辽西义县组火山岩^(40)Ar/^(39)Ar、K-Ar法年龄测定

义县组为辽西地区广泛分布的陆相火山-沉积地层,义县火山旋回分为4个亚旋回。含珍稀化石的湖相沉积层与第二亚旋回火山岩伴生。运用激光微区40Ar/39Ar法、常规40Ar/39Ar阶段升温测年法和K-Ar法,对义县旋回火山岩进行了系统的年龄测定,结果表明,直接覆盖义县组底砾岩的义县旋回第一亚旋回第一小旋回玄武岩的K-Ar年龄为(133.3±2.6)Ma、(133.6±2.6)Ma,激光微区40Ar/39Ar法给出的相关性很好的Ar-Ar等时线年龄为(132.9±4.5)Ma,第三、第四小旋回玄武岩样品40Ar/39Ar阶段升温获得平坦的年龄谱线,坪年龄分别为(130.6±0.5)Ma、(127.7±0.2)Ma;第二亚旋回玄武岩和流纹质凝灰岩样品Ar-Ar等时线年龄为(126.1±1.7)Ma、(127.4±1.3)Ma,第三亚旋回火山岩全岩K-Ar年龄为(124.4±2.4)～(124.9±2.4)Ma。义县火山旋回发生的时间大致介于120～135Ma之间,义县组的时代应为早白垩世。

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。

闪锌矿流体包裹体^(40)Ar-^(39)Ar法定年探讨——以广东凡口铅锌矿为例

本文首次把流体包裹体^(40)Ar-^(39)Ar 测年技术应用于闪锌矿,对凡口铅锌矿的闪锌矿进行了直接定年分析,获得了可靠的等时线年龄和坪年龄。闪锌矿中次生包襄体沿裂隙分布而易于提取,真空击碎的开始5个阶段以次生包裹体释气为主,其数据点在^(36)Ar/^(40)Ar-^(39)Ar/^(40)Ar 图上构成等时线,年龄为(233.6±7.4)Ma(1σ),对应的^(40)Ar/^(36)Ar 初始比值为703±27,表明次生包裹体含有过剩氩,其等时线年龄可能代表了成矿后的一期热液活动的时间。真空击碎第7至17阶段(末阶段)以原生包襄体释气为主,这些阶段构成了平坦的年龄坪,对应的数据点在^(36)Ar/^(40)Ar-^(39)Ar/^(40)Ar 图上构成线性关系很好的等时线,等时线年龄(265.8±10)Ma 与坪年龄(264.4±0.7)Ma 非常一致,代表了闪锌矿的成矿年代,它表明凡口铅锌矿的一期矿化作用发生在二叠纪中期:等时线截距对应的^(40)Ar/^(36)Ar 初始比值为291±2,表明原生包裹体不含过剩氩。闪锌矿流体包裹体^(40)Ar-^(39)Ar定年的成功将为金属硫化物矿床直接定年开辟一条有效的新途径。

40Ar-39Ar同位素定年方法研究进展

40Ar-39Ar同位素定年法是由K-Ar法发展而来,通过将39K利用快中子辐照衰变成39Ar,测量40Ar*/39Ar来获得年龄值。经过长期发展,该方法的测试技术逐渐成熟,其中气体提取发展为常规阶段升温法、激光显微探针法以及真空压碎流体包裹体法;气体纯化主要有冷阱去除法、钛泵吸附法、锆铝泵吸附法;气体测试的质谱仪也在灵敏度、分辨率、背景值等技术指标上有很大提高。40Ar-39Ar同位素定年法在石油、固体矿产等方面应用广泛,尤其在油气成藏时间、成岩成矿作用时间的热年代学研究等领域。

^(36)Ar/^(39)Ar-^(40)Ar/^(39)Ar等时线方法的应用——以新疆查汗萨拉锑、银矿带为例

等时线方法在K Ar年代学中得到广泛应用 ,本文利用一种新的3 6Ar 3 9Ar 4 0 Ar 3 9Ar等时线方法 ,计算查南疆汗萨拉锑、银矿带中石英脉的40 Ar 3 9Ar实验数据 ,并与其他等时线方法进行对比 ,得到非常一致的结果。

华南基岩风化壳型红土的^(40)Ar/^(39)Ar法测年中表生隐钾锰矿的矿物识别和样品制备

介绍了中国南方红土的年代学发展状况,指出前人的红土研究主要集中于松散沉积物型红土剖面,在很多情况下利用常规的定年技术难以直接获取剖面的绝对年代信息。利用风化壳中次生矿物的析出时间作为风化剖面的形成时间无疑是最合理的定年方法,国内已有的风化年代学进展来自以隐钾锰矿为代表的锰钡矿族锰氧化物的~40Ar/~39Ar法定年。风化剖面定年的主要顾虑之一是难以获取纯净的、完全不受地下杂质影响的有意义的定年样,因此,本文重点研究了以隐钾锰矿为代表的锰钡矿族锰氧化物的矿物识别和样品制备。粉晶X-衍射、扫描电镜和能谱分析表明:通过严格的矿物鉴定可以获取合适的矿物单晶,如果加上合理的~40Ar/~39Ar激光阶段性加热分析可以研究含有锰钡矿族锰氧化物的风化壳型红土剖面。

吉林六批叶沟金矿床绢云母^(40)Ar-^(39)Ar快中子活化法定年研究

在六批叶沟金矿石中,精选出与金矿物同期生成的绢云母作为样品,采用40Ar_39Ar快中子活化法测年,获得8个一致相连的平坦型绢云母年龄谱,tp=(190.28±0.30)Ma,氩同位素计算得等时线年龄为(189.98±0.58)Ma,两者完全吻合。等时线截距为(296.9±10.0)Ma,与大气氩的该值(295.5Ma)相比较,两者完全吻合,表明该样品出自未受明显后期热力作用影响的非扰动体系。锁定六批叶沟金矿床主要成矿年龄为190Ma左右,属早侏罗世的燕山早期。

雷州半岛中西部第四纪火山岩的^(40)Ar/^(39)Ar年龄及地质意义

雷州半岛地区第四纪火山岩广泛分布,但对火山岩形成的时代还存在争议。文章利用高精度的激光阶段加热^(40)Ar/^(39)Ar法对雷州半岛中西部火山岩的年龄进行了测定,并结合与相邻地层的接触关系,划分了2个火山活动旋回。第Ⅰ旋回火山岩呈夹层产于湛江组内部,仅见于钻孔ZKC12中,岩性为橄榄拉斑玄武岩;第Ⅱ旋回火山岩在区内分布最广,覆盖在湛江组之上,^(40)Ar/^(39)Ar年龄为2.02~0.88 Ma,时代为早更新世早期至早更新世晚期,结合与周围地层的接触关系,进一步划分为4个喷发期。第1喷发期(Ⅱ_(1))规模最大,出露面积最广,形成2个喷发中心,^(40)Ar/^(39)Ar年龄为2.02±0.03 Ma;第2喷发期(Ⅱ_(2))主要分布于锅盖岭和北插一带,^(40)Ar/^(39)Ar年龄分别为1.77±0.03 Ma、1.70±0.03 Ma;第3喷发期(Ⅱ_(3))喷发中心位于火炬农场,^(40)Ar/^(39)Ar年龄为1.51±0.07 Ma;第4喷发期(Ⅱ_(4))岩性以沿裂隙喷发形成的溢流相的玄武质熔岩为主,^(40)Ar/^(39)Ar年龄为0.88±0.14 Ma。火山活动明显受北东向和北西向基底断裂的控制。研究成果为雷州半岛地区火山活动时代、期次和活动规律研究提供了重要年龄证据。

^(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。

^(40)Ar/^(39)Ar年代学中几个重要问题的讨论

40Ar/39Ar年代学是同位素地质年代学中重要的两个"金钉子"手段之一(另一个为U-Pb法),广泛应用于重大地质事件、地质界线的精确定年,是确定地质年表的主要手段。40Ar/39Ar年代学测定的母体元素钾为常量元素,且实现分析时由于只需测定Ar同位素的比值,因而具有很高的分析精度,因此可以测定非常年轻(数千年)地质体的年龄。此外,由于在自然界中不易发生(物理、化学)反应的特性,Ar在矿物中的扩散可被准确地定量描述,因此40Ar/39Ar年代学也是热年代学的重要支柱,被广泛应用于地球深部物质上涌、折返、剥露、变质的冷却历史,率先提供了解析造山带、地壳作用过程等热历史的定量模型。这些特点使得40Ar/39Ar年代学成为地质年代学的三大支柱之一。那么,近年来该方法发展到了什么程度,其精确度和准确度达到了怎样的高度?为何年轻火山样品中极少发现过剩Ar?高压环境中的样品过剩Ar为何难以辨认?压力影响矿物的封闭温度吗?缓慢冷却K-长石的年龄谱是否可以真实地反映岩体所经历的热历史?多重扩散域模型(MDD)遇到了哪些挑战、该如何应用?40Ar/39Ar法和U-Pb法在构造热过程研究中有何不同的应用?本文对这些问题进行了思考和讨论,以期推动大家对40Ar/39Ar年代学的深入探索,推动其在我国地质研究中的应用。

变斑晶石榴石^(40)Ar-^(39)Ar年龄谱的含义与华北高压麻粒岩变质时代

采用 4 0 Ar- 39Ar阶段加热法研究华北桑干地区高压基性麻粒岩的变斑晶石榴石 ,获得 4 0 Ar- 39Ar坪年龄 185 2± 8Ma,4 0 Ar- 39Ar等时线年龄 186 2± 37Ma。这组年龄相当于高压麻粒岩的变质作用年龄。这一结果表明 ,虽然变斑晶石榴石中仅仅在显微矿物包体、流体包裹体和晶格缺陷中赋存少量的 K+ ,但其生成的 4 0 Ar*仍然能够形成稳定的年龄谱。如果退变质的影响较小 ,4 0 Ar-

油气成藏^(40)Ar-^(39)Ar定年难题与可行性分析

油气成藏作用伴生的矿物种类少,主要为碳酸盐矿物,以及少量石英和黄铁矿等,这些矿物均不适合用传统同位素年代学方法进行年龄测定,因此,油气成藏年龄是同位素年代学尚未解决的一大科学难题。40Ar-39Ar(K-Ar)法是可能应用于油气成藏年龄测定的首选同位素定年方法。从40Ar-39Ar法的优点和实验技术的角度,讨论了油气田样品40Ar-39Ar定年面临的主要技术难题、测定对象、测定方法和可行性。有机杂质气体纯化装置的研制成功,为开展油气成藏40Ar-39Ar年代学研究,并获得可靠的同位素年龄数据奠定了实验技术基础。

大渡河金矿田喜马拉雅期成矿的^(40)Ar/^(39)Ar年龄依据及其意义

大渡河金矿田是扬子地台西南缘一个重要的金成矿集中区。对其中白金台子和三雕两个金矿床含金石英脉的石英进行了^(40)Ar/^(39)Ar快中子活化法同位素年龄测试,获得坪年龄分别为25.4±0.2 Ma和24.7±0.3Ma,相应的等时线年龄分别为24.1±0.1 Ma和22.9±0.1 Ma,反等时线年龄分别为23.8±0.1 Ma和23.0±0.1Ma。这些年龄数据不仅有力地证明了大渡河金矿形成于喜马拉雅构造期,也为更好地认识扬子地台西南缘金矿形成的地质构造背景、矿床成因及成矿规律,进而指导区域找矿提供了依据。

砂岩储层自生伊利石^40Ar-^39Ar定年技术及油气成藏年龄探讨

油气成藏年龄是石油地质学和同位素年代学共同面临的科学难题之一。本文探讨砂岩储层自生伊利石40Ar-39Ar阶段加热技术获得油气成藏年龄的可能性。样品采自南海珠江口盆地第三纪珠海组砂岩储层,采用冷冻加热循环技术缓慢碎裂样品,以减少碎屑长石混入量。释出气体首先经过专门研制的纯化装置,有效地除弃有机杂质气体,然后经过2个NP10Zr/Al泵进一步纯化。06ZJ26I伊利石40Ar-39Ar激光阶段加热分析获得了阶梯状上升的年龄谱。开始3个最低激光能量阶段加权平均年龄(12.1±2.2)Ma(2σ)解释为自生伊利石的最小年龄,可能代表了油气成藏的最大年龄;而较高激光能量阶段坪年龄(98.0±0.9)Ma则代表了砂岩中陆源碎屑长石的年龄。与传统K-Ar法相比,40Ar-39Ar法可以揭示伊利石样品更多的年代学信息。

湘东南锡田钨锡多金属矿床锡石^40Ar/^39Ar直接定年

锡田矿床是近年来新发现的一个大型钨锡多金属矿床。为了探讨锡石直接定年的可能性,拓宽流体包裹体^(40)Ar/^(39)Ar定年对象,本文对锡田钨锡矿床一块矿石的共生白云母和锡石进行了^(40)Ar/^(39)Ar定年对比研究。白云母采用激光阶段加热分析,锡石采用真空击碎法提取流体包裹体进行定年,两者获得了非常一致的^(40)Ar/^(39)Ar年龄。白云母形成平坦的年龄谱,坪年龄为155.6±1.7 Ma(2σ)。锡石真空击碎分析形成了下降型阶梯状年龄谱,最初7个阶段表观年龄明显偏老且迅速下降,表明锡石中次生包裹体含有过剩氩;第8~18阶段形成了年龄坪,对应的^(39)Ar释放量占83.8%,坪年龄为154.3±3.0 Ma。锡石年龄坪数据点构成高度线性相关的等时线,等时年龄为155.1±7.0 Ma,代表了原生包裹体的年龄。锡石原生包裹体年龄与共生白云母年龄一致,代表了锡田矿床的成矿年龄,成矿作用发生在~155 Ma,属华南晚侏罗世大规模钨锡多金属成矿高峰期。在K-Cl-40Ar相关图解上,次生、原生包裹体数据点截然分开,表明次生、原生包裹体的流体性质完全不同,且根据这些图解可以获得锡石次生包裹体年龄约为104 Ma。

新疆哈密镜儿泉伟晶岩型稀有金属矿床^(40)Ar-^(39)Ar年龄及其地质意义

文章通过对哈密镜儿泉伟晶岩型稀有金属矿床中白云母的40Ar/39Ar同位素定年研究,测得该矿床的同位素年龄数据,其坪年龄为(243±2)Ma。这一结果显示,镜儿泉的含稀有金属伟晶岩脉是在印支期形成的,并且在形成之后没有再受到后期地质事件的影响。与阿尔泰成矿省相似,东天山在印支期也发生了伟晶岩型稀有金属的成矿作用。这表明,东天山地区的成矿演化与阿尔泰地区具有可比性,从而为2个地区的地质找矿指出了新的方向。

东川式层状铜矿^(40)Ar-^(39)Ar成矿年龄研究:华南地区晋宁-澄江期成矿作用新证据

本文采用4 0 Ar_3 9Ar真空击碎技术和阶段加热技术 ,测定了采自落雪矿的“东川式”层状铜矿之两个石英样品的年龄 ,获得了 810～ 770Ma的4 0 Ar_3 9Ar等时线年龄 ,这是首次获得的“东川式”铜矿的成矿年龄。这些年龄与作者以前获得的脉状铜矿石英的年龄范围一致 ,远远小于赋矿围岩落雪组的年龄。研究结果表明“东川式”层状铜矿并非沉积成因 ,与脉状铜矿一样 ,也是热液成因 。

闪锌矿^(40)Ar/^(39)Ar真空击碎与阶段加热定年技术

凡口铅锌矿闪锌矿样品40Ar/39Ar真空击碎实验释出较高的39ArK,电子探针分析证实了闪锌矿中含有丰富的钾矿物微晶,因此对该闪锌矿真空击碎分析后的固体粉末继续进行40Ar/39Ar阶段加热分析。真空击碎分析获得了两条明显分开的等时线,对应的等时线年龄～235Ma和～270Ma分别代表了次生、原生流体包裹体的形成年龄。固体粉末阶段加热分析获得了闪锌矿中钾矿物微晶的年龄为～271Ma,与该闪锌矿原生包裹体年龄一致,代表了闪锌矿的成矿年龄。真空击碎和阶段加热实验得到截然不同的K/Ca比值,表明真空击碎法提取的气体主要来自流体包裹体,而加热法释出的气体则主要来自钾矿物微晶。闪锌矿40Ar/39Ar真空击碎与阶段加热分析技术将为探索铅锌矿床直接定年提供新的技术手段。

西南天山大山口金矿床中石英^(40)Ar-^(39)Ar快中子活化年龄及其意义

对新疆西南天山大山口金矿床中2个成矿阶段石英样品进行了40Ar39Ar快中子活化测定,谱线特征均为马鞍型,其坪年龄为(207.16±0.85)～(212.59±0.68)Ma,最小视年龄为(205.54±6.56)～(210.78±6.79)Ma,等时线年龄为(205.67±1.68)～(212.43±2.42)Ma,三者均十分接近,说明所测2件石英样品的年龄值可信。坪年龄代表了含金石英脉的形成时代相当于印支晚期。西南天山一些典型金矿床的成矿作用也发生在此时期内。

自动化^(40)Ar/^(39)Ar定年设备研制

自主研发的小型高效气体纯化系统、二氧化碳激光熔样系统、流体包裹体提取系统和空气氩标定系统,与新一代小型高灵敏度多接收稀有气体质谱仪Argus VI联机,建立了激光阶段加热40Ar/39Ar定年、真空击碎流体包裹体40Ar/39Ar定年和空气氩标定等分析测试方法。开放式Qtegra Noble Gas软件和外部设备控制器Peri Con,使用户能够方便地自主增减和控制外部设备,实现计算机自动控制。通过"触点闭合"方式,Qtegra软件触发国产二氧化碳激光加热熔样软件启动,两者协调工作,实现激光阶段加热40Ar/39Ar定年分析的实验流程全自动化。空气氩分析获得了非常稳定的40Ar/36Ar比值,展示了自制空气氩标定系统和小型纯化系统的卓越性能,可资借鉴。新建40Ar/39Ar实验室为开展油气成藏年代学研究提供了一个高精度的测试平台。