龄限定赵井沟铌钽矿形成于早白垩世.综合分析表明,燕山期是内蒙古地区重要的铌钽成矿期,赵井沟铌钽矿是燕山期伸展体制下构造岩浆活动的产物.

雅鲁藏布江墨脱段隆升速率:来自黑云母Ar/Ar年代学证据

为揭示东喜马拉雅构造结及其周边区域完整地质演化过程,对采集自雅鲁藏布江墨脱段10块基岩样品进行黑云母^(40)Ar/^(39)Ar测年,并利用"Pecube"软件对年龄代表隆升剥露速率进行定量计算.样品黑云母^(40)Ar/^(39)Ar年龄范围为11.25~24.04 Ma,对应隆升剥露速率范围为0.25~0.51 km/Ma.雅鲁藏布江墨脱段地壳隆升剥露速率存在明显南北差异,北段隆升剥露速率高出约0.2 km/Ma.年代学数据及计算结果表明,与东喜马拉雅构造结内部相比,雅鲁藏布江下游墨脱段为地壳隆升剥露活动相对较弱区域.与喜马拉雅地体向拉萨地体俯冲过程相关北西、北西西走向逆断层活动,不仅在东喜马拉雅构造结内部区域发育,在其东侧雅鲁藏布江墨脱段也可能发育.

东天山尾亚镁铁-超镁铁岩体侵位年龄新证据

尾亚钒钛磁铁矿床地处新疆天山造山带东段中天山地块,区内可见石英正长岩脉侵入含矿辉长岩类。利用矿区辉长岩类中的黑云母40Ar/39Ar热年代学方法,获得含矿角闪黑云辉橄岩的坪年龄为(248.6±1.7)Ma,略早或近似于前人获得的石英正长岩年龄数据246.6 Ma。该数据与地质事实相吻合,并为解释尾亚地区岩体侵位时间提供新证据。

西藏东南部察隅地区德玛拉岩群的同位素年代学研究及其意义

青藏高原冈底斯地块东南部的德玛拉岩群为一套角闪岩相变质岩系,一直被认为是前寒武纪变质基底,但并没有可靠的年代学证据。论文对采自其中的黑云角闪片岩和黑云母石英片岩进行了锆石LA-ICP-MSU-Pb定年和黑云母39Ar-40Ar定年,测试表明,黑云角闪片岩原岩锆石U-Pb年龄为217.1Ma,由黑云母39Ar-40Ar获得的变质年龄为22.3Ma,黑云母石英片岩中碎屑锆石主要为岩浆成因,年龄范围主要集中在520～600Ma和900～1100Ma,黑云母39Ar-40Ar变质年龄为16.3Ma和22.3Ma。上述结果虽不能完全否定西藏东南部察隅地区前寒武纪基底变质岩系的存在,但至少说明现今的德玛拉岩群中还包含有遭受中生代岩浆侵入的古生代沉积岩,它们在新生代经历了变质和岩浆作用的再造,是一套变质杂岩。

攀西茨达和太和层状岩体时代

由于对攀西层状岩体中的同一岩体采用不同的定年方法获得的年龄结果有较大差异 ,导致对层状岩体的成岩时代产生争议。对攀西古裂谷带内茨达和太和两个层状辉长岩体进行了黑云母4 0 Ar/39Ar法和锆石ELA ICP MS法定年研究 ,结果表明 :茨达不含矿层状辉长岩中黑云母4 0 Ar/39Ar坪年龄为 2 5 6Ma ,太和含矿层状辉长岩中锆石U Pb年龄为 2 15Ma ,其年龄范围在 2 5 6～2 15Ma ,相当于晚二叠世—晚三叠世 ,属于海西晚期—印支期 ,而且不含矿层状辉长岩侵位时间在前 ,含矿层状岩体侵位时间在后。此外 ,根据此次层状岩体同位素地质年龄测定 ,表明其早期侵位时间并非在裂谷张裂之前的成穹阶段 ,而是和峨眉山玄武岩在晚二叠世—晚三叠世张裂阶段的喷溢具有同步性 ,亦显示层状辉长岩的岩浆作用与地幔柱活动 ,以及断裂构造的密切关系。

帕隆藏布江中游地壳剥露特征

为揭示东喜马拉雅构造结演化过程,也为未来可能重大工程建设提供基础地质资料,对帕隆藏布江中游9块基岩样品进行了黑云母^(40)Ar/^(39)Ar测年,并利用“Pecube”软件对该地区的地壳剥露速率进行半定量计算。样品黑云母^(40)Ar/^(39)Ar年龄范围为103~12.5 Ma,对应地壳剥露速率范围为0.068~0.50 km/Ma。帕隆藏布江流域地壳剥露速率具有明显的东西差异特征,下游(西段)地壳剥露速率显著高于中游(东段)。年龄数据及其模拟计算结果表明,相对于东喜马拉雅构造结内部,帕隆藏布江中游流域地壳剥露活动较弱且较稳定。雅鲁藏布江对帕隆藏布江的袭夺,使得帕隆藏布下游(西段)重新进入河流演化幼年阶段,河流快速下切剥蚀可能是导致该地区地壳剥露速率东西差异的原因。

东构造结那木拉断裂带上新世以来强烈活动的年代学证据

为揭示东喜马拉雅构造结那木拉断裂带上新世以来强烈活动特征,对采集自那木拉断裂带的三件基岩样品进行黑云母^(40)Ar/^(39)Ar、磷灰石裂变径迹两种热年代学方法测年;并利用“Pecube”软件对测得年龄数据及断裂带两侧已发表年龄数据进行定量模拟计算。测试结果显示黑云母^(40)Ar/^(39)Ar年龄范围为4.44±0.71 Ma~3.45±0.24 Ma,磷灰石裂变径迹年龄范围为3.7±0.4 Ma~1.8±0.2 Ma。年龄数据及其模拟计算结果表明,约3 Ma以前那木拉断裂带南侧地壳隆升最快,隆升速率约2.5 km/Ma,断裂带以正断层运动特征为主;约3 Ma以来那木拉断裂带北侧地壳隆升最快,约为1.3 km/Ma,断裂带以逆断层运动特征为主。那木拉断裂带运动特征变化可能与约8 Ma以来东喜马拉雅构造结快速地壳隆升剥露区域由南向北逐渐迁移有关。

湘东南宝峰仙地区燕山早期花岗岩地球化学特征及其构造环境

湘东南宝峰仙地区发育有3个小规模花岗岩体,均为黑云母二长花岗岩。黑云母40Ar/39Ar法坪年龄为(156.8±1.8)Ma。ISr值为0.71296~0.71347,εNd(t)值为-7.3^-7.2,t2DM为1.54Ga,成岩物质源自中元古代地壳,并有地幔物质的混染。岩石为准铝质,A/CNK=0.98~1.08,平均1.02;富钾和硅,其氧化物平均值分别为5.34%和74.51%;贫Ti、Mg和Ca,其氧化物平均含量分别为0.18%、0.18%和0.98%,属高钾钙碱性系列。具有明显的Ba、Sr、P、Ti负异常和U、Ta、La、Ce、Nd、Sm、Y正异常;富含稀土元素(平均339.14μg/g)。地球化学特征及区域构造演化背景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。